BR112016009124B1 - Métodos e dispositivo de modulação espacial de partículas magnéticas em uma vasculatura por campo magnético exterior - Google Patents
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Abstract
modulação espacial das partículas magnéticas na vasculatura por campo magnético externo. um método para modular um sinal de resposta inclui a introdução de partículas magnéticas funcionalizadas configuradas para interagir com os analitos alvo dentro do corpo, a aplicação de um campo magnético suficiente para extrair as partículas magnéticas funcionalizadas no sentido de uma superfície do lúmen da vasculatura subsuperficial mais próximo de uma máscara internamente ou externamente aplicado tendo um arranjo espacial, e a detecção de um sinal de resposta, que inclui um sinal de fundo e um sinal de resposta de analito, transmitido a partir da vasculatura subsuperficial. o sinal de resposta analito relacionado com a interação das partículas magnéticas funcionalizadas com os analitos alvo e é modulada com relação ao sinal de fundo devido, pelo menos em parte, para o arranjo espacial da máscara. os analitos alvo podem ser detectados de forma não invasiva através da diferenciação do sinal de resposta do analito a partir do sinal de fundo, devido, pelo menos em parte, para a modulação do sinal de resposta do analito.
Description
[001] Este pedido reivindica prioridade ao Pedido de Patente No. US 14/061.334, depositado em 23 de outubro de 2013, que é aqui incorporado por referência na sua totalidade.
[002] Salvo disposição em contrário aqui indicado, os materiais descritos nesta seção não são arte anterior para as reivindicações neste pedido e não são admitidos serem arte anterior pela inclusão nesta seção.
[003] Um número de métodos científicos têm sido desenvolvidos no campo da medicina para avaliar as condições fisiológicas de uma pessoa através da detecção e/ou medição de um ou mais analitos no sangue de uma pessoa ou outros fluidos ou tecidos corporais. O um ou mais analitos podem consistir em quaisquer analitos que, quando presentes em ou ausentes do sangue, ou presentes em uma concentração ou intervalo de concentrações em particular, pode ser indicativo de uma condição médica ou estado de saúde da pessoa. O um ou mais analitos podem incluir enzimas, reagentes, hormônios, proteínas, células ou outras moléculas, tais como hidratos de carbono, por exemplo, glicose.
[004] Em um cenário típico, o sangue de uma pessoa é sugado e enviado para um laboratório ou inserido em um dispositivo de teste portátil, como um medidor de glicose, onde um ou mais testes são realizados para medir vários níveis de analito e parâmetros no sangue. Para a maioria das pessoas, os exames de sangue são pouco frequentes, e um nível de analito anormal indicativo de uma condição médica não pode ser identificado até o próximo exame de sangue ser realizado. Mesmo no caso de um teste de sangue relativamente frequente, tal como pode ser encontrado com as pessoas com diabetes, que retiram sangue regularmente para testar a concentração de glicose no sangue, os testes sanguíneos são tipicamente realizados quando o usuário está acordado, embora os níveis de glicose no sangue (e potenciais variações em tais níveis) ocorrendo durante a noite poderiam fornecer informações importantes para ajudar um médico a avaliar a condição médica da pessoa. Além disso, os métodos mais conhecidos de detecção e análise de analito requerem a coleta de sangue ou outras amostras de fluidos corporais, o que pode ser inconveniente, invasivo e requer conformidade de paciente significativa.
[005] Além disso, alguns analitos de sangue são particularmente difíceis de identificar e quantificar com técnicas de detecção convencionais. Para analitos pequenos ou rarefeitos, tais como células tumorais em circulação, por exemplo, apenas uma tal célula pode estar presente em 10mL de sangue. Impraticavelmente grandes quantidades de sangue teriam que ser sugadas ou de outra forma coletadas e analisadas a fim de capturar tais células com significância estatística.
[006] Os métodos para detecção e caracterização de analito muitas vezes sofrem de uma baixa relação de sinal- para-ruído (SNR), uma vez que o sinal obtido a partir do analito (em geral, um pequeno objeto) é tipicamente fraco em comparação com o fundo. Isso pode fazer discernir entre analitos alvo presentes no sangue, em relação a outros analitos, partículas e tecidos, etc... presentes no sangue e em outras partes do corpo ser muito difícil, especialmente onde as medições são tomadas de forma não invasiva a partir do exterior do corpo. Isto é particularmente verdadeiro com alguns métodos de caracterização de analitos, tais como métodos ópticos, ou em que os analitos alvo são raros no sangue ou que são de um tamanho relativamente pequeno. Por conseguinte, tais medições podem ser muito mais morosas (se um grande volume de sangue deve ser analisado), menos sensitivas, menos específicas e, geralmente, menos informativas sobre o todo. Por exemplo, com técnicas de detecção de fluorescência, é muitas vezes difícil obter medições extremamente sensíveis de um analito alvo, porque outros tecidos, células e moléculas do corpo podem ter algumas propriedades fluorescentes inerentes, criando um elevado nível de ruído de fundo.
[007] Algumas modalidades da presente invenção fornecem um método incluindo: ((i) aplicar um campo magnético suficiente para distribuir partículas magnéticas presentes em um corpo em um arranjo espacial em um lúmen de vasculatura subsuperficial; (ii) detectar um sinal de resposta transmitido a partir da vasculatura subsuperficial, em que o sinal de resposta inclui um sinal de fundo e um sinal de resposta de analito relacionado com a interação de partículas funcionalizadas presentes no corpo com um ou mais analitos alvo, e em que o sinal de resposta de analito é modulado com relação ao sinal de fundo devido, pelo menos em parte, ao arranjo espacial das partículas magnéticas; e (iii) não invasivamente detectar o um ou mais analitos alvo por diferenciar o sinal de resposta de analito a partir do sinal de fundo devido, pelo menos em parte, à modulação do sinal de resposta de analito.
[008] Outras modalidades da presente invenção fornecem um método incluindo: (i) aplicar uma máscara tendo um arranjo espacial, externamente, a uma porção de vasculatura subsuperficial em um corpo; (ii) aplicar um campo magnético suficiente para atrair as partículas magnéticas funcionalizadas presentes no corpo na direção de uma superfície de um lúmen de vasculatura subsuperficial mais próxima da máscara; (iii) detectar um sinal de resposta transmitido a partir da vasculatura subsuperficial, em que o sinal de resposta inclui um sinal de fundo e um sinal de resposta de analito relacionado com a interação das partículas magnéticas funcionalizadas com o um ou mais analitos alvo, e em que o sinal de resposta de analito é modulado com respeito ao sinal de fundo devido, pelo menos em parte, ao arranjo espacial da máscara; e (iv) detectar não invasivamente o um ou mais analitos alvo por diferenciar o sinal de resposta de analito a partir do sinal de fundo devido, pelo menos em parte, à modulação do sinal de resposta de analito.
[009] Outras modalidades da presente invenção fornecem um dispositivo, incluindo: (1) um detector configurado para detectar um sinal de resposta de analito transmitido a partir do corpo, em que o sinal de resposta de analito é relacionado com a interação do um ou mais analitos alvo com partículas funcionalizadas presentes no corpo; (2) uma fonte de modulação configurada para modular o sinal de resposta de analito, a fonte de modulação compreendendo uma fonte de campo magnético configurada para aplicar um campo magnético suficiente para distribuir partículas magnéticas presentes no corpo em um arranjo espacial em um lúmen de vasculatura subsuperficial; e (3) um processador configurado para não invasivamente detectar o um ou mais analitos alvo por diferenciar o sinal de resposta de analito a partir de um sinal de fundo, pelo menos em parte, com base na modulação.
[010] Estes bem como outros aspectos, vantagens e alternativas, serão evidentes para os vulgares peritos na arte por leitura da seguinte descrição detalhada, com referência quando apropriado aos desenhos anexos.
[011] A Figura 1 é uma vista em perspectiva de um dispositivo que pode ser vestido de exemplo.
[012] A Figura 2A é uma vista de topo em perspectiva de um dispositivo montado no pulso de exemplo, quando montado no pulso de um usuário.
[013] A Figura 2B é uma vista de fundo em perspectiva de um exemplo de dispositivo montado no pulso mostrado na Figura 2A, quando montado no pulso de um usuário.
[014] A Figura 3A é uma vista de fundo em perspectiva de um dispositivo montado no pulso de exemplo, quando montado no pulso de um usuário.
[015] A Figura 3B é uma vista de topo em perspectiva de um exemplo de dispositivo montado no pulso mostrado na Figura 3A, quando montado no pulso de um usuário.
[016] A Figura 3C é uma vista em perspectiva de um dispositivo montado no pulso de exemplo mostrado nas Figuras 3A e 3B.
[017] A Figura 4 A é uma vista em perspectiva de um dispositivo montado no pulso de exemplo.
[018] A Figura 4B é uma vista de fundo em perspectiva de um exemplo de dispositivo montado no pulso mostrado na Figura 4A.
[019] A Figura 5 é uma vista em perspectiva de um dispositivo montado no pulso de exemplo.
[020] A Figura 6 é uma vista em perspectiva de um dispositivo montado no pulso de exemplo.
[021] A Figura 7 é um diagrama de blocos de um sistema exemplar incluindo uma pluralidade de dispositivos que podem ser vestidos em comunicação com um servidor.
[022] A Figura 8 é um diagrama de blocos funcional de um dispositivo que pode ser vestido de exemplo.
[023] A Figura 9 é um diagrama de blocos funcional de um dispositivo que pode ser vestido de exemplo.
[024] A Figura 10 é um fluxograma de um exemplo de método para operar um dispositivo que pode ser vestido.
[025] A Figura 11A é vista de seção transversal parcial de um dispositivo montado no pulso, enquanto em um pulso humano.
[026] A Figura 11B é vista de seção transversal lateral parcial de um dispositivo montado no pulso, enquanto em um pulso humano.
[027] A Figura 12A é vista de seção transversal parcial de um dispositivo montado no pulso, enquanto em um pulso humano.
[028] A Figura 12B é vista de seção transversal lateral parcial de um dispositivo montado no pulso, enquanto em um pulso humano.
[029] A Figura 13A é vista de seção transversal parcial de um dispositivo montado no pulso, enquanto em um pulso humano.
[030] A Figura 13B é vista de seção transversal lateral parcial de um dispositivo montado no pulso, enquanto em um pulso humano.
[031] A Figura 14 é um fluxograma de um exemplo de método para a utilização de um dispositivo que pode ser vestido para coletar em tempo real medições in vivo de alta densidade não invasivas de parâmetros fisiológicos.
[032] A Figura 15 é um fluxograma de um exemplo de método para a utilização de um dispositivo que pode ser vestido para coletar em tempo real medições in vivo de alta densidade não invasivas de parâmetros fisiológicos, em passos particulares para medir um ou mais analitos no sangue circulando em vasculatura subsuperficial próxima ao dispositivo que pode ser vestido.
[033] A Figura 16 é um fluxograma de um exemplo de método para a utilização de um dispositivo que pode ser vestido para coletar em tempo real medições in vivo de alta densidade não invasivas de parâmetros fisiológicos.
[034] A Figura 17A é vista de seção transversal parcial de um dispositivo que pode ser vestido, enquanto em um pulso humano, que ilustra a utilização de uma fonte de modulação de exemplo.
[035] A Figura 17B é vista de seção transversal lateral parcial de um dispositivo que pode ser vestido, enquanto em um pulso humano, que ilustra a utilização de uma fonte de modulação de exemplo.
[036] A Figura 18 é um diagrama de blocos funcional de um sistema de exemplo incluindo um dispositivo que pode ser vestido e um dispositivo remoto.
[037] A Figura 19 é um fluxograma de um exemplo de método para detectar o um ou mais analitos através da modulação de um sinal de resposta de analito.
[038] A Figura 20A é vista de seção transversal parcial de um dispositivo que pode ser vestido, enquanto em um pulso humano, que ilustra a utilização de uma fonte de modulação de exemplo.
[039] A Figura 20B é uma vista de topo de uma máscara para uso em um sistema de exemplo para modular um sinal de resposta de analito.
[040] A Figura 20C é uma vista de detalhe de seção transversal parcial lateral de um dispositivo que pode ser vestido, enquanto em um pulso humano, que ilustra a utilização de uma fonte de modulação de exemplo.
[041] A Figura 21 A é uma vista de detalhe de seção transversal parcial lateral de um dispositivo que pode ser vestido, enquanto em um pulso humano, que ilustra a utilização de uma fonte de modulação de exemplo.
[042] A Figura 21B é uma representação gráfica de um sinal de resposta de analito modulado de exemplo.
[043] A Figura 22 é um fluxograma de um exemplo de método para detectar o um ou mais analitos através da modulação de um sinal de resposta de analito.
[044] A Figura 23A é vista de seção transversal parcial de um dispositivo que pode ser vestido, enquanto em um pulso humano, que ilustra a utilização de uma fonte de modulação de exemplo.
[045] A Figura 23B é uma vista de detalhe de seção transversal parcial lateral de um dispositivo que pode ser vestido, enquanto em um pulso humano, que ilustra a utilização de uma fonte de modulação de exemplo.
[046] A Figura 24A é vista de seção transversal parcial de um dispositivo que pode ser vestido, enquanto em um pulso humano, que ilustra a utilização de uma fonte de modulação de exemplo.
[047] A Figura 24B é vista de seção transversal lateral parcial de um dispositivo que pode ser vestido, enquanto em um pulso humano, que ilustra a utilização de uma fonte de modulação de exemplo.
[048] A Figura 25A é vista de seção transversal parcial de um dispositivo que pode ser vestido, enquanto em um pulso humano, que ilustra a utilização de uma fonte de modulação de exemplo.
[049] A Figura 25B é vista de seção transversal lateral parcial de um dispositivo que pode ser vestido, enquanto em um pulso humano, que ilustra a utilização de uma fonte de modulação de exemplo.
[050] A Figura 26 é um fluxograma de um exemplo de método para detectar o um ou mais analitos através da modulação de um sinal de resposta de analito.
[051] Na descrição detalhada que segue, é feita referência às Figuras anexas, que formam uma parte da mesma. Nas Figuras, símbolos semelhantes identificam componentes semelhantes, tipicamente, a menos que o contexto dite de outra forma. As modalidades ilustrativas descritas na descrição detalhada, Figuras e reivindicações não estão destinadas a ser limitativas. Outras modalidades podem ser utilizadas, e outras alterações podem ser feitas, sem se afastar do âmbito do assunto aqui apresentado. Será prontamente entendido que os aspectos da presente divulgação, como é geralmente aqui descrito e ilustrado nas Figuras, podem ser arranjados, substituídos, combinados, separados, e concebidos de uma grande variedade de configurações diferentes, todas as quais são expressamente contempladas aqui.
[052] Além disso, embora modalidades aqui divulgadas façam referência ao usar em ou em conjunto com um corpo humano vivo, está contemplado que os métodos, sistemas e dispositivos descritos podem ser utilizados em qualquer ambiente onde é desejado detectar não invasivamente um analito. O ambiente pode ser qualquer corpo vivo ou não vivo ou uma porção do mesmo, um duto de fluido, um reservatório de fluido, etc. Por exemplo, um perito na arte irá reconhecer que as modalidades aqui divulgadas podem ser utilizadas para detectar analitos em um sistema de água. Além disso, enquanto a presente divulgação descreve modalidades para utilização in vivo, um perito na técnica irá também reconhecer que as aplicações in vitro são também possíveis. Por conseguinte, o ambiente pode incluir também um tubo de ensaio ou outro recipiente para conter um fluido.
[053] Um sistema de diagnóstico pode não invasivamente detectar e medir uma pluralidade de parâmetros fisiológicos de uma pessoa, o que pode incluir todos os parâmetros que podem estar relacionados à saúde da pessoa. Por exemplo, o sistema pode incluir sensores de pressão para medir pressão sanguínea, pulso, temperatura da pele, etc. Pelo menos alguns dos parâmetros fisiológicos podem ser obtidos pelo sistema não invasivamente detectar e/ou medir um ou mais analitos no sangue circulante em vasculatura subsuperficial. O um ou mais analitos podem consistir em quaisquer analitos que, quando presentes em ou ausentes do sangue, ou presentes em uma concentração ou intervalo de concentrações em particular, podem ser indicativos de uma condição médica ou saúde da pessoa. Por exemplo, o um ou mais analitos podem incluir enzimas, hormônios, proteínas, células ou outras moléculas.
[054] Em um exemplo de modalidade, o sistema obtém pelo menos alguma da informação relacionada à saúde por detectar a ligação ou interação de um analito clinicamente relevante para ou com partículas, por exemplo, micropartículas ou nanopartículas, introduzidas em um lúmen da vasculatura subsuperficial que foram funcionalizadas com um receptor que possui uma afinidade específica para se ligar ou interagir com o analito específico. O termo “ligação” é entendido em seu sentido mais amplo para incluir também uma interação detectável entre o analito clinicamente relevante e as partículas funcionalizadas. As partículas funcionalizadas podem ser introduzidas na corrente sanguínea de uma pessoa através de injeção, ingestão, inalação, transdermicamente, ou alguma outra maneira.
[055] As partículas podem ser funcionalizadas por ligação covalente ou de outro modo fixar ou associar um receptor que se liga especificamente ou de outro modo interage com um determinado analito clinicamente relevante. O receptor funcionalizado pode ser um anticorpo, um peptídeo, um ácido nucleico, fagos, bactérias, vírus, aptâmero ou qualquer outra molécula com uma afinidade definida para um analito alvo. Adicionalmente ou em alternativa, o receptor pode ser inerente à própria partícula. Por exemplo, a própria partícula pode ser um vírus ou um fago com uma afinidade inerente para certas analitos. Outros compostos ou moléculas, tais como marcadores fluoróforos ou autofluorescentes ou luminescentes ou meios de contraste não ópticos (por exemplo, contraste de impedância acústica, contraste de RF e semelhantes), que podem ajudar em interrogar as partículas in vivo, também podem ser ligados às partículas.
[056] As partículas podem ter um diâmetro que é menor do que cerca de 20 micrômetros. Em algumas modalidades, as partículas têm um diâmetro na ordem de cerca de 10 nanômetros a 1 micrômetro. Noutras modalidades, as partículas pequenas da ordem de 10-100 nanômetros de diâmetro podem ser montadas para formar “grupos” ou “conjuntos” maiores da ordem de 1-10 micrômetros. Os peritos na arte compreenderão uma “partícula” no seu sentido mais amplo e que pode tomar a forma de qualquer material fabricado, uma molécula, criptofano, um vírus, um fago, etc. Além disso, uma partícula pode ser de qualquer forma, por exemplo, esferas, hastes, formas não simétricas, etc.
[057] Em alguns exemplos, as partículas podem também ser magnéticas e podem ser formadas a partir de um material paramagnético, super-paramagnético ou ferromagnético ou qualquer outro material que responde a um campo magnético. Alternativamente, as partículas podem também ser feitas de materiais não magnéticos, tal como o poliestireno. Quando são utilizadas partículas magnéticas, o sistema pode incluir um ímã, que pode dirigir para a porção de vasculatura subsuperficial um campo magnético que é suficiente para manipular partículas magnéticas funcionalizadas em um lúmen da porção de vasculatura subsuperficial, por exemplo, para recolher ou abrandar em uma determinada área. No entanto, medições podem ser tomadas sem “coleta” localizada das partículas funcionalizadas. O sistema pode ser configurado para ativar o magnético periodicamente, tal como em certos momentos do dia (por exemplo, a cada hora).
[058] O sistema pode ainda incluir um ou mais sistemas de coleta de dados para interrogação, de uma forma não invasiva, das partículas funcionalizadas presentes em um lúmen da vasculatura subsuperficial em um determinado local. Em um exemplo, o sistema inclui um detector configurado para detectar um sinal de resposta transmitido a partir de uma porção de vasculatura subsuperficial. O sinal de resposta pode incluir tanto um sinal de resposta de analito, que pode estar relacionado com a interação do um ou mais analitos alvo com as partículas funcionalizadas, e um sinal de ruído de fundo. Por exemplo, as partículas funcionalizadas podem incluir um marcador quimioluminescente configurado para produzir um sinal de resposta sob a forma de radiação de luminescência produzida em resposta a uma reação química iniciada, pelo menos em parte, para a ligação do analito alvo para a partícula.
[059] Em alguns exemplos, o sistema pode também incluir uma fonte de sinal de interrogação para transmitir um sinal de interrogação que pode penetrar uma porção de vasculatura subsuperficial, ou outro sistema de corpo, e um detector para detectar um sinal de resposta que é transmitido a partir da porção de vasculatura subsuperficial, ou outro sistema de corpo, em resposta ao sinal de interrogação. O sinal de interrogação pode ser qualquer tipo de sinal que é benigno para o paciente, tais como eletromagnético, magnético, óptico, acústico, térmico, mecânico, elétrico e resulta em um sinal de resposta que pode ser usado para medir um parâmetro fisiológico ou, mais particularmente, que pode detectar a ligação ou interação do analito clinicamente relevante para as partículas funcionalizadas. Em um exemplo, o sinal de interrogação é um sinal de frequência de rádio (RF) e o sinal de resposta é um sinal de ressonância magnética, tais como ressonância magnética nuclear (RMN). Em outro exemplo, onde as partículas funcionalizadas incluem um fluoróforo, o sinal de interrogação é um sinal óptico com um comprimento de onda que pode excitar o fluoróforo e penetrar na pele ou outro tecido e vasculatura subsuperficial (por exemplo, um comprimento de onda no intervalo de cerca de 500 a cerca de 1000 nanômetros), e o sinal de resposta é radiação de fluorescência a partir do fluoróforo que pode penetrar na vasculatura subsuperficial e tecido para alcançar o detector. Em outro exemplo, onde as partículas funcionalizadas incluem um material eletricamente condutor ou um material magneticamente com perdas, o sinal de interrogação pode ser um campo magnético variável no tempo ou um sinal eletromagnético de frequência de rádio (RF), com potência de sinal suficiente para rapidamente aquecer as partículas. O sinal de resposta pode ser uma emissão acústica a partir das partículas, causada por rápida expansão térmica das partículas, ou causada por cavitação do meio líquido em contato com as partículas. Tal como descrito acima, em alguns casos, um sinal de interrogação pode não ser necessário para produzir um sinal de resposta de analito.
[060] Além disso, o sistema pode ainda incluir uma fonte de modulação configurada para modular o sinal de resposta de analito. A fonte de modulação pode ser configurada para modular o sinal de resposta de analito de forma diferente do que o sinal de ruído de fundo. Para este fim, a modulação pode ajudar a discernir entre o analito alvo e, essencialmente, todo o resto do corpo, por exemplo, aumentando a relação de sinal para ruído. Geralmente, a modulação pode incluir qualquer técnica de modulação espacial, temporal, espectral, térmica, magnética, mecânica, elétrica, acústica, química, ou eletroquímica, etc. ou qualquer combinação das mesmas.
[061] Em alguns cenários, pode também ser útil detectar e distinguir tanto o sinal de resposta de analito - relacionado a partículas funcionalizadas ligadas a ou interagindo com o analito (s) alvo - e um sinal de partícula “não ligado” - relacionado a partículas funcionalizadas não ligadas a ou interagindo com o analito (s) alvo. Por exemplo, em alguns esquemas de medição ou caracterização, pode ser útil ou necessário determinar a percentagem de partículas funcionalizadas introduzidas no corpo que tem ligação com o analito alvo. Em tais casos, a fonte de modulação pode ser configurada para modular o sinal de resposta de analito de forma diferente do que o sinal de partícula não ligada.
[062] Os elementos do sistema, ou seja, o tipo de modulação, o tipo/forma/materiais de partículas, tipos de receptores e analitos alvo podem ser todos interligados. Em última análise, o tipo de partículas e receptor utilizados para detectar um determinado analito alvo pode ser ditado, em parte, pelas características do analito (ou seja, tipo, tamanho, forma, afinidades, etc), o tipo escolhido de modulação (ou seja, espacial, espectral, térmica, magnética, mecânica, química, etc), e o modo de interrogação (óptico, acústico, magnético, RF, etc).
[063] Os dados coletados pelo detector podem ser enviados para um processador para análise. O processador pode ser configurado para detectar não invasivamente o um ou mais analitos alvo por diferenciar o sinal de resposta de analito a partir do sinal de ruído de fundo com base, pelo menos em parte, na modulação. Em alguns casos, o processador pode ainda ser configurado para diferenciar o sinal de resposta de analito a partir do sinal de partícula não ligada. Além disso, o processador pode ser configurado para determinar a concentração de um determinado analito alvo no sangue a partir de, pelo menos em parte, o sinal de resposta de analito. Os dados de detecção e de concentração processados pelo processador podem ser comunicados ao paciente, transmitidos ao pessoal médico ou clínico, localmente armazenados ou transmitidos a um servidor remoto, a nuvem, e/ou qualquer outro sistema onde os dados podem ser armazenados ou acessados em um tempo posterior.
[064] O processador pode estar localizado em um leitor exterior, o qual pode ser fornecido como um dispositivo montado no corpo exterior, tal como um colar, relógio de pulso, óculos, um telefone móvel, um dispositivo de computação portátil ou pessoal, ou alguma combinação dos mesmos. Os dados coletados pelo detector podem ser transmitidos para o leitor exterior por meio de uma interface de comunicação. Eletrônica de controle pode comunicar de maneira sem fio os dados ao leitor exterior por modificar a impedância de uma antena em comunicação com o detector de modo a modificar caracteristicamente a retrodispersão a partir da antena. Em alguns exemplos, o leitor exterior pode operar intermitentemente para interrogar o detector para fornecer uma leitura por irradiar radiação suficiente para alimentar o detector para obter uma medição e comunicar o resultado. Desta forma, o leitor exterior pode adquirir uma série de identificações de analito e medições de concentração ao longo do tempo sem desligar continuamente o detector e/ou o processador. O processador pode também ser fornecido a outro local distal ao detector, e os dados de detector são comunicados ao processador através de uma conexão com fio, um cartão de memória, um dispositivo USB ou outro método conhecido. Em alternativa, o processador pode estar localizado proximal ao detector e pode ser configurado para analisar localmente os dados que recolhe e, em seguida, transmitir os resultados da análise para um leitor ou servidor exterior.
[065] O leitor exterior pode incluir uma interface de usuário, ou pode ainda transmitir os dados coletados a um dispositivo com uma interface de usuário que pode indicar os resultados da análise dos dados. Desta forma, a pessoa vestindo, portando ou visualizando o dispositivo pode ser sensibilizada para a análise nutricional e/ou condições médicas potenciais. O leitor exterior pode também ser configurado para produzir uma resposta auditiva ou tátil (vibração) para alertar o paciente de uma condição médica. Além disso, o leitor exterior também pode ser configurado para receber informações do paciente em relação a seu estado de saúde, estado de bem estar, estado de atividade, ingestão de nutrição e similares, como informações inseridas adicionais para o processador. Por exemplo, o usuário pode inserir um estado de saúde ou bem estar, como, experimentando os sintomas da enxaqueca, nervosismo, coração acelerado, dor de estômago, sensação de cansaço, estado de atividade incluindo tipos e duração da ingestão nutricional de atividade física incluindo calendário e composição de refeição, e outros parâmetros, incluindo o peso corporal, o consumo de medicação, a qualidade do sono, o nível de tensão, produtos de cuidados pessoais utilizados, condições ambientais, atividade social, etc. Além disso, o leitor pode também receber sinais de um ou mais outros detectores, como um podômetro, sensor de frequência cardíaca, sensor de pressão arterial, nível de saturação de oxigênio arterial, temperatura corporal, GPS ou outros sensores de local ou posicionamento, microfone, sensor de luz, etc.
[066] O sistema pode ser configurado para obter os dados de medição durante os períodos predefinidos ou em resposta a uma solicitação. Por exemplo, o sistema pode ser configurado para operar o detector e recolher dados uma vez por hora. Em outros exemplos, o sistema pode ser configurado para operar o detector em resposta a uma solicitação, tal como uma entrada manual pelo paciente ou por um médico. O sistema também pode ser configurado para obter dados em resposta a um evento interior ou exterior ou combinação de eventos, tais como durante ou após a atividade física, em repouso, em taxas elevadas de pulso, pressão arterial alta ou baixa, condições de clima frio ou quente, etc. Em outros exemplos, o sistema poderia operar o detector mais frequentemente ou menos frequentemente, ou o sistema pode medir alguns analitos com mais frequência do que outros.
[067] Os dados coletados pelo sistema podem ser utilizados para notificar o paciente de, tal como descrito acima, níveis de analito ou de uma emergência médica atual ou iminente. Em alguns exemplos, os dados podem ser utilizados para desenvolver um perfil de linha de base individual para o paciente. O perfil de linha de base pode incluir padrões para como um ou mais dos níveis de analito do paciente tipicamente mudam ao longo do tempo, tal como durante o decurso de um dia, uma semana ou um mês, ou em resposta ao consumo de um determinado tipo de alimento/medicamento. O perfil de linha de base, em essência, pode estabelecer níveis “normais” dos analitos medidos para o paciente. Dados adicionais, coletados ao longo de períodos de medição adicionais, podem ser comparados com o perfil de linha de base. Se os dados adicionais são consistentes com os padrões incorporados no perfil de linha de base, pode ser determinado que a condição do paciente não se alterou. Por outro lado, se os dados adicionais se desviam dos padrões incorporados no perfil de linha de base, pode ser determinado que a condição do paciente se alterou. A alteração na condição pode, por exemplo, indicar que o doente desenvolveu uma doença, distúrbio ou outra condição médica adversa ou pode estar em risco de uma condição médica grave no futuro próximo. Além disso, a mudança de estado pode indicar ainda uma mudança nos hábitos alimentares do paciente, positiva ou negativamente, que pode ser de interesse para o pessoal médico. Além disso, a linha de base do doente e desvios a partir da linha de base podem ser comparados com dados de linha de base e de desvio coletados a partir de uma população de utilizadores dos dispositivos.
[068] Quando uma alteração na condição for detectada, um protocolo clínico pode ser consultado para gerar uma ou mais recomendações que são apropriadas para a mudança na condição do paciente. Por exemplo, pode ser recomendado que o paciente injete em si mesmo a insulina, mude sua dieta, tome um medicamento ou suplemento particular, agende uma consulta com um profissional médico, obtenha um exame médico específico, vá ao hospital para buscar atenção médica imediata, abstenha-se de certas atividades, etc. o protocolo clínico pode ser desenvolvido com base, pelo menos em parte, em correlações entre a concentração do analito e o estado de saúde derivado pelo servidor, qualquer informação de saúde conhecida ou histórico médico do paciente, e/ou em normas de cuidados reconhecidas no campo da medicina. A uma ou mais recomendações podem então ser transmitidas para o leitor exterior para comunicação com o usuário através da interface de usuário.
[069] Correlações podem ser derivadas entre a concentração (ões) de analito medida pelo sistema e o estado de saúde relatado pelo paciente. Por exemplo, a análise dos dados de analitos e os dados de estado de saúde pode revelar que o paciente experimentou certas condições de saúde adversas, tais como enxaqueca ou um ataque cardíaco, quando um analito atinge uma certa concentração. Estes dados de correlação podem ser utilizados para gerar recomendações para o paciente, ou para desenvolver um protocolo clínico. Análise de sangue pode ser complementada com outras medições fisiológicas como a pressão arterial, frequência cardíaca, temperatura corporal, etc., a fim de aumentar ou melhorar essas correlações.
[070] Além disso, os dados coletados a partir de uma pluralidade de pacientes, incluindo ambas as medições de analito e as indicações de estado de saúde, podem ser utilizados para desenvolver um ou mais protocolos clínicos utilizados pelo servidor para gerar recomendações e/ou utilizados pelos profissionais de medicina para fornecer assistência médica e aconselhamento aos seus pacientes. Estes dados podem ainda ser utilizados para reconhecer correlações entre os analitos de sangue e condições de saúde entre a população. Profissionais de saúde podem ainda utilizar esses dados para diagnosticar e prevenir doenças e enfermidades, prevenir eventos clínicos graves na população, além de atualizar protocolos clínicos, cursos de tratamento, e o padrão de atendimento.
[071] O sistema descrito acima pode ser implementado como um dispositivo que pode ser vestido. O termo “dispositivo que pode ser vestido,” tal como utilizado na presente memória descritiva, refere-se a qualquer dispositivo que seja capaz de ser usado em, sobre ou na proximidade de uma superfície corporal, tal como um pulso, tornozelo, cintura, peito, orelha, olho ou outra parte do corpo. A fim de tomar medições in vivo de uma forma não invasiva a partir do exterior do corpo, o dispositivo que pode ser vestido pode ser posicionado sobre uma parte do corpo onde vasculatura subsuperficial é facilmente observável, a qualificação do qual dependerá do tipo de sistema de detecção usado. O dispositivo pode ser colocado em estreita proximidade com a pele ou tecido, mas não precisa ser tocando ou em contato íntimo com a mesma. Uma montagem, tal como uma correia, pulseira, banda de tornozelo, banda de cabeça, etc, pode ser proporcionada para montar o dispositivo em, sobre ou na proximidade da superfície do corpo. A montagem pode impedir que o dispositivo que pode ser vestido se mova em relação ao corpo para reduzir o erro de medição e ruído. Além disso, a montagem pode ser um substrato adesivo para fazer aderir o dispositivo que pode ser vestido para o corpo de um usuário. O detector, fonte de modulação, fonte de sinal de interrogação (se aplicável) e, em alguns exemplos, o processador, podem ser fornecidos no dispositivo que pode ser vestido. Em outras modalidades, o sistema descrito acima pode ser implementado como um dispositivo de medição estacionário a que um usuário precisa ser colocado em contato ou proximidade com ou como um dispositivo que pode ser temporariamente colocado ou mantido contra uma superfície do corpo durante um ou mais períodos de medição.
[072] Deve ser entendido que as modalidades acima e outras modalidades aqui descritas, são fornecidas para fins explicativos, e não se destinam a ser limitativas.
[073] Além disso, o termo “condição médica” tal como aqui utilizado deve ser entendido em sentido lato para incluir qualquer doença, distúrbio, lesão, condição ou disfunção, por exemplo, fisiológico, psicológico, cardíaco, vascular, ortopédico, visual, fala, ou auditivo ou qualquer situação que requer atenção médica.
[074] Um dispositivo que pode ser vestido 100 pode medir automaticamente uma pluralidade de parâmetros fisiológicos de uma pessoa usando o dispositivo. O termo “dispositivo que pode ser vestido,” tal como utilizado na presente memória descritiva, refere-se a qualquer dispositivo que seja capaz de ser usado em, sobre ou na proximidade de uma superfície corporal, tal como um pulso, tornozelo, cintura, peito ou outra parte do corpo. A fim de tomar medições in vivo de uma forma não invasiva a partir do exterior do corpo, o dispositivo que pode ser vestido pode ser posicionado sobre uma parte do corpo onde vasculatura subsuperficial é facilmente observável, a qualificação do qual dependerá do tipo de sistema de detecção usado. O dispositivo pode ser colocado em estreita proximidade com a pele ou tecido, mas não precisa ser tocando ou em contato íntimo com a mesma. A montagem 110, tal como uma correia, pulseira, banda de tornozelo, etc, podem ser fornecidos para montar o dispositivo em, sobre ou na proximidade da superfície do corpo. A montagem 110 pode impedir que o dispositivo que pode ser vestido mova-se em relação ao corpo para reduzir o erro de medição e ruído. Em um exemplo, mostrado na Figura 1, a montagem 110 pode assumir a forma de uma correia ou banda 120 que pode ser usada em torno de uma parte do corpo. Além disso, a montagem 110 pode ser um substrato adesivo para fazer aderir o dispositivo que pode ser vestido 100 para o corpo de um usuário.
[075] Uma plataforma de medição 130 está disposta sobre a montagem 110 de tal modo que pode ser posicionada sobre o corpo onde vasculatura subsuperficial é facilmente observável. Uma face interior 140 da plataforma de medição se destina a ser montada de frente para a superfície corporal. A plataforma de medição 130 pode alojar o sistema de coleta de dados 150, que pode incluir pelo menos um detector 160 para detectar pelo menos um parâmetro fisiológico, que pode incluir todos os parâmetros que podem estar relacionados com a saúde da pessoa que usa o dispositivo que pode ser vestido. Por exemplo, o detector 160 pode ser configurado para medir a pressão arterial, a pulsação, o ritmo respiratório, temperatura da pele, etc. Pelo menos um dos detectores 160 é configurado para medir não invasivamente o um ou mais analitos no sangue circulando na vasculatura subsuperficial proximal para o dispositivo que pode ser vestido. Em uma lista não exaustiva, o detector 160 pode incluir qualquer de um sensor óptico (por exemplo, CMOS, CCD, fotodiodo), acústico (por exemplo, piezoelétrico, piezocerâmico), eletroquímico (voltagem, impedância), térmico, mecânico (por exemplo, pressão, tensão), magnético ou eletromagnético (por exemplo, ressonância magnética). Os componentes do sistema de coleta de dados 150 podem ser miniaturizados de modo que o dispositivo que pode ser vestido pode ser usado no corpo, sem interferir significativamente com as atividades usuais do utilizador.
[076] Em alguns exemplos, o sistema de coleta de dados 150 inclui ainda uma fonte de sinal 170 destinada a transmitir um sinal de interrogação que pode penetrar a pele do usuário para dentro da porção de vasculatura subsuperficial, por exemplo, em um lúmen da vasculatura subsuperficial. O sinal de interrogação pode ser qualquer tipo de sinal que é benigno para o utilizador, tais como eletromagnético, magnético, óptico, acústico, térmico, mecânico, e resulta em um sinal de resposta que pode ser usado para medir um parâmetro fisiológico ou, mais particularmente, que pode detectar a ligação do analito clinicamente relevante para as partículas funcionalizadas. Em um exemplo, o sinal de interrogação é um pulso eletromagnético (por exemplo, um pulso de frequência de rádio (RF)) e o sinal de resposta é um sinal de ressonância magnética, tais como ressonância magnética nuclear (RMN). Em outro exemplo, o sinal de interrogação é um campo magnético variável no tempo, e o sinal de resposta é um movimento físico externamente detectável devido ao campo magnético variável no tempo. O campo magnético variável no tempo modula as partículas por movimento físico de um modo diferente a partir do fundo, tornando-as mais fáceis de detectar. Em um outro exemplo, o sinal de interrogação é um sinal de radiação eletromagnética. Em particular, o sinal de interrogação pode ser radiação eletromagnética com um comprimento de onda entre cerca de 400 nanômetros e cerca de 1600 nanômetros. O sinal de interrogação pode, mais em particular, compreender a radiação eletromagnética com um comprimento de onda entre cerca de 500 nanômetros e cerca de 1000 nanômetros. Em alguns exemplos, as partículas funcionalizadas incluem um fluoróforo. O sinal de interrogação pode, portanto, ser um sinal de radiação eletromagnética com um comprimento de onda que pode excitar o fluoróforo e penetrar na pele ou noutro tecido e vasculatura subsuperficial (por exemplo, um comprimento de onda no intervalo de cerca de 500 a cerca de 1000 nanômetros), e o sinal de resposta é radiação de fluorescência a partir do fluoróforo que pode penetrar a vasculatura subsuperficial e tecidos para alcançar o detector.
[077] Em alguns casos, um sinal de interrogação não é necessário para medir um ou mais dos parâmetros fisiológicos e, por conseguinte, o dispositivo que pode ser vestido 100 pode não incluir uma fonte de sinal 170. Por exemplo, as partículas funcionalizadas incluem um marcador luminescente ou autofluorescente, tal como um fluoróforo, que irá emitir automaticamente um sinal de resposta indicativo da ligação do analito clinicamente relevante para as partículas funcionalizadas, sem a necessidade de um sinal de interrogação ou outro estímulo exterior. Em alguns exemplos, as partículas funcionalizadas podem incluir um marcador quimioluminescente configurado para produzir um sinal de resposta sob a forma de radiação de luminescência produzida em resposta a uma reação química iniciada, pelo menos em parte, para a ligação do analito alvo para a partícula.
[078] Um ímã de coleção 180 também pode ser incluído no sistema de coleta de dados 150. Em tais modalidades, as partículas funcionalizadas podem também ser feitas de ou ser funcionalizadas com materiais magnéticos, tais como ferromagnético, paramagnético, superparamagnético, ou qualquer outro material que responde a um campo magnético. O ímã de coleção 180 é configurado para dirigir um campo magnético para dentro da porção de vasculatura subsuperficial que é suficiente para fazer partículas magnéticas funcionalizadas recolherem em um lúmen da porção de vasculatura subsuperficial. O ímã pode ser um eletroímã que pode ser ligado durante os períodos de medição e desligado quando um período de medição está completo, a fim de permitir que as partículas magnéticas dispersem através da vasculatura.
[079] O dispositivo que pode ser vestido 100 pode também incluir uma interface de usuário 190 através da qual o utilizador do dispositivo pode receber uma ou mais recomendações ou alertas gerados a partir de um servidor remoto ou outro dispositivo de computação remoto, ou a partir de um processador dentro do dispositivo. Os alertas podem ser qualquer indicação que pode ser notada pela pessoa vestindo o dispositivo que pode ser vestido. Por exemplo, o alerta pode incluir um componente visual (por exemplo, informação textual ou gráfica em um monitor), um componente auditivo (por exemplo, um som de alarme) e/ou componente tátil (por exemplo, uma vibração). Além disso, a interface de usuário 190 pode incluir uma tela 192, onde uma indicação visual do alerta ou recomendação pode ser exibida. A tela 192 pode ser ainda configurada para fornecer uma indicação dos parâmetros fisiológicos medidos, por exemplo, as concentrações de certos analitos de sangue sendo medidos.
[080] Em um exemplo, o dispositivo que pode ser vestido é fornecido como um dispositivo montado no pulso, como mostrado nas Figuras 2A, 2B, 3A-3C, 4A, 5B, 6 e 7. O dispositivo montado no pulso pode ser montado no pulso de um sujeito vivo com uma pulseira ou punho, semelhante a um relógio ou pulseira. Como se mostra nas Figuras 2 A e 2B, o dispositivo montado no pulso 200 pode incluir uma montagem 210 sob a forma de uma pulseira 220, uma plataforma de medição 230 posicionada na face anterior 240 do pulso do usuário, e uma interface de usuário 250 posicionada no lado posterior 260 do pulso do usuário. O usuário do dispositivo pode receber, através da interface de usuário 250, uma ou mais recomendações ou alertas gerados a partir de um servidor remoto ou outro dispositivo de computação remoto, ou alertas a partir da plataforma de medição. Uma tal configuração pode ser entendida como natural para o utilizador do dispositivo na medida em que é comum para o lado posterior 260 do pulso a ser observado, tais como o ato de verificação de um relógio de pulso. Assim, o usuário pode facilmente visualizar uma tela 270 na interface de usuário. Além disso, a plataforma de medição 230 pode estar localizada no lado anterior 240 do pulso do utilizador onde a vasculatura subsuperficial pode ser prontamente observável. No entanto, outras configurações são contempladas.
[081] A tela 270 pode ser configurada para apresentar uma indicação visual do alerta ou recomendação e/ou uma indicação dos parâmetros fisiológicos medidos, por exemplo, as concentrações de certos analitos de sangue sendo medidos. Além disso, a interface de usuário 250 pode incluir um ou mais botões 280 para aceitar entradas do usuário. Por exemplo, os botões 280 podem ser configurados para mudar o texto ou outras informações visíveis na tela 270. Tal como mostrado na Figura 2B, a plataforma de medição 230 pode também incluir um ou mais botões 290 para aceitar entradas do usuário. Os botões 290 podem ser configurados para aceitar entradas para controlar os aspectos do sistema de coleta de dados, tais como o início de um período de medição, ou entradas que indicam o estado de saúde atual do usuário (isto é, normal, enxaqueca, falta de ar, ataque cardíaco, febre, sintomas “gripais”, intoxicação alimentar, etc).
[082] Em outro exemplo de dispositivo montado no pulso 300, mostrado nas Figuras 3A-3C, a plataforma de medição 310 e interface de usuário 320 são ambas fornecidas no mesmo lado do pulso do usuário, em particular, o lado anterior 330 do pulso. No lado posterior 340, uma face de relógio 350 pode ser disposta na correia 360. Enquanto um relógio analógico está representado na Figura 3B, um vulgar perito na arte reconhecerá que qualquer tipo de relógio pode ser fornecido, tal como um relógio digital.
[083] Como pode ser visto na Figura 3C, a face interior 370 da plataforma de medição 310 destina-se a ser usada na proximidade do corpo do usuário. Um sistema de coleta de dados 380 alojado na plataforma de medição 310 pode incluir um detector 382, uma fonte de sinal 384 e um ímã de coleta 386. Tal como descrito acima, a fonte de sinal 384 e o ímã de coleta 386 podem não ser fornecidos em todas as modalidades do dispositivo que pode ser vestido.
[084] Em um outro exemplo mostrado nas Figuras 4 A e 4B, um dispositivo montado no pulso 400 inclui uma plataforma de medição 410, incluindo um sistema de coleta de dados 420, disposta sobre uma correia 430. Face interior 440 de plataforma de medição pode ser posicionada próxima a uma superfície de corpo, de modo que o sistema de coleta de dados 420 pode interrogar a vasculatura subsuperficial do pulso do usuário. Uma interface de usuário 450 com uma tela 460 pode ser posicionada de frente para o exterior a partir da plataforma de medição 410. Tal como descrito acima em ligação com outras modalidades, a interface de usuário 450 pode ser configurada para apresentar dados coletados pelo sistema de coleta de dados 420, incluindo a concentração de um ou mais analitos medidos, e um ou mais alertas gerados por um servidor remoto ou outro dispositivo de computação remoto, ou um processador localizado na plataforma de medição. A interface de usuário 420 pode também ser configurada para exibir a hora do dia, data, ou outra informação que possa ser relevante para o utilizador.
[085] Como se mostra na Figura 5, em uma outra modalidade, dispositivo montado no pulso 500 pode ser fornecido em uma braçadeira 510. Semelhante às modalidades anteriormente discutidas, o dispositivo 500 inclui uma plataforma de medição 520 e uma interface de usuário 530, que pode incluir uma tela 540 e um ou mais botões 550. A tela 540 pode ainda ser uma tela tátil configurada para aceitar uma ou mais entradas pelo utilizador. Por exemplo, como mostrado na Figura 6, a tela 610 pode ser uma tela tátil configurada para apresentar um ou mais botões virtuais 620 para aceitar uma ou mais entradas para controlar certas funções ou aspectos do dispositivo 600, ou entradas de informação pelo usuário, tais como o estado de saúde atual.
[086] A Figura 7 é uma representação esquemática simplificada de um sistema incluindo um ou mais dispositivos que podem ser vestidos 700. O um ou mais dispositivos que podem ser vestidos 700 podem ser configurados para transmitir dados através de uma interface de comunicação 710 através de uma ou mais redes de comunicação 720 para um servidor remoto 730. Em uma modalidade, a interface de comunicação 710 inclui um transceptor sem fio para enviar e receber comunicações de e para o servidor 730. Em outras modalidades, a interface de comunicação 710 pode incluir qualquer meio para a transferência de dados, incluindo a comunicação com e sem fio. Por exemplo, a interface de comunicação pode incluir uma interface de barramento serial universal (USB) ou uma interface de cartão digital seguro (SD). As redes de comunicações 720 podem ser qualquer uma das seguintes: uma rede de serviço de telefone velha simples (POTS), uma rede celular, uma rede de fibra e uma rede de dados. O servidor 730 pode incluir qualquer tipo de dispositivo de computação remoto ou rede de computação em nuvem remota. Além disso, a rede de comunicação 720 pode incluir um ou mais intermediários, incluindo, por exemplo, em que o dispositivo que pode ser vestido 700 transmite os dados para um telefone celular ou outro dispositivo de computação pessoal, que por sua vez transmite os dados para o servidor 730.
[087] Além de receber comunicações a partir do dispositivo que pode ser vestido 700, tal como dados de parâmetros fisiológicos coletados e dados em relação ao estado de saúde como entrada pelo usuário, o servidor pode também ser configurado para coletar e/ou receber a partir do dispositivo que pode ser vestido 700 ou a partir de alguma outra fonte, informações sobre um histórico geral médico do utilizador, fatores ambientais e dados geográficos. Por exemplo, uma conta de usuário pode ser estabelecida com o servidor para cada usuário que contém o histórico médico do utilizador. Além disso, em alguns exemplos, o servidor 730 pode ser configurado para receber regularmente informações de fontes de dados ambientais, tais como a doença viral ou dados de surto de intoxicação alimentar a partir dos Centros de Controle de Doenças (CDC) e dados de clima, poluição e alergênicos do Serviço de Clima Nacional. Além disso, o servidor pode ser configurado para receber dados sobre um estado de saúde do utilizador de um hospital ou do médico. Tais informações podem ser utilizadas no processo de tomada de decisões do servidor, como reconhecer correlações e na geração de protocolos clínicos.
[088] Além disso, o servidor pode ser configurado para coletar e/ou receber os dados, hora do dia e a localização geográfica de cada utilizador do dispositivo durante cada período de medição. Tal informação pode ser utilizada para detectar e monitorar propagação espacial e temporal de doenças. Como tal, o dispositivo que pode ser vestido pode ser configurado para determinar e/ou fornecer uma indicação do seu próprio local. Por exemplo, um dispositivo que pode ser vestido pode incluir um sistema de GPS de modo que possa incluir informações de localização de GPS (por exemplo, coordenadas de GPS) em comunicação com o servidor. Como outro exemplo, um dispositivo que pode ser vestido pode utilizar uma técnica que envolve a triangulação (por exemplo, entre estações base em uma rede celular) para determinar sua localização. Outras técnicas de localização de determinação são também possíveis.
[089] O servidor pode também ser configurado para fazer determinações em relação à eficácia de um medicamento ou outro tratamento com base na informação sobre os medicamentos ou outros tratamentos recebidos por um utilizador do dispositivo e, pelo menos em parte, os dados de parâmetros fisiológicos e um estado de saúde indicado do usuário. A partir desta informação, o servidor pode ser configurado para derivar uma indicação da eficácia do medicamento ou tratamento. Por exemplo, se um medicamento destina-se a tratar a náusea e o usuário do dispositivo não indica que ele ou ela está experimentando náusea após o início de um curso de tratamento com o medicamento, o servidor pode ser configurado para determinar uma indicação de que o medicamento é eficaz para esse usuário. Em outro exemplo, um dispositivo que pode ser vestido pode ser configurado para medir a glicose no sangue. Se um utilizador é prescrito com um medicamento destinado para tratar diabetes, mas o servidor recebe dados do dispositivo que pode ser vestido indicando que a glicose no sangue do usuário vem aumentando ao longo de um certo número de períodos de medição, o servidor pode ser configurado para determinar uma indicação de que a medicamento não é eficaz para a sua função específica para este usuário.
[090] Além disso, algumas modalidades do sistema podem incluir controles de privacidade que podem ser automaticamente implementados ou controlados pelo usuário do dispositivo. Por exemplo, quando dados de parâmetros fisiológicos coletados do utilizador e dados de estado de saúde são enviados para uma rede de computação em nuvem para análise de tendências por um clínico, os dados podem ser tratados em uma ou mais formas antes de serem armazenados ou usados, de modo que as informações de identificação pessoal são removidas. Por exemplo, a identidade de um usuário pode ser tratada de modo que nenhuma informação de identificação pessoal possa ser determinada para o usuário, ou localização geográfica de um usuário possa ser generalizada onde informação de localização é obtida (como uma cidade, CEP, ou nível estadual), de modo que não pode ser determinado um determinado local de um usuário.
[091] Adicionalmente ou em alternativa, utilizadores de um dispositivo podem ser fornecidos com uma oportunidade para controlar se e como o dispositivo coleta informações sobre o usuário (por exemplo, informações sobre um histórico médica do usuário, ações ou atividades sociais, profissão, preferências do usuário, ou uma localização atual do usuário), ou para controlar a forma como essas informações podem ser usadas. Assim, o utilizador pode ter controle sobre como informação é coletada sobre ele e usada por um clínico ou um médico ou outro usuário dos dados. Por exemplo, um utilizador pode eleger que dados, tais como os parâmetros de estado de saúde e fisiológicos, coletados a partir de seu dispositivo podem apenas ser utilizados para a geração de uma linha de base e recomendações indivíduo em resposta a coleção e comparação dos seus próprios dados e não podem ser utilizados na geração de uma linha de base de população ou para utilização em estudos de correlação de população.
[092] A Figura 8 é um diagrama de blocos simplificado, que ilustra os componentes de um dispositivo que pode ser vestido 800, de acordo com um exemplo de modalidade. Dispositivo que pode ser vestido 800 pode ter a forma de ou ser semelhante a um dos dispositivos montados no pulso 200, 300, 400, 500, 600, mostrado nas Figuras 2A-B, 3A-3C, 4A- 4C, 5 e 6. No entanto, dispositivo que pode ser vestido 800 também pode assumir outras formas, como um dispositivo montado no tornozelo, cintura, ou peito.
[093] Em particular, a Figura 8 mostra um exemplo de um dispositivo que pode ser vestido 800 com um sistema de coleta de dados 810, uma interface de usuário 820, plataforma de comunicação 830 para transmissão de dados para um servidor, e processador (s) 840. Os componentes do dispositivo que pode ser vestido 800 podem ser dispostos em uma montagem 850 para montagem do dispositivo para uma superfície de corpo exterior em que uma porção de vasculatura subsuperficial é prontamente observável.
[094] Processador 840 pode ser um processador de propósito geral ou um processador de propósito específico (por exemplo, processadores de sinais digitais, circuitos integrados de aplicação específica, etc). O um ou mais processadores 840 podem ser configurados para executar instruções de programa legíveis por computador 870 que são armazenadas no meio legível por computador 860 e são executáveis para fornecer a funcionalidade de um dispositivo que pode ser vestido 800 aqui descrito.
[095] O meio legível por computador 860 pode incluir ou assumir a forma de um ou mais meios de armazenamento legíveis por computador não transitórios que podem ser lidos ou acessados por pelo menos um processador 840. O um ou mais meios de armazenamento legíveis por computador podem incluir componentes de armazenamento voláteis e/ou não voláteis, tais como ópticos, magnéticos, orgânicos ou outra memória de armazenamento ou disco, que podem ser integrados no todo ou em parte com pelo menos um do um ou mais processadores 840. Em algumas modalidades, meios legíveis por computador 860 podem ser implementados utilizando um único dispositivo físico (por exemplo, uma unidade de memória ou armazenamento de disco óptico, magnético, orgânico ou outro), enquanto que em outras modalidades, o meio legível por computador 860 pode ser implementado usando dois ou mais dispositivos físicos.
[096] O sistema de coleta de dados 810 inclui um detector 812 e, em algumas modalidades, uma fonte de sinal 814. Como descrito acima, detector 812 pode incluir qualquer detector capaz de detectar pelo menos um parâmetro fisiológico, que pode incluir todos os parâmetros que podem estar relacionados com a saúde da pessoa que usa o dispositivo que pode ser vestido. Por exemplo, o detector 812 pode ser configurado para medir a pressão arterial, a pulsação, a temperatura da pele, etc. Pelo menos um dos detectores 812 é configurado para medir não invasivamente o um ou mais analitos no sangue circulando na vasculatura subsuperficial na proximidade do dispositivo que pode ser vestido. Em alguns exemplos, detector 812 pode incluir um ou mais de um sensor óptico (por exemplo, CMOS, CCD, fotodiodo), acústico (por exemplo, piezoelétrico, piezocerâmico), eletroquímico (voltagem, impedância), térmico, mecânico (por exemplo, pressão, tensão), magnético ou eletromagnético (por exemplo, ressonância magnética).
[097] Em alguns exemplos, o sistema de coleta de dados 810 inclui ainda uma fonte de sinal 814 destinada a transmitir um sinal de interrogação que pode penetrar a pele do usuário para dentro da porção de vasculatura subsuperficial. Em geral, a fonte de sinal 814 irá gerar um sinal de interrogação de modo a produzir um sinal responsivo que pode ser detectado por um ou mais dos detectores 812. O sinal de interrogação pode ser qualquer tipo de sinal que é benigno para o utilizador, tais como eletromagnético, magnético, óptico, acústico, térmico, mecânico, e resulta em um sinal de resposta que pode ser usado para medir um parâmetro fisiológico ou, mais particularmente, que pode detectar a ligação do analito clinicamente relevante para as partículas funcionalizadas. Em um exemplo, o sinal de interrogação é um pulso eletromagnético (por exemplo, um pulso de frequência de rádio (RF)) e o sinal de resposta é um sinal de ressonância magnética, tais como ressonância magnética nuclear (RMN). Em outro exemplo, o sinal de interrogação é um campo magnético variável no tempo, e o sinal de resposta é um movimento físico externamente detectável devido ao campo magnético variável no tempo. O campo magnético variável no tempo modula as partículas por movimento físico de um modo diferente a partir do fundo, tornando-as mais fáceis de detectar. Em um outro exemplo, o sinal de interrogação é um sinal de radiação eletromagnética. Em particular, o sinal de interrogação pode ser radiação eletromagnética com um comprimento de onda entre cerca de 400 nanômetros e cerca de 1600 nanômetros. O sinal de interrogação pode, mais em particular, compreender a radiação eletromagnética com um comprimento de onda entre cerca de 500 nanômetros e cerca de 1000 nanômetros. Nos exemplos em que as partículas funcionalizadas incluem um fluoróforo, o sinal de interrogação pode, portanto, ser um sinal de radiação eletromagnética com um comprimento de onda que pode excitar o fluoróforo e penetrar na pele ou noutro tecido e vasculatura subsuperficial (por exemplo, um comprimento de onda no intervalo de cerca de 500 a cerca de 1000 nanômetros), e o sinal de resposta é a radiação de fluorescência do fluoróforo que pode penetrar na vasculatura subsuperficial e tecidos para alcançar o detector.
[098] As instruções de programa 870 armazenadas no meio legível por computador 860 podem incluir instruções para executar ou facilitar algumas ou todas as funcionalidades do dispositivo aqui descrito. Por exemplo, na modalidade ilustrada, as instruções de programa 870 incluem um módulo de controle 872, módulo de cálculo e decisão 874 e um módulo de alerta 876.
[099] O módulo de controlador 872 pode incluir instruções para operar o sistema de coleta de dados 810, por exemplo, o detector 812 e fonte de sinal 814. Por exemplo, o controlador 872 pode ativar fonte de sinal 814 e/ou detector 812 durante cada dos períodos de medição predefinidos. Em particular, o módulo de controle 872 pode incluir instruções para controlar a fonte de sinal 814 para transmitir um sinal de interrogação em tempos de medição predefinidos e controlar o detector 812 para receber dados representativos de sinais de resposta transmitidos a partir da porção de vasculatura subsuperficial em resposta aos sinais de interrogação transmitidos nos tempos de medição predefinidos.
[100] O módulo de controlador 872 também pode incluir instruções para operação de uma interface de usuário 820. Por exemplo, o módulo de controlador 872 pode incluir instruções para exibir dados coletados pelo sistema de coleta de dados 810 e analisados pelo módulo de cálculo e decisão 874, ou para exibir um ou mais alertas gerados pelo módulo de alerta 875. Além disso, o módulo de controlador 872 pode incluir instruções para executar certas funções baseadas em entradas aceitas pela interface de usuário 820, tais como entradas aceitas por um ou mais botões dispostos na interface de usuário.
[101] Plataforma de comunicação 830 pode também ser operada por instruções dentro do módulo de controle 872, tais como instruções para enviar e/ou receber informação através de uma antena sem fio, que pode ser disposta sobre ou no dispositivo que pode ser vestido 800. A interface de comunicação 830 pode opcionalmente incluir um ou mais osciladores, misturadores, injetores de frequência, etc. para modular e/ou demodular informações sobre uma frequência de portadora a ser transmitida e/ou recebida pela antena. Em alguns exemplos, o dispositivo que pode ser vestido 800 é configurado para indicar uma saída do processador, modular uma impedância da antena em uma maneira que é perceptível por um servidor remoto ou outro dispositivo de computação remoto.
[102] O módulo de cálculo e decisão 872 pode incluir instruções para receber dados a partir do sistema de coleta de dados 810 na forma de um sinal responsivo, analisar os dados para determinar se o analito alvo está presente ou ausente, quantificar o parâmetro fisiológico medido (s), tais como a concentração de um analito alvo, e analisar os dados para determinar se uma condição médica é indicada. Em particular, o módulo de cálculo e decisão 872 pode incluir instruções para determinar, para cada tempo de medição predefinido, uma concentração de um analito clinicamente relevante com base no sinal de resposta detectado pelo detector neste tempo de medição e determinar, para cada tempo de medição predefinido, se uma condição médica é indicada com base em pelo menos a concentração correspondente do analito clinicamente relevante. Os tempos de medição predefinidos podem ser ajustados para qualquer período e, em um exemplo, são cerca de uma hora de intervalo.
[103] As instruções de programa do módulo de cálculo e decisão 872 podem, em alguns exemplos, ser armazenadas em um meio legível por computador e executadas por um processador localizado exterior ao dispositivo que pode ser vestido. Por exemplo, o dispositivo que pode ser vestido pode ser configurado para coletar determinados dados sobre os parâmetros fisiológicos a partir do utilizador e, em seguida, transmitir os dados para um servidor remoto, o qual pode incluir um dispositivo móvel, um computador pessoal, a nuvem, ou qualquer outro sistema remoto, para processamento adicional.
[104] O meio legível por computador 860 pode ainda conter outros dados ou informações, tais como o histórico médico e de saúde do utilizador do dispositivo, que pode ser necessário para determinar se uma condição médica é indicada. Além disso, o meio legível por computador 860 pode conter dados correspondentes a certas linhas de base de analito, acima ou abaixo das quais uma condição médica é indicada. As linhas de base podem ser pré-armazenadas no meio legível por computador 860, podem ser transmitidas a partir de uma fonte remota, tal como um servidor remoto, ou podem ser geradas pelo módulo de cálculo e decisão 874 si. O módulo de cálculo e decisão 874 pode incluir instruções para gerar linhas de base individuais para o utilizador do dispositivo com base em dados coletados ao longo de um certo número de períodos de medição. Por exemplo, o módulo de cálculo e decisão 874 pode gerar uma concentração de linha de base de um analito do sangue alvo para cada de uma pluralidade de períodos de medição por calcular a média da concentração de analito em cada um dos períodos de medição medidos ao longo de alguns dias, e armazenar essas concentrações de linha de base no meio legível por computador 860 para posterior comparação. As linhas de base também podem ser geradas por um servidor remoto e transmitidas ao dispositivo que pode ser vestido 800 através da interface de comunicação 830. O módulo de cálculo e decisão 874 pode também, após a determinação de que uma condição médica é indicada, gerar uma ou mais recomendações para o utilizador do dispositivo baseado, pelo menos em parte, em consulta de um protocolo clínico. Tais recomendações podem, alternativamente, ser geradas pelo servidor remoto e transmitidas ao dispositivo que pode ser vestido.
[105] Em alguns exemplos, os dados de parâmetros fisiológicos coletados, perfis de linha de base, informações de estado de saúde inseridas por utilizadores de dispositivo e recomendações e protocolos clínicos gerados podem adicionalmente ser inseridos em uma rede de nuvem e ser disponibilizados para descarregamento por um médico do utilizador. Tendência e outras análises também podem ser realizadas nos dados coletados, tais como dados de parâmetros fisiológicos e informações sobre o estado de saúde, na rede de computação em nuvem e ser disponibilizados para descarregamento pelos médicos ou clínicos.
[106] Além disso, parâmetros fisiológicos e dados de estados de saúde de indivíduos ou populações de usuários de dispositivo podem ser utilizados por médicos ou clínicos no monitoramento da eficácia de um medicamento ou outro tratamento. Por exemplo, dados em tempo real de alta densidade podem ser coletados a partir de uma população de utilizadores de dispositivos que estão participando de um estudo clínico para avaliar a segurança e eficácia de um medicamento ou terapia em desenvolvimento. Tais dados podem também ser utilizados em um nível individual para avaliar a resposta de um determinado usuário a um medicamento ou terapêutica. Com base nestes dados, um médico ou clínico pode ser capaz de adaptar um tratamento medicamentoso de acordo com as necessidades do indivíduo.
[107] Em resposta a uma determinação pelo módulo de cálculo e decisão 874 que uma condição médica é indicada, o módulo de alerta 876 pode gerar um alerta através da interface de usuário 820. O alerta pode incluir um componente visual, tal como informação textual ou gráfica apresentada em uma tela, um componente auditivo (por exemplo, um som de alarme) e/ou componente tátil (por exemplo, uma vibração). A informação textual pode incluir uma ou mais recomendações, como uma recomendação para que o utilizador do dispositivo contate um profissional médico, procure atendimento médico imediatamente, ou administre um medicamento.
[108] A Figura 9 é um diagrama de blocos simplificado que ilustra os componentes de um dispositivo que pode ser vestido 900, de acordo com um exemplo de modalidade. Dispositivo que pode ser vestido 900 é o mesmo que dispositivo que pode ser vestido 800 em todos os aspectos, exceto que o sistema de coleta de dados 910 do dispositivo que pode ser vestido 900 inclui ainda um ímã de coleção 916. Neste exemplo, o ímã de coleção 916 pode ser utilizado para coletar localmente partículas magnéticas funcionalizadas presentes em uma área de vasculatura subsuperficial próxima ao ímã de coleção 916. Tal como descrito acima, ímã de coleção 916 é configurado para dirigir um campo magnético em uma porção de vasculatura subsuperficial suficiente para causar partículas magnéticas funcionalizadas coletarem em um lúmen da porção de vasculatura subsuperficial.
[109] Dispositivo que pode ser vestido 900 inclui um sistema de coleta de dados 910, incluindo um detector 912, uma fonte de sinal 914 (se fornecida) e um ímã de coleção 916, uma interface de usuário 920, um interface de comunicação 930, um processador 940 e um meio legível por computador 960 em que as instruções de programa 970 são armazenadas. Todos os componentes do dispositivo que pode ser vestido 900 podem ser fornecidos em uma montagem 950. Neste exemplo, as instruções de programa 970 podem incluir um módulo de controle 962, um módulo de cálculo e decisão 964 e um módulo de alerta 966, que, à semelhança do exemplo estabelecido na Figura 8, incluem instruções para realizar ou facilitar para ou toda funcionalidade de dispositivo aqui descrito. Módulo de controlador 962 ainda inclui instruções para operar ímã de coleção 916. Por exemplo, módulo de controlador 962 pode incluir instruções para ativar ímã de coleção durante um período de medição, para uma certa quantidade de tempo.
[110] Em alguns exemplos, os dispositivos que pode ser vestido acima descrito obtém pelo menos alguma da informação relacionada à saúde por detectar a ligação de um analito clinicamente relevante de partículas funcionalizadas, por exemplo, micropartículas ou nanopartículas. As partículas podem ser funcionalizadas por ligação covalente de um biorreceptor concebido para ligar seletivamente ou de outro modo reconhecer um determinado analito clinicamente relevante. Por exemplo, partículas podem ser funcionalizadas com uma variedade de biorreceptores, anticorpos incluindo, ácidos nucleicos (DNA, siRNA), ligantes de baixo peso molecular (ácido fólico, tiamina, ácido dimercaptossuccínico), peptídeos (RGD, LHRD, peptídeos antigênicos, peptídeos de internalização), proteínas (BSA, transferrina, anticorpos, lectinas, citocinas, fibrinogênio, trombina), polissacarídeos (ácido hialurônico, quitosano, dextrano, oligossacarídeos, heparina), ácidos graxos poli-insaturados (ácido palmítico, fosfolípidos), plasmídeos. As partículas funcionalizadas podem ser introduzidas na corrente sanguínea de uma pessoa através de injeção, ingestão, inalação, transdermicamente, ou de alguma outra maneira.
[111] O analito clinicamente relevante poderia ser qualquer analito que, quando presente em ou ausente no sangue, ou presente em uma concentração ou intervalo de concentrações em particular, pode ser indicativo de uma condição médica ou indicativo de que uma condição médica pode ser iminente. Por exemplo, o analito clinicamente relevante pode ser uma enzima, um hormônio, proteína, ou outra molécula. Em um exemplo relevante, certos biomarcadores de proteínas são conhecidos para serem preditivos de uma ruptura de placa arterial iminente. Tais biomarcadores de proteína são conhecidos para estarem presentes no sangue apenas diretamente antes e no aparecimento de uma ruptura da placa arterial. As placas que se rompem causam a formação de coágulos de sangue que podem bloquear o fluxo de sangue ou romper e viajar para outra parte do corpo. Em qualquer destes casos, se um coágulo bloqueia um vaso sanguíneo que alimenta o coração, ele provoca um ataque cardíaco. Se ele bloqueia um vaso sanguíneo que alimenta o cérebro, ele provoca um acidente vascular cerebral. Se o fornecimento de sangue para os braços ou pernas é reduzido ou bloqueado, pode causar dificuldade para caminhar e eventualmente gangrena. A presença destes biomarcadores de proteína na vasculatura pode ser detectada, e a condição médica (por exemplo, acidente vascular cerebral, ataque cardíaco) impedida, fornecendo partículas funcionalizadas com um biorreceptor que irá ligar-se seletivamente a este analito alvo.
[112] As partículas podem ser feitas de materiais biodegradáveis ou não biodegradáveis. Por exemplo, as partículas podem ser feitas de poliestireno. Partículas não biodegradáveis podem ser fornecidas com um meio de remoção para evitar a acumulação prejudicial no corpo. Geralmente, as partículas podem ser concebidas para ter uma meia-vida longa de modo que elas permanecem nos fluidos corporais ou vasculatura ao longo de vários períodos de medição. Dependendo do tempo de vida das partículas, no entanto, o usuário do dispositivo que pode ser vestido pode, periodicamente, introduzir novos lotes de partículas funcionalizadas para os fluidos do corpo ou vasculatura.
[113] Biorreceptores podem ser utilizados em procedimentos de diagnóstico, ou ainda em terapia para destruir um alvo específico, tal como a terapia antitumoral ou quimioterapia dirigida. As partículas podem ser concebidas para remover do corpo ou destruir o analito alvo uma vez ligado ao biorreceptor. Grupos funcionais adicionais podem ser adicionados às partículas para sinalizar que as partículas podem ser removidas do corpo através dos rins, por exemplo, uma vez ligadas ao analito alvo.
[114] Além disso, as partículas podem ser concebidas para se ligar quer removivelmente ou irreversivelmente ao analito alvo. Por exemplo, se é desejado para as partículas participarem na destruição ou remoção do analito alvo a partir do corpo, tal como acima descrito, as partículas podem ser concebidas para ligar irreversivelmente ao analito alvo. Em outros exemplos, as partículas podem ser concebidas para liberar o analito alvo após a medição ter sido feita, seja de forma automática, ou em resposta a um estímulo exterior ou interior.
[115] Os especialistas na arte irão entender o termo “partícula” no seu sentido mais amplo e pode tomar a forma de qualquer material fabricado, uma molécula, criptofano, um vírus, um fago, etc. Além disso, uma partícula pode ser de qualquer forma, por exemplo, esfera, haste, forma não simétrica, etc., e pode ser feita de um material sólido, líquido ou gasoso ou as suas combinações. As partículas podem ter um diâmetro que é menor do que cerca de 20 micrômetros. Em algumas modalidades, as partículas têm um diâmetro na ordem de cerca de 10 nanômetros a 1 micrômetro. Noutras modalidades, as partículas pequenas da ordem de 10100 nanômetros de diâmetro podem ser montadas para formar um maior “grupo” ou “conjunto” da ordem de 1-10 micrômetros. Com esta disposição, os conjuntos forneceriam a intensidade do sinal de uma partícula maior, mas seriam deformáveis, impedindo desse modo bloqueios nos vasos e capilares menores.
[116] Ligação das partículas funcionalizadas com um analito alvo pode ser detectada com ou sem uma entrada de sinal estimulante. O termo “ligação” é entendido no seu sentido mais amplo para incluir qualquer interação detectável entre o receptor e o analito alvo. Por exemplo, algumas partículas podem ser funcionalizadas com compostos ou moléculas, tais como marcadores fluoróforos ou autofluorescentes, luminescentes ou quimioluminescentes, que geram um sinal que responde quando as partículas se ligam ao analito alvo, sem a entrada de um estímulo. Em outros exemplos, as partículas funcionalizadas podem produzir um sinal responsivo diferente em seu limite contra estado desagregado em resposta a um estímulo exterior, tal como uma energia eletromagnética, acústica, óptica, ou mecânica.
[117] Além disso, as partículas podem ser formadas a partir de um material paramagnético ou ferromagnético ou serem funcionalizadas com uma porção magnética. As propriedades magnéticas das partículas podem ser exploradas em esquemas de detecção de ressonância magnética para aumentar sensibilidade de detecção. Em outro exemplo, um ímã exterior pode ser utilizado para coletar localmente as partículas em uma área de vasculatura subsuperficial durante um período de medição. Tal coleção pode não só aumentar a velocidade diferencial entre as partículas e analitos, por conseguinte, examinando um volume muito maior por unidade de tempo, mas pode também aumentar o sinal para detecção subsequente.
[118] A Figura 10 é um fluxograma de um processo 1000 para operar um dispositivo que pode ser vestido para coletar medições em tempo real, não invasivas, in vivo de parâmetros fisiológicos. Um dispositivo que pode ser vestido é primeiro montado para a superfície corporal de um sujeito humano, em que a superfície corporal é próxima de uma porção de vasculatura subsuperficial (1010). Em alguns exemplos, o dispositivo que pode ser vestido, através de uma fonte de sinal, transmite um sinal de interrogação para a porção de vasculatura subsuperficial (1020). O dispositivo que pode ser vestido, através de um detector, em seguida, detecta um sinal de resposta transmitido a partir da porção de vasculatura subsuperficial, em que o sinal de resposta está relacionado com a ligação de um analito clinicamente relevante de partículas funcionalizadas presentes em um lúmen da vasculatura subsuperficial (1030). Em alguns exemplos, o sinal de resposta é gerado em resposta a um sinal de interrogação. As partículas funcionalizadas são configuradas para ligarem ao analito clinicamente relevante e podem compreender um receptor, tal como um anticorpo. O termo “ligação” é entendido em seu sentido mais amplo para incluir também qualquer interação detectável entre o analito clinicamente relevante e as partículas funcionalizadas. O dispositivo que pode ser vestido, em seguida, determina a presença, ausência e/ou uma concentração do analito clinicamente relevante com base no sinal de resposta (1040) e se uma condição médica é indicada com base em pelo menos a presença, ausência e/ou concentração do analito clinicamente relevante (1040). Além disso, em exemplos em que as partículas funcionalizadas são magnéticas, o dispositivo que pode ser vestido pode ainda dirigir um campo magnético para dentro da porção de vasculatura subsuperficial, o campo magnético suficiente para fazer as partículas magnéticas funcionalizadas coletarem em um lúmen da porção de vasculatura subsuperficial.
[119] As Figuras 11A-11B, 12A-12B, 13A e 13B são vistas laterais de seção transversal parcial de um pulso humano ilustrando a operação de vários exemplos de um dispositivo montado no pulso. No exemplo mostrado nas Figuras 11A e 11B, o dispositivo montado no pulso 1100 inclui uma plataforma de medição 1110 montada em uma correia ou banda de pulso 1120 e orientada no lado anterior 1190 do pulso do usuário. Plataforma de medição 1110 é posicionada sobre uma porção do pulso onde vasculatura subsuperficial 1130 é facilmente observável. Partículas funcionalizadas 1140 foram introduzidas em um lúmen da vasculatura subsuperficial por um dos meios acima discutidos. Neste exemplo, a plataforma de medição 1110 inclui um sistema de coleta de dados que tem tanto um detector 1150 e uma fonte de sinal 1160. A Figura 11A ilustra o estado da vasculatura subsuperficial quando o dispositivo de medição 1100 está inativo. O estado da vasculatura subsuperficial durante um período de medição está ilustrado na Figura 11B. Neste momento, a fonte de sinal 1160 está transmitindo um sinal de interrogação 1162 para a porção de vasculatura subsuperficial e detector 1150 está recebendo um sinal de resposta 1152 gerado em resposta ao sinal de interrogação 1162. O sinal de resposta 1152 está relacionado com a ligação de um analito clinicamente relevante presente na vasculatura abaixo da superfície das partículas funcionalizadas 1140. Tal como descrito acima, em algumas modalidades, um sinal de interrogação pode não ser necessário para gerar um sinal de resposta relacionado com a ligação de um analito para as partículas funcionalizadas.
[120] Semelhante ao sistema representado nas Figuras 11A e 11B, Figuras 12A e 12B ilustram um dispositivo montado no pulso 1200 incluindo uma plataforma de medição 1210 montada em uma correia ou pulseira 1220 e orientada no lado anterior 1290 do pulso do usuário. Neste exemplo, a plataforma de medição 1210 inclui um sistema de coleta de dados que tem um detector 1250, uma fonte de sinal 1260 e um ímã de coleção 1270. A Figura 12A ilustra o estado da vasculatura subsuperficial quando o dispositivo de medição 1200 está inativo. O estado da vasculatura subsuperficial quando o dispositivo de medição 1200 está ativo durante um período de medição está ilustrado na Figura 12B. Neste momento, o ímã de coleção 1270 gera um campo magnético 1272 suficiente para fazer partículas magnéticas funcionalizadas 1240 presentes em um lúmen da vasculatura subsuperficial 1230 coletarem em uma região proximal ao ímã 1270. A fonte de sinal 1260 transmite um sinal de interrogação 1262 para dentro da porção de vasculatura subsuperficial e detector 1250 está recebendo um sinal de resposta 1252 gerado em resposta ao sinal de interrogação 1262. O sinal de resposta 1252 está relacionado com a ligação de um analito clinicamente relevante presente na vasculatura abaixo da superfície das partículas magnéticas funcionalizadas 1240. Como descrito anteriormente, em algumas modalidades, um sinal de interrogação pode não ser necessário para gerar um sinal de resposta relacionado com a ligação de um analito para as partículas magnéticas funcionalizadas.
[121] As Figuras 13A e 13B ilustram uma outra modalidade de um dispositivo montado no pulso 1300 tendo uma plataforma de medição 1310 disposta em uma correia 1320, em que o detector 1350 e fonte de sinal 1360 são posicionados no lado posterior 1390 do pulso do usuário e o ímã de coleção 1370 está disposto no lado anterior 1380 do pulso do usuário. Semelhante às modalidades discutidas anteriormente, a Figura 13A ilustra o estado da vasculatura subsuperficial quando o dispositivo de medição 1300 está inativo. O estado da vasculatura subsuperficial quando o dispositivo de medição 1300 está ativo durante um período de medição está ilustrado na Figura 13B. Neste momento, o ímã de coleção 1370 gera um campo magnético 1232 suficiente para fazer as partículas magnéticas funcionalizadas 1340 presentes em um lúmen da vasculatura subsuperficial 1330 coletarem em uma região proximal ao ímã 1370. A fonte de sinal 1360 transmite um sinal de interrogação 1362 para dentro da porção de vasculatura subsuperficial e detector 1350 está recebendo um sinal de resposta 1352 gerado em resposta ao sinal de interrogação 1262. O sinal de resposta 1352 está relacionado com a ligação de um analito clinicamente relevante presente na vasculatura abaixo da superfície das partículas magnéticas funcionalizadas 1340. Como descrito anteriormente, em algumas modalidades, um sinal de interrogação pode não ser necessário para gerar um sinal de resposta relacionado com a ligação de um analito para as partículas magnéticas funcionalizadas.
[122] Ambas as Figuras 12B e 13B ilustram o caminho do sinal de interrogação (1262, 1362) transmitido pela fonte de sinal (1260, 1360) e o sinal responsivo (1252, 1352) detectado pelo detector (1250, 1350) essencialmente sobrepondo sobre uma porção de vasculatura subsuperficial. Em alguns exemplos, a fonte de sinal (1260, 1360) e o detector (1250, 1350) podem ser angulados em direção a cada outro de modo que estão interrogando e detectando essencialmente a mesma área de vasculatura subsuperficial. No entanto, em alguns casos, como no exemplo mostrado na Figura 11B, os caminhos do sinal de interrogação (1262, 1362) transmitidos pela fonte de sinal (1260, 1360) e o sinal responsivo (1252, 1352) detectados pelo detector (1250, 1350) não podem sobrepor.
[123] A Figura 14 é um fluxograma de um método 1400 para usar um dispositivo que pode ser vestido para coletar em tempo real medições in vivo de alta densidade não invasivas de parâmetros fisiológicos. Em um primeiro passo, o dispositivo que pode ser vestido mede automaticamente um ou mais parâmetros fisiológicos durante cada um de uma pluralidade de períodos de medição (1410). A duração do período de medição pode ser ajustada no próprio dispositivo ou pode ser configurada remotamente, por exemplo, pela instrução de um servidor remoto. O dispositivo pode ser configurado com vários períodos de medição por dia - por exemplo, contínuo, a cada segundo, a cada minuto, a cada hora, a cada 6 horas, etc. - ou pode ser configurado para tomar medições uma vez por semana ou uma vez por mês. Além disso, um período de medição diferente pode ser definido para cada um dos parâmetros fisiológicos a ser medido. Os períodos de medição podem se estender através de uma pluralidade de dias consecutivos e cada um dos dias consecutivos pode incluir vários períodos de medição. Cada um dos dias consecutivos pode ainda incluir pelo menos vinte e quatro períodos de medição e a pluralidade de dias consecutivos pode incluir pelo menos trinta dias. Pelo menos alguns dos parâmetros fisiológicos são medidos por detectar não invasivamente o um ou mais analitos no sangue circulando na vasculatura subsuperficial próxima do dispositivo que pode ser vestido.
[124] Após a conclusão de um período de medição, para cada da pluralidade de períodos de medição, o dispositivo que pode ser vestido transmite para um servidor dados representativos dos parâmetros fisiológicos medidos durante aquele período de medição (1420). O dispositivo que pode ser vestido pode ser configurado para transmitir automaticamente os dados para um servidor, pode ser configurado para transmitir no comando do usuário, ou pode ser configurado para transmitir em instruções a partir de um servidor remoto. Além disso, o dispositivo pode ser configurado para transmitir automaticamente os dados no final de cada período de medição, ou em alguma taxa mais frequente ou pouco frequente. Por exemplo, o dispositivo pode ser configurado para transmitir a cada cinco minutos, no final de cada dia, no final do mês, durante a noite apenas, etc.
[125] Em resposta, o servidor é configurado para desenvolver um perfil de linha de base com base nos dados transmitidos pelo dispositivo que pode ser vestido para a pluralidade de períodos de medição (1430). Em algumas modalidades, o perfil de linha de base inclui um perfil de linha de base individual com base nos dados transmitidos pelo dispositivo que pode ser vestido para a pluralidade de períodos de medição para um usuário individual que usa o dispositivo que pode ser vestido. Como descrito acima, o perfil de linha de base pode incluir padrões de como um ou mais parâmetros fisiológicos do usuário alteram tipicamente ao longo do tempo, tal como durante o decurso de um dia, uma semana ou um mês. O perfil de linha de base pode incluir mais valores de limiar de certos analitos alvo, acima ou abaixo dos quais uma condição médica pode ser indicada.
[126] Após o servidor ter desenvolvido um perfil de linha de base individual para um usuário do dispositivo, o servidor pode receber os dados adicionais referentes aos parâmetros fisiológicos a partir do dispositivo que pode ser vestido, medidos durante um ou mais períodos de medição (1440). O servidor pode então comparar os dados adicionais, coletados ao longo de períodos de medição adicionais, com o perfil de linha de base individual. Se os dados adicionais são consistentes com os padrões contidos no perfil de linha de base individual, o servidor pode verificar que a condição do usuário não mudou. Por outro lado, se os dados adicionais se desviam dos padrões incorporados no perfil de linha de base, o servidor pode detectar uma mudança no estado do usuário (1450). A alteração na condição pode, por exemplo, indicar que o utilizador desenvolveu uma doença, distúrbio ou outra condição médica adversa ou pode estar em risco de uma condição médica grave, tal como um acidente vascular cerebral ou um ataque cardíaco, no futuro próximo.
[127] Se o servidor detecta uma mudança no estado com base no perfil de linha de base individual e os dados adicionais, o que pode gerar uma ou mais recomendações com base na alteração detectada na condição e um protocolo clínico (1460). Por exemplo, o servidor pode gerar uma recomendação para que o utilizador tome um medicamento ou suplemento particular, agendar uma consulta com um profissional médico, ir ao hospital procurar atenção médica imediata, abster-se de certas atividades, etc. O servidor também pode ser configurado para receber dados relativos a parâmetros fisiológicos medidos por uma pluralidade de dispositivos que podem ser vestidos (1470) e utilizar esses dados para desenvolver, pelo menos em parte, o protocolo clínico. O protocolo clínico também pode ser desenvolvido com base, pelo menos em parte, em qualquer informação de saúde conhecida ou histórico médico do utilizador, e/ou em normas reconhecidas de cuidados no campo da medicina. O dispositivo que pode ser vestido pode receber uma ou mais recomendações geradas pelo servidor (1470) e fornecer uma indicação de uma ou mais recomendações através de uma interface de usuário no dispositivo que pode ser vestido.
[128] Em algumas modalidades, o servidor pode ser configurado para receber dados relativos a parâmetros fisiológicos medidos por uma pluralidade de dispositivos que podem ser vestidos. O servidor pode usar estes dados coletados a partir de uma pluralidade de dispositivos que podem ser vestidos - usados por uma pluralidade de usuários - para desenvolver, pelo menos em parte, um perfil de linha de base de população. Tais perfis de linha de base populacional podem ser utilizados, por exemplo, por comparação com um perfil de linha de base do indivíduo. Os especialistas na técnica reconhecerão prontamente que comparação de parâmetros fisiológicos do indivíduo medidos ao longo do tempo para esta própria linha de base do indivíduo pode não ser suficiente para reconhecer uma anormalidade neste parâmetro fisiológico. Por exemplo, enquanto um parâmetro fisiológico para um utilizador individual do dispositivo pode não se desviar da linha de base do indivíduo, esta linha de base individual pode ser bem acima da linha de base de população gerada a partir de dados coletados a partir de uma pluralidade de utilizadores do dispositivo. Assim, a comparação com o que é “normal” ou “médio” para uma população pode ser necessária para a identificação eficaz ou prevenção de uma condição médica em um indivíduo.
[129] Deste modo, o servidor pode ser ainda configurado para receber a partir do dispositivo que pode ser vestido, dados adicionais medidos durante um ou mais períodos de medição, detectar uma alteração na condição com base no perfil de linha de base de população e os dados adicionais, e gerar uma ou mais recomendações com base na alteração detectada na condição e um protocolo clínico. O dispositivo que pode ser vestido pode receber a um ou mais recomendações geradas pelo servidor e fornecer uma indicação da uma ou mais recomendações através de uma interface de usuário no dispositivo que pode ser vestido.
[130] De acordo com outras modalidades, o método pode incluir introduzir partículas funcionalizadas na corrente sanguínea, em que as partículas magnéticas funcionalizadas são configuradas para ligar a um ou mais analitos. Como mostrado na Figura 15, o dispositivo que pode ser vestido pode não invasivamente medir um ou mais analitos no sangue circulando na vasculatura subsuperficial na proximidade do dispositivo que pode ser vestido por dirigir, a partir de uma fonte de sinal no dispositivo que pode ser vestido, um sinal de interrogação para a vasculatura subsuperficial na proximidade do dispositivo que pode ser vestido (1510). Como discutido acima, este passo pode não ser necessário nos casos em que as partículas funcionalizadas geram um sinal de resposta relacionado com a ligação de um ou mais analitos sem a necessidade de um sinal de interrogação. Em qualquer caso, o dispositivo que pode ser vestido pode detectar, com um detector, um sinal de resposta transmitido a partir da vasculatura subsuperficial na proximidade do dispositivo que pode ser vestido em resposta ao sinal de interrogação (1520). O sinal de resposta é relacionado com a ligação de um ou mais analitos para as partículas funcionalizadas. Nos exemplos em que um sinal de interrogação é usado, o sinal de interrogação pode incluir um campo magnético variável no tempo e o sinal de resposta pode incluir um movimento físico externamente detectável devido ao campo magnético variável no tempo. O sinal de interrogação pode incluir um pulso eletromagnético (por exemplo, um pulso de frequência de rádio (RF)) e o sinal de resposta pode incluir um sinal de ressonância magnética (MR). O sinal de interrogação pode incluir radiação eletromagnética com um comprimento de onda entre cerca de 400 nanômetros e cerca de 1600 nanômetros, mais particularmente, um comprimento de onda entre cerca de 500 nanômetros e cerca de 1000 nanômetros. Onde as partículas funcionalizadas incluem também um fluoróforo, o sinal de resposta pode incluir radiação de fluorescência transmitida pelo fluoróforo em resposta ao sinal de interrogação.
[131] Em alguns exemplos, as partículas funcionalizadas podem também ser magnéticas. O processo de medição de um ou mais analitos no sangue circulando na vasculatura subsuperficial pode ainda incluir direcionar, a partir de um ímã no dispositivo que pode ser vestido, um campo magnético para a vasculatura subsuperficial na proximidade do dispositivo que pode ser vestido (1530). O campo magnético é suficiente para fazer as partículas magnéticas funcionalizadas coletarem em um lúmen da vasculatura subsuperficial na proximidade do dispositivo que pode ser vestido.
[132] A Figura 16 é um fluxograma de um método 1600 para usar um dispositivo que pode ser vestido para coletar em tempo real medições in vivo de alta densidade não invasivas de parâmetros fisiológicos. Em um primeiro passo, o dispositivo que pode ser vestido mede automaticamente um ou mais parâmetros fisiológicos durante cada um de uma pluralidade de períodos de medição (1610). Os períodos de medição podem estender através de uma pluralidade de dias consecutivos, em que cada um dos dias consecutivos inclui vários períodos de medição. Pelo menos alguns dos parâmetros fisiológicos são medidos por detectar não invasivamente o um ou mais analitos no sangue circulando na vasculatura subsuperficial próxima do dispositivo que pode ser vestido.
[133] Após a conclusão de um período de medição para cada da pluralidade de períodos de medição, o dispositivo que pode ser vestido transmite automaticamente de maneira sem fio para um servidor dados representativos dos parâmetros fisiológicos medidos durante esse período de medição (1620). O servidor pode ser configurado para receber, mediante conclusão de um período de medição, uma indicação do estado de saúde de um usuário do dispositivo que pode ser vestido para esse período de medição e derivar uma correlação entre um estado de saúde do utilizador e os dados representativos dos parâmetros fisiológicos medidos durante esse período de medição (1630). Por exemplo, o servidor pode ser configurado para reconhecer padrões, por exemplo, cada vez que um parâmetro fisiológico cai ou atinge um certo nível, o usuário do dispositivo indica que ele ou ela experimenta uma enxaqueca. O reconhecimento destes padrões ou correlações pode ajudar os profissionais médicos a reconhecer, prevenir, diagnosticar e/ou tratar das condições de saúde deste indivíduo. Além disso, o servidor pode ser configurado para utilizar esta correlação para alertar o usuário que uma condição médica pode ser iminente.
[134] Um perfil de linha de base pode ser desenvolvido pelo servidor com base nos dados transmitidos pelo dispositivo que pode ser vestido para a pluralidade de períodos de medição (1650). O servidor pode ser ainda configurado para receber a partir do dispositivo que pode ser vestido, dados representativos adicionais dos parâmetros fisiológicos medidos durante um ou mais períodos de medição adicionais (1660), detectar uma alteração na condição com base no perfil de linha de base e os dados adicionais (1670), e gerar uma ou mais recomendações com base na alteração detectada no estado e um protocolo clínico (1680). O protocolo clínico pode ser desenvolvido com base, pelo menos em parte, na correlação derivada. Por exemplo, o protocolo clínico que pode indicar que uma condição médica pode ser iminente com base em uma comparação entre medição atual de um parâmetro fisiológico e a correlação derivada entre parâmetros fisiológicos medidos anteriormente e estado de saúde previamente relatado.
[135] Em um outro exemplo, o servidor pode ser configurado para receber dados relativos a parâmetros fisiológicos medidos por uma pluralidade de dispositivos que podem ser vestidos e receber uma indicação do estado de saúde dos usuários da pluralidade de dispositivos que podem ser vestidos para uma pluralidade de períodos de medição. O servidor pode então derivar uma correlação entre o estado de saúde dos utilizadores e os dados representativos dos parâmetros fisiológicos medidos durante a pluralidade de períodos de medição. Os dados populacionais deste tipo podem ser significativos na medida em que tais correlações podem nunca antes terem sido traçadas entre esse parâmetro fisiológico e uma condição de saúde particular. Essas correlações podem ser utilizadas em previsão, prevenção, diagnóstico e tratamento de condições de saúde. O servidor pode também ser configurado para receber a partir do dispositivo que pode ser vestido, dados representativos adicionais dos parâmetros fisiológicos medidos durante um ou mais períodos de medição e gerar uma ou mais recomendações com base nos dados adicionais recebidos e um protocolo clínico, em que o protocolo clínico é desenvolvido com base, pelo menos em parte, na correlação derivada.
[136] Em um outro exemplo, o próprio dispositivo que pode ser vestido pode ser configurado para executar as etapas descritas acima como sendo realizadas por um servidor remoto. Por exemplo, o dispositivo que pode ser vestido pode ser configurado para analisar os dados representativos dos parâmetros fisiológicos, gerar um perfil de linha de base, comparar os dados coletados a partir de períodos de medição adicionais para o perfil de linha de base, e gerar recomendações com base em um protocolo clínico. O dispositivo que pode ser vestido pode ainda ser configurado para transmitir, de forma automática ou em alguma outra frequência, certos dados para o servidor remoto.
[137] A relação de sinal para ruído (SNR) em um sistema de detecção de analito, tal como qualquer um dos descritos acima, pode ser aumentada através da modulação do sinal de resposta de analito transmitido a partir da vasculatura subsuperficial (ou outro sistema do corpo) com respeito ao sinal de fundo e, em alguns casos, um sinal de resposta de partícula não ligada. Tal modulação pode aumentar a sensibilidade e capacidade do sistema de discernir entre analitos alvos no sangue ou outros fluidos corporais, versus outros analitos, partículas, células, moléculas, componentes do sangue, ossos e tecidos, etc. Isto pode ser particularmente útil com alguns métodos de caracterização de analito, tal como métodos ópticos, ou em que os analitos alvo são raros no sangue ou são de um tamanho relativamente pequeno e com técnicas de detecção de fluorescência, o que pode muitas vezes sofrer de baixa resolução, porque outros tecidos, células e moléculas no organismo podem ter algumas propriedades fluorescentes inerentes, criando um elevado nível de ruído de fundo.
[138] As Figuras 17A-17B, que são vistas parciais lateral de seção transversal de um pulso humano, ilustram a operação de um exemplo de sistema 1700 incluindo partículas funcionalizadas 1740 configuradas para interagir com um ou mais analitos alvos presentes no sangue ou outro fluido corporal, um detector 1750 configurado para detectar um sinal de resposta 1752 transmitido de uma parte do corpo, tal como a vasculatura subsuperficial, e uma fonte de modulação 1770 configurada para modular o sinal de resposta 1752. As partículas funcionalizadas 1740 podem ser introduzidas no corpo, por exemplo, em um lúmen da vasculatura subsuperficial 1730 por qualquer via conhecida, incluindo a via oral, por via transdérmica, topicamente, por via transmucosa, por via intramuscular, etc. Em algumas modalidades, o sistema 1700 pode incluir também uma fonte de sinal 1760, mas, tal como descrito acima, um sinal de interrogação 1762 não é necessário em todos os casos, para gerar um sinal de resposta 1752. Além disso, em algumas modalidades, a fonte de sinal 1760 em si pode ser modulada (modulando assim o sinal de resposta 1752 também). Nestas modalidades, a modulação e a interrogação são essencialmente combinadas.
[139] Em algumas modalidades, o sistema 1700 pode ser implementado com um dispositivo que pode ser vestido 1710, que pode incluir qualquer dispositivo que seja capaz de ser usado em, sobre ou na proximidade de uma superfície corporal, tal como um pulso, tornozelo, cintura, peito, ou outra parte do corpo. O dispositivo que pode ser vestido 1710 pode ser posicionado em ou na proximidade de uma parte do corpo onde vasculatura subsuperficial 1730 (ou outro sistema de corpo) pode ser facilmente observada, de modo que as medições de analito podem ser feitas não invasivamente a partir do exterior do corpo. O dispositivo 1710 pode ser colocado em estreita proximidade com a pele ou tecido, mas não precisa estar tocando ou em contato íntimo com o mesmo. Adicionalmente ou alternativamente, o sistema 1700 pode ser implementado através da implantação de um ou mais dos componentes, tais como o detector 1750, a fonte de sinal 1760 e/ou fonte de modulação 1770 sob a pele, em uma posição onde a vasculatura subsuperficial, ou outro sistema de corpo, é facilmente observável. Sistema 1700 pode também ser implementado como um dispositivo estacionário ou como um dispositivo que pode ser temporariamente mantido contra ou na proximidade de uma superfície corporal para um ou mais períodos de medição.
[140] Uma montagem 1720, como uma correia, pulseira, relógio de pulso, banda de tornozelo, banda de cabeça, óculos, colar, brincos, etc, podem ser fornecidos para montar ou estabilizar o dispositivo 1710 em, sobre ou na proximidade de uma superfície corporal. A montagem 1720 pode impedir que o dispositivo que pode ser vestido 1710 se mova em relação ao corpo para reduzir o erro de medição e ruído. Além disso, a montagem 1720 pode ser um substrato adesivo para fazer aderir o dispositivo que pode ser vestido para o corpo de um usuário. O detector 1750, fonte de modulação 1770, a fonte de sinal de interrogação 1760 (se aplicável) e, em alguns exemplos, um processador (não mostrado), ou porções dos mesmos, podem ser fornecidos no dispositivo que pode ser vestido 1710. Montagem 1720 pode ser concebida de tal modo que dispositivo 1710 pode ser usado de forma contínua, sem interferir com as atividades diárias do usuário de modo que as medições podem ser tomadas ao longo do dia. Em outros exemplos, a montagem 1720 pode ser concebida para reter temporariamente o dispositivo 1710 em ou perto do corpo durante os períodos de medição. Cada detector 1750, fonte de modulação 1770 e fonte de sinal 1760 (se for o caso) pode estar localizado proximal para cada outro na mesma porção da montagem como mostrado nas Figuras 17A-17B, ou pode ser posicionado em locais diferentes na montagem 1720.
[141] O estado da vasculatura subsuperficial durante um período de medição é ilustrado na Figura 17B. Nesta modalidade, a fonte de sinal 1760 transmite um sinal de interrogação 1762 em uma parte do corpo e o detector 1750 recebe um sinal de resposta 1752 transmitido a partir do corpo. O sinal de resposta 1752 pode incluir um sinal de resposta de analito, um sinal de partícula não ligada e um sinal de fundo. O sinal de resposta de analito é relacionado com a interação de um analito alvo presente no corpo com as partículas funcionalizadas 1740 e pode, em alguns casos, ser gerado em resposta a um sinal de interrogação 1762. Tal como descrito acima, em algumas modalidades, um sinal de interrogação pode não ser necessário para gerar um sinal de resposta relacionado com a ligação de um analito para as partículas funcionalizadas. Além disso, em outros exemplos, a fonte de modulação pode, essencialmente, atuar como uma fonte de sinal através da geração de um sinal de interrogação modulado.
[142] A fonte de modulação 1770 aplica uma modulação 1772, configurada para modular o sinal de resposta, para a parte do corpo. Especificamente, a fonte de modulação 1770 pode ser configurada para modular o sinal de resposta de analito de forma diferente a partir de um sinal de fundo. O sinal de fundo pode incluir qualquer sinal transmitido a partir de algo diferente do que o sistema 1700 está monitorando, isto é, o analito (s) alvo. Em alguns exemplos, o sinal de fundo pode ser gerado por outras moléculas, células, ou partículas no sangue ou outros fluidos corporais; tecido, tal como a pele, veias, músculo, etc.; osso; ou outros objetos presentes no corpo do usuário. Um sinal de fundo pode ser gerado por excitação dos objetos a partir do sinal de interrogação, tais como através da geração de um sinal de autofluorescência, ou devido a uma propriedade inerente destes objetos, tais como, quimioluminescência, etc.
[143] Ambas partículas ligadas 1742 e partículas não ligadas 1744 podem estar presentes na vasculatura subsuperficial 1730 na área do dispositivo que pode ser vestido 1710. Partículas ligadas 1742 incluem todas as partículas que são ligadas a ou de outra forma interagem com o analito alvo (s). O sinal de resposta de analito é transmitido a partir destas partículas ligadas 1742. Por outro lado, as partículas “não ligadas” 1744 incluem quaisquer partículas que não estão ligadas a ou de outra forma interagem com o analito (s) alvo. As partículas não ligadas 1744 podem produzir um sinal de partícula não ligada (não mostrado) que não está relacionado com a interação ou ligação do analito alvo (s) com as partículas funcionalizadas 1740. Em alguns exemplos, a fonte de modulação 1770 pode ser configurada para modular o sinal de resposta de analito de forma diferente do que o sinal de partícula não ligada, de tal modo que o sinal de resposta de analito pode ser diferenciado a partir do sinal de partícula não ligada. Tal diferenciação pode ser usada para determinar o número ou a percentagem de partículas 1740 ligadas a ou interagindo com o analito (s) alvo, o que pode ser utilizado para determinar uma concentração do analito (s) alvo no sangue ou outro fluido corporal, para determinar se e até que ponto as partículas estão sendo eliminadas do organismo, etc.
[144] A fonte de modulação 1770 pode incluir qualquer meio para modular o sinal de resposta 1752. Em alguns casos, o sinal de resposta de analito pode ser modulado de forma diferente do que o sinal de fundo, e em outros casos, o sinal de resposta de analito pode ser modulado de forma diferente do que o sinal de partícula não ligada, ou ambos. Por exemplo, a fonte de modulação 1770 pode ser configurada para alterar o sinal de resposta de analito por espacialmente modular as partículas ligadas 1742. A fonte de modulação 1770 pode ser configurada para modular as propriedades ópticas, incluindo fluorescência, luminescência ou quimiluminescência das partículas ligadas 1742. Em outros exemplos, a fonte de modulação 1770 pode ser configurada para alterar as propriedades magnéticas, elétricas, acústicas, e/ou físicas das partículas ligadas 1742. A fonte de modulação 1770 pode ser uma construção física ou pode ser um sinal ou energia aplicada ao corpo, ou uma combinação dos mesmos. Por conseguinte, a modulação 1772 pode incluir o tipo de modulação eletroquímica ou espacial, temporal, espectral, térmica, magnética, óptica, mecânica, elétrica, acústica, química, ou qualquer combinação dos mesmos.
[145] Em um exemplo, a fonte de modulação 1770 pode ser configurada para espacialmente modular o sinal de resposta de analito. Por exemplo, uma modulação espacial pode explorar a velocidade, rotação, tamanho, propriedades termodinâmicas, propriedades hidrodinâmicas, etc. Das partículas ligadas, contra partículas não ligadas, e outros itens que não são de interesse, viajando dentro da vasculatura 1730 para distinguir o sinal de resposta de analito. Por exemplo, uma partícula ligada de analito vai ter um tamanho e forma diferentes de uma partícula não ligada e, portanto, pode viajar através da vasculatura subsuperficial em uma velocidade diferente, modulando assim entre as partículas ligadas e não ligadas. Em um exemplo, as partículas magnéticas ligadas de analito podem viajar através da vasculatura subsuperficial em uma velocidade diferente, quando sujeitas a um campo magnético de partículas magnéticas não ligadas. A fonte de modulação 1770 pode ser utilizada para explorar esta diferença de velocidade para diferenciar o sinal de resposta de analito a partir de outros sinais transmitidos a partir do corpo.
[146] Outras forças, tais como forças magnéticas ou acústicas podem ser utilizadas para influenciar as propriedades espaciais ou movimento das partículas através da vasculatura, desse modo, distinguindo ainda entre as partículas com diferentes propriedades hidrodinâmicas do fluxo sanguíneo (por exemplo, grandes versus pequeno, ligado versus não ligado, formas, flutuação e semelhantes). Por exemplo, as partículas magnéticas vão alinhar e orientar-se em um campo magnético estático, mas movimento Browniano irá aleatorizar suas posições angulares quando o campo magnético é removido. A taxa de randomização pode depender do tamanho e forma da partícula, isto é, do fato de ser ligada a outro objeto ou não. Do mesmo modo, a resposta de rotação ou de translação de uma partícula para campo magnético variável no tempo também podem depender do tamanho, forma e, por conseguinte, o estado de ligação da partícula. A dependência de tamanho, forma ou estado de ligação pode manifestar-se como uma variação na amplitude de movimento, tal como uma variação na resposta de frequência, tal como uma mudança de fase, ou combinações dos mesmos. Outras forças motoras, tais como forças acústicas, por exemplo, também são possíveis.
[147] Em geral, as técnicas de modulação espacial podem se basear na observação da resposta espacial das partículas quando submetidas às forças motrizes (magnéticas, acústicas ou outras) em um meio de arrasto hidrodinâmico (por exemplo, sangue). Tanto a força motriz e a força de arrasto hidrodinâmico podem ser dependentes do tamanho, forma ou estado de ligação da partícula. Além disso, estas técnicas podem permitir a medição do tamanho/forma da partícula ou o tamanho do objeto que a partícula está ligada a. Exploração das diferenças motrizes pode também permitir a partícula ligada ser separada espacialmente de partículas não ligadas, ou pequenas partículas de partículas maiores, ou partículas redondas de partículas oblongas etc. Separação espacial melhora a relação de sinal para ruído para detectar propriedades das partículas e estado de ligação.
[148] Em outro exemplo, a modulação 1772 pode basear-se na modulação direta de partículas de nanodiamante. Nanodiamantes são substâncias que têm defeitos pontuais de nitrogênio que apresentam fluorescência na faixa perto de IR. A intensidade da fluorescência de nanodiamante pode ser influenciada por um campo magnético - quanto maior for o campo magnético, menor a fluorescência. Por conseguinte, através da exposição de nanodiamantes a um campo magnético pulsado, a intensidade de fluorescência pode ser modulada. Energia de radiofrequência (RF) também pode influenciar a intensidade de fluorescência.
[149] Modulação térmica pode também ser empregue em alguns exemplos. A energia térmica pode ser utilizada para provocar uma alteração de um número de outras características das partículas que podem ser úteis na modulação do sinal de resposta de analito, tal como, comprimento de onda de fluorescência, intensidade de fluorescência, frequência ou amplitude de emissão acústica, ou confirmação de partícula. Estas alterações de características podem ser utilizadas para diferenciar as partículas ligadas das partículas não ligadas e de ruído de fundo. Em um exemplo, uma partícula de absorção de energia pode ser irradiada com luz pulsada ou energia de RF, causando um aumento na temperatura da partícula. Um aumento rápido da temperatura pode fazer a partícula expandir e criar uma onda acústica, o que pode ser detectado pelo detector 1750. Em alternativa, o aquecimento rápido da partícula acima do ponto de ebulição do líquido circundante pode causar uma bolha de gás, o colapso da qual por arrefecimento pode produzir uma onda acústica detectável a partir de cavitação. Em outro exemplo, um aumento na temperatura pode causar a degradação ou uma alteração na conformação da partícula, permitindo algum material, tal como um agente de fluoróforo ou contraste, seja liberado a partir de uma cavidade no interior da partícula, a fluorescência do que pode ser detectada pelo detector 1750.
[150] “Extinção de fluorescência” é um outro tipo de modulação térmica que pode também ser utilizado para modular o sinal de resposta 1752. Extinção, que refere-se a qualquer processo que diminui a intensidade de fluorescência de uma dada substância, é muitas vezes fortemente dependente da pressão e da temperatura. Transferência de energia de ressonância Forster (FRET), transferência de energia de ressonância de fluorescência (FRET), transferência de energia de ressonância (RET) ou transferência de energia eletrônica (EET), são mecanismos que descrevem a transferência de energia entre dois cromóforos e são todos mecanismos de extinção. Um cromóforo doador, inicialmente no seu estado excitado eletrônico, pode transferir energia para um cromóforo aceitador através de acoplamento dipolo-dipolo não radiativo. A eficiência desta transferência de energia é inversamente proporcional à distância entre o doador e o aceitador. A aplicação de energia térmica pode fazer os pares cromóforos se romperam ou de outra forma separatem, permitindo, assim, cada cromóforo fluorescer. Esta técnica pode ser utilizada para modular o sinal de resposta 1752, em um exemplo, configurando as partículas de cromóforos para acoplar em conjunto quando ligadas a um analito. Energia térmica, acústica, magnética ou outra, pode também ser usada para causar a desnaturação térmica reversível ou modulação de um complexo de aptâmero ou proteína, em que há uma confirmação brilhante e uma confirmação extinta.
[151] Em uma outra modalidade, uma energia exterior, tal como um campo magnético, pode ser utilizada para modular espacialmente as partículas para diferenciar o sinal de resposta de analito a partir do sinal de partícula não ligada e ruído de fundo. Algum tipo de energia exterior pode ser aplicado para a vasculatura subsuperficial 1730 para causar algum tipo de movimento ou movimento observável nas partículas ligadas 1742, ou seja, o movimento linear, rotação, etc. Se uma partícula é ligada a ou interage com um analito alvo, seu movimento físico será afetado em resposta à modulação 1772, por exemplo, pode transladar ou rodar mais devagar do que as partículas não ligadas. Assim, as partículas ligadas 1742 irão se comportar de forma diferente do que as partículas não ligadas 1744 e quaisquer outros objetos presentes no corpo. Alternativamente, a resposta das partículas uma vez liberadas a partir da modulação 1772 pode também ser observada. Por exemplo, partículas ligadas 1742 podem levar mais tempo para voltar à velocidade normal ou a rotação normal do que as partículas não ligadas 1744 uma vez que a fonte de modulação 1770 é desligada.
[152] Separação no domínio do tempo pode também ser utilizada para modular o sinal de resposta 1752. Por exemplo, a modulação pode ser alcançada através da exploração dos diferentes tempos de vida de fluorescência de fluoróforos diferentes. O decaimento exponencial na fluorescência de um fluoróforo particular pode ser observado mediante extinção da luz de excitação. Em um exemplo, partículas funcionalizadas podem ser compostas de, ou incluir um material fluorescente que tenha um tempo de vida de fluorescência muito mais longo do que o tempo de vida de fluorescência dos objetos que constituem o sinal de fundo. Após a extinção do sinal de excitação, o sistema irá atrasar detecção do sinal gerado pelas partículas ligadas 1742 até após o decaimento da fluorescência de fundo, permitindo assim o sinal de resposta de analito ser distinguido do fundo. A fluorescência das partículas ligadas 1742 pode também ser modulada por dirigir a luz de excitação em certas frequências ou explorar os tempos de vida de fosforescência ou quimioluminescência de partículas diferentes. Em outro exemplo, o tempo de vôo pode ser um meio para modular o sinal de resposta 1752.
[153] Em uma outra modalidade, métodos analíticos ópticos podem ser usados para modular o sinal de resposta 1752. Por exemplo, microscopia confocal pode ser usada para eliminar ou diminuir o sinal de fundo por selecionar fótons que se originam apenas a partir de uma única área focal afiada. Para este fim, partículas ligadas 1742 podem ser mecanicamente moduladas dentro e fora da área focal para conseguir um sinal de fluorescência periodicamente modulado. Outras técnicas ópticas podem ser usadas para eliminar ou reduzir características do fundo, tais como, tomografia de coerência óptica (OCT), filtragem de comprimentos de onda, polarização, remoção de ruído (“despeckling”) de conjugado de fase e contraste de fase.
[154] Em uma outra modalidade, a ressonância magnética nuclear (NMR) pode ser usada para modular o sinal de resposta 1752. Ambas as técnicas de tempos de vida de relaxação magnética e precessão de frequência podem ser utilizadas para medir a resposta das partículas ligadas 1742 em si ou de seu ambiente circundante. Em geral, um campo de RF é aplicado para a vasculatura subsuperficial 1730, fazendo-a emitir um sinal de ressonância magnética a uma certa frequência. As características das partículas ou outros objetos na amostra, ou o ambiente circundante, são observadas quando elas retornam/relaxam para seu estado de energia mais baixa. O comportamento das partículas ligadas 1742 será diferente do que as partículas não ligadas 1744 e o plano de fundo.
[155] Os elementos do sistema, ou seja, o tipo de modulação aplicada 1772, o tipo/forma/materiais de partículas 1740, os tipos de receptores funcionalizados e analitos alvo podem ser todos interligados. Em última análise, o tipo de partículas e o receptor 1742 usados para detectar um determinado analito alvo 1740 podem ser ditados, em parte, pelas características do analito (ou seja, tipo, tamanho, forma, afinidades, etc), o tipo escolhido de modulação 1772 (isto é, espacial, espectral, térmica, magnética, mecânica, química, etc), e o modo de interrogação (óptico, acústico, magnético, RF, etc). Podem também ser utilizadas combinações de todas as técnicas de modulação acima.
[156] A Figura 18 é um diagrama de blocos simplificado que ilustra os componentes de um sistema de exemplo 1800, incluindo um dispositivo que pode ser vestido 1810. Dispositivo que pode ser vestido 1810 pode assumir a forma de ou ser semelhante a um dos dispositivos montados no pulso 200, 300, 400, 500, 600, ou 1710 mostrados nas Figuras 2A-B, 3A-3C, 4A-4C, 5, 6 e 17A-17B. No entanto, o dispositivo que pode ser vestido 1810 pode também tomar outras formas, como um dispositivo montado no tornozelo, cintura, ouvido, olho ou peito. Além disso, qualquer um dos dispositivos 200, 300, 400, 500, 600 e 1710 pode ser configurado similarmente ou incluir qualquer um dos componentes do sistema 1800, incluindo dispositivo que pode ser vestido 1810.
[157] Em particular, a Figura 18 mostra um exemplo de um sistema 1800 incluindo um dispositivo que pode ser vestido 1810 tendo um detector 1812, em alguns exemplos, uma fonte de sinal 1814, uma fonte de modulação 1816, e uma interface de comunicação 1820, controlados por um controlador 1830. Interface de comunicação 1820 pode incluir uma antena. Os componentes do dispositivo que pode ser vestido 1810 podem ser dispostos sobre uma montagem (não mostrada) para a montagem do dispositivo em uma superfície de corpo exterior em que uma porção de vasculatura subsuperficial é prontamente observável. Sistema 1800 pode ainda incluir um dispositivo remoto 1840 em comunicação com o dispositivo que pode ser vestido 1810, incluindo um processador 1850, um meio legível por computador 1860, uma interface de usuário 1870, e uma interface de comunicação 1880 para comunicar com o dispositivo que pode ser vestido 1810 e/ou para a transmissão de dados para um servidor ou outro dispositivo de computação remoto. Enquanto a Figura 18 representa vários componentes do sistema 1800 dispostos no dispositivo que pode ser vestido 1810 ou o dispositivo remoto 1840, um vulgar perito na arte iria entender que diferentes configurações e desenhos são possíveis, incluindo em que todos os componentes são fornecidos no dispositivo que pode ser vestido.
[158] Processador 1850 pode ser um processador de propósito geral ou um processador de propósito específico (por exemplo, processadores de sinais digitais, ASIC, etc) e pode ser configurado para executar instruções de programa legíveis por computador 1862 que estão armazenadas no meio legível por computador 1860 e são executáveis para fornecer a funcionalidade de um sistema 1800, tal como aqui descrito. O meio legível por computador 1850 pode incluir ou assumir a forma de um ou mais meios de armazenamento legíveis por computador não transitórios que podem ser lidos ou acessados pelo processador 1850, e podem incluir componentes de armazenamento voláteis e/ou não voláteis, como armazenamento de memória ou disco óptico, magnético, orgânico ou outro, que pode ser integrado na totalidade ou em parte com o processador 1850. O controlador 1830 pode ser configurado para operar um ou mais do detector 1812, a fonte de sinal 1814 e fonte de modulação 1816. Por exemplo, o controlador 1830 pode ativar o detector 1812, fonte de sinal 1814 e fonte de modulação 1816 durante cada um dos períodos de medição predefinidos.
[159] As instruções de programa 1862 armazenadas no meio legível por computador 1860 podem incluir instruções para executar ou facilitar algumas ou todas as funcionalidades do sistema aqui descrito. Por exemplo, na modalidade ilustrada, as instruções de programa 1862 podem incluir instruções para o controlador 1830 operar o detector 1812, fonte de sinal 1814 e fonte de modulação 1816. Instruções de programa 1862 podem ainda fazer o processador 1850 detectar o um ou mais analitos alvo por diferenciar o sinal de resposta de analito a partir do sinal de fundo com base, pelo menos em parte, em uma modulação aplicada pela fonte de modulação 1816. Em alguns casos, o processador pode ainda ser configurado para diferenciar o sinal de resposta de analito a partir do sinal de partícula não ligada. Além disso, o processador 1850 pode ser configurado para determinar a concentração de um determinado analito alvo no sangue a partir de, pelo menos em parte, o sinal de resposta de analito. Os dados de detecção e de concentração processados pelo processador podem ser comunicados ao paciente, por exemplo, através da interface de usuário 1870, transmitidos ao pessoal médico ou clínico, localmente armazenados ou transmitidos a um servidor remoto, nuvem, e/ou qualquer outro sistema onde os dados podem ser armazenados ou acessados em um momento posterior. As instruções de programa 1862 podem também incluir instruções para o funcionamento de uma interface de usuário 1870, por exemplo, instruções para a exibição de dados transmitidos a partir do dispositivo que pode ser vestido 1810 e analisados pelo processador 1850, ou para gerar uma ou mais indicações.
[160] A Figura 19 é um diagrama de blocos de um exemplo de método (1900) para modular um sinal de resposta. Partículas funcionalizadas são introduzidas em um organismo vivo, tal como, em um lúmen de vasculatura subsuperficial (1910). As partículas podem ser introduzidas no sangue ou algum outro fluido ou sistema corporal, incluindo o sistema linfático, o sistema digestivo, o sistema nervoso, etc. As partículas funcionalizadas também podem ser incorporadas no tecido da pele ou do corpo e podem ser configuradas para interagir com analitos alvos presentes na pele ou tecido. Introdução das partículas funcionalizadas para o corpo pode ser conseguida por qualquer um dos meios descritos acima, incluindo por via transdérmica, transmucosa, tópica, intravenosa, intramuscular, e por via oral. Por exemplo, as partículas funcionalizadas podem ser introduzidas no sangue através da utilização de uma cápsula ingerível concebida para fornecer partículas funcionalizadas na parede intestinal.
[161] As partículas funcionalizadas podem ser configuradas para interagir com um ou mais analitos alvo presentes no corpo, tais como aqueles presentes no sangue circulante em vasculatura subsuperficial. As partículas podem ter qualquer das formas ou ter qualquer uma das características, ou combinações das mesmas, descritas acima. Em geral, as partículas serão especialmente concebidas para interagir com um determinado tipo de analito alvo ou serem funcionalizadas com um receptor que possui uma afinidade específica para um analito alvo. Uma pluralidade de tipos de partículas funcionalizadas pode ser introduzida no corpo, cada tipo tendo uma afinidade para um analito alvo específico.
[162] De acordo com o método de exemplo (1900), o um ou mais analitos alvo podem ser detectados (1920) por, em um primeiro passo, detectar um sinal de resposta transmitido a partir do corpo, que inclui um sinal de fundo e um sinal de resposta de analito (1930). O sinal de resposta de analito é relacionado com a interação das partículas funcionalizadas com o um ou mais analitos alvo. Em alguns exemplos, o sinal de resposta é transmitido a partir da vasculatura subsuperficial. Tal como descrito acima, em alguns casos, um sinal de interrogação pode também ser dirigido para dentro do corpo. O sinal de resposta, em tais casos, pode ser gerado, pelo menos em parte, em resposta ao sinal de interrogação e, em seguida, pode ser detectado. Uma modulação, configurada para alterar o sinal de resposta de modo que o sinal de resposta de analito é afetado de forma diferente do que o sinal de fundo pode ser aplicado a uma parte do corpo (1940), tal como a vasculatura subsuperficial. O sinal de resposta de analito pode, então, ser diferenciado a partir do sinal de fundo (1950).
[163] O sinal de resposta pode ainda incluir um sinal de partícula não ligada relacionado com partículas funcionalizadas que não estão interagindo com o um ou mais analitos alvo. Em alguns exemplos, a modulação também pode ser configurada para alterar o sinal de resposta de modo que o sinal de resposta de analito é afetado de forma diferente do que o sinal de partícula não ligada e o sinal de fundo, permitindo assim o sinal de resposta de analito ser diferenciado a partir do sinal de partícula não ligada e o sinal de fundo.
[164] A modulação pode ser configurada para alterar o sinal de resposta por espacialmente modular as partículas funcionalizadas que estão interagindo com o um ou mais analitos alvo. Em outros exemplos, a modulação pode ser configurada para alterar o sinal de resposta por modulação de propriedades ópticas das referidas partículas funcionalizadas que estão interagindo com o um ou mais analitos alvo, incluindo sua fluorescência, luminescência ou quimioluminescência. Em outros exemplos, a modulação pode ser configurada para alterar o sinal de resposta magnética através das propriedades de modulação, elétricas, acústicas e/ou físicas dessas partículas funcionalizadas que estão interagindo com o um ou mais analitos alvo.
[165] As Figuras 20A-20E ilustram uma modalidade ilustrativa de um sistema 2000 para espacialmente modular um sinal de resposta. O sistema de exemplo 2000 inclui partículas funcionalizadas 2040 configuradas para interagir com um ou mais analitos alvos presentes no sangue ou outro fluido corporal, um ou mais detectores 2050 configurados para detectar um sinal de resposta 2052 transmitido a partir de uma parte do corpo, tais como a vasculatura subsuperficial 2030, e uma fonte de modulação 2070 configurada para modular o sinal de resposta 2052. As partículas funcionalizadas 2040 podem ser introduzidas no corpo, por exemplo, em um lúmen da vasculatura subsuperficial 2030 por um dos meios acima discutidos. Tal como ilustrado na Figura 20A, o detector (s) 2050 e a fonte (s) de campo magnético 2072 podem respectivamente ser fornecidos como uma matriz de elementos ligados entre si, a utilidade dos quais será descrita mais abaixo. Em alternativa, o detector (s) 2050 e a fonte (s) de campo magnético 2072 cada, podem ser fornecidos como elementos individuais.
[166] Semelhante ao sistema 1700 descrito acima, o sistema 2000 pode ser implementado com um dispositivo que pode ser vestido 2010, que pode incluir qualquer dispositivo que seja capaz de ser usado em, sobre ou na proximidade de uma superfície corporal, tal como um pulso, tornozelo, cintura, peito, ou outra parte do corpo. No exemplo mostrado na Figura 20A, que é uma vista de seção transversal lateral parcial de um pulso humano, o dispositivo que pode ser vestido 2010 pode ser fornecido como um dispositivo montado no pulso. A montagem 2020, como uma correia, pulseira, relógio de pulso, banda de tornozelo, cabeça, óculos, colar, brincos, etc, pode ser fornecida para montar ou estabilizar o dispositivo em, sobre ou na proximidade da superfície corporal. No presente exemplo, montagem 2020 é fornecida como correia ou banda de pulso para segurar o dispositivo 2010 em um pulso do usuário. Como descrito acima no que diz respeito ao sistema 1700, o sistema 2000 pode também incluir um processador (não mostrado) configurado para detectar não invasivamente a presença e/ou concentração de um ou mais analitos alvo.
[167] Ambas as partículas ligadas 2042 - aquelas partículas funcionalizadas interagindo com os analitos alvos - e partículas não ligadas, 2044 - aquelas partículas funcionalizadas não interagindo com os analitos alvos - podem estar presentes na vasculatura subsuperficial 2030 na área do dispositivo que pode ser vestido 2010. A fonte de modulação 2070 pode incluir qualquer meio para modular o sinal de resposta 2052, o qual pode incluir um sinal de resposta de analito 2054, um sinal de partícula não ligada 2056 e um sinal de fundo (não mostrado). Por exemplo, a fonte de modulação 2070 pode ser configurada para tanto modular o sinal de resposta de analito 2054 de forma diferente do que o sinal de partícula não ligada 2056, de tal modo que o sinal de resposta de analito pode ser diferenciado a partir do sinal de partícula não ligada, e para modular o sinal de resposta de analito 2054 a partir do fundo.
[168] Conforme mostrado nas Figuras 20B e 20C, a fonte de modulação 1770 pode ser configurada para alterar o sinal de resposta de analito 2054 e o sinal de partícula não ligada 2056 por espacialmente modular as partículas ligadas 2042 e as partículas não ligadas 2044 com uma máscara 2076 tendo um arranjo espacial. A fonte de modulação 2070 pode incluir partículas magnéticas 2074, introduzidas na vasculatura subsuperficial 2030, e uma ou mais fontes de campo magnético 2072, suficientes para distribuir partículas magnéticas 2074 em um arranjo espacial em um lúmen da vasculatura subsuperficial 2030. A fonte de campo magnético (s) 2072 pode incluir, por exemplo, uma matriz de ímãs permanentes, materiais de concentração de campo e materiais de blindagem, ou materiais de película fina.
[169] Em um exemplo, as partículas magnéticas 2074 podem ser manipuladas de modo a formar uma máscara 2076, como mostrado na Figura 20B, em uma superfície interior do lúmen da vasculatura subsuperficial 2030, para modulação espacial do sinal de resposta 2052. Como mostrado na Figura 20C, quando a fonte (s) de campo magnético 2072 é ativa, as partículas magnéticas 2074 podem agregar nas áreas do campo magnético concentrado (s) em uma superfície interior do lúmen da vasculatura subsuperficial 2030 fechada para o detector (s) 2050. Por conseguinte, a forma da máscara pode ser determinada com base na forma espacial e distribuição dos campos magnéticos criados pela fonte (s) de campo magnético 2072. Por exemplo, a máscara 2076 pode estar na forma de várias barras orientadas essencialmente perpendiculares ao fluxo de fluido no recipiente (F) e formadas por uma série de fontes de campo magnético 2072 de forma semelhante. Em alguns exemplos, as barras da máscara 2076 podem ser espaçadas até aproximadamente 1 milímetro de distância.
[170] Conforme mostrado na Figura 20C, a máscara 2076 age para bloquear ou de outro modo diminuir o sinal de resposta 2052 de alcançar o detector (s) 2050 na área em que se forma. Quando as partículas ligadas de analito 2042, partículas não ligadas 2044, e todos os outros materiais (que podem criar um sinal de fundo) passam através da vasculatura 2030 sobre a máscara, a intensidade do sinal de resposta 2052 será essencialmente “intermitente” ou pulso. Em funcionamento, diferentes materiais que passam através da vasculatura irão ser de diferentes tamanhos e formas e, portanto, vão passar através da vasculatura 2030 em velocidades diferentes. Por exemplo, as partículas ligadas 2042 irão, em teoria, ser maiores e mais pesadas do que as partículas não ligadas 2044. De acordo com isto, as partículas ligadas 2042 vão passar através da máscara 2076 em uma velocidade mais lenta do que as partículas não ligadas 2044 e, por conseguinte, o sinal de resposta de analito 2054 irá ser “intermitente” com uma frequência menor do que o sinal de partícula não ligada 2056, proporcionando um nível de distinção. Além disso, o sinal de partícula ligada 2054 irá ser “intermitente” em uma frequência diferente do que o sinal de fundo.
[171] Este conceito é também ilustrado nas Figuras 21A e 21B, com uma única partícula ligada de analito 2042 que passa através da vasculatura na direção do fluxo de sangue (F). Movendo da esquerda para a direita na direção do fluxo de sangue (F), o sinal de resposta de analito 2054 será inicialmente detectado por um primeiro elemento do detector 2050. Dependendo do tipo de partícula 2040, o analito alvo, e o tipo de interação ou associação entre o analito alvo e a partícula 2040, o sinal de resposta de analito 2054 pode ser de vários tipos diferentes. Por exemplo, em modalidades em que a partícula 2040 inclui um fluoróforo, ou a interação entre a partícula e o analito alvo gera uma fluorescência, o sinal de resposta de analito 2054 pode ser um sinal óptico. À medida que partícula ligada 2042 processa (como mostrado em linhas tracejadas), o sinal de resposta de analito 2054 vai, em seguida, ser bloqueado ou reduzido pelas partículas magnéticas 2074 formando a máscara 2076 na vasculatura, em que pouco ou nenhum sinal de resposta de analito 2054 irá alcançar o detector 2050. Assim, como a partícula ligada 2042 continua através da vasculatura, passando sobre cada segmento da máscara 2076, o sinal de resposta de analito 2054 irá ser periodicamente bloqueado ou diminuído, o que pode ser observado como uma “intermitência” do sinal. Outras forças tais como forças magnéticas ou acústicas, podem ser utilizadas para influenciar o movimento das partículas através da área de máscara, desse modo, distinguindo ainda entre as partículas com diferentes propriedades hidrodinâmicas do fluxo sanguíneo (por exemplo, grandes versus pequeno, ligado versus não ligado, formas, flutuação e semelhantes).
[172] A Figura 21B é uma representação gráfica da intensidade de sinal de resposta de analito 2054 (i) em função do tempo (t). Esta Figura ilustra o sinal “intermitente” o qual pode ser detectado pelo detector 2054. Em funcionamento, diferentes itens presentes na vasculatura, ou seja, as partículas não ligadas, as células 2044, outras moléculas, vão ser “intermitentes” em uma frequência diferente, produzindo um sinal diferente, tendo um período diferente. Para este fim, as partículas ligadas 2042 podem ser diferenciadas de outros objetos presentes no sangue.
[173] Em modalidades mostradas nas Figuras 20A-20C e 21A-21B, uma máscara 2076 é formada no interior de um vaso 2030 por manipulação de partículas magnéticas 2074, introduzidas na vasculatura subsuperficial, com uma fonte de campo magnético exterior 2072. Por formar a máscara no interior do vaso, dispersão provocada por tecido interveniente, o que poderia de outro modo ocorrer se a máscara fosse colocada exterior ao corpo, pode ser reduzida. Perturbação mecânica periódica (por exemplo, acústica) pode “afinar” as bandas da máscara pela adição de energia para reduzir agregação não específica das partículas magnéticas.
[174] A Figura 22 é um fluxograma de um método exemplar 2200 para detecção de analito por espacialmente modular sinais de resposta com uma máscara aplicada internamente. Em um primeiro passo, as partículas funcionalizadas são introduzidas em um lúmen de vasculatura subsuperficial (2210). As partículas funcionalizadas podem ser configuradas para interagir com um ou mais analitos alvo presentes no sangue (ou outro fluido corporal) que circulam na vasculatura subsuperficial (ou outro sistema de corpo). Partículas magnéticas também podem ser introduzidas na vasculatura subsuperficial (2220) e um campo magnético, suficiente para distribuir partículas magnéticas em um arranjo espacial em um lúmen da vasculatura subsuperficial, podem ser aplicados (2230). Um sinal de resposta, incluindo um sinal de fundo e um sinal de resposta de analito, transmitido a partir da vasculatura subsuperficial é detectado (2240). O sinal de resposta de analito é relacionado com a interação das partículas funcionalizadas com o um ou mais analitos alvo e pode ser modulado com relação ao sinal de fundo devido, pelo menos em parte, ao arranjo espacial das partículas magnéticas. O um ou mais analitos alvo podem ser detectados por diferenciar o sinal de resposta de analito a partir do sinal de fundo devido, pelo menos em parte, à modulação do sinal de resposta de analito (2250).
[175] O sinal de resposta pode ainda incluir um sinal de partícula não ligada relacionado com partículas funcionalizadas que não estão interagindo com o um ou mais analitos alvo. O um ou mais analitos alvo podem ser detectados não invasivamente através da diferenciação do sinal de resposta de analito a partir do sinal de fundo e o sinal de partícula não ligada, devido, pelo menos em parte, à modulação do sinal de resposta de analito. O sinal de resposta de analito é modulado de forma diferente do que o sinal de fundo, em alguns casos, devido, pelo menos em parte, à velocidade das partículas funcionalizadas no sangue que circula na vasculatura subsuperficial. O sinal de resposta de analito também pode ser modulado de forma diferente do que o sinal de partícula não ligada, em alguns casos, devido, pelo menos em parte, a uma diferença na velocidade das partículas funcionalizadas no sangue que circula na vasculatura subsuperficial e a velocidade das partículas funcionalizadas não ligadas.
[176] Em outro exemplo de sistema 2300, mostrado nas Figuras 23A e 23B, a fonte de modulação 2370 pode empregar uma máscara de bloqueio ou diminuição de sinal 2476 colocada externamente à vasculatura subsuperficial 2330. A máscara 2476 pode ser posicionada em qualquer lugar entre a vasculatura subsuperficial 2330 ou outro sistema de corpo ou tecido no qual as partículas funcionalizadas 2340 foram introduzidas e um detector 2350, por exemplo, contra uma superfície exterior do corpo, embutido na pele ou outro tecido, ou aplicado diretamente à superfície do detector 2350. Detector 2350 pode ser fornecido como parte de um dispositivo que pode ser vestido 2310, que pode incluir uma montagem 2330, tal como uma correia para prender o dispositivo 2310 contra uma superfície corporal, tal como um pulso. Semelhante à máscara 2076 utilizada no sistema 2000, tal como mostrado na Figura 20B, a máscara 2476 pode ser configurada para alterar o sinal de resposta de analito 2354 e o sinal de partícula não ligada 2356 por espacialmente modular as partículas ligadas 2342 e as partículas não ligadas 2344 com uma máscara 2476 tendo um arranjo espacial. Por exemplo, a máscara 2476 pode ter a forma de várias barras orientadas essencialmente perpendiculares ao fluxo de fluido no recipiente (F) que são espaçados até aproximadamente 1 milímetro de distância.
[177] Conforme mostrado na Figura 23B, a máscara exterior 2476 pode proibir ou diminuir o sinal de resposta de analito 2354, o sinal de partícula não ligada 2356 e qualquer sinal de fundo (não mostrado) de chegar ao detector 2350. Similar para a discussão fornecida acima com respeito ao sistema 2000, o arranjo espacial da máscara 2476 age para modular o sinal de resposta de analito 2354 em relação ao sinal de fundo e/ou o sinal de partícula não ligada 2356. Porque as partículas ligadas, 2342 terão diferentes propriedades hidrodinâmicas do que as partículas não ligadas 2344 e esses objetos que produzem o sinal de fundo, o sinal de partícula ligada 2354 irá ser modulado de forma diferente do que o sinal de partícula não ligada 2356 e/ou o sinal de fundo. O um ou mais analitos alvo podem ser detectados por diferenciar o sinal de resposta de analito 2354 a partir do sinal de fundo devido, pelo menos em parte, à modulação do sinal de resposta de analito 2354 pela máscara 2376.
[178] Em outro exemplo ilustrado nas Figuras 24A e 24B, as partículas funcionalizadas 2440 de sistema 2400 podem ser magnéticas. Como descrito acima, as partículas magnéticas funcionalizadas 2440 podem ser formadas de um material magnético (isto é, um material que responde a um campo magnético) ou podem ser funcionalizadas com um material magnético. A fonte de modulação 2470 pode empregar uma máscara de bloqueio ou diminuição de sinal 2476 colocada externamente à vasculatura subsuperficial 2430 e pode incluir uma fonte de campo magnético exterior 2472. A fonte de campo magnético exterior 2472 pode ser posicionada em um dispositivo que pode ser vestido 2410, tal como um dispositivo montável no pulso, tendo uma montagem 2420 para fixar o dispositivo contra uma superfície corporal, juntamente com um detector 2450. Em operação, um campo magnético pode ser aplicado pela fonte de campo magnético 2472 para a vasculatura subsuperficial 2430 suficiente para atrair as partículas magnéticas funcionalizadas em direção à superfície do lúmen de vasculatura subsuperficial 2430 mais próxima da máscara, como se mostra na Figura 24B.
[179] Em comparação com a utilização de uma máscara exterior, por usar uma máscara interior, o sinal de resposta pode ser modulado em um local que tem menos meio de dispersão de dispersão entre a fonte (isto é, as partículas funcionalizadas) e o ponto de modulação (isto é, a máscara). Com uma máscara interior, a luz não modulada é dispersa pelo sangue, mas não pela parede vascular e pele. Como se mostra nas Figuras 20A-20C, a luz que viaja a partir de partículas 2040, tanto ligadas 2042 e não ligadas 2044, para o detector 2050 é espacialmente dispersa pelo tecido dispersivo (sangue, veia, pele) que está presente entre a partícula e o detector, o que pode reduzir a relação de sinal para ruído. Com uma máscara exterior, como mostrado nas Figuras 23A e 23B, tanto a luz não modulada e a luz modulada podem ser dispersas pelo sangue, parede vascular e pele. Este espalhamento pode ser atenuado, como mostrado na Figura 24B, por mover as partículas em direção à superfície mais superficial da veia (por exemplo, mais perto do detector 2450), como descrito em relação ao sistema 2400, a fim de eliminar a maior parte da dispersão a partir de sangue, que é um contribuinte maior à dispersão do que o tecido. Forças acústicas, magnéticas ou outras podem ser usadas para mover as partículas em direção à parede mais superficial da vasculatura.
[180] Como uma alternativa à utilização de uma máscara física (interior ou exterior), modulação espacial pode ser conseguida com iluminação estruturada ou detecção estruturada. No caso de iluminação estruturada, faixas ou pontos de luz gerados com fontes de luz espaçadas (LED ou diodos laser, por exemplo) ou linhas de luz escaneadas ou padrões de luz projetados, combinados com detecção ampla podem atingir modulação espacial do sinal de resposta de partícula. Com uma técnica de detecção estruturada, uma fonte de iluminação ampla é utilizada em combinação com linha espacialmente separada ou detectores pontuais, ou uma matriz de detector de pixels. Podem também ser utilizadas combinações de todas as técnicas acima.
[181] Em uma outra modalidade mostrada nas Figuras 25A e 25B, o sistema 2500 pode empregar partículas magnéticas funcionalizadas 2540 e uma fonte de modulação 2570 tendo uma máscara de bloqueio ou diminuição de sinal 2576 colocada externamente para a vasculatura subsuperficial 2530, semelhante ao sistema 2400. A fonte de campo magnético 2572, neste exemplo, pode ser posicionada em um dispositivo que pode ser vestido 2510, tal como um dispositivo montável no pulso, tendo uma montagem 2520 para fixar o dispositivo contra uma superfície corporal, a montante a partir do detector 2550, em um ponto A. Utilizando um campo magnético exterior gerado por fonte de campo magnético 2572, as partículas funcionalizadas 2540 podem ser retidas contra a parede superior da veia por uma certa quantidade de tempo em um ponto A e, em seguida, liberadas de volta para o fluxo sanguíneo. O sinal de resposta a partir das partículas, incluindo o sinal de resposta de analito 2554, o sinal de partícula não ligada 2556 e o sinal de fundo (não mostrado), pode ser detectado a uma curta distância a jusante do seu ponto de liberação (de modo que ainda esteja perto da parede de veia, mas ganhou velocidade no fluxo de sangue) em um ponto B. O sinal de resposta pode ser modulado espacialmente pela máscara 2576, que pode atuar para distinguir as partículas ligadas, 2542 e partículas não ligadas 2544, tendo diferentes propriedades hidrodinâmicas, na base de velocidade. Após a fonte de campo magnético 2572 ser desativada e as partículas serem liberadas, a velocidade resultante das partículas ligadas 2542 vai ser diferente, e, portanto, detectável, sobre a velocidade das partículas não ligadas, 2544 e outros objetos no sangue.
[182] A Figura 26 é um fluxograma de um método exemplar 2600 para detecção de analito espacialmente por modulação de um sinal de resposta com um campo magnético aplicado externamente. Partículas magnéticas funcionalizadas configuradas para interagir com um ou mais analitos alvo presentes no sangue circulando na vasculatura subsuperficial são introduzidas em um lúmen de vasculatura subsuperficial (2610). Uma máscara, tendo um arranjo espacial, é aplicada externamente à vasculatura subsuperficial (2620). Um campo magnético suficiente para atrair as partículas magnéticas funcionalizadas na direção de uma superfície do lúmen de vasculatura subsuperficial mais próxima da máscara é aplicado (2630). Um sinal de resposta, incluindo um sinal de fundo e um sinal de resposta de analito, transmitido a partir da vasculatura subsuperficial pode ser detectado (2640). O sinal de resposta de analito é relacionado com a interação das partículas magnéticas funcionalizadas com o um ou mais analitos alvo e é modulado com relação ao sinal de fundo devido, pelo menos em parte, ao arranjo espacial da máscara. O um ou mais analitos alvo podem ser detectados não invasivamente através da diferenciação do sinal de resposta de analito a partir do sinal de fundo devido, pelo menos em parte, à modulação do sinal de resposta de analito (2650). Em alguns exemplos, um sinal de interrogação pode ser também dirigido para a vasculatura subsuperficial e um sinal de resposta transmitido a partir da vasculatura subsuperficial em resposta ao sinal de interrogação podem ser detectados.
[183] O sinal de resposta pode ainda incluir um sinal de partícula não ligada relacionado com partículas funcionalizadas que não estão interagindo com o um ou mais analitos alvo. Os analitos alvo podem ser detectados por diferenciar o sinal de resposta de analito a partir do sinal de fundo e o sinal de partícula não ligada, devido, pelo menos em parte, à modulação do sinal de resposta de analito. O sinal de resposta de analito pode ser modulado de forma diferente do que o sinal de fundo. Adicionalmente ou alternativamente, o sinal de resposta de analito pode ser modulado de forma diferente do que o sinal de partícula não ligada.
[184] Em outros métodos exemplares, o campo magnético pode ser aplicado em uma primeira localização no que se refere à vasculatura subsuperficial e a máscara pode ser aplicada em uma segunda localização no que se refere à vasculatura subsuperficial. A segunda localização pode ser a jusante da primeira localização na direção do fluxo de sangue que circula na vasculatura subsuperficial. Em tais métodos, o campo magnético pode ser posteriormente desativado e um sinal de resposta transmitido a partir da vasculatura subsuperficial pode ser detectado na segunda localização.
[185] Onde modalidades de exemplo envolvem informações relacionadas com uma pessoa ou um dispositivo de uma pessoa, algumas modalidades podem incluir controles de privacidade. Tais controles de privacidade podem incluir pelo menos tornar anônimos os identificadores de dispositivos, transparência e controles de usuário, incluir funcionalidades que iriam permitir os usuários modificarem ou apagarem as informações relativas ao uso do usuário de um produto.
[186] Além disso, em situações em que modalidades aqui discutidas coletam informações pessoais sobre os usuários, ou podem fazer uso de informações pessoais, os usuários podem ser fornecidos com uma oportunidade de controlar se os programas ou recursos coletam informações do usuário (por exemplo, informações sobre um histórico médico do usuário, rede social, ações ou atividades sociais, profissão, preferências do usuário, ou localização atual do usuário), ou controlar se e/ou como receber conteúdo do servidor de conteúdo que pode ser mais relevante para o usuário. Além disso, certos dados podem ser tratados em uma ou mais formas antes de serem armazenados ou usados, para que as informações de identificação pessoal sejam removidas. Por exemplo, a identidade de um usuário pode ser tratada de modo que nenhuma informação de identificação pessoal possa ser determinada para o usuário, ou localização geográfica de um usuário possa ser generalizada onde informação de localização é obtida (como uma cidade, CEP, ou nível estadual), de modo que não pode ser determinado um determinado local de um usuário. Assim, o usuário pode ter controle sobre como a informação é coletada sobre o usuário e utilizada por um servidor de conteúdo.
[187] Embora vários aspectos e modalidades tenham sido aqui divulgados, outros aspectos e modalidades serão evidentes para os peritos na arte. Os vários aspectos e modalidades aqui descritos são apenas para fins de ilustração e não se destinam a ser limitativos, sendo o verdadeiro âmbito indicado pelas seguintes reivindicações.
Claims (20)
1. Método, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende: aplicar um campo magnético suficiente para distribuir partículas magnéticas (2074) presentes em um corpo em uma máscara tendo um arranjo espacial em um lúmen de vasculatura subsuperficial (2030); detectar um sinal de resposta (2052) transmitido a partir da vasculatura subsuperficial (2030), em que o sinal de resposta (2052) inclui um sinal de fundo e um sinal de resposta de analito (2054) indicativo de interação de partículas funcionalizadas (2040) presentes no corpo com o um ou mais analitos alvo, em que o arranjo espacial da máscara formada pelas partículas magnéticas (2074) modula o sinal de resposta de analito (2054) com relação ao sinal de fundo à medida que as partículas funcionalizadas (2040) no corpo fluem pelo arranjo espacial da máscara, de modo que um período do sinal de resposta de analito não modulado seja diferente de um período do sinal de resposta de analito modulado (2054) conforme detectado, e de modo que um período do sinal de resposta de analito modulado conforme detectado seja diferente de um período do sinal de fundo conforme detectado; e detectar não invasivamente o um ou mais analitos alvo por diferenciar o sinal de resposta de analito (2054) a partir do sinal de fundo devido, pelo menos em parte, à modulação do sinal de resposta de analito (2054).
2. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende ainda introduzir partículas funcionalizadas (2040) na vasculatura subsuperficial, em que as partículas funcionalizadas (2040) interagem com um ou mais analitos alvo presentes no sangue circulando na vasculatura subsuperficial.
3. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende ainda introduzir partículas magnéticas (2074) na a vasculatura subsuperficial.
4. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o sinal de resposta (2052) inclui ainda um sinal de partícula não ligada indicativo de partículas funcionalizadas que não estão interagindo com o um ou mais analitos alvo.
5. Método, de acordo com a reivindicação 4, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende ainda detectar não invasivamente o um ou mais analitos alvo por diferenciar o sinal de resposta de analito a partir do sinal de fundo e o sinal de partícula não ligada, devido, pelo menos em parte, à modulação do sinal de resposta de analito.
6. Método, de acordo com a reivindicação 5, CARACTERI ZADO pelo fato de que o sinal de resposta de analito é modulado de forma diferente do que o sinal de fundo.
7. Método, de acordo com a reivindicação 6, CARACTERI ZADO pelo fato de que o sinal de resposta de analito (2052) é modulado de forma diferente do que o sinal de fundo devido, pelo menos em parte, à velocidade das partículas funcionalizadas no sangue circulando na vasculatura subsuperficial.
8. Método, de acordo com a reivindicação 5, CARACTERI ZADO pelo fato de que o sinal de resposta de analito (2052) é modulado de forma diferente do que o sinal de partícula não ligada.
9. Método, de acordo com a reivindicação 8, CARACTERIZADO pelo fato de que o sinal de resposta de analito (2052) é modulado de forma diferente do que o sinal de partícula não ligada, devido, pelo menos em parte, a uma diferença na velocidade das partículas funcionalizadas (2040) no sangue circulando na vasculatura subsuperficial que estão interagindo com o um ou mais analitos alvo e a velocidade das partículas funcionalizadas (2040) no sangue circulando na vasculatura subsuperficial que não estão interagindo com o um ou mais analitos alvo.
10. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende ainda: dirigir um sinal de interrogação na a vasculatura subsuperficial; e detectar um sinal de resposta transmitido a partir da vasculatura subsuperficial em resposta ao sinal de interrogação.
11. Método, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende: aplicar uma máscara (2475, 2576) tendo um arranjo espacial, externamente, a uma porção de vasculatura subsuperficial (2430, 2530) em um corpo, em que a máscara (2475, 2576) é posicionada entre a vasculatura subsuperficial (2430, 2530) e um detector (2450, 2550); aplicar um campo magnético suficiente para atrair as partículas magnéticas funcionalizadas (2440, 2540) presentes no corpo na direção de uma superfície de um lúmen de vasculatura subsuperficial (2430, 2530) mais próxima da máscara (2475, 2576); detectar, com o detector (2450, 2500) um sinal de resposta transmitido a partir da vasculatura subsuperficial (2430, 2530), em que o sinal de resposta inclui um sinal de fundo e um sinal de resposta de analito (2454, 2554) indicativo de interação das partículas magnéticas funcionalizadas (2440, 2540) com o um ou mais analitos alvo, em que o arranjo espacial da máscara (2476, 2576) formado pelas partículas magnéticas modula o sinal de resposta de analito (2454, 2554) com relação ao sinal de fundo à medida que as partículas funcionalizadas (2440, 2540) no corpo fluem pelo o arranjo espacial da máscara (2476, 2576), de modo que um período do sinal de resposta de analito não modulado seja diferente de um período do sinal de resposta de analito modulado (2454, 2554) conforme detectado, e de modo que um período do sinal de resposta de analito modulado (2454, 2554) conforme detectado seja diferente de um período do sinal de fundo conforme detectado; e detectar não invasivamente o um ou mais analitos alvo por diferenciar o sinal de resposta de analito (2454, 2554) a partir do sinal de fundo devido, pelo menos em parte, à modulação do sinal de resposta de analito (2454, 2554).
12. Método, de acordo com a reivindicação 11, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende ainda introduzir partículas magnéticas funcionalizadas (2040, 2440, 2540) na vasculatura subsuperficial (2030, 2430, 2530), em que as partículas funcionalizadas (2040, 2440, 2540) interagem com um ou mais analitos alvo presentes no sangue circulando na vasculatura subsuperficial (2030, 2430, 2530).
13. Método, de acordo com a reivindicação 11, CARACTERIZADO pelo fato de que o sinal de resposta (2052) inclui ainda um sinal de partícula não ligada (2056, 2456, 2556) indicativo de partículas funcionalizadas (2040, 2440, 2540) que não estão interagindo com o um ou mais analitos alvo.
14. Método, de acordo com a reivindicação 13, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende ainda detectar não invasivamente o um ou mais analitos alvo por diferenciar o sinal de resposta de analito (2054, 2454, 2554) a partir do sinal de fundo e o sinal de partícula não ligada (2056, 2456, 2556), devido, pelo menos em parte, à modulação do sinal de resposta de analito (2054, 2454, 2554).
15. Método, de acordo com a reivindicação 11, CARACTERI ZADO pelo fato de que o sinal de resposta de analito (2054, 2454, 2554) é modulado de forma diferente do que o sinal de fundo.
16. Método, de acordo com a reivindicação 11, CARACTERI ZADO pelo fato de que o sinal de resposta de analito (2054, 2454, 2554) é modulado de forma diferente do que o sinal de partícula não ligada (2056, 2456, 2556).
17. Método, de acordo com a reivindicação 11, CARACTERIZADO pelo fato de que o campo magnético é aplicado em uma primeira localização no que se refere à vasculatura subsuperficial (2530) e em que a máscara (2576) é aplicada a uma segunda localização em relação à vasculatura subsuperficial (2530), sendo a referida segunda localização a jusante da primeira localização na direção do fluxo de sangue circulando na vasculatura subsuperficial (2530).
18. Método, de acordo com a reivindicação 17, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende ainda: desativar o campo magnético; e detectar um sinal de resposta transmitido a partir da vasculatura subsuperficial (2530) na segunda localização.
19. Método, de acordo com a reivindicação 11, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende ainda: dirigir um sinal de interrogação para a vasculatura subsuperficial (2030, 2430, 2530); e detectar um sinal de resposta transmitido a partir da vasculatura subsuperficial (2030, 2430, 2530) em resposta ao sinal de interrogação.
20. Dispositivo compreendendo: um detector (2050) que pode detectar um sinal de resposta de analito (2054) transmitido a partir de um corpo, em que o sinal de resposta de analito (2054) é indicativo da interação do um ou mais analitos alvo com partículas funcionalizadas (2040) presentes no corpo; CARACTERIZADO pelo fato de que compreende adicionalmente: uma fonte de modulação (2070) compreendendo uma fonte de campo magnético (2072) que aplica um campo magnético suficiente para distribuir partículas magnéticas presentes no corpo em uma máscara tendo um arranjo espacial em um lúmen de vasculatura subsuperficial, em que o arranjo espacial da máscara formada pelas partículas magnéticas modula o sinal de resposta de analito (2054) em relação a um sinal de fundo, de modo que um período do sinal de resposta de analito (2054) não modulado seja diferente de um período do sinal de resposta de analito modulado conforme detectado, e de modo que um período do sinal de resposta de analito (2054) modulado, conforme detectado pelo detector, seja diferente de um período do sinal de fundo conforme detectado; e um processador que pode detectar não invasivamente o um ou mais analitos alvo por diferenciar o sinal de resposta de analito (2054) a partir do sinal de fundo, pelo menos em parte, com base na modulação.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| B06U | Preliminary requirement: requests with searches performed by other patent offices: procedure suspended [chapter 6.21 patent gazette] | ||
| B09A | Decision: intention to grant [chapter 9.1 patent gazette] | ||
| B16A | Patent or certificate of addition of invention granted [chapter 16.1 patent gazette] |
Free format text: PRAZO DE VALIDADE: 20 (VINTE) ANOS CONTADOS A PARTIR DE 22/10/2014, OBSERVADAS AS CONDICOES LEGAIS. |
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| B21F | Lapse acc. art. 78, item iv - on non-payment of the annual fees in time |
Free format text: REFERENTE A 9A ANUIDADE. |
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| B24J | Lapse because of non-payment of annual fees (definitively: art 78 iv lpi, resolution 113/2013 art. 12) |
Free format text: EM VIRTUDE DA EXTINCAO PUBLICADA NA RPI 2745 DE 15-08-2023 E CONSIDERANDO AUSENCIA DE MANIFESTACAO DENTRO DOS PRAZOS LEGAIS, INFORMO QUE CABE SER MANTIDA A EXTINCAO DA PATENTE E SEUS CERTIFICADOS, CONFORME O DISPOSTO NO ARTIGO 12, DA RESOLUCAO 113/2013. |