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诊断学和全球健康

科瓦利斯,俄勒冈州—在发达国家,大部分人认为得病时获得及时诊断和治疗乃是理所应当之事。事实上,尽管诊断过程——通常情况下包括递交血液、尿液或组织样本进行实验室分析——可能繁琐而昂贵,医疗提供者和高精尖实验室往往门可罗雀。因此,发达国家的疾病负担可以大大下降。

相反,在发展中世界,每年有数百万人死于疟疾等可治疾病,原因是缺乏先进实验室和其他诊断测试。但希望仍在:微流控领域的进步有望通过允许基于实验室的检测这一“金本位”变为“床旁检测”(point of care,POC)改变医疗。

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提供及时准确结果的床旁检测可以为得不到充分服务的人群提供诊断,让他们更早得到治疗并避免误治(当成另一种症状相似的疾病来治)。但是,为了实现这一潜力,床旁检测必须考虑影响医疗应用的诸多影响因素。

首先,床旁检测必须面对特定的环境和操作约束。这些约束可能包括供电不稳、恶劣或不可预知的环境状况、医疗服务提供者和病患之间联系时间太少、用户缺少培训、服务价格约束和地方基础设施不足等,这些因素可能制约相关仪器的维护和维修。

事实上,床旁测试的环境可能是略经训练的医疗服务提供者在有电和制冷设备的诊所中进行,也可能是未受过训练的个人在无温度和湿度控制装置的环境中进行。为了确保尽可能广泛的覆盖,床旁测试应该被设计成在最简陋环境中进行。

类似地,床畔测试必须考虑不同测试对联创效果的要���。尽管诊断疟疾只需要阴性或阳性的结果,但艾滋病毒载量测试需要提供表示测出病毒数量的评分输出(graded output)。

最成功的床旁测试格式之一是妊娠测试,只需要用户的尿液,15分钟就可以得到结果。这类“快速诊断测试”(rapid diagnostic test,RDT)也被用于疟疾和艾滋病等传染病,它满足全球医疗应用的多个关键要求:快速而廉价,可以轻易地通过未受训练的用户进行,并且不需要冷藏。但它缺少敏感性,无法提供许多健康状况的足够的诊断信息。

基于此,研究者正致力于开发更先进的床旁测试。比如,一种邮票大小、可将样本分成多个区域进行不同检测化学反应的新装置已经被用于检测与艾滋病毒导致的肝衰竭和肺结核有关的多种状况。此外,“纸网”(paper network)装置含有内置计时装置,能够进行类似于实验室测试的自动多步测试,但为一次性格式。

另一种用于扩展诊断测试能力的装置利用了发展中国家手机网络的渗透度。快速诊断测试往往局限于要求目视判读的应用。非专用手机可以被用于捕获和传送来自快速诊断测试的影像数据至远程站点,由位于远程站点的医疗服务提供者提供结果反馈。

但事实这一计划带来了新挑战。为了确保准确的测试结果,必须规定不同测试环境中的用户相机拍摄角度和灯光条件。(一个发展中的颇有希望的方法用适配器实现非专用手机与快速诊断测试的连接。)

此外,基于手机的测试需要软件基础设施的支持——如通信协议和优先级程序——来与医疗系统结合。手机的多样性所带来的兼容性问题也需要解决。

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最后,成功部署基于非专用手机的测试需要医疗界的接受。美国食品和药品管理局最近批准了几个受专用手机阅读器支持的医疗设备,这是令人欣喜的一步。

有效的床旁测试正在开发中;手机的普及将进一步扩大这类测试的能力。这类应急能力有助于让偏远地区的人民获得高质量诊断、改善健康管理以及降低各国的医疗成本。