調(diào)制響應(yīng)信號(hào)以區(qū)分分析物和背景信號(hào)的制作方法
【專利摘要】一種用于調(diào)制響應(yīng)信號(hào)的方法，包括：將功能化粒子引入到表面下脈管系統(tǒng)的腔中，其中所述功能化粒子被配置為與存在于表面下脈管系統(tǒng)中的血液循環(huán)中的一個(gè)或多個(gè)目標(biāo)分析物相互作用；以及非侵入性地檢測(cè)所述一個(gè)或多個(gè)目標(biāo)分析物。從所述表面下脈管系統(tǒng)發(fā)送響應(yīng)信號(hào)，該響應(yīng)信號(hào)可以包括背景信號(hào)、以及與和所述一個(gè)或多個(gè)目標(biāo)分析物相互作用的功能化粒子相關(guān)的分析物響應(yīng)信號(hào)。可以將調(diào)制應(yīng)用于一部分表面下脈管系統(tǒng)，所述調(diào)制被配置為變更所述響應(yīng)信號(hào)以使得分析物響應(yīng)信號(hào)與背景信號(hào)不同地起反應(yīng)。分析物檢測(cè)可以通過將分析物響應(yīng)信號(hào)與背景信號(hào)區(qū)分開來(lái)實(shí)現(xiàn)。
【專利說明】調(diào)制響應(yīng)信號(hào)以區(qū)分分析物和背景信號(hào)
[0001]相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
[0002]本申請(qǐng)要求于2013年10月23日提交的美國(guó)專利申請(qǐng)N0.14/061，251的優(yōu)先權(quán)，通過引用將其全部?jī)?nèi)容并入此處。
【背景技術(shù)】
[0003]除非這里另有陳述，否則本節(jié)所描述的材料不作為本申請(qǐng)權(quán)利要求的現(xiàn)有技術(shù)并且不被承認(rèn)是通過包括在本節(jié)而成為現(xiàn)有技術(shù)。
[0004]在醫(yī)療領(lǐng)域已經(jīng)開發(fā)出了大量科學(xué)方法以通過檢測(cè)和/或測(cè)量人類血液或者其它體液或組織中的一種或多種分析物(analyte)來(lái)估計(jì)人的生理狀況。當(dāng)一種或多種分析物在血液中存在或者脫離血液存在或者以特定濃度或者特定濃度范圍存在時(shí)，這一種或多種分析物可以是指示人的身體狀況或者健康狀態(tài)的任意分析物。這一種或多種分析物可以包括酶、反應(yīng)物、激素、蛋白質(zhì)、細(xì)胞或者諸如像葡萄糖這樣的碳水化合物之類的其它分子。
[0005]在典型場(chǎng)景中，人的血液被抽取并且要么送到實(shí)驗(yàn)室要么輸入到手持測(cè)試設(shè)備中，諸如葡萄糖測(cè)量計(jì)，其中執(zhí)行一種或多種測(cè)試以測(cè)量血液中的各種分析物水平和參數(shù)。對(duì)于大多數(shù)人來(lái)說，驗(yàn)血是很少發(fā)生的，并且指示身體狀況的分析物異常水平可能直到執(zhí)行下一次驗(yàn)血才能被識(shí)別。即使在相對(duì)頻繁的驗(yàn)血的情況下，諸如可能通過有糖尿病的人一一他們被定期地抽血以測(cè)試血糖濃度一一而被發(fā)現(xiàn)，那些驗(yàn)血也一般是在用戶醒著時(shí)執(zhí)行，然而，夜間發(fā)生的血糖水平(以及在這樣的水平中的可能變化)可能提供協(xié)助醫(yī)生評(píng)定人們的身體狀況的重要信息。而且，分析物檢測(cè)和分析的多數(shù)公知的方法需要收集血液或者其它體液樣本，這可能是不便的、侵入性的并且需要病人相當(dāng)多的配合。
[0006]而且，一些血液分析物特別難以用傳統(tǒng)的感測(cè)技術(shù)識(shí)別和量化。對(duì)于小的或者稀少的分析物，諸如循環(huán)腫瘤細(xì)胞(c i r cu I at ing tumor ce 11)，例如，在I OmL血液中可能僅存在I個(gè)這樣的細(xì)胞。大量血液可能需要被抽取或者以其它方式被取樣和分析以便捕獲具有統(tǒng)計(jì)學(xué)重要意義的這樣的細(xì)胞是不切實(shí)際的。
[0007]用于分析物檢測(cè)和特征化的方法經(jīng)常經(jīng)歷低信噪比(SNR)，因?yàn)閺姆治鑫?一般，小的對(duì)象)獲得的信號(hào)一般相較于背景較弱。這可能使得在存在于血液中的目標(biāo)分析物對(duì)存在于血液與身體內(nèi)其它地方中的其它分析物、粒子和組織之間進(jìn)行辨別變得很難，特別是在測(cè)量是從身體外無(wú)創(chuàng)地進(jìn)行的情況下。這對(duì)于一些分析物特征化的方法來(lái)說是尤其如此，諸如光學(xué)法，或者其中目標(biāo)分析物在血液中稀有或者具有相對(duì)較小的大小。因此，這樣的測(cè)量可能是總體上相當(dāng)費(fèi)時(shí)(如果必須分析大量血液的話)、較不靈敏、較不具體并且通常有較少信息的。例如，通過熒光檢測(cè)技術(shù)，經(jīng)常難以獲得目標(biāo)分析物的高靈敏度的測(cè)量，因?yàn)樯眢w中的其它組織、細(xì)胞和分子可能具有一些固有的熒光屬性，從而產(chǎn)生高水平的背景噪聲。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本公開的一些實(shí)施例提供一種方法，包括:(i)檢測(cè)從表面下脈管系統(tǒng)的腔內(nèi)發(fā)送的響應(yīng)信號(hào)，其中所述響應(yīng)信號(hào)包括背景信號(hào)、以及與和存在于表面下脈管系統(tǒng)中的血液循環(huán)中的一個(gè)或多個(gè)目標(biāo)分析物相互作用的功能化粒子相關(guān)的分析物響應(yīng)信號(hào)；(ii)將調(diào)制應(yīng)用于一部分表面下脈管系統(tǒng)，其中所述調(diào)制被配置為變更所述響應(yīng)信號(hào)以使得所述分析物響應(yīng)信號(hào)與所述背景信號(hào)不同地起反應(yīng);和(iii)將所述分析物響應(yīng)信號(hào)與所述背景信號(hào)區(qū)分開。
[0009]本公開的另一實(shí)施例提供一種方法，包括:(i)檢測(cè)從環(huán)境發(fā)送的響應(yīng)信號(hào)，其中所述響應(yīng)信號(hào)包括背景信號(hào)、以及與和存在于表面下脈管系統(tǒng)中的血液循環(huán)中的一個(gè)或多個(gè)目標(biāo)分析物相互作用的功能化粒子相關(guān)的分析物響應(yīng)信號(hào)；(ii)將調(diào)制應(yīng)用于一部分該環(huán)境中，其中所述調(diào)制被配置為變更所述響應(yīng)信號(hào)以使得所述分析物響應(yīng)信號(hào)與所述背景信號(hào)不同地起反應(yīng);和(iii)將所述分析物響應(yīng)信號(hào)與所述背景信號(hào)區(qū)分開。
[0010]本公開的又一實(shí)施例提供一種設(shè)備，包括:(I)檢測(cè)器，被配置為檢測(cè)從環(huán)境發(fā)送的分析物響應(yīng)信號(hào)，其中所述分析物響應(yīng)信號(hào)是與和存在于所述環(huán)境中的功能化粒子相互作用的一個(gè)或多個(gè)目標(biāo)分析物相關(guān)的分析物響應(yīng)信號(hào)；(2)調(diào)制源，被配置為調(diào)制所述分析物響應(yīng)信號(hào);和(3)處理器，被配置為通過至少部分地基于所述調(diào)制將所述分析物響應(yīng)信號(hào)與背景信號(hào)區(qū)分開來(lái)非侵入性地檢測(cè)所述一個(gè)或多個(gè)目標(biāo)分析物。
[0011]這些以及其它方面、優(yōu)點(diǎn)和替換，將通過閱讀以下在適當(dāng)時(shí)參考附圖的詳細(xì)描述而對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員變得明顯。
【附圖說明】
[0012]圖1是示范性可穿戴設(shè)備的透視圖。
[0013]圖2A是當(dāng)安裝在穿戴者的手腕上時(shí)示范性手腕安裝設(shè)備的頂視圖。
[0014]圖2B是當(dāng)安裝在穿戴者的手腕上時(shí)圖2A中所示的示范性手腕安裝設(shè)備的仰視圖。
[0015]圖3A是當(dāng)安裝在穿戴者的手腕上時(shí)示范性手腕安裝設(shè)備的仰視圖。
[0016]圖3B是當(dāng)安裝在穿戴者的手腕上時(shí)圖3A中所示的示范性手腕安裝設(shè)備的頂視圖。
[0017]圖3C是圖3A和圖3B中所示的示范性手腕安裝設(shè)備的透視圖。
[0018]圖4A是示范性手腕安裝設(shè)備的透視圖。
[0019]圖4B是圖4A中所示的示范性手腕安裝設(shè)備的仰視圖。
[0020]圖5是示范性手腕安裝設(shè)備的透視圖。
[0021 ]圖6是示范性手腕安裝設(shè)備的透視圖。
[0022]圖7是包括與服務(wù)器通信的包含多個(gè)可穿戴設(shè)備的示范性系統(tǒng)的框圖。
[0023]圖8是示范性可穿戴設(shè)備的功能框圖。
[0024]圖9是示范性可穿戴設(shè)備的功能框圖。
[0025]圖10是用于操作可穿戴設(shè)備的示范性方法的流程圖。
[0026]圖1lA是當(dāng)在人手腕時(shí)手腕安裝設(shè)備的側(cè)面部分#1』視圖。
[0027]圖1lB是當(dāng)在人手腕時(shí)手腕安裝設(shè)備的側(cè)面部分#1』視圖。
[0028]圖12A是當(dāng)在人手腕時(shí)手腕安裝設(shè)備的側(cè)面部分#1』視圖。
[0029]圖12B是當(dāng)在人手腕時(shí)手腕安裝設(shè)備的側(cè)面部分#1』視圖。
[0030]圖13A是當(dāng)在人手腕時(shí)手腕安裝設(shè)備的側(cè)面部分#1』視圖。
[0031 ]圖13B是當(dāng)在人手腕時(shí)手腕安裝設(shè)備的側(cè)面部分視圖。
[0032]圖14是用于使用可穿戴設(shè)備得到生理參數(shù)的實(shí)時(shí)、高密度、非侵入性、活體測(cè)量的示范性方法的流程圖。
[0033]圖15是用于使用可穿戴設(shè)備得到生理參數(shù)的實(shí)時(shí)、高密度、非侵入性、活體測(cè)量的示范性方法的流程圖，特別是用于測(cè)量在接近可穿戴設(shè)備的表面下脈管系統(tǒng)中血液循環(huán)中的一種或多種分析物的步驟。
[0034]圖16是用于使用可穿戴設(shè)備得到生理參數(shù)的實(shí)時(shí)、高密度、非侵入性、活體測(cè)量的示范性方法的流程圖。
[0035]圖17A是當(dāng)在人手腕上時(shí)可穿戴設(shè)備的側(cè)面部分剖視圖，示出示范性調(diào)制源的使用。
[0036]圖17B是當(dāng)在人手腕上時(shí)可穿戴設(shè)備的側(cè)面部分剖視圖，示出示范性調(diào)制源的使用。
[0037]圖18是包括可穿戴設(shè)備和遠(yuǎn)程設(shè)備的示范性系統(tǒng)的功能框圖。
[0038]圖19是用于通過調(diào)制分析物響應(yīng)信號(hào)檢測(cè)一種或多種分析物的示范性方法的流程圖。
[0039]圖20A是當(dāng)在人手腕上時(shí)可穿戴設(shè)備的側(cè)面部分剖視圖，示出示范性調(diào)制源的使用。
[0040]圖20B是在用于調(diào)制分析物響應(yīng)信號(hào)的示范性系統(tǒng)中使用的掩模的頂視圖。
[0041]圖20C是當(dāng)在人手腕上時(shí)可穿戴設(shè)備的側(cè)面部分截面詳圖，示出示范性調(diào)制源的使用。
[0042]圖21A是當(dāng)在人手腕上時(shí)可穿戴設(shè)備的側(cè)面部分截面詳圖，示出示范性調(diào)制源的使用。
[0043 ]圖21B是示范性調(diào)制分析物響應(yīng)信號(hào)的圖形表示。
[0044]圖22是用于通過調(diào)制分析物響應(yīng)信號(hào)檢測(cè)一種或多種分析物的示范性方法的流程圖。
[0045]圖23A是當(dāng)在人手腕上時(shí)可穿戴設(shè)備的側(cè)面部分剖視圖，示出示范性調(diào)制源的使用。
[0046]圖23B是當(dāng)在人手腕上時(shí)可穿戴設(shè)備的側(cè)面部分截面詳圖，示出示范性調(diào)制源的使用。
[0047]圖24A是當(dāng)在人手腕上時(shí)可穿戴設(shè)備的側(cè)面部分剖視圖，示出示范性調(diào)制源的使用。
[0048]圖24B是當(dāng)在人手腕上時(shí)可穿戴設(shè)備的側(cè)面部分剖視圖，示出示范性調(diào)制源的使用。
[0049]圖25A是當(dāng)在人手腕上時(shí)可穿戴設(shè)備的側(cè)面部分剖視圖，示出示范性調(diào)制源的使用。
[0050]圖25B是當(dāng)在人手腕上時(shí)可穿戴設(shè)備的側(cè)面部分剖視圖，示出示范性調(diào)制源的使用。
[0051]圖26是用于通過調(diào)制分析物響應(yīng)信號(hào)檢測(cè)一種或多種分析物的示范性方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0052]在以下詳細(xì)描述中，參考形成說明的一部分的附圖。在圖中，類似符號(hào)一般識(shí)別類似組件，除非上下文指令不是如此。在具體說明書、附圖和權(quán)利要求中描述的說明性實(shí)施例不意在限制。其它實(shí)施例可以利用，并且可以做出其它改變，而不脫離這里給出的主題的范圍。將容易地理解，如這里通常所描述的以及附圖中所示出的那樣，本公開的方面可以以各式各樣的不同配置布置、替代、組合、分隔和設(shè)計(jì)，所有這些在這里明確預(yù)期。
[0053]而且，雖然這里公開的實(shí)施例參考在活的人體上使用或結(jié)合活的人體，但是預(yù)期公開的方法、系統(tǒng)和設(shè)備可以在期望分析物的非侵入性檢測(cè)的任意環(huán)境中使用。該環(huán)境可以是任意活體或者非活體或者其部分的身體、流體導(dǎo)管、流體庫(kù)等等。例如，本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，這里公開的實(shí)施例可以用來(lái)感測(cè)存在于水系統(tǒng)中的分析物。而且，雖然本公開描述了用于活體內(nèi)的實(shí)施例，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員還將認(rèn)識(shí)到，活體外應(yīng)用也是可能的。因此，環(huán)境也可以包括試管或者用于裝流體的其它導(dǎo)管。
[0054]I 概述
[0055]診斷系統(tǒng)可以非侵入性地檢測(cè)并且測(cè)量人的多個(gè)生理參數(shù)，其可以包括會(huì)涉及人的健康的任意參數(shù)。例如，系統(tǒng)可以包括用于測(cè)量血壓、脈搏率、表皮溫度等等的傳感器。至少部分生理參數(shù)可以通過系統(tǒng)非侵入性檢測(cè)和/或測(cè)量表面下脈管系統(tǒng)中血液循環(huán)中的一種或多種分析物而獲得。當(dāng)一種或多種分析物存在于血液或者脫離血液存在、或者以特定濃度或者特定濃度范圍存在時(shí)，這一種或多種分析物可以是指示人的身體狀況或者健康狀態(tài)的任意分析物。例如，一種或多種分析物可以包括酶、激素、蛋白質(zhì)、細(xì)胞或者其它分子。
[0056]在示范性實(shí)施例中，系統(tǒng)通過檢測(cè)臨床上相關(guān)的分析物到粒子的綁定或與粒子的相互作用來(lái)獲得至少部分的健康相關(guān)的信息，所述粒子例如被引導(dǎo)到表面下脈管系統(tǒng)的腔中的微?；蛘呒{米粒子，其已經(jīng)被功能化為具有綁定到特定分析物或者與特定分析物相互作用的特定親合性的受體。術(shù)語(yǔ)“綁定”以其最廣泛的意義理解，以便也包括臨床相關(guān)分析物與功能化粒子之間的可檢測(cè)的相互作用。功能化粒子可以通過注射、攝取、吸入、經(jīng)皮地或者以一些其它方式引導(dǎo)到人的血流中。
[0057]粒子可以通過共價(jià)健或者其它方式連接或關(guān)聯(lián)受體而被功能化，該受體被特別綁定到特定臨床相關(guān)分析物或以其它方式與特定臨床相關(guān)分析物相互作用。功能化受體可以是用于目標(biāo)分析物的具有確定的親合性的抗體、肽、核酸、噬菌體、細(xì)菌、病毒、適體或者任意其它分子。另外或者可替換地，受體可以對(duì)于粒子本身是固有的。例如，粒子本身可以是具有對(duì)特定分析物固有的親合性的病毒或者噬菌體。其他的合成物或者分子，諸如熒光團(tuán)(fIuorophore)或者自發(fā)焚光(autofluorescent)或者冷光標(biāo)記器(luminescent markers)或者非光學(xué)對(duì)比劑(non-optical contrast agent)(例如，聲阻抗對(duì)比、射頻對(duì)比等等)之類可以幫助詢問活體內(nèi)粒子，也可以附著于粒子上。
[0058]粒子可以具有小于大約20微米的直徑。在一些實(shí)施例中，粒子具有大約10納米到I微米量級(jí)的直徑。在更多實(shí)施例中，直徑為10-100納米量級(jí)的小粒子可以聚集以形成較大的1-10微米量級(jí)“簇”或者“組合”。本領(lǐng)域技術(shù)人員將以最廣泛的意義理解“粒子”，并且它可以采取任意制造材料、分子、色氨酸(cryptophan)、病毒、噬菌體等等的形式。而且，粒子可以具有任意形狀，例如，球狀、條狀、不對(duì)稱形狀等等。
[0059]在一些例子中，粒子也可以是磁性的并且可以由順磁的、超順磁的或者鐵磁的材料或者響應(yīng)磁場(chǎng)的任意其它材料組成。可替換地，粒子也可以由諸如聚苯乙烯之類的無(wú)磁性材料組成。在使用磁性粒子的情況下，系統(tǒng)可以包括將磁場(chǎng)引導(dǎo)至部分表面下脈管系統(tǒng)的磁體，且該磁場(chǎng)足夠強(qiáng)以操控該部分表面下脈管系統(tǒng)中的功能化磁性粒子，例如，以便收集或者在特定區(qū)域中減速。然而，可以進(jìn)行測(cè)量而無(wú)需局部“收集”功能化粒子。系統(tǒng)可以被配置為周期性地激活磁性，諸如在一天的特定時(shí)間(例如，每小時(shí))。
[0060]系統(tǒng)還可以包括用于以非侵入性方式詢問存在于特定局部區(qū)域中表面下脈管系統(tǒng)的腔中的功能化粒子的一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)。在一個(gè)例子中，所述系統(tǒng)包括被配置為檢測(cè)從部分表面下脈管系統(tǒng)發(fā)送的響應(yīng)信號(hào)的檢測(cè)器。響應(yīng)信號(hào)可以包括分析物響應(yīng)信號(hào)和背景噪聲信號(hào)二者，分析物響應(yīng)信號(hào)可以與和一個(gè)或多個(gè)目標(biāo)分析物與功能化粒子的相互作用相關(guān)。例如，功能化粒子可以包括化學(xué)發(fā)光標(biāo)記器，被配置為以響應(yīng)于至少部分地由于目標(biāo)分析物綁定到粒子而啟動(dòng)的化學(xué)反應(yīng)以冷光福射(luminescence radiat1n)的形式產(chǎn)生響應(yīng)信號(hào)。
[0061]在一些例子中，系統(tǒng)還可以包括詢問信號(hào)源，用于發(fā)送能夠透入部分表面下脈管系統(tǒng)或者其它身體系統(tǒng)的詢問信號(hào)；以及檢測(cè)器，用于檢測(cè)響應(yīng)于詢問信號(hào)從部分表面下脈管系統(tǒng)或者其它身體系統(tǒng)發(fā)送的響應(yīng)信號(hào)。詢問信號(hào)可以是對(duì)病人良性的任何種類的信號(hào)，諸如電磁的、磁的、光學(xué)的、聲學(xué)的、熱學(xué)的、機(jī)械的、電的，并且導(dǎo)致產(chǎn)生可用于測(cè)量生理參數(shù)或者更加具體來(lái)說可以檢測(cè)臨床相關(guān)的分析物對(duì)功能化粒子的綁定或相互作用的響應(yīng)信號(hào)。在一個(gè)例子中，詢問信號(hào)是射頻(RF)信號(hào)并且響應(yīng)信號(hào)是磁共振信號(hào)，諸如核磁共振(NMR)。在另一例子中，在功能化粒子包括熒光團(tuán)的情況下，詢問信號(hào)是具有能夠使熒光團(tuán)感光并且透過皮膚或者其它組織和表面下脈管系統(tǒng)的波長(zhǎng)(例如，在大約500到大約1000納米的范圍中的波長(zhǎng))的光信號(hào)，并且響應(yīng)信號(hào)是來(lái)自熒光團(tuán)的能夠透過表面下脈管系統(tǒng)和組織以便到達(dá)檢測(cè)器的熒光輻射。在另一例子中，在功能化粒子包括導(dǎo)電材料或者磁性有損耗材料的情況下，詢問信號(hào)可以是具有足以快速加熱粒子的信號(hào)功率的時(shí)變磁場(chǎng)或者射頻(RF)電磁信號(hào)。響應(yīng)信號(hào)可以是來(lái)自粒子的聲發(fā)射，其由粒子的快速熱膨脹引起或者由與粒子接觸的液體介質(zhì)的渦空引起。如上所述，在一些情況下，詢問信號(hào)可以不是產(chǎn)生分析物響應(yīng)信號(hào)所必需的。
[0062]另外，系統(tǒng)還可以包括被配置為調(diào)制分析物響應(yīng)信號(hào)的調(diào)制源。調(diào)制源可以被配置為與背景噪聲信號(hào)不同地調(diào)制分析物響應(yīng)信號(hào)。為此，調(diào)制可以通過例如提高信噪比的方式，有助于大體上分辨目標(biāo)分析物與身體中的任何一切。通常，調(diào)制可以包括任意空間的、時(shí)間的、頻譜的、熱的、磁的、機(jī)械的、電的、聲的、化學(xué)的或者電化學(xué)的等等調(diào)制技術(shù)或其任意組合。
[0063]在一些場(chǎng)景中，檢測(cè)和區(qū)分與被綁定到(多個(gè))目標(biāo)分析物或與(多個(gè))目標(biāo)分析物相互作用的功能化粒子相關(guān)的分析物響應(yīng)信號(hào)和與沒有被綁定到(多個(gè))目標(biāo)分析物或未與(多個(gè))目標(biāo)分析物相互作用的功能化粒子相關(guān)的“未綁定”粒子信號(hào)二者，可能是有用的。例如，在一些測(cè)量或者特征化方案中，確定被引導(dǎo)到身體的已經(jīng)綁定到目標(biāo)分析物的功能化粒子的百分比可能是有用的或者必需的。在這樣的情況下，調(diào)制源可以被配置為與未綁定粒子信號(hào)不同地調(diào)制分析物響應(yīng)信號(hào)。
[0064]系統(tǒng)的元素，也就是調(diào)制的類型、粒子的類型/形狀/材料、受體和目標(biāo)分析物的類型，可以全部互相相關(guān)。最終，用于檢測(cè)特定目標(biāo)分析物的粒子和受體的類型可以在一定程度上由目標(biāo)分析物的特征(即類型、大小、形狀、親合性等等)、選擇的調(diào)制的類型(即，空間的、頻譜的、熱的、磁的、機(jī)械的、化學(xué)的等等)和詢問的模式(光學(xué)的、聲學(xué)的、磁的、RF等等)來(lái)指令。
[0065]由檢測(cè)器收集的數(shù)據(jù)可以發(fā)送給處理器用于分析。處理器可以被配置為通過至少部分地基于調(diào)制將分析物響應(yīng)信號(hào)與背景噪聲信號(hào)區(qū)分開，來(lái)非侵入性地檢測(cè)一個(gè)或多個(gè)目標(biāo)分析物。在一些情況下，處理器還可以被配置為將分析物響應(yīng)信號(hào)與未綁定粒子信號(hào)區(qū)分開。而且，處理器可以被配置為至少部分地從分析物響應(yīng)信號(hào)中確定血液中特定目標(biāo)分析物的濃度。經(jīng)處理器處理的檢測(cè)和濃度數(shù)據(jù)可以被通信發(fā)送給病人，發(fā)送給醫(yī)療或者臨床人員，本地存儲(chǔ)或者發(fā)送給遠(yuǎn)程服務(wù)器、云和/或稍后可以存儲(chǔ)或者訪問數(shù)據(jù)的任意其它系統(tǒng)。
[0066]處理器可以位于外部閱讀器上，其可以被提供為裝在體外的設(shè)備，諸如項(xiàng)鏈、手表、眼鏡、移動(dòng)電話、手持設(shè)備或者個(gè)人計(jì)算設(shè)備或者其的一些組合。由檢測(cè)器收集的數(shù)據(jù)可以經(jīng)由通信接口發(fā)送到外部閱讀器。電子控制設(shè)備可以通過修改與檢測(cè)器通信的天線的阻抗，來(lái)無(wú)線地通信發(fā)送數(shù)據(jù)到外部閱讀器，以便從特征上修改來(lái)自天線的反向散射(backscatter)。在一些例子中，外部閱讀器可以操作為通過輻射足夠的輻射來(lái)給檢測(cè)器供電從而間歇地詢問檢測(cè)器以提供讀數(shù)，以獲得測(cè)量和通信結(jié)果。用這種方法，外部閱讀器可以隨著時(shí)間獲取一系列分析物標(biāo)識(shí)和濃度測(cè)量而無(wú)需不斷地給檢測(cè)器和/或處理器供電。處理器還可以被提供在遠(yuǎn)離檢測(cè)器的其它位置上，并且檢測(cè)器數(shù)據(jù)經(jīng)由有線連接、存儲(chǔ)卡、USB設(shè)備或者其它公知方法被通信發(fā)送到處理器?？商鎿Q地，處理器可以位于接近檢測(cè)器的位置并且可以被配置為本地地分析其收集到的數(shù)據(jù)，然后發(fā)送分析的結(jié)果到外部閱讀器或者服務(wù)器。
[0067]外部閱讀器可以包括用戶界面，或者還可以發(fā)送收集到的數(shù)據(jù)到具有能夠指示數(shù)據(jù)分析的結(jié)果的用戶界面的設(shè)備。用這種方法，穿戴、把持或者查看設(shè)備的人能夠被告知營(yíng)養(yǎng)分析和/或潛在的身體狀況。外部閱讀器還可以被配置為產(chǎn)生聽覺或者觸覺(振動(dòng))響應(yīng)以向病人警告身體狀況。而且，外部閱讀器也可以被配置為從病人接收關(guān)于他/她的身體狀態(tài)、健康狀態(tài)、活動(dòng)狀態(tài)、營(yíng)養(yǎng)攝入等等的信息作為到處理器的附加輸入信息。例如，用戶可以輸入身體狀態(tài)或者健康狀態(tài)，諸如經(jīng)歷偏頭痛癥狀、神經(jīng)過敏、心跳過速、胃痛、疲勞感，包括身體活動(dòng)的類型和持續(xù)時(shí)間的活動(dòng)狀態(tài)，包括進(jìn)餐時(shí)間和成份的營(yíng)養(yǎng)攝入，以及包括體重、藥物攝入、睡眠質(zhì)量、壓力水平、使用過的個(gè)人護(hù)理產(chǎn)品、環(huán)境條件、社會(huì)活動(dòng)等等的其它參數(shù)。而且，閱讀器還可以從一個(gè)或多個(gè)其它檢測(cè)器接收信號(hào)，所述一個(gè)或多個(gè)其它檢測(cè)器諸如計(jì)步器、心率傳感器、血壓傳感器、血液氧飽和水平、體溫、GPS或者其它位置或者定位傳感器、麥克風(fēng)、光傳感器等等。
[0068]系統(tǒng)可以被配置為在預(yù)設(shè)置的測(cè)量周期期間或者響應(yīng)于提示來(lái)獲取數(shù)據(jù)。例如，系統(tǒng)可以被配置為每一小時(shí)操作檢測(cè)器和收集數(shù)據(jù)一次。在其它例子中，系統(tǒng)可以被配置為響應(yīng)于提示來(lái)操作檢測(cè)器，諸如病人或者醫(yī)生的手動(dòng)輸入。系統(tǒng)還可以被配置為響應(yīng)于內(nèi)部或者外部事件或者事件的組合來(lái)獲取數(shù)據(jù)，諸如在身體活動(dòng)期間或者之后、在休息時(shí)、在高脈搏率時(shí)、高血壓或低血壓時(shí)、冷天或熱天狀況時(shí)，等等。在其它例子中，系統(tǒng)能夠更加頻繁地或者更不頻繁地操作檢測(cè)器，或者系統(tǒng)能夠相對(duì)其它分析物更加頻繁地測(cè)量某些分析物。
[0069]如上所述，由系統(tǒng)收集的數(shù)據(jù)可以用來(lái)通知病人分析物水平或者現(xiàn)在的或即將來(lái)臨的醫(yī)療緊急事件。在一些例子中，數(shù)據(jù)可以用來(lái)提煉病人的個(gè)體基線規(guī)范。基線規(guī)范可以包括病人分析物水平中的一個(gè)或多個(gè)一般如何隨著時(shí)間，諸如在一天、一周或一月的過程中，或者響應(yīng)于攝入特定類型的食物/藥物而變化的模式。實(shí)質(zhì)上，基線規(guī)范可以建立針對(duì)病人的測(cè)量分析物的“正常”水平。通過附加測(cè)量周期收集的附加數(shù)據(jù)可以與基線規(guī)范相比較。如果附加數(shù)據(jù)與基線規(guī)范所體現(xiàn)的模式一致，則可以確定病人的狀況尚未改變。另一方面，如果附加數(shù)據(jù)偏離基線規(guī)范所體現(xiàn)的模式，則可以確定病人的狀況已經(jīng)改變。例如，狀況的改變能夠指示病人已經(jīng)發(fā)展出疾病、紊亂或者其它不利的身體狀況或者近期可能有處于嚴(yán)重身體狀況的風(fēng)險(xiǎn)。而且，狀況的改變還能夠指示病人的飲食習(xí)慣的改變，要么積極地要么消極地，這些可能是醫(yī)務(wù)人員感興趣的。而且，病人的基線和對(duì)基線的偏離能夠與從設(shè)備的穿戴者群體收集的基線和偏差數(shù)據(jù)相比較。
[0070]當(dāng)檢測(cè)到狀況的改變時(shí)，可以會(huì)診臨床方案以生成適合于病人的狀況改變的一個(gè)或多個(gè)推薦。例如，可以推薦病人給他自己/她自己注射胰島素，改變他/她的食譜，吃特定的藥物或者補(bǔ)品，與專業(yè)醫(yī)療人員安排會(huì)面，進(jìn)行特定醫(yī)療測(cè)試，到醫(yī)院尋求快速醫(yī)療保養(yǎng)，戒除特定活動(dòng)等等。可以至少部分地基于服務(wù)器得出的分析物濃度和身體狀態(tài)之間的相關(guān)性、任意已知的病人的身體信息或者病史和/或醫(yī)療領(lǐng)域中的認(rèn)證的護(hù)理標(biāo)準(zhǔn)來(lái)制訂臨床方案。然后所述一個(gè)或多個(gè)推薦被發(fā)送給外部閱讀器以經(jīng)由用戶界面通信發(fā)送給用戶。
[0071]可以推導(dǎo)得出在由系統(tǒng)測(cè)量的分析物的(多個(gè))濃度與病人報(bào)告的身體狀態(tài)之間的相關(guān)性。例如，當(dāng)分析物到達(dá)給定濃度時(shí)，分析物數(shù)據(jù)與身體狀態(tài)數(shù)據(jù)的分析可以揭示病人已經(jīng)經(jīng)歷了某些不利的健康狀況，諸如偏頭痛或者心臟病發(fā)作。該相關(guān)性數(shù)據(jù)可以用來(lái)生成針對(duì)病人的推薦，或者制訂臨床方案。血液分析可以用諸如血壓、心率、體溫等等的其它生理學(xué)測(cè)量補(bǔ)充，以便增加或增強(qiáng)這些相關(guān)性。
[0072]而且，從多個(gè)病人收集的數(shù)據(jù)，包括分析物測(cè)量和身體狀態(tài)的指示二者，可以被用來(lái)制訂由服務(wù)器用于生成推薦和/或由專業(yè)醫(yī)療人員用于提供醫(yī)療護(hù)理和向他們的病人進(jìn)行建議的一個(gè)或多個(gè)臨床方案。該數(shù)據(jù)還可以用于識(shí)別群體當(dāng)中血液分析物與健康狀況之間的相關(guān)性。健康專業(yè)人員還可以使用該數(shù)據(jù)來(lái)確診和預(yù)防病患和疾病，預(yù)防人群中嚴(yán)重臨床事件，以及更新臨床方案、治療過程和護(hù)理標(biāo)準(zhǔn)。
[0073]上述系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)為可穿戴設(shè)備。如本公開中使用的術(shù)語(yǔ)“可穿戴設(shè)備”，指的是能夠被穿在體表處、體表上或接近體表的任意設(shè)備，體表諸如手腕、踝、腰、胸、耳朵、眼睛或者其它身體部分。為了以非侵入性方式從體外進(jìn)行活體測(cè)量，可穿戴設(shè)備可以位于表面下脈管系統(tǒng)可被容易地觀察的身體部分上，其規(guī)格將取決于使用的檢測(cè)系統(tǒng)的類型。所述設(shè)備可以位于非常接近于皮膚或者組織處，但是不必接觸或者密切接觸皮膚或者組織。諸如腰帶、腕帶、踝帶、頭帶等等之類的固定物能夠被提供用于將設(shè)備裝在體表處、體表上或接近體表處。固定物可以防止可穿戴設(shè)備相對(duì)于身體移動(dòng)以減少測(cè)量誤差和噪聲。而且，固定物可以是用于將可穿戴設(shè)備依附于穿戴者身體的粘合基底。在一些例子中，檢測(cè)器、調(diào)制源、詢問信號(hào)源(如果可應(yīng)用的話)以及處理器可以提供于可穿戴設(shè)備上。在其它實(shí)施例中，上述系統(tǒng)可以被實(shí)現(xiàn)為用戶必須與之接觸或者與之接近的固定測(cè)量設(shè)備，或者被實(shí)現(xiàn)為可以在一個(gè)或多個(gè)測(cè)量周期期間臨時(shí)位于體表或靠緊體表的設(shè)備。
[0074]應(yīng)當(dāng)理解，上述實(shí)施例以及這里描述的其它實(shí)施例，提供用于說明性的目的，而不意在限制。
[0075]而且，如這里使用的術(shù)語(yǔ)“身體狀況”應(yīng)該廣泛地理解為包括任意病患、疾病、異常、損傷、狀況或者傷殘——例如，生理的、心理的、心臟的、脈管的、矯形的、視覺的、語(yǔ)言或者聽力一一或者需要醫(yī)療保養(yǎng)的任意狀況。
[0076]II示范性可穿戴設(shè)備
[0077]可穿戴設(shè)備100能夠自動(dòng)地測(cè)量穿戴所述設(shè)備的人的多個(gè)生理參數(shù)。如本公開中使用的術(shù)語(yǔ)“可穿戴設(shè)備”，指的是能夠被穿在體表處、體表上或接近體表的任意設(shè)備，體表諸如手腕、踝、腰、胸或者其它身體部分。為了以非侵入性方式從體外進(jìn)行活體測(cè)量，可穿戴設(shè)備可以位于表面下脈管系統(tǒng)可被容易地觀察的身體部分上，其規(guī)格將取決于使用的檢測(cè)系統(tǒng)的類型。所述設(shè)備可以位于非常接近于皮膚或者組織處，但是不必觸摸或者密切接觸皮膚或者組織。諸如腰帶、腕帶、踝帶、頭帶等等之類的固定物110能夠被提供用于將設(shè)備裝在體表上或接近體表。固定物110可以防止可穿戴設(shè)備相對(duì)于身體移動(dòng)以減少測(cè)量誤差和噪聲。在一個(gè)例子中，如圖1中所示，固定物110可以采取能夠環(huán)繞身體一部分的可穿戴的帶子或者環(huán)形物120的形式。而且，固定物110可以是用于將可穿戴設(shè)備100依附于穿戴者身體的粘合基底。
[0078]測(cè)量平臺(tái)130布置在固定物110上以使得它能夠位于表面下脈管系統(tǒng)可被容易地觀察的身體部位上。測(cè)量平臺(tái)的內(nèi)表面140預(yù)期面對(duì)體表安裝。測(cè)量平臺(tái)130可以容納數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)150，其可以包括用于檢測(cè)至少一個(gè)生理參數(shù)的至少一個(gè)檢測(cè)器160，所述至少一個(gè)生理參數(shù)能夠包括可能涉及穿戴可穿戴設(shè)備的人的身體健康的任意參數(shù)。例如，檢測(cè)器160能夠被配置為測(cè)量血壓、脈搏率、呼吸率、表皮溫度等等。檢測(cè)器160中的至少一個(gè)被配置為非侵入性測(cè)量接近可穿戴設(shè)備的表面下脈管系統(tǒng)中的血液循環(huán)中的一個(gè)或多個(gè)分析物。在非窮舉列表中，檢測(cè)器160可以包括光學(xué)的(例如、CMOS、CCD、光電二極管)、聲學(xué)的(例如，壓電式、壓電陶瓷)、電化學(xué)的(電壓、阻抗)、熱的、機(jī)械的(例如，壓力、應(yīng)力)、磁的或者電磁的(例如，磁共振)傳感器中的任何一個(gè)。數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)150的組件可以被小型化以使得可穿戴設(shè)備可以穿在身體上而不顯著干擾穿戴者的日?；顒?dòng)。
[0079]在一些例子中，數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)150還包括用于發(fā)送能夠透過穿戴者的皮膚到部分表面下脈管系統(tǒng)一一例如，透過到表面下脈管系統(tǒng)的腔中一一的詢問信號(hào)的信號(hào)源170。詢問信號(hào)可以是對(duì)穿戴者良性的任何種類的信號(hào)，諸如電磁的、磁的、光學(xué)的、聲學(xué)的、熱學(xué)的、機(jī)械的，并且導(dǎo)致產(chǎn)生響應(yīng)信號(hào)，該響應(yīng)信號(hào)可用于測(cè)量生理參數(shù)，或者更加具體來(lái)說，該響應(yīng)信號(hào)可以檢測(cè)臨床相關(guān)的分析物到功能化粒子的綁定。在一個(gè)例子中，詢問信號(hào)是電磁脈沖(例如，射頻(RF)脈沖)并且響應(yīng)信號(hào)是磁共振信號(hào)，諸如核磁共振(NMR)。在另一例子中，詢問信號(hào)是一種時(shí)變磁場(chǎng)，響應(yīng)信號(hào)是由于時(shí)變磁場(chǎng)而造成的外部可檢測(cè)的物理動(dòng)作。時(shí)變磁場(chǎng)以不同于背景的方式通過物理動(dòng)作調(diào)制粒子，使得它們便于檢測(cè)。在另一個(gè)例子中，詢問信號(hào)是電磁輻射信號(hào)。具體來(lái)說，詢問信號(hào)可以是具有大約400納米到1600納米之間波長(zhǎng)的電磁輻射。更加具體來(lái)說，詢問信號(hào)包括具有大約500納米到大約1000納米之間波長(zhǎng)的電磁輻射。在一些例子中，功能化粒子包括熒光團(tuán)。因此，詢問信號(hào)可以是具有能夠使熒光團(tuán)感光并且透過皮膚或者其它組織和表面下脈管系統(tǒng)的波長(zhǎng)(例如，在大約500納米到大約1000納米的范圍中的波長(zhǎng))的電磁輻射信號(hào)，并且響應(yīng)信號(hào)是來(lái)自熒光團(tuán)的能夠透過表面下脈管系統(tǒng)和組織以便到達(dá)檢測(cè)器的熒光輻射。
[0080]在一些情況下，詢問信號(hào)不是測(cè)量一個(gè)或多個(gè)生理參數(shù)所必需的，并且因此，可穿戴設(shè)備100可以不包括信號(hào)源170。例如，功能化粒子包括自發(fā)焚光(autofluorescent)或者冷光標(biāo)記器，諸如熒光團(tuán)，其將自動(dòng)地發(fā)射指示將臨床相關(guān)的分析物綁定到功能化粒子的響應(yīng)信號(hào)而無(wú)需詢問信號(hào)或者其它外界激勵(lì)。在一些例子中，功能化粒子可以包括化學(xué)發(fā)光標(biāo)記器，被配置為以響應(yīng)于至少部分地由于目標(biāo)分析物綁定到粒子而啟動(dòng)的化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的冷光福射的形式產(chǎn)生響應(yīng)信號(hào)。
[0081]收集磁體180還可以被包括在數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)150中。在這樣的實(shí)施例中，功能化粒子也可以由磁性材料組成或者利用磁性材料功能化，磁性材料諸如強(qiáng)磁性的、順磁的、超順磁的或者響應(yīng)于磁場(chǎng)的任意其它材料。收集磁體180被配置為將磁場(chǎng)引導(dǎo)至部分表面下脈管系統(tǒng)，且該磁場(chǎng)足夠強(qiáng)以收集該部分表面下脈管系統(tǒng)中的功能化磁性粒子。磁體可以是可以在測(cè)量周期期間導(dǎo)通并且當(dāng)測(cè)量周期完成時(shí)截止以便使磁性粒子通過脈管系統(tǒng)擴(kuò)散?？纱┐髟O(shè)備100還可以包括用戶界面190，設(shè)備的穿戴者可以經(jīng)由該用戶界面190接收從遠(yuǎn)程服務(wù)器或者其它遠(yuǎn)程計(jì)算設(shè)備、或者從設(shè)備內(nèi)的處理器生成的一個(gè)或多個(gè)推薦或者警告。警告可以是穿戴可穿戴設(shè)備的人能夠注意到的任意指示。例如，警告可以包括視覺組件(例如，顯示器上的文本或圖形信息)、聽覺組件(例如，警報(bào)聲音)和/或觸覺組件(例如，振動(dòng))。而且，用戶界面190可以包括其中可以顯示警告或者推薦的可見指示的顯示器192。顯示器192還可以被配置為提供測(cè)量的生理參數(shù)的指示，例如，正在測(cè)量的特定血液分析物的濃度。
[0082]在一個(gè)例子中，可穿戴設(shè)備被提供為手腕安裝設(shè)備，如圖2A、圖2B、圖3A-圖3C、圖4A、圖5B、圖6和圖7中所示。手腕安裝設(shè)備可以利用安裝腕帶或者箍帶安裝在活體的手腕上，類似于手表或者手鐲。如圖2A和圖2B中所示，手腕安裝設(shè)備200可以包括以腕帶220的形式的固定物210、位于穿戴者手腕的前側(cè)(anter1r side)240上的測(cè)量平臺(tái)230和位于穿戴者手腕的后側(cè)260上的用戶界面250。設(shè)備的穿戴者可以經(jīng)由用戶界面250接收從遠(yuǎn)程服務(wù)器或者其它遠(yuǎn)程計(jì)算設(shè)備生成的一個(gè)或多個(gè)推薦或者警告、或者從測(cè)量平臺(tái)生成的警告。這樣的配置可以自然而然地為設(shè)備的穿戴者感知，因?yàn)閷?duì)于在手腕的后側(cè)260以供觀察來(lái)說是普遍的，諸如檢查腕表的動(dòng)作。因此，穿戴者可以容易地查看用戶界面上的顯示器270。而且，測(cè)量平臺(tái)230可以位于可以容易地觀察表面下脈管系統(tǒng)的穿戴者手腕的前側(cè)240。但是，預(yù)期其它配置。
[0083]顯示器270可以被配置為顯示警告或者推薦的可見指示和/或測(cè)量的生理參數(shù)的指示，例如，正在測(cè)量的特定血液分析物的濃度。而且，用戶界面250可以包括用于接受來(lái)自穿戴者的輸入的一個(gè)或多個(gè)按鈕280。例如，按鈕280可以被配置為改變顯示器270上的文本或者其它信息。如圖2B中所示，測(cè)量平臺(tái)230還可以包括用于接受來(lái)自穿戴者的輸入的一個(gè)或多個(gè)按鈕290。按鈕290可以被配置為接受數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)的控制方面的輸入，諸如啟動(dòng)測(cè)量周期，或者指示穿戴者當(dāng)前健康狀態(tài)(即，正常、偏頭痛、呼吸急促、心臟病發(fā)作、發(fā)燒、類流感癥狀、食物中毒等等)的輸入。
[0084]在另一示范性手腕安裝設(shè)備300中，如圖3A-3C中所示，測(cè)量平臺(tái)310和用戶界面320 二者都提供在穿戴者手腕的相同側(cè)，具體來(lái)說，在手腕的前側(cè)330。在后側(cè)340上，手表正面350可以布置在帶子360上。雖然在圖3B中描繪了模擬手表，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到可以提供任意類型的時(shí)鐘，諸如數(shù)字鐘。
[0085]如圖3C中可見，測(cè)量平臺(tái)310的內(nèi)側(cè)面370意在接近穿戴者身體穿戴。安放在測(cè)量平臺(tái)310上的數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)380可以包括檢測(cè)器382、信號(hào)源384和收集磁體386。如上所述，信號(hào)源384和收集磁體386可以不提供于可穿戴設(shè)備的所有實(shí)施例中。
[0086]在圖4A和圖4B中所示的另一個(gè)例子中，手腕安裝設(shè)備400包括布置在帶子430上的測(cè)量平臺(tái)410，其包括數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)420。測(cè)量平臺(tái)的內(nèi)側(cè)面440可以位于接近體表以使得數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)420可以詢問穿戴者手腕的表面下脈管系統(tǒng)。具有顯示器460的用戶界面450可以位于朝外面向測(cè)量平臺(tái)410。如上結(jié)合其它實(shí)施例所述，用戶界面450可以被配置為顯示:從數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)420收集的數(shù)據(jù)，包括一個(gè)或多個(gè)測(cè)量分析物的濃度；以及由遠(yuǎn)程服務(wù)器或者其它遠(yuǎn)程計(jì)算設(shè)備或者位于測(cè)量平臺(tái)上的處理器生成的一個(gè)或多個(gè)警告。用戶界面420還可以被配置為顯示當(dāng)日時(shí)間、日期或者可能與穿戴者相關(guān)的其它信息。
[0087]如圖5所示，在又一實(shí)施例中，手腕安裝設(shè)備500可以提供在箍帶510上。類似于先前討論的實(shí)施例，設(shè)備500包括測(cè)量平臺(tái)520和用戶界面530，其可以包括顯示器540和一個(gè)或多個(gè)按鈕550。顯示器540還可以是被配置為接受穿戴者的一個(gè)或多個(gè)輸入的觸摸屏顯示器。例如，如圖6所示，顯示器610可以是觸摸屏，其被配置為顯示用于接受控制設(shè)備600的特定功能或者方面的一個(gè)或多個(gè)輸入或者用戶的信息輸入(諸如當(dāng)前健康狀態(tài))的一個(gè)或多個(gè)虛擬按鈕620。
[0088]圖7是包括一個(gè)或多個(gè)可穿戴設(shè)備700的系統(tǒng)的簡(jiǎn)圖。一個(gè)或多個(gè)可穿戴設(shè)備700可以被配置為通過一個(gè)或多個(gè)通信網(wǎng)絡(luò)720經(jīng)由通信接口 710發(fā)送數(shù)據(jù)到遠(yuǎn)程服務(wù)器730。在一個(gè)實(shí)施例中，通信接口710包括用于在服務(wù)器730之間發(fā)送和接收通信的無(wú)線收發(fā)機(jī)。在又一些實(shí)施例中，通信接口710可以包括用于發(fā)送數(shù)據(jù)的任意手段，包括有線通信和無(wú)線通信二者。例如，通信接口可以包括通用串行總線(USB)接口或者安全數(shù)字(SD)卡接口。通信網(wǎng)絡(luò)720可以是以下中的任意一個(gè):普通老式電話服務(wù)(POTS)網(wǎng)絡(luò)、蜂窩網(wǎng)絡(luò)、光纖網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)。服務(wù)器730可以包括任意類型的遠(yuǎn)程計(jì)算設(shè)備或者遠(yuǎn)程云計(jì)算網(wǎng)絡(luò)。而且，通信網(wǎng)絡(luò)720可以包括一個(gè)或多個(gè)中間物，包括例如其中可穿戴設(shè)備700發(fā)送數(shù)據(jù)到移動(dòng)電話或者其它個(gè)人計(jì)算設(shè)備，其轉(zhuǎn)而發(fā)送數(shù)據(jù)到服務(wù)器730。
[0089]除了從可穿戴設(shè)備700接收通信(諸如收集的生理參數(shù)數(shù)據(jù)和由用戶輸入的關(guān)于健康狀態(tài)的數(shù)據(jù))之外，服務(wù)器還可以被配置為集中和/或接收從可穿戴設(shè)備700或者從其它源接收關(guān)于穿戴者的整個(gè)病史、環(huán)境因素和地理數(shù)據(jù)的信息。例如，可以針對(duì)每個(gè)穿戴者在服務(wù)器上建立包含穿戴者病史的用戶賬戶。而且，在一些例子中，服務(wù)器730可以被配置為定期地從環(huán)境數(shù)據(jù)源接收信息，諸如來(lái)自疾病控制中心(CDC)的病毒疾病或者食物中毒爆發(fā)數(shù)據(jù)之類的信息，以及來(lái)自國(guó)家氣象服務(wù)的天氣、污染和過敏原數(shù)據(jù)。而且，服務(wù)器可以被配置為從醫(yī)院或者醫(yī)生接收關(guān)于穿戴者身體健康狀態(tài)的數(shù)據(jù)。這樣的信息可以用于服務(wù)器的決策過程中，諸如識(shí)別相關(guān)性和生成臨床方案。
[0090]另外，服務(wù)器可以被配置為在每個(gè)測(cè)量周期期間集中和/或接收日期、當(dāng)日時(shí)間或每個(gè)設(shè)備穿戴者的地理位置。這樣的信息可以用來(lái)檢測(cè)和監(jiān)控疾病的空間和時(shí)間分布。為此，可穿戴設(shè)備可以被配置為確定和/或提供它自己的位置的指示。例如，可穿戴設(shè)備可以包括GPS系統(tǒng)，以使得它可以包括通信到服務(wù)器的GPS定位信息(例如，GPS坐標(biāo))。舉例來(lái)說，可穿戴設(shè)備可以使用涉及三角定位(例如，在蜂窩網(wǎng)絡(luò)中的基站之間)的技術(shù)以確定它的位置。其它位置確定技術(shù)也是可能的。
[0091]服務(wù)器還可以被配置為基于關(guān)于設(shè)備的穿戴者接收到的藥或者其它治療的信息以及至少部分地基于生理參數(shù)數(shù)據(jù)和所指示的用戶的身體健康狀態(tài)，針對(duì)藥或者其它治療的效力進(jìn)行確定。從該信息中，服務(wù)器可以被配置為得出藥或者治療的有效性的指示。例如，如果一種藥意在治療惡心并且設(shè)備的穿戴者沒有指示在開始用該藥治療的過程之后他或她感覺惡心，那么服務(wù)器可以被配置為得出指示該藥對(duì)于那個(gè)穿戴者是有效的。在另一例子中，可穿戴設(shè)備可以被配置為測(cè)量血糖。如果穿戴者被開了意在治療糖尿病的藥，但是服務(wù)器從可穿戴設(shè)備接收到指示穿戴者的血糖已經(jīng)隨著若干個(gè)測(cè)量周期而升高的數(shù)據(jù)，則服務(wù)器可以被配置為得出該藥對(duì)該穿戴者來(lái)說對(duì)其預(yù)期目的無(wú)效的指示。
[0092]而且，系統(tǒng)的一些實(shí)施例可以包括可以自動(dòng)實(shí)現(xiàn)或者由設(shè)備的穿戴者控制的隱私控制。例如，在穿戴者的收集到的生理參數(shù)數(shù)據(jù)和身體健康狀態(tài)數(shù)據(jù)被上傳到云計(jì)算網(wǎng)絡(luò)供臨床醫(yī)生進(jìn)行趨勢(shì)分析的情況下，數(shù)據(jù)可以在其被存儲(chǔ)或者使用之前以一種或多種方法處理，以便消除個(gè)人可識(shí)別的信息。例如，用戶的身份可以被處理以使得不能夠?qū)υ撚脩舸_定任何個(gè)人可識(shí)別信息，或者在位置信息被獲得的情況下用戶的地理位置可以被通用化(諸如城市、郵政編碼或者州等級(jí))，以使得不能確定用戶的具體地點(diǎn)。
[0093]另外或者可替換地，設(shè)備的穿戴者可以被提供有控制設(shè)備是否或如何收集關(guān)于該穿戴者的信息(例如，關(guān)于用戶的病史的信息、社交動(dòng)作或者活動(dòng)、職業(yè)、用戶的偏好或者用戶的當(dāng)前位置)，或者控制這樣的信息可以如何使用的機(jī)會(huì)。從而，穿戴者可以對(duì)如何收集關(guān)于他或者她的信息以及如何由臨床醫(yī)生或者內(nèi)科醫(yī)師或者數(shù)據(jù)的其它用戶使用進(jìn)行控制。例如，穿戴者可以選擇:從他或她的設(shè)備收集到諸如身體健康狀態(tài)和生理參數(shù)的數(shù)據(jù)，可以僅僅被用于響應(yīng)于他或者她自己數(shù)據(jù)的收集和比較生成個(gè)體基線和推薦，并且可以不用于生成群體基線或者用于群體相關(guān)性研究中。
[0094]III用于可穿戴設(shè)備的示范性電子平臺(tái)
[0095]圖8是示出根據(jù)示范性實(shí)施例的可穿戴設(shè)備800的組件的簡(jiǎn)化框圖?？纱┐髟O(shè)備800可以采取以下中的一種形式或者類似于以下中的一種形式:圖2A-2B、圖3A-3C、圖4A-4C、圖5和圖6中所示的手腕安裝設(shè)備200、300、400、500、600。但是，可穿戴設(shè)備800也可以采取其它形式，諸如踝、腰或者胸安裝設(shè)備。
[0096]具體來(lái)說，圖8示出具有數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)810、用戶界面820、用于發(fā)送數(shù)據(jù)到服務(wù)器的通信平臺(tái)830和(多個(gè))處理器840的可穿戴設(shè)備800的例子?？纱┐髟O(shè)備800的組件可以布置在用于將設(shè)備安裝到部分表面下脈管系統(tǒng)可被容易地觀察的外部體表的固定物850上。
[0097]處理器840可以是通用處理器或者專用處理器(例如，數(shù)字信號(hào)處理器、專用集成電路等等)。一個(gè)或多個(gè)處理器840可以被配置為運(yùn)行存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)860中并且可被執(zhí)行以提供這里描述的可穿戴設(shè)備800的功能的計(jì)算機(jī)可讀程序指令870。
[0098]計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)860可以包括或者采取非瞬時(shí)的、可以由至少一個(gè)處理器840讀取或者訪問的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)的一種或多種形式。一種或多種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)可以包括易失性和/或非易失性存儲(chǔ)器組件，諸如光的、磁性的、有機(jī)物或者其它存儲(chǔ)器或者磁盤存儲(chǔ)器，這些存儲(chǔ)器組件能夠整體地或部分地與一個(gè)或多個(gè)處理器840中的至少一個(gè)集成。在一些實(shí)施例中，計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)860可以使用單個(gè)物理設(shè)備(例如，光的、磁的、有機(jī)物或者其它存儲(chǔ)器或者磁盤存儲(chǔ)單元)實(shí)現(xiàn)，而在其它實(shí)施例中，計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)860可以使用兩個(gè)或更多個(gè)物理設(shè)備實(shí)現(xiàn)。
[0099]數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)810包括檢測(cè)器812，并且在一些實(shí)施例中，包括信號(hào)源814。如上所述，檢測(cè)器812可以包括能夠檢測(cè)至少一個(gè)生理參數(shù)的任意檢測(cè)器，其可以包括可能涉及穿戴該可穿戴設(shè)備的人的身體健康的任意參數(shù)。例如，檢測(cè)器812能夠被配置為測(cè)量血壓、脈搏率、呼吸率、表皮溫度等等。檢測(cè)器812中的至少一個(gè)被配置為非侵入性測(cè)量接近可穿戴設(shè)備的表面下脈管系統(tǒng)中的血液循環(huán)中的一個(gè)或多個(gè)分析物。在一些例子中，檢測(cè)器812可以包括光學(xué)的(例如、CMOS、CCD、光電二極管)、聲學(xué)的(例如，壓電式、壓電陶瓷)、電化學(xué)的(電壓、阻抗)、熱的、機(jī)械的(例如，壓力、拉力)、磁的或者電磁的(例如，磁共振)傳感器中的一個(gè)或多個(gè)。
[0100]在一些例子中，數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)810還包括用于發(fā)送能夠透過穿戴者的皮膚到部分表面下脈管系統(tǒng)的詢問信號(hào)的信號(hào)源814。一般，信號(hào)源814將生成詢問信號(hào)，該詢問信號(hào)將產(chǎn)生可以由一個(gè)或多個(gè)檢測(cè)器812檢測(cè)的響應(yīng)信號(hào)。詢問信號(hào)可以是對(duì)穿戴者良性的任何種類的信號(hào)，諸如電磁的、磁的、光的、聲學(xué)的、熱的、機(jī)械的，并且導(dǎo)致產(chǎn)生響應(yīng)信號(hào)，該響應(yīng)信號(hào)能夠用于測(cè)量生理參數(shù)或者更加具體來(lái)說能夠檢測(cè)臨床相關(guān)的分析物到功能化粒子的綁定。在一個(gè)例子中，詢問信號(hào)是電磁脈沖(例如，射頻(RF)脈沖)并且響應(yīng)信號(hào)是磁共振信號(hào)，諸如核磁共振(NMR)。在另一例子中，詢問信號(hào)是一種時(shí)變磁場(chǎng)，響應(yīng)信號(hào)是由于時(shí)變磁場(chǎng)而造成的外部可檢測(cè)的物理動(dòng)作。時(shí)變磁場(chǎng)以不同于背景的方式通過物理動(dòng)作調(diào)制粒子，使得它們便于檢測(cè)。在另一個(gè)例子中，詢問信號(hào)是電磁輻射信號(hào)。具體來(lái)說，詢問信號(hào)可以是具有大約400納米到1600納米之間波長(zhǎng)的電磁輻射。更加具體來(lái)說，詢問信號(hào)包括具有大約500納米到大約1000納米之間波長(zhǎng)的電磁輻射。在功能化粒子包括熒光團(tuán)的例子中，詢問信號(hào)因此可以是具有能夠使熒光團(tuán)感光并且透過皮膚或者其它組織和表面下脈管系統(tǒng)的波長(zhǎng)(例如，在大約500納米到大約1000納米的范圍中的波長(zhǎng))的電磁輻射信號(hào)，并且響應(yīng)信號(hào)是來(lái)自熒光團(tuán)的能夠透過表面下脈管系統(tǒng)和組織以便到達(dá)檢測(cè)器的熒光輻射。
[0101]存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)860上的程序指令870可以包括用于執(zhí)行或者方便這里描述的部分或者所有設(shè)備功能的指令。例如，在示出的實(shí)施例中，程序指令870包括控制器模塊872、計(jì)算和決策模塊874以及警告模塊876。
[0102]控制器模塊872能夠包括用于操作數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)810，例如，檢測(cè)器812和信號(hào)源814的指令。例如，控制器872可以在預(yù)設(shè)置的測(cè)量周期中的每一個(gè)期間激活信號(hào)源814和/或檢測(cè)器812。具體來(lái)說，控制器模塊872能夠包括用于控制信號(hào)源814在預(yù)設(shè)測(cè)量時(shí)間發(fā)送詢問信號(hào)的指令和用于控制檢測(cè)器812接收響應(yīng)于在預(yù)設(shè)測(cè)量時(shí)間發(fā)送的詢問信號(hào)從部分表面下脈管系統(tǒng)發(fā)送的表示響應(yīng)信號(hào)的數(shù)據(jù)的指令?？刂破髂K872還可以包括用于操作用戶界面820的指令。例如，控制器模塊872可以包括用于顯示由數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)810收集并且由計(jì)算和決策模塊874分析的數(shù)據(jù)或者用于顯示由警告模塊876生成的一個(gè)或多個(gè)警告的指令。而且，控制器模塊872可以包括基于用戶界面820接受的輸入運(yùn)行特定功能的指令，諸如由布置在用戶界面上的一個(gè)或多個(gè)按鈕接受的輸入。
[0103]通信平臺(tái)830也可以由控制器模塊872內(nèi)的指令操作，諸如用于經(jīng)由無(wú)線天線發(fā)送和/或接收信息的指令，無(wú)線天線可以布置在可穿戴設(shè)備800上或可穿戴設(shè)備800中。通信接口830能夠選擇性地包括一個(gè)或多個(gè)振蕩器、混頻器、頻率引射器(frequency injector)等等，用于在載波頻率調(diào)制和/或解調(diào)將由天線發(fā)送和/或接收的信息。在部分例子中，可穿戴設(shè)備800被配置為通過以遠(yuǎn)程服務(wù)器或者其它遠(yuǎn)程計(jì)算設(shè)備可察覺的方式調(diào)制天線的阻抗來(lái)指示處理器的輸出。
[0104]計(jì)算和決策模塊874可以包括用于以下操作的指令:從數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)810接收響應(yīng)信號(hào)的形式的數(shù)據(jù)，分析數(shù)據(jù)以確定是存在還是不存在目標(biāo)分析物，量化測(cè)量的(多個(gè))生理參數(shù)，諸如目標(biāo)分析物的濃度，以及分析數(shù)據(jù)以確定是否指示身體狀況。具體來(lái)說，計(jì)算和決策模塊872可以包括用于以下操作的指令:針對(duì)每個(gè)預(yù)設(shè)測(cè)量時(shí)間，基于在預(yù)設(shè)測(cè)量時(shí)間由檢測(cè)器檢測(cè)到的響應(yīng)信號(hào)確定臨床相關(guān)分析物的濃度，以及針對(duì)每個(gè)預(yù)設(shè)測(cè)量時(shí)間，基于至少臨床相關(guān)分析物的相應(yīng)濃度確定是否指示身體狀況。預(yù)設(shè)測(cè)量時(shí)間可以設(shè)置為任意時(shí)間段，并且在一個(gè)例子中，大約為一個(gè)小時(shí)間隔。
[0105]在一些例子中，計(jì)算和決策模塊874的程序指令可以存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)中并且由位于可穿戴設(shè)備外部的處理器運(yùn)行。例如，可穿戴設(shè)備能夠被配置為從穿戴者收集關(guān)于生理參數(shù)的特定數(shù)據(jù)，然后發(fā)送數(shù)據(jù)到遠(yuǎn)程服務(wù)器以供進(jìn)一步處理，遠(yuǎn)程服務(wù)器可以包括移動(dòng)設(shè)備、個(gè)人計(jì)算機(jī)、云或者任意其它遠(yuǎn)程系統(tǒng)。
[0106]計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)860還可以包含對(duì)于確定是否指示身體狀況可能是必需的其它數(shù)據(jù)或者信息，諸如設(shè)備的穿戴者的病史和健康歷史。而且，計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)860可以包含與特定分析物基準(zhǔn)相應(yīng)的數(shù)據(jù)，超過或低于該基準(zhǔn)時(shí)指示身體狀況?；鶞?zhǔn)可以預(yù)存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)860上，可以從遠(yuǎn)程源發(fā)送，諸如遠(yuǎn)程服務(wù)器，或者可以由計(jì)算和決策模塊874自己生成。計(jì)算和決策模塊874可以包括用于基于在若干測(cè)量周期收集的數(shù)據(jù)針對(duì)設(shè)備的穿戴者生成個(gè)體基準(zhǔn)的指令。例如，計(jì)算和決策模塊874可以通過將在幾天過程中測(cè)量的每個(gè)測(cè)量周期的分析物濃度平均，來(lái)針對(duì)多個(gè)測(cè)量周期中的每一個(gè)生成目標(biāo)血液分析物的基準(zhǔn)濃度，并且將那些基準(zhǔn)濃度存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)860中供稍后的比較。也可以由遠(yuǎn)程服務(wù)器生成基準(zhǔn)并且經(jīng)由通信接口 830發(fā)送到可穿戴設(shè)備800。當(dāng)確定指示身體狀況時(shí)，計(jì)算和決策模塊874也可以至少部分地基于臨床方案的會(huì)診生成對(duì)于設(shè)備的穿戴者的一個(gè)或多個(gè)推薦。這樣的推薦可以可替換地由遠(yuǎn)程服務(wù)器生成并且發(fā)送到可穿戴設(shè)備。
[0107]在一些例子中，收集的生理參數(shù)數(shù)據(jù)、基線規(guī)范、由設(shè)備穿戴者輸入的健康狀態(tài)信息以及生成的推薦和臨床方案可以另外輸入到云網(wǎng)絡(luò)并且可由穿戴者的內(nèi)科醫(yī)師下載獲得。也可以在云計(jì)算網(wǎng)絡(luò)中對(duì)收集的數(shù)據(jù)執(zhí)行趨勢(shì)和其它分析并且可由內(nèi)科醫(yī)師或者臨床醫(yī)生下載獲得，諸如生理參數(shù)數(shù)據(jù)和身體健康狀態(tài)信息。
[0108]而且，來(lái)自設(shè)備穿戴者的個(gè)體或者群體的生理參數(shù)和身體健康狀態(tài)數(shù)據(jù)可以由內(nèi)科醫(yī)師或者臨床醫(yī)生使用以監(jiān)控藥或者其它治療的效力。例如，可以從參與臨床研究的設(shè)備穿戴者群體收集高密度、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)以評(píng)定開發(fā)的藥或者治療的安全性和效力。這樣的數(shù)據(jù)也可以在個(gè)體級(jí)別使用以評(píng)定對(duì)于一種藥或者治療的特定穿戴者反應(yīng)?；谠摂?shù)據(jù)，內(nèi)科醫(yī)師或者臨床醫(yī)生也能夠設(shè)計(jì)藥物治療以適合個(gè)體需要。
[0109]響應(yīng)于計(jì)算和決策模塊874的指示身體狀況的確定，警告模塊876可以經(jīng)由用戶界面820生成警告。該警告可以包括諸如顯示在顯示器上的文本或者圖形信息這樣的視覺組件、聽覺組件(例如，警報(bào)聲音)和/或觸覺組件(例如，振動(dòng))。文本信息可以包括一個(gè)或多個(gè)推薦，諸如設(shè)備的穿戴者聯(lián)系專業(yè)醫(yī)療人員、尋求即時(shí)醫(yī)療保養(yǎng)或者服用藥物的推薦。
[0110]圖9是示出根據(jù)示范性實(shí)施例的可穿戴設(shè)備900的組件的簡(jiǎn)化框圖。除了可穿戴設(shè)備900的數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)910還包括收集磁體916之外，可穿戴設(shè)備900在所有方面與可穿戴設(shè)備800相同。在該例子中，收集磁體916可以用來(lái)局部收集存在于接近收集磁體916的表面下脈管系統(tǒng)的區(qū)域中的功能化磁性粒子。如上所述，收集磁體916被配置為將磁場(chǎng)引導(dǎo)到部分表面下脈管系統(tǒng)中，且該磁場(chǎng)足以引起功能化磁性粒子收集在該部分表面下脈管系統(tǒng)的腔中?？纱┐髟O(shè)備900包括數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)910，其包括檢測(cè)器912、信號(hào)源914(如果提供的話)和收集磁體916、用戶界面920、通信接口 930、處理器940和其上存儲(chǔ)有程序指令970的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)960?？纱┐髟O(shè)備900的所有組件可以提供在固定物950上。在該例子中，程序指令970可以包括控制器模塊962、計(jì)算和決策模塊964和警告模塊966，類似于圖8中闡述的例子，包括用于執(zhí)行或者方便這里描述的部分或者所有設(shè)備功能的指令。控制器模塊962還包括用于操作收集磁體916的指令。例如，控制器模塊962可以包括用于在測(cè)量周期期間激活收集磁體達(dá)一定時(shí)間量的指令。
[0111]IV說明性功能化粒子
[0112]在一些例子中，如上所述的可穿戴設(shè)備通過檢測(cè)臨床相關(guān)分析物到功能化粒子的綁定來(lái)獲得至少部分與身體健康相關(guān)的信息，功能化粒子例如微?；蛘呒{米粒子。粒子可以通過以共價(jià)方式連接被設(shè)計(jì)為選擇性地綁定或以其它方式識(shí)別特定的臨床相關(guān)分析物的生物受體來(lái)被功能化。例如，粒子可以用各種生物受體來(lái)功能化，包括抗體、核酸(DNA、siRNA) ^低分子重量配位體(葉酸、維生素B1、二巰基丁二酸)、肽(RGD、LHRD、抗體原肽、內(nèi)化肽)、蛋白質(zhì)(BSA、鐵傳遞蛋白、抗體、植物凝血素、細(xì)胞活素、纖維蛋白原、凝血酶)、多糖(透明質(zhì)酸、聚氨基葡萄糖、葡聚糖、低聚糖、肝磷脂)、多不飽和脂肪酸(棕櫚酸、磷脂)、質(zhì)粒。功能化粒子可以通過注射、攝取、吸入、經(jīng)皮地或者以一些其它方式引導(dǎo)到人的血流中。
[0113]當(dāng)臨床相關(guān)分析物存在于血液或者脫離血液存在或者以特定濃度或者特定濃度范圍存在時(shí)，該臨床相關(guān)分析物可以是指示身體狀況或者指示身體狀況可能危急。例如，臨床相關(guān)分析物可以是酶、激素、蛋白質(zhì)或者其它分子。在一個(gè)相關(guān)例子中，特定蛋白質(zhì)生物標(biāo)志被公知為預(yù)示就要發(fā)生的動(dòng)脈斑塊破裂(arterial plaque rupture)。這樣的蛋白質(zhì)生物標(biāo)志被公知為僅僅在直接導(dǎo)致動(dòng)脈斑塊破裂以及在動(dòng)脈斑塊破裂病發(fā)時(shí)存在于血液中。斑塊破裂引起血凝塊的形成，血凝塊能夠堵塞血流或者破裂并游移到其它身體部分。在這些情況中任意一個(gè)中，如果凝塊堵塞流向心臟的血管，則它導(dǎo)致心臟病發(fā)作。如果它堵塞了流入大腦的血管，則它導(dǎo)致中風(fēng)。如果供給胳膊或腿的血減少或者堵塞，則它可能導(dǎo)致行走困難并且最后導(dǎo)致壞疽。通過提供由將選擇性地綁定到該目標(biāo)分析物的生物受體功能化的粒子，在脈管系統(tǒng)中這些蛋白質(zhì)生物標(biāo)志的存在可以被檢測(cè)到，并且身體狀況(即，中風(fēng)、心臟病發(fā)作)被預(yù)防。
[0114]所述粒子可以由可生物降解的或者不能生物降解的材料制成。例如，所述粒子可以由聚苯乙烯制成。不能生物降解的粒子可以被提供為具有去除手段以預(yù)防身體中有害堆積。通常，粒子可以被設(shè)計(jì)成具有較長(zhǎng)半衰期以使得它們保持在脈管系統(tǒng)或者體液中達(dá)若干測(cè)量周期。但是，取決于粒子的壽命，可穿戴設(shè)備的用戶可以周期性地引入新批量的功能化粒子到脈管系統(tǒng)或者體液中。
[0115]生物受體可被用于診斷過程，甚至在摧毀特定目標(biāo)的治療中使用，諸如抗腫瘤治療或者靶向化療。粒子可以被設(shè)計(jì)成一旦被綁定到生物受體就從身體內(nèi)去除或者摧毀目標(biāo)分析物。附加功能團(tuán)可以被添加到粒子用以發(fā)出例如粒子一旦被綁定到目標(biāo)分析物時(shí)可以通過腎臟從身體去除的信號(hào)。
[0116]而且，粒子可以被設(shè)計(jì)成要么可釋放地要么不可逆轉(zhuǎn)地綁定到目標(biāo)分析物。例如，如果希望粒子參與如上所述的摧毀目標(biāo)分析物或者從身體去除目標(biāo)分析物，則粒子可以被設(shè)計(jì)成不可逆轉(zhuǎn)地綁定到目標(biāo)分析物。在其它例子中，粒子可以被設(shè)計(jì)成在已經(jīng)進(jìn)行測(cè)量之后釋放目標(biāo)分析物，要么自動(dòng)地要么響應(yīng)于外部或者內(nèi)部激勵(lì)。
[0117]本領(lǐng)域技術(shù)人員將以最廣泛的意義理解術(shù)語(yǔ)“粒子”，并且它可以采取任意制造材料、分子、色氨酸、病毒、噬菌體等等的形式。而且，粒子可以具有任意形狀，例如，球狀、條狀、不對(duì)稱形狀等等，并且可以由固體、液體或者氣態(tài)材料或者其組合構(gòu)成。粒子可以具有小于大約20微米的直徑。在一些實(shí)施例中，粒子具有大約10納米到I微米量級(jí)的直徑。在更多實(shí)施例中，直徑為10-100納米量級(jí)的小粒子可以聚集以形成較大的1-10微米量級(jí)的“簇”或者“組合”。在該布置中，組合將提供較大粒子的信號(hào)強(qiáng)度，但是應(yīng)當(dāng)是可變形的，由此預(yù)防在較小血管和毛細(xì)管中的堵塞。
[0118]可以在利用激勵(lì)信號(hào)輸入或者不利用激勵(lì)信號(hào)輸入的情況下檢測(cè)功能化粒子到目標(biāo)分析物的綁定。術(shù)語(yǔ)“綁定”以其最廣泛的意義理解，以便包括受體與目標(biāo)分析物之間的任意可檢測(cè)的相互作用。例如，一些粒子可以通過諸如熒光團(tuán)或者自發(fā)熒光、熒光的或者化學(xué)發(fā)光標(biāo)記器這樣的合成物或者分子被功能化，當(dāng)粒子在沒有激勵(lì)輸入的情況下被綁定到目標(biāo)分析物時(shí)，所述合成物或者分子生成響應(yīng)信號(hào)。在其它例子中，功能化粒子可以響應(yīng)于外界激勵(lì)，諸如電磁的、聲學(xué)的、光的或者機(jī)械的能量，在它們的綁定狀態(tài)下產(chǎn)生與未綁定狀態(tài)不同的響應(yīng)信號(hào)。
[0119]而且，粒子可以由順磁的或者鐵磁材料形成或者通過磁性部分(magneticmoiety)功能化。粒子的磁性可以在磁共振檢測(cè)方案中采用以提高檢測(cè)靈敏度。在另一例子中，外部磁體可以用來(lái)在測(cè)量周期期間局部收集表面下脈管系統(tǒng)的區(qū)域中的粒子。這樣的收集可能不僅僅增加粒子與分析物之間的速度差，因此每單位時(shí)間調(diào)查大得多的體積，而且也可能增強(qiáng)用于隨后檢測(cè)的信號(hào)。
[0120]V用于可穿戴設(shè)備的操作的說明性方法
[0121]圖10是用于操作可穿戴設(shè)備以進(jìn)行生理參數(shù)的非侵入性的、活體的、實(shí)時(shí)測(cè)量的方法1000的流程圖?？纱┐髟O(shè)備首先安裝到受試驗(yàn)的人的體表，其中體表接近于一部分表面下脈管系統(tǒng)(1010)。在一些例子中，經(jīng)由信號(hào)源，可穿戴設(shè)備發(fā)送詢問信號(hào)到該部分表面下脈管系統(tǒng)中(1020)。然后，經(jīng)由檢測(cè)器，可穿戴設(shè)備檢測(cè)從部分表面下脈管系統(tǒng)發(fā)送的響應(yīng)信號(hào)，其中所述響應(yīng)信號(hào)與臨床相關(guān)分析物到存在于表面下脈管系統(tǒng)的腔中的功能化粒子的綁定相關(guān)(1030)。在一些例子中，響應(yīng)于詢問信號(hào)生成響應(yīng)信號(hào)。功能化粒子被配置為綁定到臨床相關(guān)分析物并且可以包括受體，諸如抗體。術(shù)語(yǔ)“綁定”以其最廣泛的意義理解，以便也包括臨床相關(guān)分析物與功能化粒子之間的任意可檢測(cè)的相互作用。然后，可穿戴設(shè)備基于響應(yīng)信號(hào)確定存在臨床相關(guān)分析物、不存在臨床相關(guān)分析物和/或臨床相關(guān)分析物的濃度(1040)以及基于存在臨床相關(guān)分析物、不存在臨床相關(guān)分析物和/或臨床相關(guān)分析物的濃度確定是否指示身體狀況(1050)。而且，在功能化粒子是磁性的例子中，可穿戴設(shè)備還可以引導(dǎo)磁場(chǎng)到部分表面下脈管系統(tǒng)，該磁場(chǎng)足夠引起功能化磁性粒子在該部分表面下脈管系統(tǒng)的腔中收集。
[0122]圖11A-11B、圖12A-12B以及圖13A-13B是示出手腕安裝設(shè)備的各種例子的操作的人手腕的部分截面?zhèn)纫晥D。在圖1lA和圖1lB中所示的例子中，手腕安裝設(shè)備1100包括安裝在帶子或腕帶1120上并且朝向穿戴者手腕的前側(cè)1190的測(cè)量平臺(tái)1110。測(cè)量平臺(tái)1110位于可容易地觀察到表面下脈管系統(tǒng)1130的手腕的一部分上。功能化粒子1140已經(jīng)通過上述討論到的手段之一被引入到表面下脈管系統(tǒng)的腔中。在該例子中，測(cè)量平臺(tái)1110包括既具有檢測(cè)器1150又具有信號(hào)源1160的數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)。圖1lA示出當(dāng)測(cè)量設(shè)備1100停用時(shí)表面下脈管系統(tǒng)的狀態(tài)。在測(cè)量周期期間表面下脈管系統(tǒng)的狀態(tài)在圖1lB中示出。此時(shí)，信號(hào)源1160正在發(fā)送詢問信號(hào)1162到部分表面下脈管系統(tǒng)并且檢測(cè)器1150正在接收響應(yīng)于詢問信號(hào)1162生成的響應(yīng)信號(hào)1152。響應(yīng)信號(hào)1152與將存在于表面下脈管系統(tǒng)中的臨床相關(guān)分析物到功能化粒子1140的綁定相關(guān)。如上所述，在一些實(shí)施例中，詢問信號(hào)可以不是生成與分析物到功能化粒子的綁定相關(guān)的響應(yīng)信號(hào)所必需的。
[0123]類似于圖1lA和圖1lB中所描繪的系統(tǒng)，圖12A和圖12B示出手腕安裝設(shè)備1200，包括安裝在帶子或者腕帶1220上并且朝向穿戴者手腕的前側(cè)1290的測(cè)量平臺(tái)1210。在該例子中，測(cè)量平臺(tái)1210包括具有檢測(cè)器1250、信號(hào)源1260和收集磁體1270的數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)。圖12A示出當(dāng)測(cè)量設(shè)備1200停用時(shí)表面下脈管系統(tǒng)的狀態(tài)。當(dāng)測(cè)量設(shè)備1200在測(cè)量周期期間是激活的時(shí)表面下脈管系統(tǒng)的狀態(tài)在圖12B中示出。此時(shí)，收集磁體1270生成足夠引起存在于表面下脈管系統(tǒng)1230的腔中的功能化磁性粒子1240在接近磁體1270的區(qū)域中收集的磁場(chǎng)1272。信號(hào)源1260發(fā)送詢問信號(hào)1262到部分表面下脈管系統(tǒng)并且檢測(cè)器1250正在接收響應(yīng)于詢問信號(hào)1262生成的響應(yīng)信號(hào)1252。響應(yīng)信號(hào)1252與將存在于表面下脈管系統(tǒng)中的臨床相關(guān)分析物到功能化磁性粒子1240的綁定相關(guān)。如上所述，在一些實(shí)施例中，詢問信號(hào)可以不是生成與分析物到功能化磁性粒子的綁定相關(guān)的響應(yīng)信號(hào)所必需的。
[0124]圖13A和圖13B示出具有布置在帶子1320上的測(cè)量平臺(tái)1310的手腕安裝設(shè)備1300的又一實(shí)施例，其中檢測(cè)器1350和信號(hào)源1360位于穿戴者手腕的前側(cè)1390上并且收集磁體1370布置在穿戴者手腕的后側(cè)1380上。類似于上面討論的實(shí)施例，圖13A示出當(dāng)測(cè)量設(shè)備1300停用時(shí)表面下脈管系統(tǒng)的狀態(tài)。當(dāng)測(cè)量設(shè)備1300在測(cè)量周期期間是激活的時(shí)表面下脈管系統(tǒng)的狀態(tài)在圖13B中示出。此時(shí)，收集磁體1370生成足夠引起存在于表面下脈管系統(tǒng)1330的腔中的功能化磁性粒子1340在接近磁體1370的區(qū)域中收集的磁場(chǎng)1232。信號(hào)源1360發(fā)送詢問信號(hào)1362到部分表面下脈管系統(tǒng)并且檢測(cè)器1350正在接收響應(yīng)于詢問信號(hào)1362生成的響應(yīng)信號(hào)1352。響應(yīng)信號(hào)1352與將存在于表面下脈管系統(tǒng)中的臨床相關(guān)分析物到功能化磁性粒子1340的綁定相關(guān)。如上所述，在一些實(shí)施例中，詢問信號(hào)可以不是生成與分析物到功能化磁性粒子的綁定相關(guān)的響應(yīng)信號(hào)所必需的。
[0125]圖12B和圖13B 二者示出由信號(hào)源(1260、1360)發(fā)送的詢問信號(hào)(1262、1362)和由檢測(cè)器(1250、1350)檢測(cè)的響應(yīng)信號(hào)(1252、1352)的路徑基本上重疊在一部分表面下脈管系統(tǒng)上。在一些例子中，信號(hào)源(1260、1360)和檢測(cè)器(1250、1350)可以彼此傾斜以使得它們從基本上相同的表面下脈管系統(tǒng)的區(qū)域詢問和檢測(cè)。但是，在一些實(shí)例中，諸如在圖1lB中所示的例子中，由信號(hào)源(1260、1360)發(fā)送的詢問信號(hào)(1262、1362)和由檢測(cè)器(1250、1350)檢測(cè)的響應(yīng)信號(hào)(1252、1352)的路徑可以不重疊。
[0126]VI使用手腕安裝設(shè)備的實(shí)時(shí)、高密度生理數(shù)據(jù)收集的說明性方法
[0127]圖14是用于使用可穿戴設(shè)備得到生理參數(shù)的實(shí)時(shí)、高密度、非侵入性的、活體測(cè)量的方法1400的流程圖。在第一步中，可穿戴設(shè)備在多個(gè)測(cè)量周期中的每一個(gè)期間自動(dòng)地測(cè)量一個(gè)或多個(gè)生理參數(shù)(1410)。測(cè)量周期的長(zhǎng)度可以在設(shè)備上自己設(shè)置或者可以例如通過來(lái)自遠(yuǎn)程服務(wù)器的指令遠(yuǎn)程地設(shè)置。設(shè)備可以配置為每天許多測(cè)量周期一一例如，連續(xù)的、每秒、每分鐘、每小時(shí)、每6小時(shí)等等一一或者可以被配置為每周一次或者每月一次進(jìn)行測(cè)量。而且，可以針對(duì)正在測(cè)量的生理參數(shù)中的每一個(gè)設(shè)置不同的測(cè)量周期。測(cè)量周期可以延長(zhǎng)經(jīng)過多個(gè)連續(xù)日并且連續(xù)日中的每一個(gè)可以包括多個(gè)測(cè)量周期。連續(xù)日中的每一個(gè)還可以包括至少二十四個(gè)測(cè)量周期并且所述多個(gè)連續(xù)日可以包括至少三十天。至少一些生理參數(shù)通過非侵入性檢測(cè)接近可穿戴設(shè)備的表面下脈管系統(tǒng)中的血液循環(huán)中的一個(gè)或多個(gè)分析物來(lái)測(cè)量。
[0128]在測(cè)量周期結(jié)束之后，對(duì)于多個(gè)測(cè)量周期中的每一個(gè)來(lái)說，可穿戴設(shè)備發(fā)送表示在該測(cè)量周期期間測(cè)量的生理參數(shù)的數(shù)據(jù)到服務(wù)器(1420)?？纱┐髟O(shè)備可以被配置為自動(dòng)發(fā)送數(shù)據(jù)到服務(wù)器，可以被配置為根據(jù)穿戴者的命令發(fā)送，或者可以被配置為根據(jù)來(lái)自遠(yuǎn)程服務(wù)器的指令發(fā)送。而且，設(shè)備可以被配置為在每個(gè)測(cè)量周期的結(jié)束時(shí)，或者以更高頻率或者更低頻率自動(dòng)發(fā)送數(shù)據(jù)。例如，設(shè)備可以被配置為每五分鐘、每一天的結(jié)束、每月末、夜間等等發(fā)送。
[0129]作為響應(yīng)，所述服務(wù)器被配置為基于在多個(gè)測(cè)量周期可穿戴設(shè)備發(fā)送的數(shù)據(jù)提煉基線規(guī)范(1430)。在一些實(shí)施例中，基線規(guī)范包括基于在多個(gè)測(cè)量周期中由可穿戴設(shè)備發(fā)送的數(shù)據(jù)針對(duì)穿戴可穿戴設(shè)備的個(gè)別用戶的個(gè)體基線規(guī)范。如上所述，基線規(guī)范可以包括對(duì)于一個(gè)或多個(gè)穿戴者生理參數(shù)一般如何隨時(shí)間(諸如在一天、一周或者一月期間)變化的模式?；€規(guī)范還可以包括特定目標(biāo)分析物的閾值，超過或低于該閾值可以指示身體狀況。
[0130]在服務(wù)器提煉了對(duì)于設(shè)備的穿戴者的個(gè)體基線規(guī)范之后，服務(wù)器可以從可穿戴設(shè)備接收在一個(gè)或多個(gè)附加測(cè)量周期期間測(cè)量的關(guān)于生理參數(shù)的附加數(shù)據(jù)(1440)。然后服務(wù)器可以將在附加測(cè)量周期中收集的附加數(shù)據(jù)與個(gè)體基線規(guī)范比較。如果附加數(shù)據(jù)與個(gè)體基線規(guī)范所體現(xiàn)的模式一致，則服務(wù)器可以確定穿戴者的狀況尚未改變。另一方面，如果附加數(shù)據(jù)偏離了基線規(guī)范中體現(xiàn)的模式，則服務(wù)器可以檢測(cè)穿戴者狀況的改變(1450)。例如，狀況的改變能夠指示穿戴者已經(jīng)發(fā)展出疾病、紊亂或者其它不利的身體狀況或者近期可能有處于嚴(yán)重身體狀況的風(fēng)險(xiǎn)，諸如中風(fēng)或者心臟病發(fā)作。
[0131]如果服務(wù)器基于個(gè)體基線規(guī)范和附加數(shù)據(jù)檢測(cè)到狀況的改變，則它可以基于檢測(cè)到的狀況的改變和臨床方案生成一個(gè)或多個(gè)推薦(1460)。例如，服務(wù)器可以生成穿戴者服用特定藥物或者補(bǔ)品，與專業(yè)醫(yī)療人員安排會(huì)面，到醫(yī)院尋求即時(shí)的醫(yī)療保養(yǎng)，戒除特定活動(dòng)等推薦。服務(wù)器還可以被配置為接收多個(gè)可穿戴設(shè)備測(cè)量的關(guān)于生理參數(shù)的數(shù)據(jù)(1470)并且使用該數(shù)據(jù)以至少部分地制訂臨床方案。臨床方案也可以至少部分地基于任意已知的穿戴者的身體健康信息或者病史和/或基于醫(yī)療領(lǐng)域中的認(rèn)證的護(hù)理標(biāo)準(zhǔn)來(lái)制訂。可穿戴設(shè)備可以接收由服務(wù)器生成的一個(gè)或多個(gè)推薦(1470)并且經(jīng)由可穿戴設(shè)備上的用戶界面提供一個(gè)或多個(gè)推薦的指示。
[0132]在一些實(shí)施例中，服務(wù)器可以被配置為接收由多個(gè)可穿戴設(shè)備測(cè)量的關(guān)于生理參數(shù)的數(shù)據(jù)。服務(wù)器可以使用從多個(gè)可穿戴設(shè)備一一被多個(gè)用戶穿戴著一一收集到的該數(shù)據(jù)來(lái)至少部分地提煉群體基線規(guī)范。這樣的群體基線規(guī)范可以用于例如與個(gè)體基線規(guī)范進(jìn)行比較。本領(lǐng)域技術(shù)人員將容易地認(rèn)識(shí)到，隨著時(shí)間測(cè)量的個(gè)體生理參數(shù)與個(gè)體自己的基線的比較可能不足夠識(shí)別該生理參數(shù)的異常。例如，雖然設(shè)備的個(gè)體穿戴者的生理參數(shù)可能不偏離該個(gè)體基線，但是該個(gè)體基線可以大大高于從多個(gè)設(shè)備的穿戴者收集到的數(shù)據(jù)生成的群體基線。從而，與“正?！被颉捌骄钡娜后w的比較可能對(duì)有效標(biāo)識(shí)或者預(yù)防個(gè)體的身體狀況是必需的。
[0133]因此，服務(wù)器還可以被配置為從可穿戴設(shè)備接收在一個(gè)或多個(gè)附加測(cè)量周期期間測(cè)量的附加數(shù)據(jù)，基于群體基線規(guī)范和附加數(shù)據(jù)檢測(cè)狀況的改變，并且基于檢測(cè)到的狀況的改變和臨床方案生成一個(gè)或多個(gè)推薦?？纱┐髟O(shè)備可以接收由服務(wù)器生成的一個(gè)或多個(gè)推薦并且經(jīng)由可穿戴設(shè)備上的用戶界面提供一個(gè)或多個(gè)推薦的指示。
[0134]在另一實(shí)施例中，所述方法可以包括將功能化粒子引入血液，其中功能化磁性粒子被配置為綁定到一個(gè)或多個(gè)分析物。如圖15所示，可穿戴設(shè)備可以通過將詢問信號(hào)從可穿戴設(shè)備中的信號(hào)源引導(dǎo)到接近可穿戴設(shè)備的表面下脈管系統(tǒng)中，來(lái)非侵入性地測(cè)量接近可穿戴設(shè)備的表面下脈管系統(tǒng)中的血液循環(huán)中的一個(gè)或多個(gè)分析物(1510)。如上所討論的那樣，在功能化粒子生成與一個(gè)或多個(gè)分析物的綁定相關(guān)的響應(yīng)信號(hào)而無(wú)需詢問信號(hào)的情況下，該步驟可以不是必需的。在任何情況下，可穿戴設(shè)備可以通過檢測(cè)器檢測(cè)響應(yīng)于詢問信號(hào)從接近可穿戴設(shè)備的表面下脈管系統(tǒng)發(fā)送的響應(yīng)信號(hào)(1520)。響應(yīng)信號(hào)與一個(gè)或多個(gè)分析物到功能化粒子的綁定相關(guān)。在使用詢問信號(hào)的例子中，詢問信號(hào)可以包括時(shí)變磁場(chǎng)，并且響應(yīng)信號(hào)可以包括由于時(shí)變磁場(chǎng)而造成的外部可檢測(cè)的物理動(dòng)作。詢問信號(hào)可以包括電磁脈沖(例如，射頻(RF)脈沖)并且響應(yīng)信號(hào)可以包括磁共振(MR)信號(hào)。詢問信號(hào)可以包括具有在大約400納米到大約1600納米之間波長(zhǎng)的電磁輻射，更加具體來(lái)說，具有大約500納米到大約1000納米之間的波長(zhǎng)。在功能化粒子還包括熒光團(tuán)的情況下，響應(yīng)信號(hào)可以包括響應(yīng)于詢問信號(hào)由熒光團(tuán)發(fā)送的熒光輻射。
[0135]在一些例子中，功能化粒子還可以是磁性的。測(cè)量表面下脈管系統(tǒng)中的血液循環(huán)中的一個(gè)或多個(gè)分析物的過程還可以包括從可穿戴設(shè)備中的磁體引導(dǎo)磁場(chǎng)到接近可穿戴設(shè)備的表面下脈管系統(tǒng)中(1530)。磁場(chǎng)足夠引起功能化磁性粒子收集在接近可穿戴設(shè)備的表面下脈管系統(tǒng)的腔中。
[0136]圖16是用于使用可穿戴設(shè)備得到生理參數(shù)的實(shí)時(shí)、高密度、非侵入性的、活體測(cè)量的方法1600的流程圖。在第一步中，可穿戴設(shè)備在多個(gè)測(cè)量周期中的每一個(gè)期間自動(dòng)地測(cè)量一個(gè)或多個(gè)生理參數(shù)(1610)。測(cè)量周期可以延長(zhǎng)經(jīng)過多個(gè)連續(xù)日，其中連續(xù)日中的每一個(gè)包括多個(gè)測(cè)量周期。至少一些生理參數(shù)通過非侵入性檢測(cè)接近可穿戴設(shè)備的表面下脈管系統(tǒng)中的血液循環(huán)中的一個(gè)或多個(gè)分析物來(lái)測(cè)量。
[0137]當(dāng)對(duì)于多個(gè)測(cè)量周期中的每一個(gè)的測(cè)量周期結(jié)束時(shí)，可穿戴設(shè)備自動(dòng)地、無(wú)線地發(fā)送表示在該測(cè)量周期期間測(cè)量的生理參數(shù)的數(shù)據(jù)到服務(wù)器(1620)。服務(wù)器可以被配置為當(dāng)測(cè)量周期結(jié)束時(shí)接收在該測(cè)量周期中可穿戴設(shè)備的用戶的身體健康狀態(tài)的指示(1630)并且推導(dǎo)得出用戶的身體健康狀態(tài)與表示在測(cè)量周期期間測(cè)量的生理參數(shù)的數(shù)據(jù)之間的相關(guān)性(1640)。例如，服務(wù)器可以被配置識(shí)別模式:例如，每當(dāng)生理參數(shù)到達(dá)或者跌至給定水平時(shí)，設(shè)備的穿戴者指示他或她經(jīng)歷偏頭痛。這些模式或者相關(guān)性的識(shí)別可以幫助醫(yī)療專業(yè)人員識(shí)別、預(yù)防、確診和/或治療該個(gè)體的身體健康狀況。而且，服務(wù)器可以被配置為使用這些相關(guān)性以警告用戶身體狀況可能即將來(lái)臨。
[0138]可以基于在多個(gè)測(cè)量周期由可穿戴設(shè)備發(fā)送的數(shù)據(jù)由服務(wù)器提煉基線規(guī)范(1650)。服務(wù)器還可以被配置為從可穿戴設(shè)備接收在一個(gè)或多個(gè)附加測(cè)量周期期間測(cè)量的表示生理參數(shù)的附加數(shù)據(jù)(1660)，基于基線規(guī)范和附加數(shù)據(jù)檢測(cè)狀況中的改變(1670)，并且基于檢測(cè)到的狀況的改變和臨床方案生成一個(gè)或多個(gè)推薦(1680)。臨床方案可以至少部分地基于推導(dǎo)得出的相關(guān)性來(lái)制訂。例如，臨床方案可以基于當(dāng)前測(cè)量的生理參數(shù)與推導(dǎo)得出的在先前測(cè)量的生理參數(shù)與先前報(bào)告的身體健康狀態(tài)之間的相關(guān)性之間的比較，來(lái)指示某身體狀況可能即將來(lái)臨。
[0139]在另一個(gè)例子中，服務(wù)器可以被配置為接收由多個(gè)可穿戴設(shè)備測(cè)量的關(guān)于生理參數(shù)的數(shù)據(jù)，并且接收在多個(gè)測(cè)量周期中多個(gè)可穿戴設(shè)備的用戶的身體健康狀態(tài)的指示。然后，服務(wù)器可以推導(dǎo)得出用戶的身體狀態(tài)與表示在多個(gè)測(cè)量周期期間測(cè)量的生理參數(shù)的數(shù)據(jù)之間的相關(guān)性。這種類的群體數(shù)據(jù)可能是重要的，因?yàn)檫@樣的相關(guān)性在之前從未在生理參數(shù)與特定健康狀況之間提取過。這樣的相關(guān)性可以用于身體健康狀況的預(yù)測(cè)、預(yù)防、確診和治療中。服務(wù)器還可以被配置為從可穿戴設(shè)備接收在一個(gè)或多個(gè)附加測(cè)量周期期間測(cè)量的表示生理參數(shù)的附加數(shù)據(jù)，并且基于接收到的附加數(shù)據(jù)和臨床方案生成一個(gè)或多個(gè)推薦，其中臨床方案是至少部分地基于推導(dǎo)得出的相關(guān)性制訂的。
[0140]在另一個(gè)例子中，可穿戴設(shè)備自己可以被配置為執(zhí)行如上所述的像遠(yuǎn)程服務(wù)器執(zhí)行的那些步驟。例如，可穿戴設(shè)備可以被配置為分析表示生理參數(shù)的數(shù)據(jù)，生成基線規(guī)范，將從附加測(cè)量周期收集的數(shù)據(jù)與基線規(guī)范相比較，以及基于臨床方案生成推薦?？纱┐髟O(shè)備還可以被配置為要么自動(dòng)地要么以其它的頻率發(fā)送給定數(shù)據(jù)到遠(yuǎn)程服務(wù)器。
[0141]VII具有調(diào)制源的說明性的非侵入性分析物檢測(cè)系統(tǒng)
[0142]諸如如上所述任何一個(gè)那樣的分析物檢測(cè)系統(tǒng)中的信噪比(SNR)可以通過如下方式增加:相對(duì)于背景信號(hào)以及在一些情況下相對(duì)于未綁定粒子響應(yīng)信號(hào)，調(diào)制從表面下脈管系統(tǒng)(或者其它身體系統(tǒng))發(fā)送的分析物響應(yīng)信號(hào)。這樣的調(diào)制能夠提高系統(tǒng)的靈敏度以及在存在于血液或者其它體液中的目標(biāo)分析物與其它分析物、粒子、細(xì)胞、分子、血液成分、骨頭以及組織等等之間進(jìn)行辨別的能力。這對(duì)于一些分析物特征化的方法，諸如光學(xué)法，或者在目標(biāo)分析物在血液中稀有或者屬于相對(duì)較小尺寸的情況下，以及對(duì)于熒光檢測(cè)技術(shù)一一其可能因?yàn)樯眢w中的其它組織、細(xì)胞和分子具有一些固有的熒光屬性而導(dǎo)致高水平的背景噪聲所以經(jīng)常遭遇低分辨率，可能是特別有價(jià)值的。
[0143]圖17A-17B，其是人手腕的部分截面?zhèn)纫晥D，示出示范性系統(tǒng)1700的操作，系統(tǒng)1700包括被配置為與存在于血液或者其它體液中的一個(gè)或多個(gè)目標(biāo)分析物相互作用的功能化粒子1740、被配置為檢測(cè)從諸如表面下脈管系統(tǒng)這樣的身體部分發(fā)送的響應(yīng)信號(hào)1752的檢測(cè)器1750、以及被配置為調(diào)制響應(yīng)信號(hào)1752的調(diào)制源1770。功能化粒子1740可以通過任意已知的途徑，包括口服的、經(jīng)皮的、外用的、透粘膜地、肌內(nèi)注射等等，被引入到身體中，例如表面下脈管系統(tǒng)1730的腔中。在一些實(shí)施例中，系統(tǒng)1700也可以包括信號(hào)源1760，但是如上所述，詢問信號(hào)1762不是在任何生成響應(yīng)信號(hào)1752的情況下都是必需的。而且，在一些實(shí)施例中，信號(hào)源1760自己可以被調(diào)制(由此也調(diào)制響應(yīng)信號(hào)1752)。在這些實(shí)施例中，調(diào)制和詢問實(shí)質(zhì)上被組合在一起。
[0144]在一些實(shí)施例中，系統(tǒng)1700可以通過可穿戴設(shè)備1710實(shí)現(xiàn)，其可以包括能夠穿戴在體表處、體表上或者接近體表的任意設(shè)備，體表諸如手腕、踝、腰、胸或者其它身體部分?？纱┐髟O(shè)備1710可以位于可容易地觀察表面下脈管系統(tǒng)(或者其它身體系統(tǒng))的身體部分上或者與其接近，以使得可以非侵入性地從身體外部進(jìn)行分析物測(cè)量。設(shè)備1710可以位于非常接近于皮膚或者組織處，但是不必接觸或者密切接觸皮膚或者組織。另外或者可替換地，系統(tǒng)1700可以通過在皮膚下可容易地觀察表面下脈管系統(tǒng)或者其它身體系統(tǒng)的位置處植入一個(gè)或多個(gè)組件，諸如檢測(cè)器1750、信號(hào)源1760和/或調(diào)制源1770，來(lái)實(shí)現(xiàn)。系統(tǒng)1700也可以實(shí)現(xiàn)為固定設(shè)備或者實(shí)現(xiàn)為在一個(gè)或多個(gè)測(cè)量周期中臨時(shí)靠在體表或者接近體表的設(shè)備。
[0145]諸如腰帶、腕帶、腕表、踝帶、頭帶、眼鏡、項(xiàng)鏈、耳環(huán)等等之類的固定物1720，能夠被提供用于將設(shè)備1710安裝或穩(wěn)定在體表處、體表上或接近體表處。固定物1720可以防止可穿戴設(shè)備1710相對(duì)于身體移動(dòng)以減少測(cè)量誤差和噪聲。而且，固定物1720可以是用于將可穿戴設(shè)備依附于穿戴者身體的粘合基底。檢測(cè)器1750、調(diào)制源1770、詢問信號(hào)源1760(如果應(yīng)用的話)以及在一些示例中還有處理器(未示出)或者其部分，可以提供于可穿戴設(shè)備1710上。固定物1720可以被設(shè)計(jì)為使得設(shè)備1710可以被持續(xù)穿戴而不干擾穿戴者的日?；顒?dòng)以使得測(cè)量可以在整個(gè)白天進(jìn)行。在其它例子中，固定物1720可以被設(shè)計(jì)成僅僅在測(cè)量周期期間臨時(shí)把設(shè)備1710放在身體上或接近身體。檢測(cè)器1750、調(diào)制源1770以及信號(hào)源1760(如果應(yīng)用的話)中的每一個(gè)能夠彼此接近地位于如圖17A-17B中所示的固定物的相同部分上，或者能夠位于固定物1720上的不同位置。
[0146]在圖17B中示出在測(cè)量周期期間表面下脈管系統(tǒng)的狀態(tài)。在該實(shí)施例中，信號(hào)源1760發(fā)送詢問信號(hào)1762到身體部分中并且檢測(cè)器1750接收從身體發(fā)送的響應(yīng)信號(hào)1752。響應(yīng)信號(hào)1752可以包括分析物響應(yīng)信號(hào)、未綁定粒子信號(hào)和背景信號(hào)。分析物響應(yīng)信號(hào)與存在于身體中的目標(biāo)分析物與功能化粒子1740的相互作用相關(guān)，并且在一些情況下，可能響應(yīng)于詢問信號(hào)1762生成。如上所述，在一些實(shí)施例中，詢問信號(hào)可以不是生成與將分析物到功能化粒子的綁定相關(guān)的響應(yīng)信號(hào)所必需的。而且，在其它例子中，通過生成經(jīng)調(diào)制的詢問信號(hào)，調(diào)制源可以實(shí)質(zhì)上充當(dāng)信號(hào)源的角色。
[0147]調(diào)制源1770應(yīng)用調(diào)制1772到身體部分，調(diào)制1772被配置為調(diào)制響應(yīng)信號(hào)。具體地說，調(diào)制源1770可以被配置為與背景信號(hào)不同地調(diào)制分析物響應(yīng)信號(hào)。背景信號(hào)可以包括從除了系統(tǒng)1700正在監(jiān)控的物體，S卩(多個(gè))目標(biāo)分析物，之外的物體發(fā)送的任意信號(hào)。在一些例子中，背景信號(hào)可以通過血液或者其它體液中的其它分子、細(xì)胞或者粒子生成，其它體液包括:組織、諸如皮膚、靜脈、肌肉等等;骨頭;或者存在于穿戴者身體中的其它對(duì)象。背景信號(hào)可以由詢問信號(hào)對(duì)這些對(duì)象的激勵(lì)生成，諸如通過生成自發(fā)熒光信號(hào)，或者由于這些對(duì)象的一些固有性質(zhì)，諸如化學(xué)發(fā)光等等。
[0148]綁定粒子1742和未綁定粒子1744 二者都可以存在于可穿戴設(shè)備1710的區(qū)域中的表面下脈管系統(tǒng)1730中?！敖壎ā绷Ｗ?742包括綁定到(多個(gè))目標(biāo)分析物或者以其它方式與(多個(gè))目標(biāo)分析物相互作用的任意粒子。從這些綁定粒子1742發(fā)送分析物響應(yīng)信號(hào)。相反地，“未綁定”粒子1744包括未綁定到(多個(gè))目標(biāo)分析物或者未以其它方式與(多個(gè))目標(biāo)分析物相互作用的任意粒子。未綁定粒子1744可以產(chǎn)生未綁定粒子信號(hào)(未示出)，其與(多個(gè))目標(biāo)分析物和功能化粒子1740的綁定或者相互作用不相關(guān)。在一些例子中，調(diào)制源1770可以被配置為與未綁定粒子信號(hào)不同地調(diào)制分析物響應(yīng)信號(hào)，以使得分析物響應(yīng)信號(hào)可以與未綁定粒子信號(hào)區(qū)別開。這樣的區(qū)別可以用來(lái)確定綁定到(多個(gè))目標(biāo)分析物或者與(多個(gè))目標(biāo)分析物相互作用的粒子1740的數(shù)目或百分比，其可以用來(lái)確定血液或者其它體液中(多個(gè))目標(biāo)分析物的濃度，以便確定粒子是否正在從身體中清除或者清除到什么程度，等等。
[0149]調(diào)制源1770可以包括用于調(diào)制響應(yīng)信號(hào)1752的任意手段。在一些情況下，分析物響應(yīng)信號(hào)可以與背景信號(hào)不同地被調(diào)制，并且在其它情況下，分析物響應(yīng)信號(hào)可以與未綁定粒子信號(hào)不同地被調(diào)制，或者與背景信號(hào)和未綁定粒子信號(hào)不同地被調(diào)制。例如，調(diào)制源1770可以被配置為通過空間地調(diào)制綁定粒子1742來(lái)變更分析物響應(yīng)信號(hào)。調(diào)制源1770可以被配置為調(diào)制光學(xué)特性，包括綁定粒子1742的熒光、冷光或者化學(xué)發(fā)光。在更多例子中，調(diào)制源1770可以被配置為變更綁定粒子1742的磁性的、電的、聲學(xué)的和/或物理的特性。調(diào)制源1770可以是物理結(jié)構(gòu)或者它可以是應(yīng)用于身體的信號(hào)或者能量，或者其組合。因此，調(diào)制1772可以包括任意空間、時(shí)間的、頻譜的、熱的、磁的、光的、機(jī)械的、電的、聲的、化學(xué)的或者電化學(xué)類型的調(diào)制或其任意組合。
[0150]在一個(gè)例子中，調(diào)制源1770可以被配置為空間地調(diào)制分析物響應(yīng)信號(hào)。例如，空間調(diào)制可以采用綁定粒子相對(duì)于未綁定粒子和在脈管系統(tǒng)1730內(nèi)移動(dòng)的不令人感興趣的其它項(xiàng)的速度、旋轉(zhuǎn)、大小、熱力學(xué)特性、流體特性等等，以區(qū)分分析物響應(yīng)信號(hào)。例如，分析物綁定粒子將要具有與未綁定粒子不同的尺寸和形狀，并且因此，可以以不同的速度經(jīng)過表面下脈管系統(tǒng)，由此在綁定粒子與未綁定粒子之間進(jìn)行調(diào)制。在一個(gè)例子中，分析物綁定磁性粒子在經(jīng)受磁場(chǎng)時(shí)可以以與未綁定磁性粒子不同的速度經(jīng)過表面下脈管系統(tǒng)。調(diào)制源1770可以用于采用速度上的差別以將分析物響應(yīng)信號(hào)與從身體發(fā)送的其它信號(hào)區(qū)分開。
[0151]其它作用力，諸如磁性的或者聲學(xué)的作用力，可以用來(lái)影響通過脈管系統(tǒng)的粒子的空間屬性或者動(dòng)作，由此進(jìn)一步區(qū)分血流中具有不同流體特性的粒子(例如，大的對(duì)小的，綁定的對(duì)未綁定的，形狀，浮力等等)。例如，磁性粒子將在靜磁場(chǎng)中自行對(duì)準(zhǔn)和定向，但是布朗運(yùn)動(dòng)將在磁場(chǎng)消除時(shí)將它們的角坐標(biāo)隨機(jī)化。隨機(jī)化的比率可以取決于粒子的大小與形狀，即取決于它是否綁定到另一對(duì)象。類似地，粒子對(duì)于隨時(shí)間變化的磁場(chǎng)的旋轉(zhuǎn)或者平移響應(yīng)也可以取決于粒子的大小、形狀以及由此的綁定狀態(tài)。粒子的大小、形狀或者綁定狀態(tài)依賴性可以根據(jù)動(dòng)作幅度的變化、頻率響應(yīng)的變化、相位偏移或者其組合來(lái)顯示自己。其它原動(dòng)力，諸如像聲學(xué)作用力，也是可能的。
[0152]—般，空間調(diào)制技術(shù)可以依賴于觀察粒子在流體阻力介質(zhì)(例如，血液)中經(jīng)受原動(dòng)力(磁性的、聲學(xué)的或者其它)時(shí)的空間響應(yīng)。原動(dòng)力與流體阻力二者都可以取決于粒子的大小、形狀或者綁定狀態(tài)。而且，這些技術(shù)可以允許粒子的大小/形狀或者粒子綁定到的對(duì)象的大小的測(cè)量。采用動(dòng)力差異也可以允許綁定粒子與未綁定粒子空間隔開，或者較小粒子與較大粒子空間隔開，或者圓形粒子與方形粒子空間隔開等等?？臻g隔離提高檢測(cè)粒子特性與綁定狀態(tài)的信噪比。
[0153]在另一例子中，調(diào)制1772可以基于納米金剛石(nanodiamond)粒子的直接調(diào)制。納米金剛石是具有氮點(diǎn)缺陷的在接近紅外線范圍中發(fā)熒光的材料。納米金剛石熒光的強(qiáng)度會(huì)受磁場(chǎng)的影響一一磁場(chǎng)越高，熒光性越低。因此，通過將納米金剛石暴露給脈沖磁場(chǎng)，能夠調(diào)制熒光的強(qiáng)度。射頻(RF)能量還可以影響熒光的強(qiáng)度。
[0154]在一些例子中也可以采用熱調(diào)制。熱能可以用來(lái)引起在調(diào)制分析物響應(yīng)信號(hào)中可能有用的大量其它粒子特征的改變，諸如熒光波長(zhǎng)、熒光強(qiáng)度、聲發(fā)射頻率或者幅度或者粒子確認(rèn)。這些特征改變可以用來(lái)將綁定粒子與未綁定粒子區(qū)分開并且與背景噪聲區(qū)分開。在一個(gè)例子中，能量吸收粒子可以通過脈沖光或者射頻能量輻射，引起粒子溫度的升高。溫度的快速升高會(huì)引起粒子膨脹并且生成聲波，其可以被檢測(cè)器1750檢測(cè)到。可替換地，快速加熱粒子到周圍液體的沸點(diǎn)可能引起氣泡，當(dāng)冷卻時(shí)氣泡的坍陷可能產(chǎn)生來(lái)自渦空的可檢測(cè)的聲波。在另一例子中，溫度的升高可能引起粒子構(gòu)造上的變差或者改變，使得諸如熒光團(tuán)或者對(duì)比劑這樣的一些材料從粒子內(nèi)部的空穴中釋放，檢測(cè)器1750可以檢測(cè)到其熒光。
[0155]“焚光抑制(Quenching fluorescence)”是也可以用于調(diào)制響應(yīng)信號(hào)1752的另一類型的熱調(diào)制。抑制，其指的是降低給定材料的熒光強(qiáng)度的任何過程，經(jīng)常主要取決于壓力和溫度。焚光共振能量傳遞(Fluorescence resonance energy transfer，F(xiàn)RET)、共振能量傳遞(RET)或電子能量傳輸(electronic energy transf er，EET)，是描述兩個(gè)發(fā)色團(tuán)(chromophore)之間的能量傳遞的機(jī)制并且全部都是抑制機(jī)制。供體發(fā)色團(tuán)，最初在它的電子受激狀態(tài)下，可以通過非福射偶極-偶極親合(nonradiative dipole-dipole coupling)傳遞能量到受體發(fā)色團(tuán)。該能量傳遞的效率與供體與受體之間的距離成反比。熱能的施加可能引起發(fā)色團(tuán)對(duì)彈射開或者以其它方式分開，由此準(zhǔn)許每個(gè)發(fā)色團(tuán)發(fā)熒光。該技術(shù)可以用來(lái)調(diào)制響應(yīng)信號(hào)1752，在一個(gè)例子中，通過配置發(fā)色團(tuán)粒子在綁定到分析物時(shí)耦合在一起來(lái)實(shí)現(xiàn)。熱的、聲學(xué)的、磁性的或者其它能量，也可以用于引起可逆的熱變性或者適配體或者蛋白質(zhì)復(fù)合物的調(diào)制，其中存在一個(gè)明確的確認(rèn)和一個(gè)抑制的確認(rèn)。
[0156]在另一實(shí)施例中，諸如磁場(chǎng)的外部能量可以用來(lái)空間地調(diào)制粒子以將分析物響應(yīng)信號(hào)與未綁定粒子信號(hào)和背景噪聲區(qū)分開。一些類型的外部能量可以應(yīng)用于表面下脈管系統(tǒng)1730以便引起在綁定粒子1742中可觀察到的某些類型的移動(dòng)或者動(dòng)作，即線性運(yùn)動(dòng)、旋轉(zhuǎn)等等。如果粒子被綁定到目標(biāo)分析物或者與目標(biāo)分析物相互作用，則其物理動(dòng)作將響應(yīng)于調(diào)制1772而受影響，例如，它可以比未綁定粒子平移或者旋轉(zhuǎn)得要慢。從而，綁定粒子1742將與未綁定粒子1744和存在于身體中的任意其它對(duì)象不同地表現(xiàn)?？商鎿Q地，也可以觀察從調(diào)制1772釋放時(shí)粒子的響應(yīng)。例如，一旦調(diào)制源1770關(guān)斷，綁定粒子1742可能花費(fèi)比未綁定粒子1744更長(zhǎng)的時(shí)間返回到正常速度或者正常旋轉(zhuǎn)。
[0157]時(shí)域分隔也可以用于調(diào)制響應(yīng)信號(hào)1752。例如，調(diào)制可以通過采用不同熒光團(tuán)的有差異的熒光壽命來(lái)實(shí)現(xiàn)。特定熒光團(tuán)的熒光中的指數(shù)衰減能夠當(dāng)熄滅激勵(lì)光時(shí)觀察到。在一個(gè)例子中，功能化粒子可以由熒光材料組成或者包括熒光材料，該熒光材料具有比組成背景信號(hào)的那些對(duì)象的熒光壽命要長(zhǎng)得多的熒光壽命。當(dāng)熄滅激勵(lì)信號(hào)時(shí)，系統(tǒng)將延遲檢測(cè)由綁定粒子1742生成的信號(hào)，直到背景熒光的衰減之后，從而使分析物響應(yīng)信號(hào)能夠區(qū)別于背景。綁定粒子1742的熒光也可以通過以給定頻率驅(qū)動(dòng)激勵(lì)光或者通過采用不同粒子的磷光或者化學(xué)發(fā)光壽命來(lái)進(jìn)行調(diào)制。在另一例子中，飛行時(shí)間法或者飛行時(shí)間相機(jī)可以用來(lái)檢測(cè)經(jīng)調(diào)制的響應(yīng)信號(hào)1752。
[0158]在另一實(shí)施例中，光分析方法可用于調(diào)制響應(yīng)信號(hào)1752。例如，共焦顯微術(shù)可以通過選擇僅僅從明確聚焦區(qū)(sharp focal area)發(fā)起的光子用來(lái)消除或者削弱背景信號(hào)。為此，綁定粒子1742可以機(jī)械地調(diào)制到聚焦區(qū)中或調(diào)制出聚焦區(qū)以實(shí)現(xiàn)周期性調(diào)制的熒光信號(hào)。其它光學(xué)技術(shù)可以用于消除或者降低背景的特征，諸如光學(xué)相干斷層成象(0CT)、波長(zhǎng)過濾、偏振、相位共軛降斑(phase conjugate despeckling)和相位對(duì)比。
[0159]在另一實(shí)施例中，核磁共振(NMR)可以用來(lái)調(diào)制響應(yīng)信號(hào)1752?；匦l率和磁致松弛壽命技術(shù)二者都可以用來(lái)測(cè)量綁定粒子1742本身的響應(yīng)或者其周圍環(huán)境的響應(yīng)。一般地，射頻(RF)場(chǎng)被應(yīng)用于表面下脈管系統(tǒng)1730，引起其以給定頻率發(fā)射磁共振信號(hào)。當(dāng)樣本中的粒子或者其它對(duì)象或者周圍環(huán)境返回/放松到它們的較低能量狀態(tài)時(shí)，觀察樣本中的粒子或者其它對(duì)象或者周圍環(huán)境的特征。綁定粒子1742的行為將不同于未綁定粒子1744和背景。
[0160]系統(tǒng)的元素，也就是應(yīng)用的調(diào)制1772的類型、粒子1740的類型/形狀/材料、功能化受體和目標(biāo)分析物的類型，可以全部互相關(guān)。最終，用于檢測(cè)特定目標(biāo)分析物1740的粒子1742和受體的類型可以在一定程度上由目標(biāo)分析物的特征(即類型、大小、形狀、親合性等等)、選擇的調(diào)制1772的類型(S卩，空間的、頻譜的、熱的、磁的、機(jī)械的、化學(xué)的等等)和查詢的模式(光學(xué)的、聲學(xué)的、磁的、射頻等等)來(lái)指令。也可以使用上述所有調(diào)制技術(shù)的組合。
[0161]圖18是示出包括可穿戴設(shè)備1810的示范性系統(tǒng)1800的組件的簡(jiǎn)化框圖?？纱┐髟O(shè)備1810可以采取圖2A-2B、圖3A-3C、圖4A-4C、圖5、圖6和圖17A-17B中所示的手腕安裝設(shè)備200、300、400、500、600或者1710其中之一的形式或者與其類似。但是，可穿戴設(shè)備1810也可以采取其它形式，諸如踝、腰、耳朵、眼睛或者胸安裝的設(shè)備。而且，設(shè)備200、300、400、500、600和1710中任意一個(gè)可以配置為類似于系統(tǒng)1800或者包括系統(tǒng)1800的任何組件，其中系統(tǒng)1800包括可穿戴設(shè)備1810。
[0162]具體來(lái)說，圖18示出包括可穿戴設(shè)備1810的系統(tǒng)1800的例子，可穿戴設(shè)備1810具有檢測(cè)器1812、在一些例子中，包括信號(hào)源1814、調(diào)制源1816和由控制器1830控制的通信接口 1820。通信接口 1820可以包括天線?？纱┐髟O(shè)備1810的組件可以布置在固定物(未示出)上，該固定物用于將設(shè)備安裝到其中可以容易地觀察一部分表面下脈管系統(tǒng)的外部體表。系統(tǒng)1800還可以包括與可穿戴設(shè)備1810通信的遠(yuǎn)程設(shè)備1840，包括處理器1850、計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)1860、用戶界面1870和用于與可穿戴設(shè)備1810通信和/或用于發(fā)送數(shù)據(jù)到服務(wù)器或者其它遠(yuǎn)程計(jì)算設(shè)備的通信接口 1880。雖然圖18描繪了布置在可穿戴設(shè)備1810或者遠(yuǎn)程設(shè)備1840上的系統(tǒng)1800的各種組件，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，不同的配置和設(shè)計(jì)是可能的，包括所有組件提供在可穿戴設(shè)備上的情況。
[0163]處理器1850可以是通用處理器或者專用處理器(例如，數(shù)字信號(hào)處理器、專用集成電路等等)并且能夠被配置為運(yùn)行存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)I860中并且可執(zhí)行以提供如這里所描述的系統(tǒng)1800的功能的計(jì)算機(jī)可讀程序指令1862。計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)1860可以包括或者采取非瞬時(shí)的、能夠由處理器1850讀取或者訪問的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)的一種或多種形式，并且能夠包括能夠整體地或部分地與處理器1850集成的易失性和/或非易失性存儲(chǔ)器組件，諸如光的、磁性的、有機(jī)物或者其它存儲(chǔ)器或者磁盤存儲(chǔ)器?？刂破?830可以被配置為操作檢測(cè)器1812、信號(hào)源1814和調(diào)制源1816中的一個(gè)或多個(gè)。例如，控制器1830可以在預(yù)設(shè)置的測(cè)量周期中的每一個(gè)期間激活檢測(cè)器1812、信號(hào)源1814和調(diào)制源1816。
[0164]存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)1860上的程序指令1862可以包括用于執(zhí)行或者方便這里描述的部分或者所有系統(tǒng)功能的指令。例如，在示出的實(shí)施例中，程序指令1862可以包括用于控制器1830操作檢測(cè)器1812、信號(hào)源1814和調(diào)制源1816的指令。程序指令1862還可以使得處理器1850通過至少部分地基于調(diào)制源1816應(yīng)用的調(diào)制將分析物響應(yīng)信號(hào)與背景信號(hào)區(qū)分來(lái)檢測(cè)一個(gè)或多個(gè)目標(biāo)分析物。在一些情況下，處理器還可以被配置為將分析物響應(yīng)信號(hào)與未綁定粒子信號(hào)區(qū)分開。而且，處理器1850可以被配置為至少部分地從分析物響應(yīng)信號(hào)中確定血液中特定目標(biāo)分析物的濃度。由處理器處理的檢測(cè)和濃度數(shù)據(jù)可以通信給病人，例如經(jīng)由用戶界面1870，發(fā)送給醫(yī)療人員或者臨床人員，本地存儲(chǔ)或者發(fā)送到遠(yuǎn)程服務(wù)器、云和/或數(shù)據(jù)可以稍后被存儲(chǔ)或者訪問的任意其它系統(tǒng)。程序指令1862也可以包括用于操作用戶界面1870的指令，例如，用于顯示從可穿戴設(shè)備1810發(fā)送并且由處理器1850分析的數(shù)據(jù)或者用于生成一個(gè)或多個(gè)警告的指令。
[0165]VIII用于調(diào)制響應(yīng)信號(hào)以區(qū)分分析物和背景信號(hào)的說明性方法
[0166]圖19是用于調(diào)制響應(yīng)信號(hào)的示范性方法(1900)的框圖。功能化粒子被引入到活體中，諸如到表面下脈管系統(tǒng)的腔中(1910)。粒子可以引入到血液或者其它體液或者系統(tǒng)中，包括淋巴系統(tǒng)、消化系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)等等。功能化粒子也可以嵌入身體的皮膚或者組織并且可以被配置為與存在于皮膚或者組織中的目標(biāo)分析物相互作用。功能化粒子引入到身體可以通過如上所述的任意手段來(lái)實(shí)現(xiàn)，包括經(jīng)皮地、透粘膜地、外用地、靜脈內(nèi)地、肌內(nèi)注射和口服地。例如，功能化粒子可以通過使用被設(shè)計(jì)為將功能化粒子遞送到腸壁的可吞咽膠囊引入到血液中。
[0167]功能化粒子可以被配置為與存在于身體中的一個(gè)或多個(gè)目標(biāo)分析物相互作用，諸如那些存在于表面下脈管系統(tǒng)中的血液循環(huán)中的一個(gè)或多個(gè)目標(biāo)分析物。粒子可以采取如上所述的任何形式或者具有任何特征，或者其組合。一般，粒子將固有地設(shè)計(jì)成與特定類型的目標(biāo)分析物相互作用或者被功能化為對(duì)于目標(biāo)分析物具有特定親合力的受體。多種類型的功能化粒子可以被引入身體，每種類型對(duì)于特定目標(biāo)分析物具有親合力。
[0168]根據(jù)示范性方法(1900)，在第一步中，可以通過檢測(cè)從身體發(fā)送的響應(yīng)信號(hào)，其包括背景信號(hào)和分析物響應(yīng)信號(hào)(1930)，來(lái)檢測(cè)一個(gè)或多個(gè)目標(biāo)分析物(1920)。分析物響應(yīng)信號(hào)與功能化粒子和一個(gè)或多個(gè)目標(biāo)分析物的相互作用相關(guān)。在一些例子中，響應(yīng)信號(hào)從表面下脈管系統(tǒng)發(fā)送。如上所述，在一些情況下，詢問信號(hào)也可以引導(dǎo)到身體中。在這樣的情況下，可以至少部分地響應(yīng)于詢問信號(hào)生成響應(yīng)信號(hào)，然后可以進(jìn)行檢測(cè)。被配置為變更響應(yīng)信號(hào)以使得分析物響應(yīng)信號(hào)與背景信號(hào)不同地起反應(yīng)的調(diào)制，可以被應(yīng)用于身體的一部分(1940)，諸如表面下脈管系統(tǒng)。然后，可以將分析物響應(yīng)信號(hào)與背景信號(hào)區(qū)分開(1950)。
[0169]響應(yīng)信號(hào)還可以包括與不和一個(gè)或多個(gè)目標(biāo)分析物相互作用的功能化粒子相關(guān)的未綁定粒子信號(hào)。在一些例子中，調(diào)制也可以被配置為變更響應(yīng)信號(hào)以使得分析物響應(yīng)信號(hào)與未綁定粒子信號(hào)和背景信號(hào)不同地起反應(yīng)，由此使分析物響應(yīng)信號(hào)與未綁定粒子信號(hào)和背景信號(hào)區(qū)分開。
[0170]調(diào)制可以被配置為通過空間地調(diào)制與一個(gè)或多個(gè)目標(biāo)分析物相互作用的功能化粒子來(lái)變更響應(yīng)信號(hào)。在其它例子中，調(diào)制可以被配置為通過調(diào)制與一個(gè)或多個(gè)目標(biāo)分析物相互作用的那些功能化粒子的光學(xué)特性來(lái)變更響應(yīng)信號(hào)，光學(xué)特性包括它們的熒光、冷光或者化學(xué)發(fā)光。在其它例子中，調(diào)制可以被配置為通過調(diào)制與一個(gè)或多個(gè)目標(biāo)分析物相互作用的那些功能化粒子的磁性的、電的、聲學(xué)的和/或物理的特性來(lái)變更響應(yīng)信號(hào)。
[0171]IX使用磁性粒子通過外部磁場(chǎng)空間調(diào)制響應(yīng)信號(hào)的說明性系統(tǒng)和方法
[0172]圖20A-20C示出用于空間調(diào)制響應(yīng)信號(hào)的說明性系統(tǒng)2000的一個(gè)實(shí)施例。示范性系統(tǒng)2000包括被配置為與存在于血液或者其它體液中的一個(gè)或多個(gè)目標(biāo)分析物相互作用的功能化粒子2040、被配置為檢測(cè)從諸如表面下脈管系統(tǒng)2030這樣的身體部分發(fā)送的響應(yīng)信號(hào)2052的一個(gè)或多個(gè)檢測(cè)器2050、以及被配置為調(diào)制響應(yīng)信號(hào)2052的調(diào)制源2070。功能化粒子2040可以被引入到身體中，例如，通過上述討論到的手段其中之一被引入到表面下脈管系統(tǒng)2030的腔中。如圖20A中所示，(多個(gè))檢測(cè)器2050和(多個(gè))磁場(chǎng)源2072可以分別提供為連接元件的陣列，在下面將進(jìn)一步描述其使用?？商鎿Q地，(多個(gè))檢測(cè)器2050和(多個(gè))磁場(chǎng)源2072可以每個(gè)都被提供為單個(gè)的元件。
[0173]類似于如上所述的系統(tǒng)1700，系統(tǒng)2000可以用可穿戴設(shè)備2010實(shí)現(xiàn)，其可以包括能夠穿在體表處或者體表上或接近體表的任意設(shè)備，所述體表諸如手腕、踝、腰、胸或者其它身體部分。在圖20A中所示的例子中，其是人手腕的部分截面?zhèn)纫晥D，可穿戴設(shè)備2010可以提供為手腕安裝設(shè)備。諸如腰帶、腕帶、腕表、護(hù)踝帶、頭帶、眼鏡、項(xiàng)鏈、耳環(huán)等等之類的固定物2020能夠被提供為安裝或固定設(shè)備在體表處、體表上或接近體表。在當(dāng)前例子中，固定物2020被提供為帶子或者腕帶以確保設(shè)備2010在穿戴者手腕上。如上相對(duì)于系統(tǒng)1700所述，系統(tǒng)2000也可以包括處理器(未示出)，其被配置為非侵入性地檢測(cè)一個(gè)或多個(gè)目標(biāo)分析物的存在和/或濃度。
[0174]綁定粒子2042(與目標(biāo)分析物相互作用的功能化粒子)，和未綁定粒子2044(不與目標(biāo)分析物相互作用的功能化粒子)二者可以存在于可穿戴設(shè)備2010的區(qū)域中的表面下脈管系統(tǒng)2030中。調(diào)制源2070可以包括用于調(diào)制響應(yīng)信號(hào)2052的任意裝置，響應(yīng)信號(hào)2052可以包括分析物響應(yīng)信號(hào)2054、未綁定粒子信號(hào)2056和背景信號(hào)(未示出)。例如，調(diào)制源2070可以被配置為既與未綁定粒子信號(hào)2056不同地調(diào)制分析物響應(yīng)信號(hào)2054以使得分析物響應(yīng)信號(hào)可以與未綁定粒子信號(hào)區(qū)分開，又不同于背景來(lái)調(diào)制分析物響應(yīng)信號(hào)2054。
[0175]如圖20B和圖20C所示，調(diào)制源1770可以被配置為通過利用具有空間布局的掩模2076空間地調(diào)制綁定粒子2042和未綁定粒子2044，來(lái)變更分析物響應(yīng)信號(hào)2054和未綁定粒子信號(hào)2056。調(diào)制源2070可以包括引入到表面下脈管系統(tǒng)2030中的磁性粒子2074，以及足夠?qū)⒋判粤Ｗ?074分配到表面下脈管系統(tǒng)2030的腔中的空間布局的一個(gè)或多個(gè)磁場(chǎng)源2072。(多個(gè))磁場(chǎng)源2072可以包括例如永久磁體陣列、場(chǎng)聚集材料和屏蔽材料、或者薄膜材料。
[0176]在一個(gè)例子中，磁性粒子2074可以被操縱為在表面下脈管系統(tǒng)2030的腔的內(nèi)表面上形成掩模2076，用于響應(yīng)信號(hào)2052的空間調(diào)制。如圖20C所示，當(dāng)(多個(gè))磁場(chǎng)源2072被激活時(shí)，磁性粒子2074可以在接近(多個(gè))檢測(cè)器2050的表面下脈管系統(tǒng)2030的腔的內(nèi)表面上的(多個(gè))聚集磁場(chǎng)的區(qū)域中聚合。因此，可以基于由(多個(gè))磁場(chǎng)源2072生成的磁場(chǎng)的空間形狀或者分布確定掩模的形狀。例如，掩模2076可以具有基本上垂直于脈管中流體的流動(dòng)(F)朝向的若干條狀，并且由類似形狀的磁場(chǎng)源2072陣列來(lái)形成。在一些例子中，掩模2076的條可以相間隔大約I毫米。
[0177]如圖20C所示，掩模2076用作阻擋或者以其它方式減弱響應(yīng)信號(hào)2052到達(dá)它所形成的區(qū)域中的(多個(gè))檢測(cè)器2050。當(dāng)分析物綁定粒子2042、未綁定粒子2044和任意其它材料(其可以生成背景信號(hào))透過掩模經(jīng)過脈管系統(tǒng)2030時(shí)，響應(yīng)信號(hào)2052的強(qiáng)度將實(shí)質(zhì)上“閃爍(blink)”或律動(dòng)(pulse)。在操作中，經(jīng)過脈管系統(tǒng)的不同材料將具有不同大小和形狀，并且因此，將以不同的速度經(jīng)過脈管系統(tǒng)2030。例如，綁定粒子2042理論上將是比未綁定粒子2044更大并且更重的。因此，綁定粒子2042將以比未綁定粒子2044低的速度通過掩模2076，并且因此，分析物響應(yīng)信號(hào)2054將以比未綁定粒子信號(hào)2056低的頻率“閃爍”，提供一個(gè)區(qū)別等級(jí)。而且，綁定粒子信號(hào)2054將以與背景信號(hào)不同的頻率“閃爍”。
[0178]該構(gòu)思還在圖21A和圖21B中示出，利用沿血液方向(F)經(jīng)過脈管系統(tǒng)的單個(gè)分析物綁定粒子2042。沿血流方向(F)從左至右移動(dòng)，分析物響應(yīng)信號(hào)2054將最初由檢測(cè)器2050的第一元素檢測(cè)。取決于粒子2040、目標(biāo)分析物的類型以及目標(biāo)分析物與粒子2040之間的相互作用或者關(guān)聯(lián)的類型，分析物響應(yīng)信號(hào)2054可以有許多不同類型。例如，在粒子2040包括熒光團(tuán)或者粒子與目標(biāo)分析物之間的相互作用生成熒光的實(shí)施例中，分析物響應(yīng)信號(hào)2054可以是光信號(hào)。如綁定粒子2042處理的那樣(如虛線所示)，然后，分析物響應(yīng)信號(hào)2054將被脈管系統(tǒng)中形成掩模2076的磁性粒子2074堵塞或者削弱，從而幾乎沒有或沒有分析物響應(yīng)信號(hào)2054將到達(dá)檢測(cè)器2050。因而，當(dāng)綁定粒子2042繼續(xù)經(jīng)過脈管系統(tǒng)，通過掩模2076的每個(gè)段時(shí)，分析物響應(yīng)信號(hào)2054將周期性地被堵塞或者削弱，這可以由信號(hào)的“閃爍”觀察到。其它作用力，諸如磁性的或者聲學(xué)的作用力，可以用來(lái)影響通過掩模區(qū)域的粒子的動(dòng)作，由此進(jìn)一步區(qū)分血流中具有不同流體特性的粒子(例如，大的對(duì)小的，綁定的對(duì)未綁定的，形狀，浮力等等)。
[0179]圖21B是給出分析物響應(yīng)信號(hào)2054強(qiáng)度(I)對(duì)時(shí)間(t)的圖形表示。該圖是可以由檢測(cè)器2054感測(cè)到的“閃爍”信號(hào)的圖示。在操作中，存在于脈管系統(tǒng)中的不同的項(xiàng)，即未綁定粒子2044、細(xì)胞、其它分子，將以不同頻率“閃爍”，產(chǎn)生具有不同周期的、不同的信號(hào)。為此，綁定粒子2042可以與存在于血液中的其它對(duì)象區(qū)分開。
[0180]在圖20A-20C與圖21A-21B中所示的實(shí)施例中，掩模2076通過利用外部磁場(chǎng)源2072操縱引入到表面下脈管系統(tǒng)的磁性粒子2074而形成在脈管2030的內(nèi)部。通過在脈管的內(nèi)部形成掩模，由插入組織所引起的彌散現(xiàn)象(否則如果在身體外部放置掩膜時(shí)可能發(fā)生)可以減少。周期性的機(jī)械(例如聲學(xué)的)擾動(dòng)可以通過增加能量以減少磁性粒子的非特定聚合，使掩模的頻帶“銳利”化。
[0181]圖22是通過利用內(nèi)部施加的掩?？臻g調(diào)制響應(yīng)信號(hào)進(jìn)行分析物檢測(cè)的示范性方法2200的流程圖。在第一步中，功能化粒子被引入到表面下脈管系統(tǒng)的腔中(2210)。功能化粒子可以被配置為與存在于在表面下脈管系統(tǒng)(或者其它身體系統(tǒng))中循環(huán)的血液(或者其它體液)中的一個(gè)或多個(gè)目標(biāo)分析物相互作用。磁性粒子也可以被引入到表面下脈管系統(tǒng)中(2220)，并且，可以施加足夠分配磁性粒子到表面下脈管系統(tǒng)的腔中的空間布局中的磁場(chǎng)(2230)。檢測(cè)從表面下脈管系統(tǒng)發(fā)送的、包括背景信號(hào)和分析物響應(yīng)信號(hào)的響應(yīng)信號(hào)(2240)。分析物響應(yīng)信號(hào)與一個(gè)或多個(gè)目標(biāo)分析物和功能化粒子的相互作用相關(guān)，并且至少部分地由于磁性粒子的空間布局而可以相對(duì)于背景信號(hào)被調(diào)制?？梢酝ㄟ^至少部分地由于分析物響應(yīng)信號(hào)的調(diào)制而將分析物響應(yīng)信號(hào)與背景信號(hào)區(qū)分開，來(lái)檢測(cè)一個(gè)或多個(gè)目標(biāo)分析物(2250)。
[0182]響應(yīng)信號(hào)還可以包括與不和一個(gè)或多個(gè)目標(biāo)分析物相互作用的功能化粒子相關(guān)的未綁定粒子信號(hào)?？梢酝ㄟ^至少部分地由于分析物響應(yīng)信號(hào)的調(diào)制而將分析物響應(yīng)信號(hào)與背景信號(hào)和未綁定粒子信號(hào)區(qū)分開，來(lái)非侵入性地檢測(cè)一個(gè)或多個(gè)目標(biāo)分析物。在一些情況下，至少部分地由于表面下脈管系統(tǒng)中的血液循環(huán)中的功能化粒子的速度，分析物響應(yīng)信號(hào)與背景信號(hào)不同地被調(diào)制。在一些情況下，至少部分地由于表面下脈管系統(tǒng)中的血液循環(huán)中的功能化粒子的速度與未綁定功能化粒子的速度的差，分析物響應(yīng)信號(hào)也可以與未綁定粒子信號(hào)不同地被調(diào)制。
[0183]X使用脈管系統(tǒng)外部的掩模空間調(diào)制響應(yīng)信號(hào)的說明性系統(tǒng)和方法
[0184]在圖23A和圖23B中所示的另一示范性系統(tǒng)2300中，調(diào)制源2370可以采用位于表面下脈管系統(tǒng)2330外部的信號(hào)堵塞或者削弱掩模2376。掩模2376可以位于其中已經(jīng)引入功能化粒子2340的表面下脈管系統(tǒng)2330或者其它身體系統(tǒng)或者組織與檢測(cè)器2350之間的任意位置，例如，在身體的外表面上，嵌入皮膚或者其它組織中，或者直接施加在檢測(cè)器2350的表面上。檢測(cè)器2350可以被提供為可穿戴設(shè)備2310的一部分，其可以包括固定物2330，諸如用于將設(shè)備2310保持在諸如手腕這樣的體表上的帶子。類似于在如圖20B中所示的系統(tǒng)2000中使用的掩模2076，掩模2376可以被配置為通過利用具有空間布局的掩模2376空間地調(diào)制綁定粒子2342和未綁定粒子2344，來(lái)變更分析物響應(yīng)信號(hào)2354和未綁定粒子信號(hào)2356 ο例如，掩模2376可以有間隔大約I毫米的、基本上垂直于脈管中流體流動(dòng)(F)朝向的若干條狀的形狀。
[0185]如圖23B所示，外部掩模2376可以禁止或者削弱分析物響應(yīng)信號(hào)2354、未綁定粒子信號(hào)2356和任意背景信號(hào)(未示出)到達(dá)檢測(cè)器2350。類似于以上相對(duì)于系統(tǒng)2000提供的討論，掩模2476的空間布局用作相對(duì)于背景信號(hào)和/或未綁定粒子信號(hào)2356調(diào)制分析物響應(yīng)信號(hào)2354。因?yàn)榻壎Ｗ?342將具有與未綁定粒子2344和產(chǎn)生背景信號(hào)的那些對(duì)象不同的流體屬性，所以綁定粒子信號(hào)2354將與未綁定粒子信號(hào)2356和/或背景信號(hào)不同地被調(diào)制。可以通過至少部分地由于由掩模2376對(duì)分析物響應(yīng)信號(hào)2354的調(diào)制而將分析物響應(yīng)信號(hào)2354與背景信號(hào)區(qū)分開，來(lái)檢測(cè)一個(gè)或多個(gè)目標(biāo)分析物。
[0186]在圖24A和圖24B中示出的另一例子中，系統(tǒng)2400的功能化粒子2440可以是磁性的。如上所述，功能化磁性粒子2440可以由磁性材料(S卩，響應(yīng)于磁場(chǎng)的材料)形成或者可以用磁性材料功能化。調(diào)制源2470可以采用位于表面下脈管系統(tǒng)2430外部的信號(hào)堵塞或者削弱掩模2476并且可以包括外部磁場(chǎng)源2472。外部磁場(chǎng)源2472可以位于具有用于確保設(shè)備在體表上的固定物2420以及檢測(cè)器2450的可穿戴設(shè)備2410上，諸如手腕可安裝的設(shè)備。在操作中，磁場(chǎng)可以由磁場(chǎng)源2472施加到表面下脈管系統(tǒng)2430，其足夠朝最接近掩模的表面下脈管系統(tǒng)2430的腔的表面吸引功能化磁性粒子，如圖24B所示。
[0187]與使用外部掩模相比較，通過使用內(nèi)部掩模，可以在源(S卩，功能化粒子)與調(diào)制點(diǎn)(即，掩模)之間具有較少散射介質(zhì)的位置處調(diào)制響應(yīng)信號(hào)。通過內(nèi)部掩模，未調(diào)制的光被血液而非脈管系統(tǒng)壁和皮膚散射。如圖20A-20C所示，從粒子2040(包括綁定粒子2042和未綁定粒子2044 二者)行進(jìn)到檢測(cè)器2050的光被存在于粒子與檢測(cè)器之間的分散組織(血液、靜脈、皮膚)在空間上被散射，這可以降低信噪比。通過如圖23A和圖23B所示的外部掩模，未調(diào)制的光和已調(diào)制的光二者都可以經(jīng)血液、脈管系統(tǒng)壁和皮膚散射。如圖24B所示，如相對(duì)于系統(tǒng)2400描述的，通過朝向靜脈最表面(例如，較接近檢測(cè)器2450)移動(dòng)粒子可以緩和該散射，，以便消除大部分來(lái)自血液的散射(血液比組織對(duì)散射貢獻(xiàn)更大)。聲學(xué)的、磁性的或者其它作用力可以用來(lái)朝向脈管系統(tǒng)的最表面壁移動(dòng)粒子。
[0188]作為使用物理掩模(內(nèi)部或者外部)的替換，可以用結(jié)構(gòu)化的照明或者結(jié)構(gòu)化的檢測(cè)實(shí)現(xiàn)空間調(diào)制。在結(jié)構(gòu)化的照明的情況下，通過間隔的光源(例如LED或者激光二極管)產(chǎn)生的光條紋或者斑點(diǎn)或者經(jīng)掃描的光線或投影的光圖案與廣泛檢測(cè)組合，可以實(shí)現(xiàn)粒子響應(yīng)信號(hào)的空間調(diào)制。通過結(jié)構(gòu)化的檢測(cè)技術(shù)，廣泛照明源與空間分隔開的線或者點(diǎn)檢測(cè)器或者像素化的檢測(cè)器陣列組合使用。也可以使用上述所有技術(shù)的組合。
[0189]在圖25A和圖25B中所示的另一實(shí)施例中，系統(tǒng)2500可以采用磁性功能化粒子2540和具有位于表面下脈管系統(tǒng)2530外部的信號(hào)堵塞或者削弱掩模2576的調(diào)制源2570，類似于系統(tǒng)2400。在該例子中，磁場(chǎng)源2572可以位于諸如手腕可安裝的設(shè)備這樣的可穿戴設(shè)備2510上，其具有在在檢測(cè)器2550上游的A點(diǎn)處的用于確保設(shè)備在體表上的固定物。使用由磁場(chǎng)源2572生成的外部磁場(chǎng)，功能化粒子2540可以保留在A點(diǎn)處?kù)o脈的頂壁上達(dá)一定時(shí)間量，然后釋放回血流中。來(lái)自包括分析物響應(yīng)信號(hào)2554、未綁定粒子信號(hào)2556和背景信號(hào)(未示出)的粒子的響應(yīng)信號(hào)可以在它們的釋放點(diǎn)下游較短距離的B點(diǎn)處被檢測(cè)(以使得它們?nèi)匀唤咏o脈壁，但是已經(jīng)在血流中重新得到速度)。響應(yīng)信號(hào)可以由掩模2576空間地調(diào)制，其可以用作基于速度區(qū)分具有不同流體屬性的綁定粒子2542與未綁定粒子2544。在磁場(chǎng)源2572被停用并且粒子被釋放之后，得到的綁定粒子2542的速度將不同于未綁定粒子2544和血液中其它對(duì)象的速度，并因此是可檢測(cè)的。
[0190]圖26是通過利用外部施加的磁場(chǎng)空間調(diào)制響應(yīng)信號(hào)進(jìn)行分析物檢測(cè)的示范性方法2600的流程圖。被配置為與存在于表面下脈管系統(tǒng)中的血液循環(huán)中的一個(gè)或多個(gè)目標(biāo)分析物相互作用的功能化磁性粒子被引入到表面下脈管系統(tǒng)的腔中(2610)。具有空間布局的掩模被從外部施加到表面下脈管系統(tǒng)(2620)。施加足夠朝最接近掩模的表面下脈管系統(tǒng)的腔的表面吸引功能化磁性粒子的磁場(chǎng)(2630)。可以檢測(cè)從表面下脈管發(fā)送的包括背景信號(hào)和分析物響應(yīng)信號(hào)的響應(yīng)信號(hào)(2640)。分析物響應(yīng)信號(hào)是與一個(gè)或多個(gè)目標(biāo)分析物和功能化粒子的相互作用相關(guān)的，并且至少部分地由于掩模的空間布局而可以相對(duì)于背景信號(hào)被調(diào)制?？梢酝ㄟ^至少部分地由于分析物響應(yīng)信號(hào)的調(diào)制而將分析物響應(yīng)信號(hào)與背景信號(hào)區(qū)分開，來(lái)非侵入性地檢測(cè)一個(gè)或多個(gè)目標(biāo)分析物(2650)。在一些例子中，詢問信號(hào)也可以被引導(dǎo)到表面下脈管系統(tǒng)，并且響應(yīng)于詢問信號(hào)從表面下脈管系統(tǒng)發(fā)送的響應(yīng)信號(hào)可以被檢測(cè)。
[0191]響應(yīng)信號(hào)還可以包括與不和一個(gè)或多個(gè)目標(biāo)分析物相互作用的功能化粒子相關(guān)的未綁定粒子信號(hào)?？梢酝ㄟ^至少部分地由于分析物響應(yīng)信號(hào)的調(diào)制而將分析物響應(yīng)信號(hào)與背景信號(hào)和未綁定粒子信號(hào)區(qū)分開，來(lái)非侵入性地檢測(cè)一個(gè)或多個(gè)目標(biāo)分析物。分析物響應(yīng)信號(hào)可以與背景信號(hào)不同地調(diào)制。另外或者可替換地，可以與未綁定粒子信號(hào)不同地調(diào)制分析物響應(yīng)信號(hào)。
[0192]在其它示范性方法中，磁場(chǎng)可以施加到相對(duì)于表面下脈管系統(tǒng)的第一位置并且掩?？梢允┘拥较鄬?duì)于表面下脈管系統(tǒng)的第二位置。第二位置可以是在表面下脈管系統(tǒng)中的血液循環(huán)的血流方向上位于第一位置的下游。以這樣的方法，磁場(chǎng)可以隨后被停用并且可以在第二位置檢測(cè)從表面下脈管系統(tǒng)發(fā)送的響應(yīng)信號(hào)。
[0193]XI 結(jié)論
[0194]在示范性實(shí)施例涉及與人或者人的設(shè)備相關(guān)的信息的情況下，一些實(shí)施例可以包括隱私控制。這樣的隱私控制至少可以包括，設(shè)備標(biāo)識(shí)符的匿名化、透明和用戶控制，包括使能用戶修改或者刪除關(guān)于用戶的產(chǎn)品使用的信息的功能。
[0195]而且，在這里討論的實(shí)施例收集關(guān)于用戶的個(gè)人信息或者可以使用個(gè)人信息的情況下，可以向用戶提供控制程序或者特征是否收集用戶信息(例如，關(guān)于用戶的病史、社交網(wǎng)絡(luò)、社交行動(dòng)或者活動(dòng)、職業(yè)、用戶的偏好或者用戶的當(dāng)前位置的信息)或者控制是否和/或如何從可能與用戶更加相關(guān)的內(nèi)容服務(wù)器接收內(nèi)容的機(jī)會(huì)。另外，給定數(shù)據(jù)可以在它被存儲(chǔ)或者使用之前通過一種或多種方法得以處理，以使得去除個(gè)別可識(shí)別的信息。例如，用戶的身份可以被處理以使得不能夠?qū)υ撚脩舸_定任何個(gè)人可識(shí)別信息，或者在位置信息被獲得的情況下用戶的地理位置可以被通用化(諸如城市、郵政編碼或者州等級(jí))，以使得不能確定用戶的具體地點(diǎn)。從而，用戶可以對(duì)于如何收集關(guān)于用戶的信息和由內(nèi)容服務(wù)器使用進(jìn)行控制。
[0196]雖然這里已經(jīng)公開了各種方面和實(shí)施例，但是其它方面和實(shí)施例對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說將是明顯可見的。這里公開的各種方面和實(shí)施例是為了圖解的目的而不意在限制，真正的范圍由以下權(quán)利要求指示。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種方法，包括: 檢測(cè)從表面下脈管系統(tǒng)的腔內(nèi)發(fā)送的響應(yīng)信號(hào)，其中所述響應(yīng)信號(hào)包括背景信號(hào)、以及與功能化粒子和存在于表面下脈管系統(tǒng)中的血液循環(huán)中的一個(gè)或多個(gè)目標(biāo)分析物的相互作用相關(guān)的分析物響應(yīng)信號(hào)； 將調(diào)制應(yīng)用于一部分表面下脈管系統(tǒng)，其中所述調(diào)制被配置為變更所述響應(yīng)信號(hào)以使得所述分析物響應(yīng)信號(hào)與所述背景信號(hào)不同地起反應(yīng);和 將所述分析物響應(yīng)信號(hào)與所述背景信號(hào)區(qū)分開。2.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括將所述功能化粒子引入到所述表面下脈管系統(tǒng)的腔中。3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述響應(yīng)信號(hào)還包括與不和所述一個(gè)或多個(gè)目標(biāo)分析物相互作用的功能化粒子相關(guān)的未綁定粒子信號(hào)。4.如權(quán)利要求3所述的方法，還包括: 將所述分析物響應(yīng)信號(hào)與所述未綁定粒子信號(hào)和所述背景信號(hào)區(qū)分開，其中，所述調(diào)制還被配置為變更所述響應(yīng)信號(hào)以使得所述分析物響應(yīng)信號(hào)與所述未綁定粒子信號(hào)和所述背景信號(hào)不同地起反應(yīng)。5.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括: 將詢問信號(hào)引導(dǎo)到所述表面下脈管系統(tǒng);和 檢測(cè)響應(yīng)于所述詢問信號(hào)從所述表面下脈管系統(tǒng)發(fā)送的響應(yīng)信號(hào)。6.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述調(diào)制被配置為通過空間調(diào)制與所述一個(gè)或多個(gè)目標(biāo)分析物相互作用的功能化粒子來(lái)變更所述響應(yīng)信號(hào)。7.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述調(diào)制被配置為變更與所述一個(gè)或多個(gè)目標(biāo)分析物相互作用的功能化粒子的一個(gè)或多個(gè)屬性。8.如權(quán)利要求7所述的方法，其中，所述功能化粒子的一個(gè)或多個(gè)屬性包括光學(xué)屬性、磁屬性、電學(xué)屬性、熱屬性、聲學(xué)屬性和物理屬性中的一個(gè)或多個(gè)。9.一種方法，包括: 檢測(cè)從環(huán)境發(fā)送的響應(yīng)信號(hào)，其中所述響應(yīng)信號(hào)包括背景信號(hào)、以及與功能化粒子和一個(gè)或多個(gè)目標(biāo)分析物的相互作用相關(guān)的分析物響應(yīng)信號(hào)； 將調(diào)制應(yīng)用于一部分所述環(huán)境，其中所述調(diào)制被配置為變更所述響應(yīng)信號(hào)以使得所述分析物響應(yīng)信號(hào)與所述背景信號(hào)不同地起反應(yīng);和 將所述分析物響應(yīng)信號(hào)與所述背景信號(hào)區(qū)分開。10.如權(quán)利要求9所述的方法，其中，所述響應(yīng)信號(hào)還包括與不和所述一個(gè)或多個(gè)目標(biāo)分析物相互作用的功能化粒子相關(guān)的未綁定粒子信號(hào)。11.如權(quán)利要求1O所述的方法，還包括: 將所述分析物響應(yīng)信號(hào)與所述未綁定粒子信號(hào)和所述背景信號(hào)區(qū)分開，其中，所述調(diào)制還被配置為變更所述響應(yīng)信號(hào)以使得所述分析物響應(yīng)信號(hào)與所述未綁定粒子信號(hào)和所述背景信號(hào)不同地起反應(yīng)。12.如權(quán)利要求9所述的方法，還包括: 將詢問信號(hào)引導(dǎo)到所述環(huán)境中；和 檢測(cè)響應(yīng)于所述詢問信號(hào)從所述環(huán)境發(fā)送的響應(yīng)信號(hào)。13.如權(quán)利要求9所述的方法，其中，所述環(huán)境包括流體導(dǎo)管。14.如權(quán)利要求9所述的方法，其中，所述環(huán)境包括流體庫(kù)。15.如權(quán)利要求9所述的方法，其中，所述環(huán)境包括活體。16.如權(quán)利要求15所述的方法，其中，所述功能化粒子被配置為與存在于活體中的一個(gè)或多個(gè)目標(biāo)分析物相互作用。17.如權(quán)利要求15所述的方法，其中，所述功能化粒子被嵌入到活體的皮膚或者組織中。18.如權(quán)利要求17所述的方法，其中，所述功能化粒子被配置為與存在于活體的皮膚或者組織中的一個(gè)或多個(gè)目標(biāo)分析物相互作用。19.如權(quán)利要求15所述的方法，其中，所述功能化粒子被引入到包括血液、淚液、尿液、淋巴液、腦脊液或者粘液的體液中。20.如權(quán)利要求19所述的方法，其中，所述功能化粒子被配置為與存在于體液中的一個(gè)或多個(gè)目標(biāo)分析物相互作用。21.—種設(shè)備，包括: 檢測(cè)器，被配置為檢測(cè)從環(huán)境發(fā)送的分析物響應(yīng)信號(hào)，其中所述分析物響應(yīng)信號(hào)與一個(gè)或多個(gè)目標(biāo)分析物和存在于所述環(huán)境中的功能化粒子的相互作用相關(guān)； 調(diào)制源，被配置為調(diào)制所述分析物響應(yīng)信號(hào);和 處理器，被配置為通過至少部分地基于所述調(diào)制將所述分析物響應(yīng)信號(hào)與背景信號(hào)區(qū)分開，來(lái)非侵入性地檢測(cè)所述一個(gè)或多個(gè)目標(biāo)分析物。22.如權(quán)利要求21所述的設(shè)備，還包括被配置為安裝到所述環(huán)境的外表面的可穿戴設(shè)備，其中所述檢測(cè)器被安裝在該可穿戴設(shè)備上。23.如權(quán)利要求22所述的設(shè)備，其中，所述調(diào)制源的至少一部分被安裝在所述可穿戴設(shè)備上。24.如權(quán)利要求21所述的設(shè)備，其中，所述調(diào)制源被配置為與所述背景信號(hào)不同地調(diào)制所述分析物響應(yīng)信號(hào)。25.如權(quán)利要求21所述的設(shè)備，其中，所述調(diào)制源被配置為與由不與所述一個(gè)或多個(gè)目標(biāo)分析物相互作用的功能化粒子發(fā)送的未綁定粒子信號(hào)不同地調(diào)制分析物響應(yīng)信號(hào)，并且其中，所述處理器還被配置為將所述分析物響應(yīng)信號(hào)與所述未綁定粒子信號(hào)區(qū)分開。26.如權(quán)利要求21所述的設(shè)備，還包括被配置為將詢問信號(hào)源引導(dǎo)到所述環(huán)境中的詢問信號(hào)源，所述分析物響應(yīng)信號(hào)響應(yīng)于所述詢問信號(hào)被發(fā)送。27.如權(quán)利要求21所述的設(shè)備，其中，所述環(huán)境包括流體導(dǎo)管。28.如權(quán)利要求21所述的設(shè)備，其中，所述環(huán)境包括流體庫(kù)。29.如權(quán)利要求21所述的設(shè)備，其中，所述環(huán)境包括活體。
【文檔編號(hào)】A61B5/145GK105828714SQ201480068845
【公開日】2016年8月3日
【申請(qǐng)日】2014年10月22日
【發(fā)明人】A.J.康拉德, E.皮特斯, V.S.巴賈杰, J.D.湯普森, M.艾斯丘
【申請(qǐng)人】威里利生命科學(xué)有限責(zé)任公司