健康护理分析流的管理的制作方法_3

文档序号:8531913阅读:来源:国知局
外,流对象也可认为是代表了收集或监视 的统计数据。
[0043] 排序设备210, 211,或212通常位于远端设备或健康护理提供者250, 251,或252, 例如位于一照料点,购物中心,医生的诊所,药房,研宄或临床实验室,或其它场所。排序设 备210,211,或212决定了生物标本中的核苷酸的顺序。遗留的排序设备缺乏与预期的分析 系统200连接的能力,却可以通过排序设备接口 220, 221或222与分析引擎240相连。排 序设备接口可被构建成零件市场模块配置,或使排序设备适合于连接分析引擎240。一基 因组设备接口的实际技术可包括由Digi International, Inc.(参考URL www.digi.com; Digi Connect ME, Digi Connect Wi-ME, PortServer 等)或Lantronix Inc.(参考URL www. lantronix.com;XPort?,xPico?,UDS1100,WiPort?等)提供的设备服务器产品。这些设 备服务器可以安装基因组分析模块,以运行为排序设备接口 220至222,或可以与排序设备 210至212结合。
[0044] 排序设备210,211,或212可位于一照料点,购物中心,医生的诊所,药房,实验室, 或其它提供者的位置250, 251,或252。当排序设备210, 211,212变得更流行和价格划算时, 它们可以布置在任何地点。排序设备210, 211,或212可以接入移动手持设备,可被美国运 输安全局使用的安全设备,便携设备,实验室,笔记本电脑,或其它设备。排序设备210, 211, 或212可发送至紧急区域,那些区域紧急需要确定突然爆发的疾病的特性,这些疾病由疾 病控制盒预防中心(CDC)或类似的公共健康机构所识别,以追踪在发展中国家或发达国家 中出现的传染病,或解决在恐怖分子,战时或冲突情况下的生物威胁。
[0045] 自身的网络290或提供者250, 251,或252可以具有一报表服务器(例如, Microsoft Reporting Services Report Server)或其它的报表引擎(未在图 2 中指出), 以提供报表模板,用户定义的报表,基因组绘图工具,视觉输出,或其它信息。可以由报表生 成器,报表设计器,或其它方式以产生报表。
[0046] 排序设备210,211,或212可作为"转接器"运行,以使之连接至"云","云"由分析 引擎240表示。如果排序设备是遗留设备(为显示),缺乏必要的通信能力,被动的,或连接 的设备没有其它设备的能力,排序设备接口 220,221,或222可以是排序设备的局部设备。 一简单排序设备接口 220,221,或222可连接一或多个其它设备以根据分析需求交换数据。 设备接口 220, 221,或222可以根据制造商,型号,附属机构,医疗组,或其它类别进行管理。 因而,管理节点230可以与排序设备通信,以确保每个设备根据需要的分析在生态系统内 进行正确的运转或参与合作。
[0047] 优选的,整个的系统200被构造成以并行地方式运转。基因组分析系统200可同时 支持上百个,上千个的进程,或更多的排序设备,并且系统200可同时分析上百个,上千个, 或更多的病人。系统200也可支持处理,或是种群的基因分析,或是样本的群体。
[0048] 基因组分析系统200可以高速的并行处理许多病人。处理速度基于在一给定时间 内,每单位时间有多少病人被处理,并可能处理完成。例如,基因组分析系统200可以以至 少每天5个病人的速率,把序列数据处理成基因组数据。在典型的实施例中,基因组分析系 统200可以以至少每天10个病人的速率,把序列数据处理成基因组数据。更优选的,每小 时至少处理10个病人,而更优选的是,每天至少处理100个病人,或甚至更优选的,每小时 至少处理100个病人。
[0049] 分析引擎240处理基因组数据。分析引擎240可以为一独立的病人处理基因组数 据,并且分析引擎240可以比较基因组数据从一病人处相对一种群资料组或具有相似人口 统计或其它分组的样本的区别。申请人抛出术语"人类统计数据"以代表人类的统计学的 或基础基因组的数据,用以比较病人的数据。人类统计数据可包括发现于公共基因组数据 库中的数据,逐步演进的数据库,可用于连续的收集数据,私有的数据库,或一标准化的顺 序。作为一种标准化基因组序列的功能,分析引擎240可以处理序列数据以产生基因组数 据。标准化基因序列可以是一种统计学的编译,来自于病人的种群或亚群体特征或其它的 数据源。基于标准化基因组序列,基因组数据可包括一热点,一加权的参考点,或一优先次 序,以用于分析。基于标准化序列,分析引擎240也可产生一不同的序列或一粗略的队列。
[0050] 分析引擎240可向排序设备210, 211,或212提供反馈。分析引擎240可使用管理 节点230作为一接口,以及被配置或被编译,以允许用户在排序设备210,211,或212之间提 供反馈。用户可提供排序设备指令,比如重复排序请求,开始或停止排序请求,发送或接收 数据请求,删除数据请求,管理许可请求,或其它指令请求。
[0051] 一基因组分析流可认为是一数据流,它来自于依赖于分析仪器240的排序设备 210, 211,或212至一通知点,例如提供者250, 251,或252。因而,一分析流可被认为是一明 显的易管理对象,它可以被控制,被操纵或被管理。数据流对象可包括数据流属性,以描述 数据流的特性。属性的例子包括一数据流识别器(例如,GUID,UUID,名字等),一分析拓扑, 原始信息点(例如,照料标识点,排序设备标识),通知信息点(例如,健康护理提供者标识 等),病人信息,通知触发标准,账单编码,账单或发票信息,或其它涉及数据流的信息。管 理节点230,或其它系统内的单元,利用数据流属性恰当的管理数据流的分析,路由,报表, 告警或其它管理功能。数据流对象可进一步包括基因组数据,基因组数据实际上在分析的 不同阶段被处理。数据流也被认为代表基因组数据的数据流。因而,数据流可以同时被批 量处理或作为一全数据流从端到端管理。由于数据或结果被收集和发送至用户,基因组分 析可同时进行。数据流可以是一易管理的对象,它由管理节点230管理。管理节点230可 以通过管理至少一分析流对象(例如,一分析数据流,一应用于序列数据的分析路由等)管 理分析引擎240,其中分析流对象是根据一或多个管理功能产生的,管理功能可能包括修改 一分析路由,根据一数据流对象举例一分析流,基于分析流对象进行一件事物,对一分析告 警,基于分析流对象构建一通知触发器,解构一分析流,或其它的管理功能,以管理分析流。
[0052] 分析引擎240可认为是一动态系统,动态系统可根据基因组分析的需要改变它的 处理,分析,或路由配置。管理节点230可由用户控制,或可被配置成在一分析运算中自动 的管理和配置其它节点。这些配置的改变或指令管理着分析流,并且它们可包括流管理功 能,例如产生一通知,以作为基因组数据,一处理状态,一分析引擎管理状态,一告警,一警 报,一排序设备指令,一分析建议,一预测,一诊断,一中间节点通信,一获得更高可信度的 请求,或其它通知的功能。管理节点也可产生一通知,用于在分析网络中配置一路由。管理 节点不仅可以重路由数据流,也可以处理节点链条,以管理全部的分析流。
[0053] 管理节点230提供一或多个工具,以管理分析节点230, 231,232, 233, 234和235, 分析流或分析引擎240。管理节点230可包括一仪表盘以管理整个系统,一仪表盘用于特别 的组,一仪表盘提供给用户,一仪表盘用于信号分析,用户分析的多个仪表盘,一仪表盘用 于设计报表和分析输出,一仪表盘用于输入和输出分析,一视觉仪表盘用于监视系统,或其 它仪表盘。预期的仪表盘可呈现基因组分析流对象信息,其中的图像可指出有多少流对象 的集合正在处理,并可能实时观看。进一步的,流对象可通过这个仪表盘控制,其方式有例 示数据流,解构数据流,去激活数据流,使用数据流有效的监视系统,或应用其它控制。
[0054] 分析系统200可被配置或被编译,以路由数据或分析数据流。依赖于序列数据所 在的州,其它的基因组数据是如何路由的,分析系统的负载如何,分析引擎240可在分析节 点230, 231,232, 233, 234和235中建立处理路由。分析引擎240可建立处理路由,作为预期 的诊断,预测,优先次序,紧迫性,序列注释,交通负载,分析负载,计算带宽,存储器限制,告 警状态,分析状态,用户定义的输入,基因组分析类型,需要请求的分析迭代次数,置信级, 或其它分析参数的功能。在这个实施例中,分析引擎240可呈现特定的配置,以适合于当前 的分析。例如,优先的数据可被路由至一高容量的处理节点,而低紧迫性的数据可作为批量 处理在一低容量的节点运行。必须考虑到如下场景,即病人属于一种特别的一群人,他们具 有低概率的不良的基因突变。基于人口统计信息或基因组谱信息,依赖一高容量,高流通量 拓扑,管理节点230可配置一或多个其它节点。高容量,高流通量拓扑在病人数据进入时进 行相应的处理,并可能形成一或多个FIFO缓冲的数据流。当导入一特别有趣的病人数据流 时,可能由于一紧急情况,管理节点230分配一或多个节点,作为一专用拓扑以分析此紧急 病人的数据。这些资源的获得可能影响高容量,高流通量的拓扑。然而,紧急病人的数据可 以及时的处理以解决此突发情况。
[0055] 分析引擎240可作为一付费服务运行,这需要用户注册,提交支付信息,或登录系 统以获取进入基因组分析系统的能力。节点230, 231,232, 233, 234和235中管理节点230 可管理用户列表,许可要求,登录功能,支付系统,以及其它相关功能。由于基因组分析流对 象依赖分析引擎240进行处理,一或多个管理节点230可以监视进行分析的资源或业务范 围。基于计算的使用内容,管理节点230可为一或多个账户计费(例如,健康护理提供者账 户,保险账户,病人账户等),以提供相应的服务。费用可以基于那些需要分析,紧急处理,优 先次序,用于分析的算法,或其它基因组分析流对象属性的资源来计算。
[0056] 基于图像识别,分析引擎240可进一步处理序列数据。基于图像识别,排序设备 210, 211,或212也可以处理序列数据。从连续时间编码放大显微镜检查(STEAM)或其它处 理中得到的基因组输出或其它数据输出可被翻译成一 DNA碱基。在碱基呼叫步骤中,每个 来自数据输出的图像可作为一用于特别的DNA碱基的指示器运行。例如,图像可认为是一 种条形码的形式,而被识别。进一步的,图像可以是分析流的一部分,用于通过它传输。
[0057] STEAM是一种高通量的成像方法。不像传统的图像传感器,如电子耦合器件((XD) 和互补金属氧化物半导体(CMOS)设备,STEAM可以提供极度快速的快门速度,而无需高强 度的照明。STEAM方法把一二维图像映射成--维的放大的连续时域波形。STEAM首先把 信息冲压在宽带光脉冲的频谱上,随后把频谱映射成时域的连续数据流。此方法即提供图 像数据流和放大功能,也在高速度下捕获快速的物理现象。STEAM具有至少比传统的CCD快 1000倍的帧速率,并高达每秒610万帧。此外,此方法提供27ps (皮秒)的快门速度。
[0058] 作为一种高通量的成像方法,STEAM可以用于识别罕见的疾病细胞,癌细胞,或其 它生物的或基因组的材料。在分析系统200中,这个细胞识别方法可以具有多种应用,包括 癌症筛检和其它诊断测试。
[0059] 可以进一步预测,分析系统200可以使用一种算法,比如尺度不变量特征变换 (SIFT)或其它算法,以执行图像识别。SIFT是一种用于图像识别的纵所周知的算法,它使 用一种本地图像特征向量,向量对于照明,图像鼻,缩放,翻译,视角,变换和旋转都是不变 的。特征通过分期的过滤进行检测(例如,尺度空间极值检测,关键点定位,方位分配,关键 点描述符的产生等),并且为它们创建了图像密匙。因而,从分析系统获得的图像可以被分 析,以决定它们是否具有符合已知的对象的相应特征(例如SIF
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