2026年10月14日发布 | 315阅读

【风向标|技术】脑脊液监测如何从“间断采样”走向连续动态监测?

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神经重症患者常需放置脑室外引流(EVD)以引流脑脊液、监测颅内压。但EVD感染率可高达20%,一旦感染,中位ICU住院时间可由13天延长至30天;堵管、移位等机械故障也可导致引流不畅和颅内压升高。传统临床监测通常依赖间断手动采集脑脊液送检,存在报告延迟、反复开放封闭系统增加感染风险、时间分辨率低等问题。


为此,加拿大滑铁卢大学的研究团队联合哈佛医学院、德国罗斯托克大学等机构开发了一种可与标准EVD管路整合的多路传感平台——NeuroSense,近实时监测脑脊液葡萄糖、乳酸、pH和流速,旨在解决传统监测延迟高、感染风险大的问题,为神经重症脑脊液动态监测提供了新型床旁工具。相关研究成果于2026年5月13日发表在《Science Translational Medicine》(IF:15.6)(doi:10.1126/scitranslmed.aeb1381)。



NeuroSense由四个集成传感器组成:葡萄糖和乳酸采用适配体电化学传感器,适配体末端标记亚甲蓝,结合靶标后构象改变使氧化还原报告分子靠近电极,电子转移加快,信号增强;pH传感器采用电沉积聚多巴胺薄膜,利用儿茶酚/醌氧化还原电位随pH变化;流速传感器基于加热器与传感电极间的热阻/阻抗变化。装置接入电化学分析仪,数据可传输至中央界面,提示指标偏离正常范围。


在人工脑脊液测试中,葡萄糖传感器可覆盖生理(2.5-4 mM)和病理(4-20 mM)范围,乳酸传感器覆盖0-20 mM,且对常见干扰物特异性良好;在高白蛋白条件下仍与乳酸浓度相关。pH传感器灵敏度约0.05 V/pH。而在人源脑脊液测试中,传感器可稳定数天,琼脂糖涂层和DNase抑制剂可改善稳定性,环氧乙烷灭菌不影响性能。模拟EVD流动条件下,多路检测生理浓度回收率为葡萄糖108.5%、乳酸109.5%、pH 100.2%、流速97.9%;病理浓度回收率为103.1%、95.2%、99.5%、82.2%。



随后,研究人员在6例ICU留置EVD患者中评估了临床可行性。研究结果显示,NeuroSense与临床参考检测高度相关:葡萄糖r=0.97、乳酸r=0.97、pH r=0.80、流速r=0.98。87%葡萄糖、82%乳酸、100%pH、67%流速测量的平均绝对相对误差(MARD)<10%;>90%葡萄糖和乳酸、86%流速的MARD<15%。1例患者14天监测显示,葡萄糖和乳酸随治疗逐渐正常化,与降钙素原下降趋势一致;24小时监测也显示标志物动态变化。在医护人员调查中,100%的被调查者表示对使用和数据报告有信心,80%认为易用,尤其认可其实时数据展示。


研究共同通讯作者、加拿大滑铁卢大学Mahla Poudineh教授等人在讨论中表示,“NeuroSense能够提供近床旁、可用于临床决策的信息,有望增强临床决策能力并改善患者护理。尽管目前系统主要监测葡萄糖、乳酸、pH和流量,但其模块化设计还可在未来进一步整合其他传感器,尤其是颅内压(ICP)传感器,从而拓展其在神经重症监测中的应用。”








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