综述：癌症护理中的数字传感技术：早期检测与个性化诊断的新时代

这篇综述系统阐述了数字传感器平台（DSPs）如何通过整合纳米技术、生物识别材料和人工智能（AI），推动癌症诊断进入实时、高精度和自动化的新时代。重点探讨了生物传感器、芯片实验室（LOC）设备和可穿戴传感器的临床转化潜力，同时分析了其在早期检测、诊断准确性提升和个性化治疗中的突破性应用，并对监管障碍、标准化和伦理挑战提出了前瞻性思考。

　　

数字传感技术开启癌症诊疗新纪元

背景与现状

全球癌症高死亡率背景下，传统诊断方法如影像学（X射线/CT、MRI）和活检存在灵敏度不足或侵入性强的问题。分子诊断工具（如PCR、NGS）虽革新了基因检测，但数字传感技术的崛起真正实现了从"被动诊断"到"主动监测"的跨越。

技术革新核心

数字传感器平台由五大核心构成：

1. 传感元件：检测物理/化学/生物信号（如温度、光信号、ctDNA）
2. 信号处理单元：通过模数转换（ADC）实现数据可读化
3. 传输模块：支持Wi-Fi/蓝牙/LoRa无线传输
4. 供能系统：柔性电池/太阳能供电方案
5. 智能软件：集成AI/ML算法进行实时分析

突破性应用场景

1. 超灵敏早期检测

• 石墨烯场效应晶体管（FET）传感器对肺癌标志物检测限达0.1 pg/mL
• 表面增强拉曼光谱（SERS）平台通过泪液实现乳腺癌无创诊断
• 电子鼻（eNose）对肺癌呼气VOCs检测准确率达97.2%

2. 动态监测革命

• 智能文胸（Smart Bra）采用共面波导天线，可检测>10 mm乳腺肿瘤
• 纹身式电位传感器实时追踪汗液代谢物变化

3. 多组学整合诊断
微流控芯片（LOC）实现：

• CTCs分离效率>90%（前列腺癌）
• 外泌体PD-L1检测指导免疫治疗
• 四联circRNA检测胃癌准确率95%

临床转化挑战

技术瓶颈

• 纳米材料批次差异（如量子点发光稳定性）
• 体液干扰（血清基质效应降低SERS信噪比）

标准化困境

• 数字ELISA与数字流式细胞术的"digital"定义差异
• 跨中心eNose数据重复性偏差（AUC波动0.79-0.95）

伦理新命题

• AI黑箱决策与患者知情权的冲突
• 可穿戴设备连续监测引发的数据主权争议

未来发展方向

下一代技术融合

• CRISPR-Cas12a光电化学平台检测HPV-16（LOD 1.2 pM）
• 自修复水凝胶传感器实现长期肌电监测

临床落地路径

• 分布式诊疗网络（DCCN）降低农村筛查成本
• FDA突破性设备认定加速审批（如PATROL肺癌检测盒）

这场由数字传感技术驱动的癌症诊疗革命，正在重新定义"早诊早治"的临床实践边界。随着材料科学、微流控技术和边缘计算的持续突破，个体化癌症管理的新范式已初现雏形。