诊疗一体化是一种将疾病的诊断和治疗有机结合的新型生物医药技术，诊疗一体化器件的快速发展，改变了传统的医疗模式，由于诊疗一体化将诊断和治疗功能整合为一体，相比于单一的模式具有明显的优势。其可在患者精细化分类及个性化医疗、药物传递及实施药物反馈等方面拥有巨大的潜力。例如，测量各种与健康相关的体征，如身体运动、肌肉运动、脉搏、心脏和呼吸速率、体温、皮肤和呼吸湿度、电生理信号（如心电图（ECG）、肌电图（EMG）、脑电图（EEG）、眼电图（EOG）和胃电图（EGG）以及生化成分（如代谢物和电解质）），并对其信息进行处理后给出综合性治疗建议。与其他候选材料相比，先进的碳纳米材料如碳纳米管（CNTs），石墨烯（包括氧化石墨烯（GO）和还原氧化石墨烯（rGO））和其他碳材料（如石墨，炭黑和天然生物材料衍生的碳材料）具有导电性好、化学和热稳定性高、毒性低、易于功能化等独特优势，使其在诊疗一体化器件中具有巨大的应用潜力。