專利名稱:集成的健康數(shù)據(jù)采集和分析系統(tǒng)的制作方法
集成的健康數(shù)據(jù)采集和分析系統(tǒng)交叉參考本申請要求2009年10月19日提交的美國臨時申請?zhí)?1/253,015的權益,該臨時申請全文并入本文作為參考。
背景技術:
能夠在大片地區(qū)(例如一塊大陸或整個世界)傳播的傳染病的流行,可對社會造成巨大的損失。此類發(fā)病包括流感、天花、結核、人免疫缺陷病毒(HIV)和嚴重急性呼吸系統(tǒng)綜合征(SARS)的大流行。世界銀行在2008年估算,流感大流行可能造成3萬億美元的損失,而且導致世界國內生產總值(⑶P)下降差不多5%。世界銀行進一步估計,在嚴重的大流行中全世界可能有超過7千萬人死亡。另外有人估計,流感大流行可能引起美國的經濟衰退,近期該國至少損失5000億到6750億美元。在2003年,SARS破壞了亞太地區(qū)的旅 行、貿易和工作場所,使該地區(qū)損失約400億美元。SARS大流行持續(xù)了六個月,在25個國家中導致8,000名感染者中至少有1000人死亡。加拿大的多倫多市關閉了航空交通數(shù)星期,并遭受重大財政損失。在2009年,春季流感季造成了數(shù)十億美元的損失,雖然它僅持續(xù)了數(shù)周。2009-2010年冬季流感季預計從八月下旬開始,而且可能持續(xù)到2010年四月。即使可得到有效的疫苗,它們的供給預期也是有限的,而且預期它們不能中止流感數(shù)個月。如果通過主動篩查使得可以施用有效抗病毒劑和小范圍定向檢疫,從而能夠控制流感,那么經濟損失可以被降到最低。因“回避行為”造成的經濟損失甚至比治療流感受害者的花費更大。這種損失包括減少航空旅行,回避去傳染目的地旅行,和減少服務消費例如公共交通、外出就餐、購物等。據(jù)世界銀行估計,如果流感流行接近于類似1918-1919年流感的2. 5%死亡率,回避行為給一個地區(qū)帶來的損失將會五倍于因死亡或缺勤導致的損失。發(fā)明概述對用于在傳染病例如流感發(fā)生時緩解其傳播的基礎設施,存在迫切的需求。本發(fā)明通過一種提供實時采樣、建模、分析和/或推薦干預的集成系統(tǒng)滿足了這一需求。該系統(tǒng)可以通過在高危地點例如學?;驌頂D的商業(yè)區(qū)主動采樣來識別爆發(fā)中的活動性病例,而且可以允許采樣并檢疫周圍病例,以幫助撲滅爆發(fā)。該系統(tǒng)也可以建議適當?shù)膽獙?,以對稀缺資源進行部署,并預測這樣的緩解在降低死亡率和發(fā)病率和經濟影響方面的影響。此外,本發(fā)明的系統(tǒng)可以幫助政府提供準確的更可靠及時的信息,該信息可以減少不必要的回避行為并節(jié)省數(shù)十億美元。一方面,本發(fā)明提供用于對疾病在群體內的發(fā)展進行建模的系統(tǒng),其包含靜態(tài)數(shù)據(jù)庫組件,包含與疾病和/或群體相關的靜態(tài)數(shù)據(jù);動態(tài)數(shù)據(jù)庫組件,包含關于群體和獨立個體的動態(tài)數(shù)據(jù);和計算機建模組件,其被配置以將靜態(tài)數(shù)據(jù)庫組件和動態(tài)數(shù)據(jù)庫組件中的數(shù)據(jù)建模,從而將群體內的疾病建模。該疾病可以是傳染病或慢性疾病。在一些實施方案中,傳染病源或其分析物包括腺病毒、百日咳桿菌(Bordellapertussis)、肺炎衣原體(Chlamydia pneumoiea)、沙眼衣原體(Chlamydia trachomatis)、霍亂毒素、霍亂毒素β、空腸彎曲菌(Campylobacter jejuni)、巨細胞病毒、白喉毒素、EB病毒NA、EB病毒EA、EB病毒VCA、幽門螺桿菌(Helicobacter Pylori)、乙型肝炎病毒(HBV)核心、乙型肝炎病毒(HBV)包膜、乙型肝炎病毒(HBV)表面(Ay)、丙型肝炎病毒(HCV)核心、丙型肝炎病毒(HCV)NS3、丙型肝炎病毒(HCV)NS4、丙型肝炎病毒(HCV)NS5、甲型肝炎、丁型肝炎、戊型肝炎病毒(HEV)orf2 3KD、戊型肝炎病毒(HEV)orf2 6KD、戊型肝炎病毒(HEV)orf3 3KD、人免疫缺陷病毒(HIV)_1ρ24、人免疫缺陷病毒(HIV)_lgp41、人免疫缺陷病毒(HIV)-Igp 120、人乳頭瘤病毒(HPV)、單純皰疹病毒HSV-1/2、單純皰疹病毒HSV-lgD、單純皰疹病毒HSV-2gG、人T細胞白血病病毒(HTLV)-1/2、流感病毒A、流感病毒A H3N2、流感病毒B、杜氏利什曼原蟲(Leishmania donovani)、萊姆病、流行性腿腺炎、肺炎支原體(M. pneumoniae)、結核分枝桿菌(M. tuberculosis)、副流感 病毒I、副流感病毒2、副流感病毒3、脊髓灰質炎病毒、呼吸道合胞病毒(RSV)、風疹、麻疹、鏈球菌溶血素O、破傷風毒素、梅毒螺旋體(T. pallidum) 15kd、梅毒螺旋體p47、克氏錐蟲(T. cruzi)、弓形體或水痘帶狀皰疫病毒(Varicella Zoster)。在其它實施方案中,疾病是傳染病,包括微生物體(microrganism)、微生物(microbe)、病毒、細菌、古細菌(archaeum)、原生動物(protozoan)、原生生物(protist)、真菌或微生植物。病毒可以包括流感或HIV。細菌可以包括結核分枝桿菌(mycobacteriumtuberculosis)。原生動物可以包括痕疾。在又一些其它的實施方案中,疾病是慢性疾病或狀況,包括糖尿病、前驅糖尿病、胰島素抗性、代謝失調、肥胖或心血管疾病。本發(fā)明的靜態(tài)數(shù)據(jù)庫組件可以包括關于群體中的個體的信息。關于群體中的個體的信息可以包括年齡、種族、性別、地點、遺傳因素、單核苷酸多態(tài)性(SNP)、家族史、病史或治療史中的一個或多個。靜態(tài)數(shù)據(jù)庫組件也可以包含關于疾病的信息。關于疾病的信息可以包括毒力、接觸傳染性、傳播方式、治療可用性、疫苗可用性、死亡率、康復時間、治療成本、傳染性、傳播率、突變率和既往爆發(fā)中的一個或多個。在一些實施方案中,動態(tài)數(shù)據(jù)庫組件中的數(shù)據(jù)是實時更新的。在一些實施方案中,動態(tài)數(shù)據(jù)庫組件中的數(shù)據(jù)包含群體中的個體的疾病狀態(tài)的指征。個體疾病狀態(tài)的指征可以通過測定生物標記、生理學參數(shù)或其組合來檢測。當通過本發(fā)明監(jiān)控的疾病是流感時,生物標記可以包括血凝素和/或神經氨酸酶。血凝素可以選自 H1、H2、H3、H4、H5、H6、H7、H8、H9、H10、H11、H12、H13、H14、H15 和 H16,而神經氨酸酶可以選自附、吧、吧、財和陽。在一些實施方案中,血凝素包括Hl而神經氨酸酶包括NI。在一些實施方案中,血凝素包括H5而神經氨酸酶包括NI。本發(fā)明測定的生物標記可以是宿主抗體。例如,生物標記可以是針對疾病標記的IgM抗體、IgG抗體或IgA抗體。在一些實施方案中,生物標記包括炎癥標記。此類炎癥標記可以是細胞因子或C-反應蛋白。炎癥標記也可以是IL-I 0、IL-6、IL-8、IL-10或TNFa。在一些實施方案中,在來自個體的體液樣品中測定生物標記。示例性的體液包括但不限于血液、血漿、血清、痰、尿、糞便、精液、粘液、淋巴液、唾液或鼻灌洗液。在一些實施方案中,本發(fā)明測量的生理學參數(shù)包括體重、體溫、心率、血壓、活動性、水合、ECG或酒精使用中的一個或多個。生物標記或生理學參數(shù)可以使用監(jiān)護點裝置檢測。監(jiān)護點裝置可以根據(jù)計算機建模組件決定的指令來部署。監(jiān)護點裝置可以無限制地進行盒測定、實時PCR、快速抗原檢測、病毒培養(yǎng)和免疫測定中的一個或多個。監(jiān)護點裝置可以測定超過一個生物標記,其準確性和/或精確度比標準方法高30%以上。在一些實施方案中,系統(tǒng)包含多個監(jiān)護點裝置。監(jiān)護點裝置可以放置在學校、工作場所、購物中心、社區(qū)中心、宗教機構、醫(yī)院、健康診所、移動單元或家中的一處或多處。監(jiān)護點裝置可以包括便攜式儀器。例如,監(jiān)護點裝置可以包括便攜式盒。在一些實施方案中,該盒被配置為接收用于測定生物標記的試劑??梢愿鶕?jù)從計算機建模組件通訊傳送的程序測定生物標記。在一些實施方案中,該盒被配置為測定來自多個體液樣品的一組生物標記。本發(fā)明的監(jiān)護點裝置可以包括配置供數(shù)據(jù)輸入的圖形用戶界面。
在一些實施方案中,監(jiān)護點裝置被配置為將生物標記或生理學參數(shù)的測定值通訊傳送給計算機建模組件。通訊可以包括無線通訊、有線通訊或其組合。無線通訊包括但不限于WiFi、藍牙、Zigbee、蜂窩、衛(wèi)星和/或WWAN。通訊也可以通過安全的互聯(lián)網通訊進行。在一些實施方案中,監(jiān)護點裝置被配置為與計算機建模組件進行雙向通訊。在本發(fā)明的系統(tǒng)的一些實施方案中,當可以獲得更新的動態(tài)數(shù)據(jù)時,例如,在計算機建模組件從監(jiān)護點裝置接收更新的信息后,實時更新建模結果。計算機建模組件可以被配置為將建模結果呈現(xiàn)給醫(yī)療專家、單獨的人類個體和政府機構中的一個或多個。計算機建模組件也可以被配置為基于建模結果預測一個或多個行動方案。該一個或多個行動方案根據(jù)排序參數(shù)排序,包括但不限于按照財政考慮、受影響個體的數(shù)目、質量修正生命年(QALY)和/或質量修正生命年(QALY)每經濟成本單位進行排序?!獋€或多個行動方案包括用來控制疾病傳播的策略??刂萍膊鞑サ牟呗钥梢园彝z疫、個體檢疫、地理檢疫、擴大社交距離、住院、關閉學校、關閉工作場所、限制旅行、關閉公共交通、治療性處理或干預、預防性處理或干預、疫苗接種、供給防護服、供給口罩和另外的監(jiān)護點檢測中的一種或多種??刂萍膊鞑サ牟呗钥梢赃M一步包括建議有風險或受影響的個體的行為矯正、重復的生物標記和/或生理學測定和獎賞個體中的一種或多種。更進一步地,控制疾病傳播的策略可以包括患者分類的建議、資源管理、各策略的功效指數(shù)、各策略的成本、各策略的投資回報中的一種或多種??刂萍膊鞑サ牟呗钥梢允轻槍π灶A防、全體預防、針對性抗生素預防、全體抗生素預防、針對性抗病毒預防、全體抗病毒預防、針對性疫苗接種和全體疫苗接種中的一種或多種。針對性預防或疫苗接種可以是針對1-4歲的兒童、5-14歲的兒童、孕婦、15-30歲的年輕成人、一線醫(yī)療應對工作者、確認為具有高死亡率風險的個體或老年個體進行預防或疫苗接種。在本發(fā)明的一些實施方案中,計算機建模組件被配置為基于建模結果估計監(jiān)測策略。監(jiān)測策略可以包括使用監(jiān)護點裝置檢測一個個體或一組個體的疾病狀態(tài)。當檢測到患病個體時,監(jiān)測策略可以被更新。在一些實施方案中,更新的策略包括檢測包含患病個體的家庭、檢測包含患病個體的學校和檢測包含患病個體的工作場所中的一種或多種。更新的策略可以進一步地是檢疫、預防或住院中的一種或多種。
在一些實施方案中,計算機建模組件包含用于向用戶顯示建模結果的圖形界面。計算機建模組件可以包括多個非線性常微分方程和/或多個參數(shù)。在一些實施方案中,計算機建模組件包含學習機器,當靜態(tài)數(shù)據(jù)和/或動態(tài)數(shù)據(jù)更新時,學習機器更新多個參數(shù)。數(shù)據(jù)模型可以被配置為包括多種 狀態(tài)。在一些實施方案中,多種狀態(tài)包括以下一種或多種易感個體、早期暴露個體、后期暴露個體、早期感染個體、后期感染個體、康復個體、死于感染和/或相關并發(fā)癥的個體、無癥狀個體、給予治療性處理的個體、給予治療性處理并檢疫的個體、預防性處理的個體、接種過疫苗的個體、因疫苗接種而受保護的個體、住院的早期感染個體、住院的后期感染個體、居家檢疫的易感個體、居家檢疫的早期暴露個體、居家檢疫的后期暴露個體、居家檢疫的早期感染個體、居家檢疫的后期感染個體、居家檢疫的無癥狀個體、在整個鄰近地區(qū)檢疫的易感個體、在整個鄰近地區(qū)檢疫的早期暴露個體、在整個鄰近地區(qū)檢疫的后期暴露個體、在整個鄰近地區(qū)檢疫的早期感染個體、在整個鄰近地區(qū)檢疫的后期感染個體、在整個鄰近地區(qū)檢疫的無癥狀個體、可得到的治療藥物劑量的量、目標群體可得到的抗病毒藥和/或抗生素的量、居家檢疫的接種過疫苗的個體、居家檢疫的因疫苗接種而受保護的個體、居家檢疫的康復的個體、根據(jù)緩解政策進行標記以便采取行動的易感個體、根據(jù)緩解政策進行標記以便采取行動的早期暴露個體、根據(jù)緩解政策進行標記以便采取行動的后期暴露個體、根據(jù)緩解政策進行標記以便采取行動的無癥狀個體、根據(jù)緩解政策進行標記以便采取行動的早期感染個體、根據(jù)緩解政策進行標記以便采取行動的后期感染個體、根據(jù)緩解政策進行標記以便采取行動的預防性處理的個體、根據(jù)緩解政策進行標記以便采取行動的接種過疫苗的個體、根據(jù)緩解政策進行標記以便采取行動的受保護的個體、根據(jù)緩解政策進行標記以便采取行動的康復個體、標記以進行治療性處理的易感個體、標記以進行治療性處理的早期暴露個體、標記以進行治療性處理的后期暴露個體、標記以進行治療性處理的無癥狀個體、標記以進行治療性處理的早期感染個體、標記以進行治療性處理的后期感染個體、標記以進行監(jiān)測的易感個體、標記以進行監(jiān)測的早期暴露個體、標記以進行監(jiān)測的后期暴露個體、標記以進行監(jiān)測的無癥狀個體、標記以進行監(jiān)測的早期感染個體、標記以進行監(jiān)測的后期感染個體、標記以進行監(jiān)測的預防的個體、標記以進行監(jiān)測的接種過疫苗的個體、標記以進行監(jiān)測的受保護的個體、根據(jù)緩解政策進行標記以便采取行動的整個鄰近地區(qū)檢疫中的易感個體、根據(jù)緩解政策進行標記以便采取行動的整個鄰近地區(qū)檢疫中的早期暴露個體、根據(jù)緩解政策進行標記以便采取行動的整個鄰近地區(qū)檢疫中的后期暴露個體、根據(jù)緩解政策進行標記以便采取行動的整個鄰近地區(qū)檢疫中的無癥狀個體、根據(jù)緩解政策進行標記以便采取行動的整個鄰近地區(qū)檢疫中的早期感染個體、根據(jù)緩解政策進行標記以便采取行動的整個鄰近地區(qū)檢疫中的后期感染個體、根據(jù)緩解政策進行標記以便采取行動的整個鄰近地區(qū)檢疫個體中的預防性處理的個體、施用的治療劑量的累積數(shù)目、施用的抗病毒藥和/或抗生素的累積數(shù)目、居家檢疫的無癥狀個體的累積數(shù)目、居家檢疫的有癥狀個體的累積數(shù)目、總感染個體的累積數(shù)目、未檢疫的感染個體的累積數(shù)目、采取了一些行動的感染個體的累積數(shù)目、住院個體的累積數(shù)目,和死亡的累積數(shù)目。另一方面,本發(fā)明提供用于控制流感在群體內傳播的系統(tǒng),包含靜態(tài)數(shù)據(jù)庫組件,包含與流感和/或群體相關的靜態(tài)數(shù)據(jù);動態(tài)數(shù)據(jù)庫組件,包含關于群體的動態(tài)數(shù)據(jù);和計算機建模組件,其被配置以將靜態(tài)數(shù)據(jù)庫組件和動態(tài)數(shù)據(jù)庫組件中的數(shù)據(jù)建模,從而將群體內的流感發(fā)病率建模。又一方面,本發(fā)明提供用于控制人免疫缺陷病毒(HIV)在群體內傳播的系統(tǒng),包含靜態(tài)數(shù)據(jù)庫組件,包含與HIV和/或群體相關的靜態(tài)數(shù)據(jù);動態(tài)數(shù)據(jù)庫組件,包含關于群體的動態(tài)數(shù)據(jù);計算機建模組件,其被配置以將靜態(tài)數(shù)據(jù)庫組件和動態(tài)數(shù)據(jù)庫組件中的數(shù)據(jù)建模,從而將群體內的HIV發(fā)病率建模。再一方面,本發(fā)明提供用于控制肝炎在群體內傳播的系統(tǒng),包含靜態(tài)數(shù)據(jù)庫組件,包含與肝炎和/或群體相關的靜態(tài)數(shù)據(jù);動態(tài)數(shù)據(jù)庫組件,包含關于群體的動態(tài)數(shù)據(jù);和計算機建模組件,其被配置以將靜態(tài)數(shù)據(jù)庫組件和動態(tài)數(shù)據(jù)庫組件中的數(shù)據(jù)建模,從而將群體內的肝炎發(fā)病率建模。一方面,本發(fā)明提供用于控制糖尿病在群體內傳播的系統(tǒng),包含靜態(tài)數(shù)據(jù)庫組 件,包含與糖尿病和/或群體相關的靜態(tài)數(shù)據(jù);動態(tài)數(shù)據(jù)庫組件,包含關于群體的動態(tài)數(shù)據(jù);和計算機建模組件,其被配置以將靜態(tài)數(shù)據(jù)庫組件和動態(tài)數(shù)據(jù)庫組件中的數(shù)據(jù)建模,從而將群體內的糖尿病發(fā)病率建模。參考引入本說明書中提及的所有出版物、專利和專利申請均并入本文作為參考,其程度等同于各個單獨的出版物、專利或專利申請被特地且單獨地并入作為參考。附圖簡述本發(fā)明的新特征在所附權利要求中具體闡明。通過參考以下闡述了利用本發(fā)明原理的說明性實施方案的詳述及其附圖,將獲得對本發(fā)明的特征和優(yōu)點的更佳理解,附圖中圖I闡述了簡化的模型表示。圖2闡述了考慮各種狀態(tài)和狀態(tài)間的轉化的模型表示。圖3闡述了四種不同配置中使用夾心復合物對HlNl抗原的測定。圖4A闡述了對宿主抗病毒抗體的測定。該圖闡述了對宿主抗-HlNl抗體的加標回收測定。顯示的是使用a -Hl/ α -NI配置的形式。圖4Β闡述了對a -HlNl抗體的直接測定,圖示了夾心復合物。圖5闡述了可以在本發(fā)明中使用的示例性裝置。該示例性裝置包含測定單元、試劑單元和其它模塊組件。圖6闡述了可以在本發(fā)明中使用的示例性裝置的兩個側剖視圖。示例性裝置在裝置的外殼中包含腔,該腔的形狀可容納測定單元、試劑單元和樣品尖端。圖7Α展示了包含小的尖端或管狀形式的示例性測定單元。圖7Β展示了本文描述的樣品尖端的一個實例。圖8Α和SB闡述了包含杯的試劑單元的兩個實例。圖9闡述了當排出一種液體并吸入另一種液體時尖端內的一層薄膜,例如污染。
圖10展示了包含裝置和流體轉移裝置的系統(tǒng)的實例。圖11闡述了本發(fā)明的示例性的系統(tǒng),其包含用于控溫的加熱塊和檢測器。圖12展示了示例性的系統(tǒng),其中患者將血液遞送到裝置,然后將裝置插入閱讀器中。
圖13闡述了建立用于評估患者醫(yī)療狀況的系統(tǒng)的工序流程。圖14A到14E展示了血漿分離方法的實例,其中全血樣品已被吸入樣品尖端,而且磁性試劑與樣品混合并懸浮,然后對全血樣品和磁性試劑混合物應用磁場。分離的血漿樣品然后可以分發(fā)到裝置的孔中。圖15展示了本文描述的對照測定的示例性方法,對照測定中包含已知量的對照分析物。圖16闡述了健康保護用戶界面的示例性實施方案。圖17闡述了健康保護用戶界面的另一個示例性實施方案。圖18闡述了使用和不使用健康保護緩解政策的情況下對2009年La Gloria爆發(fā) 的模擬。圖19闡述了糖尿病風險預測的可視化。圖20A闡述了使用監(jiān)護點裝置檢測HlNl病毒顆粒。圖20B闡述了使用監(jiān)護點裝直在臨床樣品中檢測HlNl病毒顆粒。圖21闡述了使用監(jiān)護點裝置檢測宿主抗體。圖22k闡述了使用監(jiān)護點裝置檢測宿主抗體。圖22B闡述了使用監(jiān)護點裝置的宿主抗體檢測的動態(tài)范圍。圖23闡述了使用監(jiān)護點裝置檢測人細胞因子IL-6。圖24闡述了使用監(jiān)護點裝置在經歷化療的患者中檢測蛋白-C和C-反應蛋白(CRP)。圖25闡述了使用監(jiān)護點裝置檢測胰高血糖素樣肽I (GLP-I)。圖26闡述了使用監(jiān)護點裝置檢測一種胰島素前體,C-肽。圖27闡述了與參考檢測系統(tǒng)(Linco)相比,使用盒式監(jiān)護點裝置檢測C-肽。圖28A闡述了在三個進食后的人類個體中測定GLP-1。圖28B闡述了在同一實驗進程內測定C-肽。圖29闡述了為了進行VEGFR2測定將測定單元和試劑單元相關聯(lián)的校準曲線。圖30闡述了相對于測定信號(光子計數(shù))作圖的CRP濃度,而且數(shù)據(jù)擬合到5項多項式函數(shù),以生成校正函數(shù)。圖31顯示了如本文所述,在模型和參數(shù)Smax、CO. 5和D的值之間達到擬合。圖32顯示了根據(jù)在測定尖端中達到終濃度時所使用的稀釋度的數(shù)據(jù)。圖33闡述了,標準化測定響應(B/Bmax)相對于I : I (實線)、5 I (虛線)和25 : I (點線)相對稀釋度的log標準化濃度(C/C0. 5)進行作圖。圖34和35闡述了在不同的標準化濃度下與圖33類似的實例。圖36A顯示了膿毒癥個體中IL-6的尖峰。圖36B顯示了膿毒癥個體中蛋白C的下降。圖37顯示了隨著患者中HlNl流感病毒載量的增加(左圖),個體中11_6和TNF-α的增加(右圖)。發(fā)明詳述在一個實施方案中,本發(fā)明提供集成的健康數(shù)據(jù)采集、分析和大流行緩解解決方案,在本文中稱作健康保護(HS)。HS可用于由流感病毒和其它易于地方性流行或大范圍流行傳播的病原體引起的傳染。流感爆發(fā)造成數(shù)十億美元的損失,而且目前不能通過疫苗接種完全控制。如果通過主動篩查使得可以施用有效抗病毒劑和小范圍定向檢疫從而能夠控制流感,那么經濟損失可以被降到最低。基于流行模型,激活本發(fā)明的HS,通過主動采樣和遏制,可以使病毒的傳播降低例如至少50%。HS也可以通過實時追蹤病毒的傳播來減少不必要的回避行為。需要時,檢測結果可以無線發(fā)送到運行HS軟件的服務器上。因此,當檢測到事件時,適當?shù)臋C構(例如當?shù)亍⒌貐^(qū)和國家政府)可以被通知示警,從而允許對可能的爆發(fā)的主動管理。在進一步的實施方案中,健康保護基礎設施提供戰(zhàn)略性工商業(yè)園區(qū)作為“安全區(qū)”,使得經濟上的重要活動能夠繼續(xù)進行。作為結果,較少的工作者將被病毒感染,而且學校和商業(yè)將被較少地中斷。大流行緩解策略將保持生產力以推動經濟增長,而且消除因恐慌引起的行動。系統(tǒng)可以包含嵌入在實時信息基礎設施中的集成的采樣和建模技術套件。當縱向獲得數(shù)據(jù)時,采樣、建模和從數(shù)據(jù)中學習的能力,使得能夠同時在個體和群體基礎上發(fā)展出照護和管理疾病的最佳策略??梢詾樵S多疾病和治療領域建立定制應用。HS基礎設施也可 以用來保護一個地區(qū)免于一系列威脅,不止是傳染病,還包括慢性疾病和生物恐怖主義的威脅。
_0] I.健康保護基礎設施健康保護提供一種系統(tǒng),用以通過集成的、自動化且實時的采樣、建模、分析和推薦的干預,來控制傳染病的傳播。例如,HS可以在爆發(fā)中識別活動性病例(通過在高危地點例如學?;驌頂D的商業(yè)區(qū)主動采樣)并指導采樣和防御措施,例如檢疫周圍個例,以緩解或撲滅爆發(fā)。HS算法表征了與森林火災情況類似的流行病傳播,其中THS模型的緩解政策的目標是在“火災”可以穩(wěn)定并傳播前撲滅“熱點”和/或可以在疾病熱點周圍建立防火帶。在一些實施方案中,HS包含兩個技術組件-現(xiàn)場系統(tǒng)(FS)和操作系統(tǒng)(OS) -其可以適合于慢性疾病的管理,以改善健康結果并減少醫(yī)療成本。(a)現(xiàn)場系統(tǒng)(FS) HS的現(xiàn)場系統(tǒng)組件可以部署在各種監(jiān)護點,包括但不限于診所、社區(qū)點(例如學校、社區(qū)中心)、醫(yī)院、醫(yī)生辦公室或個體的家。FS也可以使用任何數(shù)量的平臺來監(jiān)控疾病,例如免疫測定、PCR測定、實時PCR、微生物接種等。FS也包括標準醫(yī)療設備,例如測量體重的磅秤、血壓裝置、測量溫度的溫度計、測量身高的尺子等。在一些實施方案中,F(xiàn)S裝置包含如本文描述的定制的便攜式一次性使用盒。FS現(xiàn)場收集相關數(shù)據(jù),而且將數(shù)據(jù)傳送給OS。在一些實施方案中,現(xiàn)場系統(tǒng)包含打算部署在監(jiān)控區(qū)域的檢測裝置。在一些實施方案中,F(xiàn)S實時分析體液樣品,例如來自指尖采血的血液。該系統(tǒng)分析體液,用于通過檢測例如表明疾病狀況的病原體、核酸、蛋白質、糖蛋白、脂質標記或其組合,以得到感染或疾病的證據(jù)。在一些實施方案中,F(xiàn)S同時測定多個標記,包括選定的抗原或病原體、針對該病原體的抗體、細胞內或細胞表面的蛋白質或糖蛋白,和指示感染個體對指定病原體(例如病毒株或其它微生物)的應答的細胞因子中的一個或多個。該系統(tǒng)也可以收集環(huán)境、人口統(tǒng)計、個人和生理學(例如體溫、血壓)信息。在一些實施方案中,此類信息通過圖形觸摸屏 界面收集。個性化的內容可以通過遠程系統(tǒng)分析,以利于實時緩解策略。
在一些實施方案中,F(xiàn)S包括對體液進行測定的盒。該裝置包括但不限于非重大風險裝置,而且測定可以在適當?shù)闹笇Х结樝买炞C,例如由美國聯(lián)邦藥物管理局(FDA)和/或國際協(xié)調會議(International Conference on Harmonization(ICH))提供的指導方針。本發(fā)明使用的盒在題為 “POINT-OF-CARE-FLUIDIC SYSTEMS AND USES THEREOF” 的美國專利申請?zhí)?11/389,409、題為 “REAL-UME DETECTION OF INFLUENZA VIRUS” 的美國專利申請?zhí)?11/746,535 和題為 “MODULAR POINT-OF-CARE DEVICES, SYSTEMS, AND USESTHEREOF” 的美國專利申請?zhí)?2/244,723中描述,而且在下面進一步詳細描述。測量系統(tǒng)可以是自包含的,而且即使操作它們需要額外的材料,也是極少的。在一些實施方案中,F(xiàn)S系統(tǒng)唯一需要的是儀器的電源。在其它實施方案中,電源以電池、發(fā)電機、太陽能或其它便攜式電源的形式,和FS—起提供。盒可以預先加載所需測定,而且在使用前需要極少的準備或無需準備。例如,一些或全部測定組件可以在部署前儲存在冰箱中(例如在約4°C )。FS平臺可以運行任何目前在常規(guī)實驗室基礎設施中進行的適當測定。新的測定可以被快速轉移并完全驗證。在一些實施方案中,可以定制HS系統(tǒng)全新的測定,并在少于約 三個月、二個月、一個月、3周、2周或少于約I周內驗證。在一些實施方案中,在HS系統(tǒng)上運行的測定在FDA ICH指導方針下驗證?,F(xiàn)場系統(tǒng)可以放置在任意所需監(jiān)護點,例如疑似或已知有感染或疾病風險的區(qū)域。監(jiān)護點檢測(POCT)被定義為近患者(near-patient)檢測系統(tǒng)。示例性的監(jiān)護點包括但不限于家、診所、學?;蛏虡I(yè)中心。在一些實施方案中,F(xiàn)S部署在移動單元中。因此,應當理解,檢測未必需要醫(yī)學專家。為實現(xiàn)這點,F(xiàn)S可以被設計得簡單易用,而且在帶觸摸屏的簡單用戶界面中提供所有的使用說明。在一些實施方案中,系統(tǒng)為不懂電腦的個體設計,以在其自家中自行檢測。在這樣的設置中,數(shù)據(jù)可以發(fā)送到遠程系統(tǒng),例如下面所述的操作系統(tǒng),在那里官員或監(jiān)控試驗的其他人可以獲悉陽性檢測結果。在一些實施方案中,檢測和數(shù)據(jù)上傳/分析是實時進行的,以便于可以立即實施遏制措施。在一些實施方案中,系統(tǒng)部署在公共地點。如果需要的話,可以培訓標準公共健康員工來進行該檢測。在一些實施方案中,系統(tǒng)被設計得讓總培訓時間在指定點最小化。例如,當前部署顯示每個地點的培訓應當不超過半小時,雖然補充的和進階的培訓可以酌情進行。在一些實施方案中,培訓的個體可以轉而培訓其他人使用系統(tǒng)。FS可以在家中由未受過醫(yī)學訓練的患者成功地使用-因為檢測被設計成全自動化的而且在儀器上使用了圖形觸摸屏界面,以讓用戶輕松完成檢測過程。在一些實施方案中,用戶需要操作的僅有步驟是1)放置樣品到盒中,例如痰或指尖采血,其可以由用戶自身使用一次性使用的刺血針進行,就像在糖尿病控制中為監(jiān)控葡萄糖使用的一樣;和2)將盒插入到相伴的儀器中,如下面更詳細描述的。和本發(fā)明的FS —起使用的非限制性的定制的盒裝置,在題為“POINT-OF-CARE-FLUIDIC SYSTEMS AND USES THEREOF” 的美國專利申請?zhí)?11/389,409、題為 “REAL-UME DETECTION OF INFLUENZA VIRUS” 的美國專利申請?zhí)?11/746,535 和題為“MODULAR P0INT-0F-CARE DEVICES, SYSTEMS, AND USES THEREOF” 的美國專利申請?zhí)?2/244,723中描述。此類裝置在下面進一步詳述。(b)操作系統(tǒng)(OS)從各個FS裝置收集的數(shù)據(jù)可以通過網絡連接安全實時地傳送到操作系統(tǒng),例如通過寬帶、無線、衛(wèi)星或蜂窩網絡。本領域技術人員將意識到,網絡通訊經常包含多個中繼段(hop),例如,F(xiàn)S裝置可以連接到無線局域網(WLAN),后者安全地通過寬帶陸線連接到萬維網。在一些實施方案中,操作系統(tǒng)包括一個或多個如本領域已知且市場有售的服務器。此類服務器可以提供負載平衡、任務管理和在一個或多個服務器或系統(tǒng)其它組件發(fā)生故障時進行備份的能力,以改善OS的可用性。如本領域已知的,也可以在存儲和處理器單元的分布式網絡上提供服務器,其中根據(jù)本發(fā)明的數(shù)據(jù)處理位于工作站例如計算機。OS組件的服務器可以包括數(shù)據(jù)庫和系統(tǒng)處理器。數(shù)據(jù)庫可以存在于服務器內,或它可以存在于該服務器可訪問的另一臺服務器系統(tǒng)上。因為數(shù)據(jù)庫中的信息可能包含敏感信息,因此可以提供安全系統(tǒng),該安全系統(tǒng)阻止未授權的用戶取得數(shù)據(jù)庫的訪問權。在一些實施方案中,操作系統(tǒng)包含輸入來自所需來源的數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)引擎,以緩解對流行或大流行提供指導。OS可以將源數(shù)據(jù)翻譯成待分析的標準化格式。在一些實施方案 中,數(shù)據(jù)引擎是自學習的并且實時地對多個集成數(shù)據(jù)集動態(tài)建模。這一 OS建模方法提供數(shù)個益處。例如,模型可以被訓練執(zhí)行多種計算,包括但不限于1)對個體和群體預測結果;2)考慮提議的干預策略對個體和群體的功效;和2)量化所推薦干預的社會經濟效應。在一些實施方案中,遠程用戶可以通過遠程界面得到OS。例如,用戶可以通過安全的在線門戶網站等訪問OS。在從傳送到軟件門戶的各個新數(shù)據(jù)點中不斷學習的系統(tǒng)中,OS軟件門戶合并了自動建模。系統(tǒng)從而隨時間延長變得預測性越來越高。在一些實施方案中,使用蒙特卡洛建模方法。蒙特卡洛方法依賴于重復隨機采樣以計算結果。蒙特卡洛模擬把概率分布函數(shù)的隨機采樣視為模型輸入,以產生成百上千個可能的后果,而不是幾個離散的場景。結果提供了出現(xiàn)不同后果的概率。在一些實施方案中,通過使用逆向搜索和集成的參數(shù)估算技術來實現(xiàn)解決方案和模型參數(shù)組的重擬合/精化。參見例如Sheela,1979-COMPUTER METHODSIN APPLIED MECHANICS AND ENGINEERING 19(1979) 99-106 ;Moles 等 2003-GenomeRes. 2003 13 :2467-2474 ;Rodriguez-Fernandez 等 BMCBioinformatics 2006, 7 :483-500 ;Barthelmann 等 2000-Advances in Computational Mathematics 12 :273_288。圍繞流行病學數(shù)據(jù)的建模和模擬,有著豐富的文獻。McKendrick模型的基礎是隨機過程(Birth Process),其產生一系列關于疾病的控制和傳播的微分方程,這些微分方程可以被參數(shù)化、探討并最終被優(yōu)化。Chiang, C. L. , 1978. An Introduction toStochastic Processes and Their Applications. Robert E.Kreiger Publishing Co,Inc. Huntington, NY.第517頁給出了過程的合理的直接分析。一旦在隨機空間中建立過程,并適當?shù)貐?shù)化,可以導出總體矩和/或消亡概率的顯式表達。如果過程是直接的,這些表達可以以封閉形式或用數(shù)值建模和估算。如果群體足夠大,使得隨機變化與總群體大小和系統(tǒng)動力學相比較小,可以使用微分方程組對疾病狀態(tài)的傳播和發(fā)展建模。例如,Choi和Pak, J Epidemiol CommunityHealth. 2003年10月;57(10) :831-5探究了 SARS的簡單SIR模型(易感的、感染的、移除的)。d’ Onofrio, Mathematical Biosciences 179 (2002) 57-72 探究了更復雜的模型——SEIR模型,用于解釋暴露,特別是關于疫苗接種策略的優(yōu)化。尤其是對于流感,Stilianakis等,J Infect Dis. 1998年4月;177(4) :863-73著眼于在疾病的發(fā)展和傳播中的藥物抗性的特定方面。疾病建模的其它方面包括傳播和擴散動力學(FitzGibbon等,MATHEMATICAL BIOSCIENCES 128 :131-155 (1995)),數(shù)學和數(shù)值穩(wěn)定性(Dwyer 等,TheAmerican Naturalist, 150 (6) :685-707 ;Inaba, J. Math. Biol. (1990)28:411-434)。在這些復雜系統(tǒng)的解決方案中,模擬是有價值的工具。有許多適宜模擬解決方案的模型。參見例如 Longini 等,1984, Int J. Epidemiology. 13 :496-501 ;0’Neill, 2002.A Tutorial Introduction to Bayesian Inference for Stochastic Models UsingMarkov Chain Monte Carlo Methods. Math Biosci. 180 :103-114 ;Gibson, G. J. 1997.Investigating mechanisms of Spatiotemporal Epidemic Spread Using StochasticModels. Am Phytopathological Society. 87 :139-146。尤其關于模擬流感,參見 Timpka等(2005)AMIA 2005Symposium Proceedings. 729-733。在一些實施方案中,流行發(fā)展和傳播的模型以及現(xiàn)有篩查和遏制策略被嵌入到成本有效性的健康經濟學模型中。參見 例如Brandeau 等 Journal of Health Economics 22(2003)575-598。根據(jù)本發(fā)明的簡化的示例性模型表示在圖I中顯示。模型可以被配置為為流行/大流行政策管理描述傳播、監(jiān)測和緩解及其伴隨的成本有效性。簡要地,有風險的群體被分割成各種狀態(tài)或狀況(在圖中由圓圈表示),在由多種可配置的參數(shù)修正的各個狀態(tài)之間有通量組件,所述參數(shù)包括但不限于感染率、監(jiān)測機制的手段和密度,和目前的政策決策。為了在決策過程中幫助政策制定者,可以由該模型計算現(xiàn)款支付和社會成本,例如QALY,并顯示給政策制定者。圖I中闡明的模型包含確定性非線性常微分方程的系統(tǒng)。各個節(jié)點(或狀態(tài))表示具有類似表型和疾病特征例如其傳染性狀態(tài)的個體的群體。各種狀態(tài)也可以表示在不同地點的個體,例如在學校、工作場所、住院期間、隔離檢疫或居家檢疫的個體。多個年齡組,例如 2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、20、25、30、35、40、45、50 或更多個年齡組,通過模塊結構表示,因此允許年齡特異性特征的規(guī)格。在一些實施方案中,與離散群內相反,模型在連續(xù)群內考慮年齡。在圖中顯示的連接節(jié)點的箭頭表示從一種狀態(tài)到另一種狀態(tài)的通量。本文描述的模型參數(shù)來自多種來源,例如文獻報道、患者數(shù)據(jù)、之前的爆發(fā),而且可以按照需要基于數(shù)據(jù)進行估算。基于量化的不確定性,模型預測采集可能性的范圍。當實施模型預測時,參數(shù)可以根據(jù)現(xiàn)場的實際結果不斷實時調整。例如,各種緩解政策的有效性可能被重新評估,而且調整的特定現(xiàn)實世界結果應用于當前的具體受影響的群體。本領域技術人員將意識到,圖I中顯示的模型可以擴展為考慮任何數(shù)量的相關狀態(tài)和參數(shù)。圖2顯示較大的模型表示。每個圓圈表示一類個體,而且每個箭頭表示從一種狀態(tài)到另一種狀態(tài)的轉化。從一種狀態(tài)到另一種狀態(tài)的轉化可以考慮來自自然因素的變化,或來自干預例如治療性處理的變化。模型也可以考慮不涉及疾病狀態(tài)的轉化,例如各組的社會相互作用的變化。例如,檢疫的個體可能由接觸社區(qū)轉化為接觸受限數(shù)目的個體,例如,接觸被限制到醫(yī)療工作者或其它照顧者。在流行開始時的模型參數(shù)可以源自最接近的先前疾病爆發(fā)的適用數(shù)據(jù),其具有最接近的人口統(tǒng)計數(shù)據(jù)和地點類型(例如城市、鄉(xiāng)村地區(qū))。通過應用在本次流行內收集的數(shù)據(jù),模型可以被不斷精化,以逐步變得更好。接近圖2的頂部,從左至右的通量以?^^1^21、111、121、&和01行突出顯示。這些狀態(tài)表示疾病傳播模型包含的預防性處理狀態(tài)例如用抗病毒藥預防性處理(Pi)、易感個體(Si)、早期暴露個體(Eli)、后期暴露個體(E2i)、早期有癥狀的感染個體(Iii)、后期有癥狀的感染個體(12^、康復-并因此潛在地免疫-的個體(Ri),和死者(Di)。個體可以從狀態(tài)E2i轉化成狀態(tài)Ai,狀態(tài)Ai表示目前社區(qū)中的無癥狀感染亞群。個體也可以轉化成狀態(tài)Vi,其表示疫苗接種。從接種過疫苗的狀態(tài),個體可以轉化成清除的免疫狀態(tài)Ci,或轉化成失效的暴露狀態(tài)Elit5通過考慮任何數(shù)量的個體i,模型可以采集流行傳播的群體表示。延遲標準E2i和Ui適應疾病的時間依賴性傳播。疾病傳播模型上面的部分表示治療政策的影響以及其對群體健康和疾病傳播的作用,而疾病特異性傳播下面的部分表示檢疫緩解策略。模型納入了主動的、用戶定義的監(jiān)測策略和用戶定義的緩解策略與成本效益矩陣,以幫助制定決策。在一些實施方案中,模型考慮次優(yōu)的疾病緩解。例如,甚至當發(fā)展中的疾病熱點已定位時,在讓該區(qū)域獲得治療劑和實施檢疫方面可能存在后勤延遲。這些延遲可能使流行進一步發(fā)展而不緩解。模型可以考慮此類次優(yōu)緩解。模型方程構成常微分方程組(ODE),該ODE具有如圖2中的箭頭所限定的適當參數(shù)化的通量系數(shù)。模型的基本形式由以下矢量ODE給出 dX/dt = f (X, t)其中X是維度化矢量,而函數(shù)f(X,t)由如附圖中所定義的混合參數(shù)和函數(shù)交互作用的矩陣來表示。在圖中的模型里,對于維度化矢量有超過80個維度。本領域技術人員將意識到,函數(shù)f的矩陣的格式和分量可從圖2和本文的說明推導出來。如本文所述,將上述方程組復制用于各個年齡組中的每一個。考慮一個具有七個年齡組的實例。在該實例中,針對給定的地理區(qū)域中的每一個,對七個集合的聚合模型加以復制。該模型繼而可以被廣義化,以考慮疾病在更大地區(qū)中的更廣泛傳播。例如,通過對混合矩陣和資源/成本表進行參數(shù)化,可以考慮跨地區(qū)旅行以及全國監(jiān)測與緩解策略。在表I中,示出了由OS建模且呈現(xiàn)在圖I和2中的各種狀態(tài)表I :對用于描述爆發(fā)的狀態(tài)的描述和命名
權利要求
1.一種用于將疾病在群體內的進展建模的系統(tǒng),包含 a)靜態(tài)數(shù)據(jù)庫組件,包含與所述疾病和/或所述群體相關的靜態(tài)數(shù)據(jù); b)動態(tài)數(shù)據(jù)庫組件,包含關于所述群體和單個個體的動態(tài)數(shù)據(jù);和 c)計算機建模組件,其被配置成將所述靜態(tài)數(shù)據(jù)庫組件和所述動態(tài)數(shù)據(jù)庫組件中的數(shù)據(jù)建模,從而將所述群體內的所述疾病建模。
2.如權利要求I所述的系統(tǒng),其中所述疾病是傳染病或慢性疾病。
3.如權利要求O所述的系統(tǒng),其中傳染病源或其分析物包括腺病毒、百日咳桿菌、肺炎衣原體、沙眼衣原體、霍亂毒素、霍亂毒素P、空腸彎曲菌、巨細胞病毒、白喉毒素、EB病毒NA、EB病毒EA、EB病毒VCA、幽門螺桿菌、乙型肝炎病毒(HBV)核心、乙型肝炎病毒(HBV)包膜、乙型肝炎病毒(HBV)表面(Ay)、丙型肝炎病毒(HCV)核心、丙型肝炎病毒(HCV)NS3、丙型肝炎病毒(HCV)NS4、丙型肝炎病毒(HCV)NS5、甲型肝炎、丁型肝炎、戊型肝炎病毒(HEV)orf2 3KD、戊型肝炎病毒(HEV) orf2 6KD、戊型肝炎病毒(HEV) orf3 3KD、人免疫缺陷病毒(HIV)-lp24、人免疫缺陷病毒(HIV)-lgp41、人免疫缺陷病毒(HIV)-Igp 120、人乳頭瘤病毒(HPV)、單純皰疹病毒HSV-1/2、單純皰疹病毒HSV-lgD、單純皰疹病毒HSV_2gG、人T細胞白血病病毒(HTLV)-1/2、流感病毒A、流感病毒A H3N2、流感病毒B、杜氏利什曼原蟲、萊姆病、流行性腮腺炎、肺炎支原體、結核分枝桿菌、副流感病毒I、副流感病毒2、副流感病毒3、脊髓灰質炎病毒、呼吸道合胞病毒(RSV)、風疹、麻疹、鏈球菌溶血素O、破傷風毒素、梅毒螺旋體15kd、梅毒螺旋體p47、克氏錐蟲、弓形體、或水痘帶狀皰疹病毒。
4.如權利要求0所述的系統(tǒng),其中所述疾病是傳染病,包括微生物體、微生物、病毒、細菌、古細菌、原生動物、原生生物、真菌或微生植物。
5.如權利要求4所述的系統(tǒng),其中所述病毒包括流感或HIV。
6.如權利要求4所述的系統(tǒng),其中所述細菌包括結核分枝桿菌。
7.如權利要求4所述的系統(tǒng),其中所述原生動物包括瘧疾。
8.如權利要求0所述的系統(tǒng),其中所述疾病是慢性疾病或狀況,包括糖尿病、前驅糖尿病、胰島素抗性、代謝失調、肥胖或心血管疾病。
9.如權利要求I所述的系統(tǒng),其中所述靜態(tài)數(shù)據(jù)庫組件包含關于所述群體中的個體的信息。
10.如權利要求9所述的系統(tǒng),其中所述關于群體中的所述個體的所述信息包括年齡、種族、性別、地點、遺傳因素、單核苷酸多態(tài)性(SNP)、家族史、病史或治療史中的一個或多個。
11.如權利要求I所述的系統(tǒng),其中所述靜態(tài)數(shù)據(jù)庫組件包含關于所述疾病的信息。
12.如權利要求11所述的系統(tǒng),其中關于所述疾病的所述信息包括毒力、接觸傳染性、傳播方式、治療可用性、疫苗可用性、死亡率、康復時間、治療成本、傳染性、傳播率、突變率和既往爆發(fā)中的一個或多個。
13.如權利要求I所述的系統(tǒng),其中所述動態(tài)數(shù)據(jù)庫組件中的數(shù)據(jù)是實時更新的。
14.如權利要求I所述的系統(tǒng),其中所述動態(tài)數(shù)據(jù)庫組件中的數(shù)據(jù)包含所述群體中的個體的疾病狀態(tài)的指征。
15.如權利要求14所述的系統(tǒng),其中所述個體的所述疾病狀態(tài)的指征通過測定生物標記、生理學參數(shù)或其組合來檢測。
16.如權利要求15所述的系統(tǒng),其中所述疾病是流感,而且所述生物標記包括血凝素和/或神經氨酸酶。
17.如權利要求16所述的系統(tǒng),其中所述血凝素選自H1、H2、H3、H4、H5、H6、H7、H8、H9、H10、H11、H12、H13、H14、H15 和 H16,而所述神經氨酸酶選自 N1、N2、N3、N4 和 N5。
18.如權利要求17所述的系統(tǒng),其中所述血凝素包括Hl而神經氨酸酶包括NI。
19.如權利要求17所述的系統(tǒng),其中所述血凝素包括H5而所述神經氨酸酶包括NI。
20.如權利要求15所述的系統(tǒng),其中所述生物標記包括宿主抗體。
21.如權利要求20所述的系統(tǒng),其中所述生物標記包括針對疾病標記的IgM抗體、IgG抗體或IgA抗體。
22.如權利要求15所述的系統(tǒng),其中所述生物標記包括炎癥標記。
23.如權利要求22所述的系統(tǒng),其中所述炎癥標記包括細胞因子或C-反應蛋白。
24.如權利要求23所述的系統(tǒng),其中所述炎癥標記包括IL-I^、IL-6、IL_8、IL-10或TNFa。
25.如權利要求15所述的系統(tǒng),其中所述生物標記在所述個體的體液樣品中測定。
26.如權利要求25所述的系統(tǒng),其中所述體液包括血液、血漿、血清、痰、尿、糞便、精液、粘液、淋巴液、唾液或鼻灌洗液。
27.如權利要求15所述的系統(tǒng),其中所述生理學參數(shù)包括體重、體溫、心率、血壓、活動性、水合、ECG或酒精使用中的一個或多個。
28.如權利要求15所述的系統(tǒng),其中所述生物標記或生理學參數(shù)使用監(jiān)護點裝置測定。
29.如權利要求28所述的系統(tǒng),其中所述監(jiān)護點裝置進行盒測定、實時PCR、快速抗原檢測、病毒培養(yǎng)和免疫測定中的一個或多個。
30.如權利要求28所述的系統(tǒng),其中所述系統(tǒng)包含多個監(jiān)護點裝置。
31.如權利要求28所述的系統(tǒng),其中所述監(jiān)護點裝置被放置在學校、工作場所、購物中心、社區(qū)中心、宗教機構、醫(yī)院、健康診所、移動單元或家中的一處或多處。
32.如權利要求28所述的系統(tǒng),其中所述監(jiān)護點裝置包含便攜式儀器。
33.如權利要求28所述的系統(tǒng),其中所述監(jiān)護點裝置包含便攜式盒。
34.如權利要求33所述的系統(tǒng),其中所述盒被配置為接收用于測定生物標記的試劑。
35.如權利要求33所述的系統(tǒng),其中所述盒被配置為基于從計算機建模組件通訊傳送的程序測定生物標記。
36.如權利要求28所述的系統(tǒng),其中所述盒被配置為測定來自多個體液樣品的一組生物標記。
37.如權利要求28所述的系統(tǒng),其中所述監(jiān)護點裝置測定超過一種生物標記,其準確性和/或精確度比標準方法強30%以上。
38.如權利要求28所述的系統(tǒng),其中所述監(jiān)護點裝置包含配置供數(shù)據(jù)輸入的圖形用戶界面。
39.如權利要求28所述的系統(tǒng),其中所述監(jiān)護點裝置被配置為將生物標記或生理學參數(shù)的測定值通訊傳送給計算機建模組件。
40.如權利要求39所述的系統(tǒng),其中所述通訊是無線通訊、有線通訊或其組合。
41.如權利要求40所述的系統(tǒng),其中所述無線通訊包括WiFi、藍牙、Zigbee、蜂窩、衛(wèi)星和/或WWAN。
42.如權利要求39所述的系統(tǒng),其中所述通訊包括安全的互聯(lián)網通訊。
43.如權利要求28所述的系統(tǒng),其中所述監(jiān)護點裝置被配置為與計算機建模組件進行雙向通訊。
44.如權利要求28所述的系統(tǒng),其中所述監(jiān)護點裝置根據(jù)計算機建模組件決定的指令進行部署。
45.如權利要求I所述的系統(tǒng),其中當可以獲得更新的動態(tài)數(shù)據(jù)時,所述建模結果被實時更新。
46.如權利要求I所述的系統(tǒng),其中所述計算機建模組件被配置為將建模結果呈現(xiàn)給醫(yī)療專家、單獨的人類個體和政府機構中的一個或多個。
47.如權利要求I所述的系統(tǒng),其中所述計算機建模組件被配置為基于建模結果預測一個或多個行動方案。
48.如權利要求47所述的系統(tǒng),其中所述一個或多個行動方案根據(jù)排序參數(shù)進行排序。
49.如權利要求48所述的系統(tǒng),其中所述排序參數(shù)包括財政考慮、受影響個體的數(shù)目、質量修正生命年(QALY)、和/或質量修正生命年(QALY)每經濟成本單位。
50.如權利要求47所述的系統(tǒng),其中所述一個或多個行動方案包括控制疾病傳播的策略。
51.如權利要求50所述的系統(tǒng),其中所述控制疾病傳播的策略包括家庭檢疫、個體檢疫、地理檢疫、擴大社交距離、住院、關閉學校、關閉工作場所、限制旅行、關閉公共交通、治療性處理或干預、預防性處理或干預、疫苗接種、供給防護服、供給口罩和另外的監(jiān)護點檢測中的一種或多種。
52.如權利要求50所述的系統(tǒng),其中所述控制疾病傳播的策略包括建議有風險或受影響個體進行行為矯正、重復生物標記和/或生理學測定、和獎賞個體中的一種或多種。
53.如權利要求50所述的系統(tǒng),其中所述控制疾病傳播的策略包括患者分類的建議、資源管理、各策略的功效指數(shù)、各策略的成本、各策略的投資回報中的一種或多種。
54.如權利要求50所述的系統(tǒng),其中所述控制疾病傳播的策略包括針對性預防、全體預防、針對性抗生素預防、全體抗生素預防、針對性抗病毒預防、全體抗病毒預防、針對性疫苗接種和全體疫苗接種中的一種或多種。
55.如權利要求54所述的系統(tǒng),其中所述針對性預防或針對性疫苗接種包括針對1-4歲的兒童、5-14歲的兒童、孕婦、15-30歲的年輕成人、一線醫(yī)療應對工作者、確認為具有高死亡率風險的個體,或老年個體進行預防或疫苗接種。
56.如權利要求I所述的系統(tǒng),其中所述計算機建模組件被配置為基于建模結果估計監(jiān)測策略。
57.如權利要求56所述的系統(tǒng),其中所述監(jiān)測策略包括使用監(jiān)護點裝置確定一個個體或一組個體的疾病狀態(tài)。
58.如權利要求56所述的系統(tǒng),其中當檢測到患病個體時,監(jiān)測策略被更新。
59.如權利要求58所述的系統(tǒng),其中所述更新的策略包括檢測包含患病個體的家庭、檢測包含患病個體的學校和檢測包含患病個體的工作場所中的一種或多種。
60.如權利要求58所述的系統(tǒng),其中所述更新的策略包括檢疫、預防或住院中的一種或多種。
61.如權利要求I所述的系統(tǒng),其中所述計算機建模組件包含用于向用戶顯示建模結果的圖形界面。
62.如權利要求I所述的系統(tǒng),其中所述計算機建模組件包含多個非線性常微分方程。
63.如權利要求I所述的系統(tǒng),其中所述數(shù)據(jù)模型包含多個參數(shù)。
64.如權利要求63所述的系統(tǒng),其中所述計算機建模組件包含學習機器,當靜態(tài)數(shù)據(jù)和/或動態(tài)數(shù)據(jù)更新時,該學習機器更新所述多個參數(shù)。
65.如權利要求I所述的系統(tǒng),其中所述數(shù)據(jù)模型包含多種狀態(tài)。
66.如權利要求65所述的系統(tǒng),其中所述多種狀態(tài)包括以下一種或多種易感個體、早期暴露個體、后期暴露個體、早期感染個體、后期感染個體、康復個體、死于感染和/或相關并發(fā)癥的個體、無癥狀個體、給予治療性處理的個體、給予治療性處理并檢疫的個體、預防性處理的個體、接種過疫苗的個體、因疫苗接種而受保護的個體、住院的早期感染個體、住院的后期感染個體、居家檢疫的易感個體、居家檢疫的早期暴露個體、居家檢疫的后期暴露個體、居家檢疫的早期感染個體、居家檢疫的后期感染個體、居家檢疫的無癥狀個體、在整個鄰近地區(qū)檢疫的易感個體、在整個鄰近地區(qū)檢疫的早期暴露個體、在整個鄰近地區(qū)檢疫的后期暴露個體、在整個鄰近地區(qū)檢疫的早期感染個體、在整個鄰近地區(qū)檢疫的后期感染個體、在整個鄰近地區(qū)檢疫的無癥狀個體、可得到的治療藥物劑量的量、目標群體可得到的抗病毒藥和/或抗生素的量、居家檢疫的接種過疫苗的個體、居家檢疫的因疫苗接種而受保護的個體、居家檢疫的康復的個體、根據(jù)緩解政策進行標記以便采取行動的易感個體、根據(jù)緩解政策進行標記以便采取行動的早期暴露個體、根據(jù)緩解政策進行標記以便采取行動的后期暴露個體、根據(jù)緩解政策進行標記以便采取行動的無癥狀個體、根據(jù)緩解政策進行標記以便采取行動的早期感染個體、根據(jù)緩解政策進行標記以便采取行動的后期感染個體、根據(jù)緩解政策進行標記以便采取行動的預防性處理的個體、根據(jù)緩解政策進行標記以便采取行動的接種過疫苗的個體、根據(jù)緩解政策進行標記以便采取行動的受保護的個體、根據(jù)緩解政策進行標記以便采取行動的康復個體、標記以進行治療性處理的易感個體、標記以進行治療性處理的早期暴露個體、標記以進行治療性處理的后期暴露個體、標記以進行治療性處理的無癥狀個體、標記以進行治療性處理的早期感染個體、標記以進行治療性處理的后期感染個體、標記以進行監(jiān)測的易感個體、標記以進行監(jiān)測的早期暴露個體、標記以進行監(jiān)測的后期暴露個體、標記以進行監(jiān)測的無癥狀個體、標記以進行監(jiān)測的早期感染個體、標記以進行監(jiān)測的后期感染個體、標記以進行監(jiān)測的預防個體、標記以進行監(jiān)測的接種過疫苗的個體、標記以進行監(jiān)測的受保護的個體、根據(jù)緩解政策進行標記以便采取行動的整個鄰近地區(qū)檢疫中的易感個體、根據(jù)緩解政策進行標記以便采取行動的整個鄰近地區(qū)檢疫中的早期暴露個體、根據(jù)緩解政策進行標記以便采取行動的整個鄰近地區(qū)檢疫中的后期暴露個體、根據(jù)緩解政策進行標記以便采取行動的整個鄰近地區(qū)檢疫中的無癥狀個體、根據(jù)緩解政策進行標記以便采取行動的整個鄰近地區(qū)檢疫中的早期感染個體、根據(jù)緩解政策進行標記以便采取行動的整個鄰近地區(qū)檢疫中的后期感染個體、根據(jù)緩解政策進行標記以便采取行動的整個鄰近地區(qū)檢疫個體中的預防性處理的個體、施用的治療劑量的累積數(shù)目、施用的抗病毒藥和/或抗生素的累積數(shù)目、居家檢疫的無癥狀個體的累積數(shù)目、居家檢疫的有癥狀個體的累積數(shù)目、總感染個體的累積數(shù)目、未檢疫的感染個體的累積數(shù)目、采取了一些行動的感染個體的累積數(shù)目、住院個體的累積數(shù)目和死亡的累積數(shù)目。
67.一種用于控制流感在群體內傳播的系統(tǒng),包含 a)靜態(tài)數(shù)據(jù)庫組件,包含與流感和/或所述群體相關的靜態(tài)數(shù)據(jù); b)動態(tài)數(shù)據(jù)庫組件,包含關于所述群體的動態(tài)數(shù)據(jù);和 c)計算機建模組件,其被配置以將所述靜態(tài)數(shù)據(jù)庫組件和所述動態(tài)數(shù)據(jù)庫組件中的數(shù)據(jù)建模,從而將所述群體內的流感發(fā)病率建模。
68.—種用于控制人免疫缺陷病毒(HIV)在群體內傳播的系統(tǒng),包含 a)靜態(tài)數(shù)據(jù)庫組件,包含與HIV和/或所述群體相關的靜態(tài)數(shù)據(jù); b)動態(tài)數(shù)據(jù)庫組件,包含關于所述群體的動態(tài)數(shù)據(jù);和 c)計算機建模組件,其被配置以將所述靜態(tài)數(shù)據(jù)庫組件和所述動態(tài)數(shù)據(jù)庫組件中的數(shù)據(jù)建模,從而將所述群體內的HIV發(fā)病率建模。
69.一種用于控制肝炎在群體內傳播的系統(tǒng),包含 a)靜態(tài)數(shù)據(jù)庫組件,包含與肝炎和/或所述群體相關的靜態(tài)數(shù)據(jù); b)動態(tài)數(shù)據(jù)庫組件,包含關于該群體的動態(tài)數(shù)據(jù);和 c)計算機建模組件,其被配置以將所述靜態(tài)數(shù)據(jù)庫組件和所述動態(tài)數(shù)據(jù)庫組件中的數(shù)據(jù)建模,從而將所述群體內的肝炎發(fā)病率建模。
70.—種用于控制糖尿病在群體內傳播的系統(tǒng),包含 a)靜態(tài)數(shù)據(jù)庫組件,包含與糖尿病和/或所述群體相關的靜態(tài)數(shù)據(jù); b)動態(tài)數(shù)據(jù)庫組件,包含關于所述群體的動態(tài)數(shù)據(jù);和 c)計算機建模組件,其被配置以將所述靜態(tài)數(shù)據(jù)庫組件和所述動態(tài)數(shù)據(jù)庫組件中的數(shù)據(jù)建模,從而將所述群體內的糖尿病發(fā)病率建模。
全文摘要
本發(fā)明提供集成的健康監(jiān)測和監(jiān)控系統(tǒng),其提供實時采樣、建模、分析和推薦的干預。該系統(tǒng)可用于監(jiān)控傳染病和慢性疾病。當面對傳染病源例如流感病毒的爆發(fā)時,該系統(tǒng)通過在高危位置例如學?;驌頂D的商業(yè)區(qū)主動采樣,可以識別活動性病例。當檢測到事件時,該系統(tǒng)可以通知適當?shù)臋C構,例如地方政府、地區(qū)政府和中央政府,從而允許對可能的爆發(fā)進行主動管理。該系統(tǒng)也可預測最佳應對措施,用以對稀缺資源進行部署。
文檔編號G06F19/00GK102713914SQ201080057878
公開日2012年10月3日 申請日期2010年10月18日 優(yōu)先權日2009年10月19日
發(fā)明者E·A·霍姆斯, I·吉博恩斯, 丹尼爾·L·揚格, 塞思·G·米歇爾森 申請人:提拉諾斯公司