โจทย์ ปรนัย
What is the main advantage of using nanomaterials in electrochemical sensors for medical diagnostics?

: 1. Nanomaterials (วัสดุนาโน) มีขนาดเล็กระดับนาโนเมตร ทำให้มี อัตราส่วนพื้นที่ผิวต่อปริมาตรสูงมาก → ช่วยให้มี พื้นที่ผิวมาก สำหรับโมเลกุลเป้าหมาย (เช่น กลูโคส, โปรตีน, DNA) ในการจับ 2. พื้นที่ผิวที่มากขึ้น = ตรวจจับได้มากขึ้น → เพิ่ม ความไว (sensitivity) ของเซนเซอร์ 3. วัสดุนาโนบางชนิด (เช่น กราฟีน, คาร์บอนนาโนทิวบ์, อนุภาคทองคำ) ยังมี คุณสมบัติทางไฟฟ้าที่ดี → เพิ่มความเร็วในการส่งสัญญาณและความแม่นยำ

วัสดุนาโน = พื้นที่ผิวมาก + นำไฟฟ้าดี + ตรวจจับไว + ปรับแต่งได้เฉพาะทาง ส่งผลให้ electrochemical sensor ไว แม่นยำ ใช้ง่าย และมีศักยภาพสูงในการวินิจฉัยโรค

โจทย์ ปรนัย
Which of the following nanomaterials is frequently mentioned as enhancing sensor conductivity?

1. การนำไฟฟ้าสูงมาก: ทองคำเป็นโลหะที่นำไฟฟ้าได้ดีอยู่แล้ว และเมื่ออยู่ในระดับนาโน จะเพิ่มประสิทธิภาพการถ่ายเทอิเล็กตรอน ในวงจรของเซนเซอร์ → ทำให้การวัดค่าต่าง ๆ เช่น กลูโคส, โซเดียม, ฯลฯ แม่นยำและไวมากขึ้น 🔹 2. มีพื้นผิวจำเพาะสูง (High Surface Area): ทองนาโนมีขนาดเล็กมาก ทำให้มีพื้นที่ผิวเยอะ → ยึดจับสารชีวภาพ (เช่น แอนติบอดี, ดีเอ็นเอ, โปรตีน) ได้ดี → ช่วยให้เซนเซอร์ตรวจจับสิ่งที่ต้องการได้แม่นยำขึ้น 🔹 3. มีความเสถียร และเข้ากันได้ดีกับชีวโมเลกุล: ทองนาโนสามารถจับกับกลุ่ม functional group ต่าง ๆ ได้ดี เช่น –SH, –NH₂ ซึ่งพบในโปรตีนหรือเอนไซม์ → จึงใช้ทำ biosensor ได้ง่าย

ในเซนเซอร์ไฟฟ้าเคมี (Electrochemical Sensor) สิ่งสำคัญคือ: • การนำไฟฟ้า (conductivity) • พื้นที่ผิวที่มากพอสำหรับจับสารเป้าหมาย • การตอบสนองไว (high sensitivity)

โจทย์ ปรนัย
Why are carbon-based nanomaterials such as carbon nanotubes (CNTs) useful in electrochemical sensors?

: 1. CNTs (Carbon Nanotubes) เป็นวัสดุนาโนที่มี คุณสมบัตินำไฟฟ้าสูง → ช่วยให้การถ่ายโอนอิเล็กตรอนในเซนเซอร์ดีขึ้น → ซึ่งการถ่ายโอนอิเล็กตรอนเร็วขึ้น = การวัดผลที่ ไวขึ้นและแม่นยำขึ้น 2. CNTs ยังมี ความแข็งแรงเชิงกลสูง → ใช้ทำเซนเซอร์ที่ ยืดหยุ่น ทนแรงดึง ทนความร้อน → ทำให้เซนเซอร์มีอายุการใช้งานนานและทนทานต่อการใช้งานซ้ำ 3. งานวิจัยจำนวนมากในวงการ biosensor / electrochemical sensor ยืนยันว่า CNTs เป็นวัสดุที่นิยมใช้ที่สุดในการเพิ่ม sensitivity (ความไว) และ durability (ความคงทน) ของเซนเซอร์

เลือกวัสดุที่ส่งอิเล็กตรอนได้เร็วและเสริมความแข็งแรงทางโครงสร้าง จะได้เซนเซอร์ที่ไวและใช้งานได้นาน”

โจทย์ ปรนัย
What is one challenge in integrating nanotechnology with electrochemical sensors for medical use?

นาโนเทคโนโลยีใน electrochemical sensors สำหรับการแพทย์มี ข้อดีมากมาย เช่น เพิ่มความไวในการตรวจวัด แต่เมื่อจะนำไปใช้งานจริงในระดับอุตสาหกรรมหรือทางคลินิก ต้องเจอปัญหาใหญ่คือ: “ปัญหาการทำซ้ำ (Reproducibility)” • เซนเซอร์ที่ผลิตในล็อตต่างกัน อาจมีผลการวัดต่างกัน • เช่น คาร์บอนนาโนทิวบ์ที่ขนาดหรือโครงสร้างต่างกันเล็กน้อย อาจให้ค่าการตรวจวัดต่างกันมาก “ปัญหามาตรฐาน (Standardization)” • วัสดุนาโนยังขาด มาตรฐานสากล ในการผลิต การทดสอบ และการควบคุมคุณภาพ • ทำให้การนำไปใช้ในระบบสุขภาพ เช่น โรงพยาบาลหรือห้องแล็บ ยังมีความเสี่ยงเรื่องความแม่นยำ

การนำวัสดุนาโนมาใช้ใน electrochemical sensors แม้จะให้ผลลัพธ์ดีในเชิงวิจัย แต่ยังมีความท้าทายด้านการทำซ้ำและการควบคุมมาตรฐานให้สม่ำเสมอ ซึ่งเป็นสิ่งสำคัญต่อความปลอดภัยและความแม่นยำในทางการแพทย์”

โจทย์ ปรนัย
Which technique is commonly used to enhance the signal in nanotechnology-based electrochemical sensors?

: Enzyme labeling เป็นเทคนิคที่ ใช้เอนไซม์เป็นตัวช่วยขยายสัญญาณ (signal amplification) ในเซนเซอร์ทางชีวภาพ รวมถึง electrochemical sensors ที่ใช้ร่วมกับ nanomaterials ด้วย • เอนไซม์ที่นิยม เช่น horseradish peroxidase (HRP) หรือ alkaline phosphatase (ALP) • เมื่อเกิดการจับกับเป้าหมาย (target molecule) เช่น โปรตีนหรือดีเอ็นเอ ➤ เอนไซม์จะเร่งปฏิกิริยาเคมีที่สร้างสัญญาณไฟฟ้าเพิ่มขึ้น ➤ ทำให้ สัญญาณวัดผลทางไฟฟ้า (electrochemical signal) เข้มข้นขึ้น ➤ เพิ่มความไว (sensitivity) ของเซนเซอร์

1. Signal Amplification Theory • เซนเซอร์นาโนจะจับโมเลกุลเป้าหมายในปริมาณน้อยมาก • จึงต้องใช้วิธี ขยายสัญญาณ เพื่อให้สามารถตรวจวัดได้ชัดเจนขึ้น 2. Electrochemical Sensing Principle • เทคนิคอย่าง amperometry หรือ voltammetry วัดการเปลี่ยนแปลงของกระแสไฟฟ้า • การใช้ enzyme labeling จะเร่งการเปลี่ยนแปลงนี้ ทำให้เครื่องวัดตรวจจับได้ชัดเจนขึ้น

โจทย์ ปรนัย
Why is biocompatibility crucial in designing electrochemical sensors for medical diagnostics?

Biocompatibility หมายถึง ความสามารถของวัสดุหรืออุปกรณ์ทางการแพทย์ในการอยู่ร่วมกับร่างกายโดยไม่ก่อให้เกิดอันตราย เช่น อาการแพ้ พิษ หรือการอักเสบ เมื่อใช้ electrochemical sensors ทางการแพทย์ (เช่น ตรวจน้ำตาล กลูโคส, ตรวจโปรตีนในเลือด ฯลฯ) → ตัวเซนเซอร์ต้องสัมผัสกับของเหลวในร่างกาย (เช่น เลือด, น้ำลาย, ปัสสาวะ ฯลฯ) → ถ้าไม่ biocompatible จะ ทำให้ร่างกายเกิดการตอบสนอง (rejection) หรือปล่อยสารพิษ (toxicity) ออกมา → ส่งผลให้เซนเซอร์ทำงานผิดพลาดหรืออันตรายต่อผู้ป่วย

• Biocompatibility Principle in Biomedical Engineering: วัสดุที่สัมผัสร่างกายมนุษย์ต้องผ่านการทดสอบ biocompatibility เพื่อให้มั่นใจว่าไม่ก่อให้เกิดผลข้างเคียง • ISO 10993 และ FDA guidelines ก็เน้นเรื่อง biocompatibility สำหรับอุปกรณ์ตรวจวินิจฉัยทางการแพทย์

โจทย์ ปรนัย
How do label-free electrochemical sensors differ from labeled ones?

Label-free electrochemical sensors แตกต่างจากแบบที่ “labeled” ตรงที่: • Label-free: ตรวจจับสัญญาณโดยตรงจากการเปลี่ยนแปลงทางไฟฟ้าที่เกิดจากปฏิกิริยาระหว่างเป้าหมาย (เช่น โปรตีน, DNA, กลูโคส) กับผิวของเซนเซอร์ โดย ไม่ต้องใช้สารเคมีพิเศษ เช่น สีย้อม, เอนไซม์, หรือสารเรืองแสง • Labeled: ต้องอาศัย “ตัวกลาง” (marker/reagent) เช่น enzyme, fluorescent dye เพื่อทำให้การตรวจจับชัดเจนขึ้น

• Label-free sensors ให้ผลรวดเร็วกว่าเพราะไม่ต้องเตรียมตัวอย่างหรือเพิ่มสารเคมี • พัฒนาบนพื้นฐานของการวัดพฤติกรรมไฟฟ้า เช่น impedance, current, potential เมื่อสารเป้าหมายจับกับผิวอิเล็กโทรด

โจทย์ ปรนัย
What is one promising application of nanotech-based electrochemical sensors?

เซนเซอร์ประเภทนี้สามารถตรวจจับ โมเลกุลขนาดเล็กในความเข้มข้นต่ำมากได้อย่างแม่นยำ และรวดเร็ว เพราะ นาโนเทคโนโลยีช่วยเพิ่มพื้นที่ผิวและความไวต่อการตรวจจับ มากกว่าวัสดุปกติหลายเท่า

• Biomarkers คือโมเลกุลที่บ่งชี้การมีหรือเสี่ยงของโรค • Nanotech-based sensors ช่วยให้การวิเคราะห์สารพวกนี้เป็นไปได้แม้มีอยู่ในปริมาณน้อยมาก (เช่น พิโกกรัม/มิลลิลิตร) • การตรวจพบได้เร็ว = การรักษาที่เร็วขึ้น = โอกาสรอดที่สูงขึ้น

โจทย์ ปรนัย
Which of the following factors most directly affects the sensor's detection limit?

โจทย์ ปรนัย
What is one of the primary goals of using digital sensing technologies in cancer care?

หนึ่งในเป้าหมายหลักของการใช้ เทคโนโลยีดิจิทัลเซนซิ่ง (Digital Sensing Technologies) ในการดูแลรักษาโรคมะเร็ง คือ: 👉 เพื่อช่วยให้สามารถวินิจฉัยโรคได้ เร็วขึ้น และทำให้การรักษาเป็น รายบุคคลมากขึ้น (personalized diagnosis and treatment) ซึ่งช่วย: • ตรวจพบโรคได้ในระยะเริ่มต้นก่อนที่จะลุกลาม • ปรับแผนการรักษาให้เหมาะกับ ผู้ป่วยแต่ละราย มากขึ้น โดยใช้ข้อมูลจากเซนเซอร์หรืออุปกรณ์ติดตามอัจฉริยะ

• Precision Medicine / Personalized Medicine: แนวทางการแพทย์ที่เน้นการรักษาแบบเจาะจงกับผู้ป่วยแต่ละคน • Digital Health Integration: รวมข้อมูลจากเซนเซอร์, AI, และข้อมูลสุขภาพเพื่อช่วยวินิจฉัยแบบ real-time

โจทย์ ปรนัย
Which type of sensor is often used to monitor physical activity in cancer patients?

Accelerometers เป็นเซนเซอร์ชนิดหนึ่งที่ใช้วัด การเคลื่อนไหว และ ระดับกิจกรรมทางกายภาพ (physical activity) ได้อย่างแม่นยำ • ในผู้ป่วยมะเร็ง มักใช้เพื่อติดตาม: • ระดับกิจกรรมประจำวัน • การฟื้นตัวหลังการรักษา • ความเสี่ยงต่อภาวะเคลื่อนไหวน้อยเกินไป (sedentary behavior)

Behavioral Monitoring in Cancer Care: ใช้เทคโนโลยีติดตามพฤติกรรมเพื่อประเมินสุขภาพโดยรวม • Wearable Technology in Healthcare: อุปกรณ์เช่น smartwatches และ fitness bands มักมี accelerometers ฝังอยู่

โจทย์ ปรนัย
Why are patient-reported outcomes important in digital cancer care systems?

Patient-Reported Outcomes (PROs) คือข้อมูลที่ผู้ป่วยรายงานด้วยตนเอง เช่น • ความเจ็บปวด • ความเหนื่อยล้า • อารมณ์ • คุณภาพชีวิต

Digital Health Integration: การดูแลผู้ป่วยสมัยใหม่ต้องผสมผสาน ข้อมูลจากเซนเซอร์ (objectively measured) และ PROs (subjective experience) • Holistic Cancer Care: การรักษาโรคมะเร็งที่ดีต้องเข้าใจทั้งร่างกายและความรู้สึกของผู้ป่วย

โจทย์ ปรนัย
What is one major advantage of real-time digital sensing in cancer treatment?

Real-time digital sensing (เช่น wearable sensors, smartwatches, และ IoT devices) ช่วยในการ ติดตามสถานะผู้ป่วยแบบเรียลไทม์ เช่น: • อัตราการเต้นของหัวใจ • การนอน • การเคลื่อนไหว • การหายใจ • ระดับออกซิเจนในเลือด มี การทรุดลงของอาการ (deterioration) เช่น: • หัวใจเต้นผิดปกติ • ลุกเดินไม่ได้ • หายใจเร็วผิดปกติ สิ่งนี้ ช่วยให้รักษาได้เร็วขึ้นและลดความเสี่ยง ต่อภาวะฉุกเฉิน

Remote Patient Monitoring (RPM): ใช้เทคโนโลยีเพื่อตรวจสอบผู้ป่วยจากระยะไกล • Predictive Analytics: วิเคราะห์ข้อมูลเพื่อทำนายเหตุการณ์ล่วงหน้า • Personalized Medicine: การดูแลเฉพาะบุคคลตามข้อมูลเรียลไทม์

โจทย์ ปรนัย
Which of the following is a key barrier to implementing digital sensing in routine oncology practice?

หนึ่งในอุปสรรคสำคัญของการนำ digital sensing technology มาใช้จริงในงานดูแลผู้ป่วยมะเร็ง (oncology practice) คือ: ผู้ป่วยและบุคลากรทางการแพทย์จำนวนมากยังไม่คุ้นเคยกับการใช้เทคโนโลยีดิจิทัล เช่น: • การติดตั้งอุปกรณ์ • การเชื่อมต่อ Bluetooth/Wi-Fi • การอ่านและตีความข้อมูล • ความกลัวเรื่องความปลอดภัยของข้อมูล เมื่อขาดความรู้ดิจิทัล (digital literacy) ก็จะทำให้ การใช้งานเทคโนโลยีเป็นไปได้ยาก, แม้จะมีอุปกรณ์พร้อมอยู่แล้วก็ตาม

Technology Acceptance Model (TAM): การยอมรับเทคโนโลยีขึ้นอยู่กับความง่ายในการใช้ และความเข้าใจของผู้ใช้ • Digital Divide in Healthcare: ความเหลื่อมล้ำในการเข้าถึงและใช้เทคโนโลยีด้านสุขภาพ

โจทย์ ปรนัย
Which stakeholders are considered central to the adoption of digital cancer care platforms?

ผู้ป่วย (Patients) และ บุคลากรทางการแพทย์ (Healthcare Providers) คือผู้ที่มีบทบาทหลักที่สุดในการนำเทคโนโลยี digital cancer care platforms มาใช้จริงในการดูแลรักษามะเร็ง เพราะ: • ผู้ป่วยเป็นศูนย์กลางของการดูแล (patient-centric care) • แพทย์และพยาบาลต้องเป็นผู้ใช้งานและแปลผลข้อมูลจากระบบเซ็นเซอร์หรือแอปพลิเคชัน • การสื่อสารระหว่างแพทย์กับผู้ป่วยเป็นหัวใจสำคัญของการใช้ระบบดิจิทัลอย่างมีประสิทธิภาพ

• Stakeholder Theory: การนำเทคโนโลยีใหม่ ๆ ต้องพิจารณาบทบาทของผู้มีส่วนได้ส่วนเสียหลัก (ในที่นี้คือผู้ป่วยและบุคลากรทางแพทย์) • User-Centered Design: ระบบต้องออกแบบให้ใช้งานง่ายและตอบโจทย์ความต้องการของผู้ใช้หลัก

โจทย์ ปรนัย
Digital sensing systems collect which combination of data types for cancer care optimization?

Digital sensing systems ในการดูแลผู้ป่วยมะเร็ง (cancer care) มักใช้ ข้อมูลจากเซ็นเซอร์ (sensor metrics) ร่วมกับ ข้อมูลที่ผู้ป่วยรายงานเอง (Patient-Reported Outcomes: PROs) เพื่อให้ได้ข้อมูลที่ครอบคลุมทั้ง: • สภาพร่างกายจริง เช่น อัตราการเต้นของหัวใจ การเคลื่อนไหว น้ำหนัก การนอน ฯลฯ • ประสบการณ์ของผู้ป่วย เช่น ความเจ็บปวด อารมณ์ อาการข้างเคียงจากยา ความเหนื่อยล้า ฯลฯ เมื่อรวมกันแล้ว ข้อมูลทั้งสองแบบนี้ช่วยให้แพทย์สามารถปรับการรักษาได้แม่นยำและตรงจุดมากขึ้น (personalized care)

• Precision Medicine: ต้องอาศัยข้อมูลหลายแหล่ง ทั้งเชิงวัตถุและเชิงอัตนัย • Digital Health Integration: การรวมข้อมูลจากอุปกรณ์ดิจิทัลและประสบการณ์ผู้ป่วยเพื่อวิเคราะห์อย่างเป็นระบบ

โจทย์ ปรนัย
How do digital sensors contribute to improving the quality of life in cancer patients?

Digital sensors ช่วยให้ผู้ป่วยมะเร็งสามารถ: • ติดตามอาการ (symptom tracking) ได้แบบเรียลไทม์ เช่น การเปลี่ยนแปลงของอัตราการเต้นของหัวใจ, ระดับกิจกรรม, การนอนหลับ, หรือแม้แต่อุณหภูมิร่างกาย • ตรวจพบอาการผิดปกติได้เร็ว (early intervention) เช่น อาการแทรกซ้อนจากยา หรือการทรุดตัวของสภาพร่างกาย → ช่วยให้แพทย์สามารถเข้าแทรกแซงได้เร็วขึ้นก่อนอาการจะแย่ลง สิ่งเหล่านี้มีผลโดยตรงต่อการ ยืดอายุ, ลดความรุนแรงของโรค, และ เพิ่มคุณภาพชีวิต ของผู้ป่วย

• Proactive Care: การดูแลสุขภาพเชิงรุกผ่านการใช้ข้อมูลแบบเรียลไทม์ • Patient-Centered Care: การออกแบบระบบให้เหมาะกับความต้องการเฉพาะของผู้ป่วยแต่ละคน • Digital Health Technology: ใช้เซ็นเซอร์และ AI เพื่อการเฝ้าระวังสุขภาพอย่างต่อเนื่อง

โจทย์ ปรนัย
What does the article suggest about the future direction of digital sensing in cancer care?

• ใช้ข้อมูลจากเซ็นเซอร์แบบเรียลไทม์ (real-time sensor data) • ผสานกับข้อมูลที่ผู้ป่วยรายงานเอง (Patient-Reported Outcomes – PROs) • เพื่อสร้างระบบการดูแลที่ เฉพาะเจาะจงและปรับให้เหมาะกับแต่ละคน (personalized care) • ทำให้ เข้าถึงง่ายขึ้น และ ปรับปรุงคุณภาพชีวิต ของผู้ป่วยได้ในวงกว้าง

• Personalized Medicine: รักษาแบบจำเพาะกับแต่ละคน แทนที่จะใช้แนวทางเดียวกับทุกคน • Digital Health Transformation: การเปลี่ยนผ่านระบบสุขภาพด้วยเทคโนโลยี • Predictive Analytics: ใช้ข้อมูลจากเซ็นเซอร์คาดการณ์แนวโน้มสุขภาพล่วงหน้า

โจทย์ ปรนัย
Based on the diagram, which of the following would most likely result in a false signal output in an electrochemical sensor for medical diagnostics?

ในระบบ electrochemical sensor (เซ็นเซอร์เคมีไฟฟ้า) เช่นที่ใช้ในงานวินิจฉัยทางการแพทย์ เซ็นเซอร์จะทำงานโดย: • Bioreceptor จับกับสารเป้าหมาย (target) • Transducer แปลงสัญญาณชีวภาพให้เป็นสัญญาณไฟฟ้า • การ ส่งสัญญาณไฟฟ้า จำเป็นต้องใช้วัสดุที่มี การนำไฟฟ้า (conductive) หาก transducer ทำจาก วัสดุที่ไม่นำไฟฟ้า จะ: • ไม่สามารถส่งผ่านสัญญาณไฟฟ้าได้ • ทำให้เกิด สัญญาณผิดพลาด หรือ ไม่เกิดสัญญาณเลย • ซึ่งถือเป็น “false signal” ในบริบทของการตรวจวินิจฉัย

Electrochemical Sensing Principle: การเปลี่ยนสัญญาณเคมี/ชีวภาพให้เป็นสัญญาณไฟฟ้า • Signal Transduction: ต้องใช้วัสดุนำไฟฟ้า เช่น คาร์บอนนาโนทิวบ์, ทอง, หรือ graphene ในการส่งสัญญาณ • False Signal: เกิดได้จากความผิดพลาดทางระบบ ไม่ใช่จากปฏิกิริยาจริงกับสารเป้าหมาย

โจทย์ ปรนัย
Based on the image, which of the following scenarios best demonstrates the advantage of using emerging digital platforms in cancer diagnostics?

ง ข้อได้เปรียบของแพลตฟอร์มดิจิทัลยุคใหม่ (emerging digital platforms) ในการวินิจฉัยโรคมะเร็ง ซึ่งก็คือ: • การตรวจจับโปรตีน biomarkers ได้อย่างรวดเร็ว • ใช้อุปกรณ์ พกพา ขนาดเล็ก เช่น chip-based sensor • สามารถ ลดเวลา จากหลายชั่วโมงหรือวัน เหลือเพียงไม่กี่นาที • เป็นการนำ เทคโนโลยีดิจิทัล และ นาโนเทคโนโลยี มาช่วยเพิ่มความแม่นยำและรวดเร็ว

• Emerging digital platforms: รวมถึงอุปกรณ์พกพา, biosensors, AI-based analysis • Biomarker detection: การใช้สารชีวภาพเป็นตัวชี้วัดโรค เช่น โปรตีน หรือ DNA • Point-of-care testing: ทดสอบได้เร็ว ใกล้ตัวผู้ป่วย ไม่ต้องรอในแล็บ