健康诊断系统和方法_2

文档序号:9278083阅读:来源:国知局
萄糖、胆红素、血液、pH、蛋白质、尿胆素原、亚硝酸盐、白血球和/或肌酸酐等。
[0062] 通过产生视觉指示检测分析物的化学反应和方法是本领域已知的。例如,参看序 列号为5, 516, 700 ;4, 318, 709、4, 147,514 ;以及3, 146, 070的美国专利,其通过引用的方式 并入本文。
[0063] 对准框90可配置为帮助用户将摄像机的取景器和诊断测试器78对准。例如,计 算系统可指导用户给摄像机定位,以使对准框90大体上与摄像机的取景器中示出的图像 的边界对准,这可确保一个或多个感测器96a-l的全部视觉指示和/或机器可读码94都将 由摄像机捕获(例如,以数字图像或照片形式)。
[0064] 参考材料92可配置为帮助计算系统针对光照条件校正图像。例如,参考材料92 可为颜色中的纯白。计算系统可预编程为基于图像中参考材料92的颜色与纯白的比较来 确定颜色校正(例如,如果阴影落在诊断测试器86的一部分上)。
[0065] 如图3所示,参考材料92围绕感测器96中的每个,这可帮助计算系统仅对其中可 落入阴影的图像的一部分进行颜色校正。例如,阴影可落在感测器96g上,但不落在感测器 96f?上,在这种情况下,参考材料92的远端感测器96f和围绕感测器96g的一部分可能比参 考材料92的近端感测器96f?显得更暗。计算系统可配置为识别参考材料92的外观颜色中 的梯度,并可对对应于较暗区域而不是较亮区域的图像区域进行颜色校正(例如,可对对 应于感测器96g的图像的域进行颜色校正,并且不对对应于感测器96g的图像区域进行颜 色校正或对其进行较少的校正)。
[0066] 机器可读码94的颜色可帮助计算系统的算法对诊断测试器86的图像进行颜色校 正。例如,机器可读码94可包括纯黑颜色和纯白颜色。计算系统可配置为使机器可读码94 的较暗区域与纯黑关联,使机器可读码94的较亮区域与纯白关联,并相应地对图像进行颜 色校正。
[0067] 在一些实施例中,机器可读码94的白方块或黑方块或其他颜色和/或形状或其组 合可用于通过计算系统的算法的颜色校正。例如,机器可读码94可为以不同颜色印制的QR 码(例如,在角落处以蓝色和红色"控制"方块印制)。这些颜色以及面板的边缘(例如, 对准框90)的颜色也可用于颜色校正。例如,如果有的话,对准框90的颜色可在印制批号 (print lot)与印制批号间印制有(只有)一点偏差,并且对准框90的颜色可通过算法用 于颜色校正。
[0068] 如图3所示,机器可读码94为QR码。然而,机器可读码94可为配置为由计算系 统读取的任何合适的码。例如,机器可读码94可包括任何合适的条形码,诸如线性条码,诸 如库德巴码、"25码"(非交错式2/5或交错式2/5)、"11码"、"39码"、"93码"、"128码"、 "128A 码"、"128B 码"、"128C 码"、CPC 二进制条形码、"DUN 12"、"EAN 2"、"EAN 5"、"EAN 8"、 UPC、或任何其他合适的线性条形码。
[0069] 在其他实施例中,机器可读码94可包括任何合适的2D或矩阵条形码,诸如3-DI、 ArrayTag、AugTag、Aztec 码、数据矩阵、高容量彩色条形码、MaxiCode、PDF417、ShotCode 或 SPARQ 码。
[0070] 机器可读码94可包括制造批次信息,诸如生产日期、预定有效日期、版本号和诊 断测试器86的生产批号。
[0071] 在一些实施例中,可在参考材料92上印制或放置机器可读码94。在其他实施例 中,可在透明胶带88上印制或放置机器可读码94。
[0072] 机器可读码94可包括指令,其使计算系统能够自动地扫描尿片78的诊断测试器 86 (例如,以使用户不必按压按钮)。例如,机器可读码94可指导在计算系统上运行的应用 程序自动地检查由摄像机获取的每个图像帧,以确定图像帧是否在焦点上,并且随后仅对 紧邻被认为在焦点上的图像帧的、之前和之后的图像帧或一组图像帧进行分析,并将其上 传到服务器。
[0073] 机器可读码94可包括指令,其指导计算系统(例如,在计算系统上运行的软件应 用程序)自动地执行与诊断数据的获取和/或分析相关的至少一项任务。例如,机器可读 码94可包括指令,其指导计算系统为诊断测试器86拍摄一个或多个数字图像;选择一个或 多个感测器96a_l的至少准定量、半定量和/或定性指示的聚焦数字图像;识别诊断测试器 86的形式;确定诊断测试器86是否超出预定有效日期;以及确定诊断测试器86的可靠性。
[0074] 识别诊断测试器86的形式可包括识别一个或多个感测器96a_l中所包括的试剂 的形式、布局和/或版本,其可帮助计算系统分析视觉指示。例如,机器可读码94可指示 一个或多个感测器96a_l的相对位置、一个或多个感测器96a_l中包括的特定试剂、一个 或多个感测器96a_l配置为检测的特定的一种或多种分析物、其中放置一个或多个感测器 96a_l的容器格子的布局,以及/或者可与特定的一种或多种分析物关联的一个或多个异 常健康状况(例如,一种或多种疾病)。
[0075] 例如,机器可读码94可指示一个或多个感测器96a_l包括试剂以及对应于传统尿 分析测试试剂的化学成分的浓度。例如,当浸渍以下浓度的化学成分时,感测器可配置为检 测下面中的每个:
[0076] ?以浸渍 4_ 甲氧基重氮苯(4-Metoxybenzenodiazonium) 0? 025mg 和朽1 檬酸 0? 3mg 的感测器检测的尿胆素原
[0077] ?以浸渍葡糖氧化酶0. 0451单元、过氧物酶.0186单元、以及碘化钾0.lmg的感 测器检测的葡萄糖
[0078] ?以浸渍硝普化钠0. 2mg和硫酸镁2. 465mg的感测器检测的酮
[0079] ?以浸渍 2, 4-二氯酷重氮(2, 4-Dichlorophenyldiazonium) 0? 03mg和草酸 0? 3mg 的感测器检测的胆红素
[0080] ?以浸渍四溴酚蓝0. 003mg、柠檬酸1.lmg和柠檬酸三钠0.46mg的传感感测器检 测的蛋白质
[0081] ?以浸渍对氨基苯胂酸0. 05mg和N (萘基)乙二胺0. 006mg的感测器检测的亚硝 酸盐
[0082] ?以浸渍甲基红0. 0004mg和溴麝香草酚蓝0. 005mg的感测器检测的pH
[0083]?以浸渍氢过氧化物0. 04mg和3, 3',5, 5' -四甲基联苯胺.037mg的感测器检测 的血液
[0084] ?以浸溴麝香草酚蓝.012mg和聚合电解质0. 12mg的感测器检测的比重
[0085] ?以浸渍氢氨基吡唑氨基酸酯0.Olmg和重氮盐0. 007mg的感测器检测的白血球
[0086] 将理解的是,一组感测器可用于检测以上标识符中的每个或全部或一个子集,以 及/或者感测器可包括其他测试器、试剂以及/或者用于检测以上或其他标识符的浓度 的试剂,其中通过当暴露于正在分析的样本时产生任何所需的响应来检测以上或其他标识 符。一些或全部感测器可包括用于检测相同标识符的相同试剂,以便创建用于帮助确保所 检测结果的准确性的冗余。
[0087] 尿片78可包括尿片层和部件的任何合适配置,以用于采集诸如尿的样本、感测样 本内容、提供患者舒服度、提供使用的方便性和/或查看诊断数据。例如,感测器可固定地 附接到滤纸垫和/或透明膜,并布置在开孔中。此外,隐私覆盖层(未示出)可以可拆卸地 附接到和配置到尿片78,以使尿片78具有常规尿片的外观,其可能是维护机密性所需的。
[0088] 图4示出诊断测试器86的实施例的俯视图。在所示出的实施例中,对准框90在 感测器96a-l形成边界,且感测器96a-l大体上均匀地布置在机器可读码94周围。大体上 均匀地在机器可读码94周围放置感测器96a-l可促进将在数字图像中捕获的感测器96a-l 的全部可视指示的可能性。相反,将所有的感测器96a-l放置到机器可读码94的一侧可增 大用户以该种方式对摄像机定位的几率,即关于使感测器96a-l中的一个的视觉指示被从 数字图像中漏掉。
[0089] 在一些实施例中,对准框90可具有不同于参考材料的顶表面92a的颜色。
[0090] 图5示出诊断测试器86的仰视图。如图4和图5所示,感测器96a_l和各个容器 延伸穿过参考材料92。换句话说,感测器96a-l和各个容器从顶表面92a延伸并穿过顶表 面92a (参见图4)而且到达底表面92b并穿过底表面92b (参见图5)。
[0091] 图6示出总体上以98指示的诊断测试器的另一个实施例的俯视图。诊断测试器 98可包括一个或多个感测器(例如,感测器100a-k),诸如正方形或另一种合适形状的滤纸 垫,其浸渍有当暴露于样本(诸如由患者产生的尿)时产生比色响应的化学试剂。试剂可 包括诸如用于与酮和尿反应的硝普钠和硫酸镁、用于与尿中的血液反应的3, 3',5, 5' -四 甲基联苯胺,以及/或者任何其他化学试剂,其在传统尿分析条带上使用或未被使用,诸如 来自BTNX公司的11 PARAMETERS uurRAK或西门子的MULTISTIX'%并放置在开孔84 中(参见图3),以便充分暴露于诸如由患者产生的尿的样本。如所示出的,感测器100a-k 可为一个或多个着色的滤纸垫或任何其他合适的诊断感测器或其组合,并且还可包括一个 或多个控制单元102,其可包括如示出的一个或多个非吸收性参考颜色材料或任何其他合 适的控制单元。
[0092] 感测器100a-k和控制单元102可放置在吸收薄层104上。吸收薄层104可通过 开孔84耦合到吸收芯82 (参见图3)。透明防水膜可然后放置在尿片78上以密封开孔84, 并提供对感测器l〇〇a-k和控制单元102的视觉访问。
[0093] 如图6所示,控制单元102可为两个纯白参考材料的矩形块。每个控制单元102 可用于校正邻近过滤方块(例如,感测器l〇〇a-k)的颜色。在检测和校正之后,滤纸方块的 颜色可匹配到表格中的最接近颜色,该表格将颜色映射到每个参数的值,且滤纸方块可分 配有相应的合适值。
[0094] 可在在线服务中存储每个参数的值以及时间戳和患者标识符,该在线服务可包括 数据库。软件可然后随着时间推移比较每个参数的值(例如,在三天里、七天里和/或30 天里),寻找诸如将指出患者经历酮症酸中毒等的那些趋势。软件还可寻找过高的参数值, 并可因此立即指出问题。如果数据中的趋势暗示护理员需要采取行动,诸如给患者输液、执 行附加监控以及/或者从医师寻求诊断,则软件可然后将消息发送到在智能手机上运行的 应用程序。
[0095] 例如,糖尿病酮症酸中毒为潜在的危及生命的并发症,其可与糖尿病一同在人体 中缓慢发展。糖尿病酮症酸中毒主要发生在具有1型糖尿病的那些患者中,但其可在某些 环境下发生在具有2型糖尿病的那些患者中。当身体转变为燃烧脂肪酸并产生导致大多数 症状和并发症的酸性酮体时,糖尿病酮症酸中毒是由胰岛素的缺失造成的。糖尿病酮症酸 中毒可为先前未诊断的糖尿病中的第一症状。例如,由于酮症酸中毒发展缓慢,因此如果 在线服务在30天的过程里检测到上升的酮水平,但水平还未达到40mg/dL,则其可警告护 理员应由医师查看带着诊断尿片的患者,以检查糖尿病的其他迹象,诸如高血糖。例如,如 果在线服务在七天时期期间检测到其中有三天酮水平在或高于40mg/dL,但低于80mg/dL, 则在线服务可告诉护理员带着尿片的患者需要即刻去看医师。如果酮水平达到80mg/dL, 则在线服务可让护理员在六个小时里给患者带上新的尿片。如果下一个尿片读数显示高于 80mg/dL的酮水平,则可指导护理员即刻联系患者的医师,并给患者输液以防止脱水。
[0096] 在一些实施例中,感测器100a-k和控制单元102可耦合到薄层并插入到或可拆卸 地插入到尿片中,以便提供可与任何合适的尿片一起使用的诊断测试器。
[0097] 在一些实施例中,对于指示参数并接触吸收芯的滤纸的每个垫,可以用一种方式 放置相同滤纸中的一个垫,以使相同滤纸的这个垫不接触吸收芯并因此可总是提供与相应 的湿垫可比较的原始(未湿之前)的颜色控制。
[0098] 尿片78 (参见图2)可为自定义尿片,例如,其中的感测器100a_k(参见图6)和控 制单元102可在任何合适的位置中耦合到或可释放地耦合到尿片,诸如在尿片的外部、内 部和/或中间或接近尿片的外部、内部和/或中间,以及/或者透过尿片的一层或多层,以 用于任何合适的诊断测试器。例如,可将使用汗水样本的诊断测试器放置在尿片的内侧部 分,以便从汗水而不是尿或粪便采集诊断数据,以及/或者可将使用粪便样本的诊断测试 器放置在尿片的内部的后端部分,以及/或者可将使用环境样本的诊断测试器放置在尿片 的外表面上。诊断测试器还可包括具有一个或多个诊断贴纸和控制单元的贴纸,其可以可 释放地粘附到或固定地粘附到尿片的内部部分,诸如现有的标准尿片。
[0099] 在一些实施例中,在尿片变湿之后,用户可将胶体材料的溶液或附接到胶体材料 的更多适体添加到尿片,并然后观察滤纸垫中的一个与尿和适体溶液的反应。反应可产生 比色指示,其可然后由在计算系统上运行的应用程序(例如,在智能手机上运行的应用程 序和/或在服务器上运行的应用程序)自动地读取。
[0100] 在一些实施例中,尿片78(参见图2)可包括糖尿病诊断滤纸方块以及耦合到吸收 芯的非吸收性颜色参考材料;尿路感染和肾脏疾病诊断滤纸以及耦合到吸收芯的非吸收性 颜色参考材料;糖尿病、尿路感染和肾脏疾病诊断滤纸以及耦合到吸收芯的两条非吸收性 颜色参考材料。
[0101] 样本采集设备42(参见图1)可包括一个或多个诊断单元,其能够提供用于监控健 康的任何合适的数据。例如,样本采集设备可包括感测器(例如,浸渍一种或多种试剂的滤 纸),以检测葡萄糖、胆红素、酮、比重、血液、pH、蛋白质、尿胆素原、亚硝酸盐、白血球、肌酸 酐的水平,以及可包含在尿或由检测对象产生的其他样本中的其他所需因素。
[0102] 本公开的一些实施例可包括尿片,其可用于获取关于糖尿病相关的尿液成分的数 据(葡萄糖、酮和诸如抗坏血酸的其他参数,其可用于确定葡萄糖和酮的值不可靠);用于 获取关于尿路感染的数据(白血球、血液、pH水平、以及可用于确定前面的三个感测器的值 不可靠的任何附加参数);以及/或者用于获取关于已发展的肾脏疾病的前体的数据(诸 如肌酸酐和白蛋白,以及可用于确定肌酸酐和白蛋白的值不可靠的任何参数)。
[0103] 尽管每个尿片可包含附加的参数感测器,其可即刻用于确定是否不应依赖主要参 数的值,但是这些值可能不单独使用以排除误报或执行其他统计计算。可在足够时间内汇 集的数据上执行统计计算,以便可达到统计上有意义的结论。
[0104] 样本采集设备42的实施例可包括用于电解质紊乱的诊断。例如,细胞内和细胞外 钾水平中的变化可修改心肌细胞中静止膜电位的电生理学性质,并随后影响通过心脏的脉 冲的生成和传导。可主要通过肾脏调节细胞外钾稳态,且可当肾脏排泄与进食匹配时实现 稳态。在因心肌梗塞被允许住院的患者当中,血清低钾血症可与增大的心室紊乱心律风险 关联。在静脉内钾替代治疗或潜在的肠损伤口腔治疗之前检测儿童的尿中的高浓度钾可帮 助延迟或防止心脏肌肉生成和感测电脉冲的能力的长期变化。在成人中,检测低钾血症可 帮助开始钾替代治疗并开始监控心室紊乱心律。
[0105] 来自本公开中所提及的关联诊断的疾病和诊断数据为示例性的且不应被视为限 制。一个或多个诊断测试器可用于尿片上。
[0106] 图7示出总体上以142指示的诊断系统40 (参见图1)的实施例,其中可从一个或 多个诊断尿片78获取数据,该诊断尿片78可由一个或多个患者戴着且可包括一个或多个 智能手机S,其配置为从一个或多个诊断尿片78获取诊断数据并上传诊断数据以及/或者 从在线服务58接收通知。如所示出,在线服务58可被提供在云环境中,并可包括数据库64 和具有软件的服务器60。诊断系统142可配置为在多个时间期限内分析来自大量患者的 诊断数据,并可存储诊断数据以用于未来分析,这可提供进行流行病学分析的方式。此外, 发生在设备50 (参见图1)(在该实例中为智能手机S)上的任何事也可发生在在线服务58 中,反之亦然。
[0107] 此外,通过每个测量结果,可提高诊断系统142的准确性。例如,由于尿分析条带 可被来自膳食的饮食和/或时间置换混淆,因此尿分析条带可被描绘为不精确的,从而可 能产生误报和/或漏报。诊断系统142可通过随着时间为患者和/或类似患者汇集多个测 量结果来减少误报和/或漏报。类似患者的示例可包括来自消耗类似饮食的家庭单元的儿 童、由在线服务识别为类似的患者、以及/或者由护理员识别为类似的患者。
[0108] 图8a_n为示出示例性软件应用程序56 (参见图1)的屏幕截图。软件应用程序56 可被描述为智能手机的自动检测软件应用程序。
[0109] 图8a示出登录屏幕150,用户可通过该登录屏幕150登录到软件应用程序56 (参
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