至少部分基於脈搏波形的自動診斷的製作方法
2023-06-01 22:25:46
背景
本公開總地涉及診斷系統、方法和裝置，並且具體地涉及自動評估數據和基於該數據自動進行診斷的系統和方法。
相關技術說明
許多醫療從業者依靠脈搏或觸診來評估個體或患者的健康狀況。例如，在西醫中，醫師和其他醫療保健提供者通常測量血壓和脈搏率作為標準或常規身體檢查的一部分。測量脈搏率通常需要手指和定時器或時鐘。測量血壓通常需要可充氣臂帶和血壓計。通常進行兩次測量，通常以毫米汞柱(mmhg)表示的收縮壓和舒張壓，其代表最大和最小壓力。在一些情況下，西醫從業者可以測量一定程度上指示各種血流特性的其他參數，例如經由引線測量心臟的電活動(即，心電圖)，所述引線響應於作為心臟功能的一部分而產生的電磁信號。
與西醫的從業者相比，一些非西醫的從業者更多地依賴於脈搏的測量。例如，傳統中醫(tcm)的從業者經常採用患者的脈搏，並且可以至少部分地(如果不是單獨地)基於患者的脈搏進行診斷。雖然這種技術可能已經使用了一千多年，但是與這種技術相關的變化性趨向於廣泛的範圍。例如，一個從業者相對於另一個從業者，或者甚至對於給定從業者的不同時間或不同病人，在如何感測或解釋脈搏上都存在很大的變化。同樣，在假定脈搏相同或非常相似的情況下，不同從業者之間在所得診斷上存在很大的變化，並且在假定脈搏相同或非常相似的情況下，給定從業者的所得診斷上也存在變化。
概述
雖然在執行診斷中使用脈搏已被證明是有用的，但是存在如何感測或解釋脈搏方面的顯著變化和相應的診斷方面的顯著變化。期望能夠減少這種變化。
一種系統可以包括具有一個或更多個感測器或傳感器的裝置，其可操作來一致地感測或測量脈搏波形，減少或消除至少一個變化性來源。系統可以連同樣本診斷一起採集大量樣本脈搏波形或脈搏波形信息，以形成資料庫或其他信息集合，系統可以從中確定或定義脈搏波形的定義特性和特定診斷和/或治療或預防措施和/或心臟功能的度量之間的相關性。系統還可以連同樣本脈搏波形和樣本診斷一起採集樣本症狀，系統可以從中確定或定義以下的組合之間的相關性：i)脈搏波形的定義特性，和ii)症狀和特定診斷和/或治療或預防措施和/或心臟功能的度量。該系統可以例如在訓練時間期間採用一種或更多種機器學習技術或神經網絡來確定或定義相關性。
系統包括用於獲取脈搏(例如，動脈脈搏)的各種動態特性的感測器，所述動態特性表示受試者的心血管系統的功能，包括心臟、血液和脈管系統，以及脈搏通過血管、組織和器官的相互作用和充沛度(profusion)。系統處理採集的信號，並且生成各種醫療或健康相關的病情、疾病和/或病症的診斷。
在運行時期間，系統可以接收具有或不具有識別的症狀的、例如脈搏波形信息形式的查詢，並且作為響應，產生心臟功能的度量並基於一組累積的知識或知識庫和/或心臟功能的度量來確定適當的診斷和/或治療或預防措施以進行推薦。因此，系統能夠利用一組累積的知識或知識庫，基於具有或不具有識別的症狀的脈搏波形信息自主地產生或提供診斷和/或推薦的治療或預防措施。
可以使用來自從業者的反饋進一步改進該組累積的知識或知識庫。反饋能夠例如指定由系統自主地產生或提供的診斷是否正確，或者如果不正確，則針對具有或不具有指定症狀的給定一組脈搏波形信息，指定什麼應是正確的診斷或治療或預防措施。
在運行時期間，系統可以用作訓練工具，允許從業者採樣具有或不具有指定症狀的脈搏波形，診斷它們，並將從業者的診斷與從涵蓋大批受試者或患者並且優選涵蓋大批經驗豐富的從業者的一組累積的知識或知識庫產生的診斷進行比較。這樣能夠提供適當的反饋，從而允許從業者提高或改善他們的診斷技能。
系統採用一組感測器或傳感器來在一個或更多個位置、例如沿著受試者或患者的橈動脈的三個位置處捕獲脈搏波形。感測器或傳感器在至少所述位置的作用力或壓力的一個或優選多個水平下捕獲脈搏波形。系統能夠採用一組感測器或傳感器來感測或測量作用力或壓力的量。例如，感測脈搏波形的感測器或傳感器可以分離且不同於感測或測量作用力或壓力的感測器或傳感器。系統能夠採用一組感測器或傳感器(例如一個或更多個ekg引線)來感測或測量心臟的電活動。系統能夠使用電活動作為脈搏波形的定時信息來例如實現噪聲濾波，增強識別脈搏波形的某些定義特性的能力。
在至少一個實施方式中，能夠在軟體即服務(saas)模型下提供各種後端系統功能，使用web接口或門戶來提交查詢或請求和便接收包括診斷和/或提供從業者的訓練在內的響應。在至少一個實施方式中，能夠經由遠程醫療服務提供各種後端系統功能，允許進行遠程診斷，特別是在受試者的位置遠離醫療從業者時。在至少一個實施方式中，能夠在診所或急診室中提供各種系統功能，以快速分診受試者或患者。
診斷系統可以被概括為包括：至少一個處理器電路；至少一個非暫時性存儲器，其可通信地耦接至少一個處理器電路並且存儲處理器可執行指令或數據中的至少一個，指令或數據的執行導致至少一個處理器電路：對於多個受試者中的每一個受試者的多次就診中的每一次就診，接收相應的脈搏信號信息，其表示：i)在第一位置處以第一作用壓力從相應受試者捕獲的第一脈搏信號波形以及ii)在第一位置處以第二作用壓力從相應受試者捕獲的至少第二脈搏信號波形，第二作用壓力不同於所述第一作用壓力，並且接收包括與相應受試者的相應就診相關聯的至少主要診斷的診斷信息；將所接收的相應脈搏信號信息和診斷信息存儲到至少一個非暫時性存儲器；以及確定第一脈搏信號波形和至少第二脈搏信號波形表示的多個定義特性中的各個定義特性與所述診斷信息之間的一個或更多個相關性。當感測第一脈搏信號波形時和感測第二脈搏信號波形時，系統能夠接收指示第一或第二作用壓力中的至少一個的至少一個值，例如指示作用力或壓力的水平的相應值。
至少一個處理器電路可以接收匿名形式的脈搏信號信息和診斷信息。對於多個受試者中的每一個受試者的多次就診中的每一次就診，至少一個處理器電路可以接收相應脈搏信號信息，其表示：iii)在第一位置處以第三作用壓力從相應受試者捕獲的第三脈搏信號波形，所述第三作用壓力不同於第一和第二作用壓力。對於受試者中給定一個的就診中的給定一次就診，所接收的相應脈搏信號信息還可以表示分別在第一、第二和第三作用壓力下沿著給定動脈在第二位置處從相應受試者捕獲的第四、第五和第六脈搏信號波形，第二位置與第一位置間隔開。對於受試者中給定一個的就診中的給定一次就診，可以在時間上彼此接近地捕獲第一、第二和第三脈搏信號波形。對於受試者中給定一個的就診中的給定一次就診，可以在時間上彼此接近地捕獲第一、第二、第三、第四、第五和第六脈搏信號波形。對於受試者中的給定一個的就診的給定一次就診，第一、第二和第三脈搏信號波形可以表示分別在第一、第二和第三作用壓力下沿著與受試者的手的拇指側上的腕骨鄰近的橈動脈在第一位置處捕獲的脈搏波形，並且第四、第五和第六脈搏信號波形可以表示分別在第一、第二和第三作用壓力下沿著與尺骨鄰近的橈動脈在第二位置處捕獲的脈搏波形，第二位置與第一位置間隔開。對於受試者中的給定一個的就診中的給定一次就診，接收的相應脈搏信號信息還可以表示分別在第一、第二和第三作用壓力下沿著橈動脈在第三位置處從相應受試者捕獲的第七、第八和第九脈搏信號波形，第三位置與第一位置和第二位置接近地間隔開。對於受試者中給定一個的就診中的給定一次就診，可以基本彼此同時地捕獲第一、第二、第三、第四、第五、第六、第七、第八和第九脈搏信號波形。第一、第二和第三脈搏信號波形可以各自表示穿過給定受試者的皮膚捕獲的脈搏波形中的相應一個。對於多個受試者的至少受試者子集的多次就診中至少就診子集，所接收的診斷信息可以包括與相應受試者的相應就診相關聯的至少次要診斷。對於多個受試者的至少受試者子集的多次就診中至少就診子集，診斷系統可以接收與相應受試者的相應就診相關聯的至少主要症狀。至少一個處理器電路可以接收匿名形式的脈搏信號信息和診斷信息。對於受試者子集中的至少子集的就診子集中的至少子集，診斷系統可以接收與相應受試者的相應就診相關聯的至少次要症狀。對於多個受試者的至少受試者子集的多次就診中至少就診子集，所接收的診斷信息可以包括與相應受試者的相應就診相關聯的至少次要診斷。至少一個處理器電路可以在訓練時間期間對脈搏波形和診斷信息進行機器學習，以確定第一脈搏信號波形和至少第二脈搏信號波形的表示的多個定義特性中的各個定義特性與診斷信息之間的一個或更多個相關性。在運行時期間，運行時在訓練時間之後，針對多次額外就診中的每一次就診，至少一個處理器電路可以接收針對相應就診和相應受試者的脈搏波形信息，並且可以至少部分地基於所接收的脈搏波形信息和所確定的相關性來確定診斷，並且可以提供所確定的診斷。在運行時期間，運行時在訓練時間之後，針對多個額外就診中的每一次就診，至少一個處理器電路可以接收針對相應就診和相應受試者的脈搏波形信息和症狀信息，並且可以至少部分地基於所接收的脈搏波形信息、症狀信息和所確定的相關性來確定診斷，並且可以提供所確定的診斷。在運行時期間，至少一個處理器電路可以接收匿名形式的脈搏信號信息和診斷信息。至少一個非暫時性存儲器中的處理器可執行指令或數據的至少一個的執行可以使至少一個處理器電路針對多個受試者的每一個受試者的多次就診中的每一次就診來接收定時信息，該定時信息表示與多個脈搏波形分開感測的、心動周期中的事件。定時信息可以表示用心電圖(ekg)傳感器感測的ekg信號，脈搏信號波形相對於心電圖(ekg)信號延遲已知的時間範圍。針對多個受試者的至少子集中每一個受試者的多次就診中至少就診子集中的每次就診，至少一個處理器電路還可以至少部分地基於定時信息來識別脈搏信號波形中的至少一個的至少一個識別特性。至少一個非暫時性存儲器中處理器可執行指令或數據的至少一個的執行可以使至少一個處理器電路針對多個受試者中的每一個受試者的多次就診中的每一次就診來接收心電圖定時信息，該心電圖定時信息表示與多個脈搏波形分開感測的、心動周期中的事件；並且針對多個受試者的至少受試者子集中每一個受試者的多次就診的至少就診子集中的每次就診，至少一個處理器電路還可以至少部分地基於定時信息來識別脈搏信號波形中的至少一個中的至少一個識別特性。所接收的相應脈搏信號信息可以表示第一和第二脈搏信號波形的數位化版本。至少一個處理器電路可以將第一和第二脈搏信號波形數位化，以生成相應的脈搏信號信息。
一種診斷系統的操作方法，所述診斷系統包括至少一個處理器電路和至少一個非暫時性存儲器，該非暫時性存儲器可通信地耦接到至少一個處理器電路並且存儲處理器可執行指令或數據中的至少一個，該方法可以被概括為包括：對於多個受試者中的每一個受試者的多次就診中的每一次就診，接收相應脈搏信號信息，其表示：i)在第一位置處以第一作用壓力從相應受試者捕獲的第一脈搏信號波形以及ii)在第一位置處以第二作用壓力從相應受試者捕獲的至少第二脈搏信號波形，第二作用壓力不同於所述第一作用壓力，並且接收包括與相應受試者的相應就診相關聯的至少主要診斷的診斷信息；將所接收的相應脈搏信號信息和診斷信息存儲到所述至少一個非暫時性存儲器；以及確定第一脈搏信號波形和至少第二脈搏信號波形的表示的多個定義特性中的各個定義特性與診斷信息之間的一個或更多個相關性。該方法能夠包括在感測第一脈搏信號波形時和感測第二脈搏信號波形時，感測或接收指示第一或第二作用壓力中的至少一個的至少一個值，例如指示作用壓力或壓力的水平的相應值。
接收脈搏信號信息和診斷信息可以包括接收匿名形式的脈搏信號信息和診斷信息。對於多個受試者中的每一個受試者的的多次就診中的每一次就診，接收相應的脈搏信號信息可以包括接收表示以下的脈搏信號信息：iii)在第一位置處以第三作用壓力從相應受試者捕獲的第三脈搏信號波形，第三作用壓力不同於第一和第二作用壓力。對於受試者中給定一個的就診中的給定一次就診，所接收的相應脈搏信號信息還可以表示分別在第一、第二和第三作用壓力下在沿著給定動脈的第二位置處從相應受試者捕獲的第四、第五和第六脈搏信號波形，第二位置與第一位置間隔開。對於受試者中給定一個的就診中的給定一次就診，可以在時間上彼此接近地捕獲第一、第二和第三脈搏信號波形。對於受試者中給定一個的就診中的給定一次就診，可以在時間上彼此接近地捕獲第一、第二、第三、第四、第五和第六脈搏信號波形。對於受試者中給定一個的就診中的給定一次就診，第一、第二和第三脈搏信號波形可以表示分別在第一、第二和第三作用壓力下在沿著與受試者的手的拇指側上的腕骨相鄰的橈動脈的第一位置處捕獲的脈搏波形，並且第四、第五和第六脈搏信號波形可以表示分別在第一、第二和第三作用壓力下在沿著與尺骨相鄰的橈動脈的第二位置處捕獲的脈搏波形，第二位置與第一位置間隔開。對於受試者中給定一個的就診中的給定一次就診，所接收的相應脈搏信號信息還可以表示分別在第一、第二和第三作用壓力下在沿著橈動脈的第三位置處從相應受試者捕獲的第七、第八和第九脈搏信號波形，第三位置與第一位置和第二位置接近地間隔開。對於受試者中給定一個的就診中的給定一次就診，可以基本彼此同時地捕獲第一、第二、第三、第四、第五、第六、第七、第八和第九脈搏信號波形。第一、第二和第三脈搏信號波形可以各自表示穿過給定受試者的皮膚捕獲的脈搏波形中的相應一個。對於多個受試者的至少受試者子集的多次就診的至少就診子集，所接收的診斷信息可以包括與相應受試者的相應就診相關聯的至少次要診斷。對於多個受試者的至少子集的多次就診的至少就診子集，該方法可以包括接收與相應受試者的相應就診相關聯的至少主要症狀。接收脈搏信號信息和診斷信息可以包括接收匿名形式的脈搏信號信息和診斷信息。對於受試者子集中的至少子集的就診子集中的至少子集，該方法可以包括接收與相應受試者的相應就診相關聯的至少次要症狀。對於多個受試者的至少受試者子集的多次就診的至少就診子集，所接收的診斷信息可以包括與相應受試者的相應就診相關聯的至少次要診斷。該方法還可以包括：在訓練時間期間，通過至少一個處理器電路對脈搏波形和診斷信息執行機器學習，以確定第一脈搏信號波形和至少第二脈搏信號波形的表示的多個定義特性中的各個定義特性與診斷信息之間的一個或更多個相關性。在運行時期間，運行時在訓練時間之後，針對多次額外就診中的每一次就診，該方法可以包括由至少一個處理器電路接收針對相應就診和相應受試者的脈搏波形信息，並且由至少一個處理器電路至少部分地基於所接收的脈搏波形信息和所確定的相關性來確定診斷並提供所確定的診斷。在運行時期間，針對多次額外就診中的每一次就診，至少一個處理器電路能夠接收針對相應就診和相應受試者的脈搏波形信息和症狀信息，至少部分地基於所接收的脈搏波形信息、症狀信息和所確定的相關性來確定診斷並提供所確定的診斷。在運行時期間，該方法包括接收針對相應就診和相應受試者的脈搏波形信息，包括針對相應就診和相應受試者的匿名形式的脈搏波形信息。該方法還可以包括：對於多個受試者中的每個受試者的多次就診中的每一次就診，通過至少一個處理器電路接收定時信息，該定時信息表示與多個脈搏波形分開感測的、心動周期中的事件。定時信息可以表示用心電圖(ekg)傳感器感測的ekg信號，脈搏信號波形相對於心電圖(ekg)信號延遲已知的時間範圍。該方法還可以包括：針對多個受試者的至少受試者子集中每一個受試者的多次就診中至少就診子集中的每次就診，通過至少一個處理器電路至少部分地基於定時信息來識別脈搏信號波形中至少一個中的至少一個識別特性。該方法還可以包括：對於多個受試者的每一個受試者的多次就診中的每一次就診，接收表示與多個脈搏波形分開感測的、心動周期中的事件的心電圖定時信息；並且針對多個受試者的至少受試者子集中每一個受試者的多次就診的至少就診子集中的每次就診，通過至少一個處理器電路至少部分地基於定時信息來識別脈搏信號波形中的至少一個中的至少一個識別特性。接收相應的脈搏信號信息可以包括接收表示第一和第二脈搏信號波形的數位化版本的相應脈搏信號信息。該方法還可以包括：通過至少一個處理器電路對第一和第二脈搏信號波形進行數位化，以生成相應的脈搏信號信息。
一種捕獲診斷信息的系統可以概括為包括：裝置，所述裝置包括：第一脈搏波形傳感器，其響應於脈搏以產生第一脈搏波形表示；第二脈搏波形傳感器，其響應於脈搏以產生第二脈搏波形表示，第二脈搏波形傳感器在使用中與第一脈搏波形傳感器間隔開；以及至少一個作用壓力傳感器，其響應於至少第一脈搏波形傳感器的作用壓力，並且響應於作用壓力以產生與所述作用壓力成比例的壓力信號。
該系統還可以包括：多個耦接器，其承載第一和第二脈搏波形傳感器以及至少一個作用壓力傳感器，耦接器能夠選擇性地附接和拆卸於臨床醫生的多個手指。該系統還可以包括：袖套或臂帶，其承載第一和第二脈搏波形傳感器以及至少一個作用壓力傳感器，袖套或臂帶能夠選擇性地附接和拆卸於受試者的手腕。該系統還可以包括：第三脈搏波形傳感器，其響應於脈搏以產生第三脈搏波形表示，第三脈搏波形傳感器在使用中與第一和第二脈搏波形傳感器間隔開。該系統還可以包括：多個耦接器，其承載第一、第二和第三脈搏波形傳感器以及至少一個作用壓力傳感器，耦接器能夠選擇性地附接和拆卸以將第一、第二和第三脈搏波形傳感器定位在臨床醫生的多個指尖中的相應指尖上。至少一個作用壓力傳感器可以包括：第一作用壓力傳感器，其定位成響應經由第一脈搏波形傳感器施加的壓力；第二作用壓力傳感器，其定位成響應經由第二脈搏波形傳感器施加的壓力；第三作用壓力傳感器，其定位成響應經由第三脈搏波形傳感器施加的壓力。該系統還可以包括：多個耦接器，其承載第一、第二和第三脈搏波形傳感器以及第一、第二和第三作用壓力傳感器，耦接器能夠選擇性地附接和拆卸以將第一、第二和第三脈搏波形傳感器定位在臨床醫生的多個指尖中的相應指尖上。該系統還可以包括：用戶輸入裝置，其在使用中接收指定至少主要診斷的信息。該系統還可以包括：用戶輸入裝置，其在使用中接收指定至少主要症狀的信息。用戶輸入裝置還可以接收指定至少主要診斷的信息。用戶輸入裝置還可以接收指定至少次要診斷的信息。用戶輸入裝置還可以接收指定至少次要症狀的信息。該系統還可以包括：至少一個通信埠，其傳輸至少第一和第二脈搏波形表示以及與來自系統的作用壓力成比例的壓力信號。
一種捕獲診斷信息的系統的操作方法可以被概括為包括：產生第一脈搏波形表示，其表示在沿著第一動脈的第一位置處以及在第一作用壓力下由第一脈搏波形傳感器檢測到的第一脈搏波形；產生第二脈搏波形表示，其表示在沿著第一動脈的第二位置處以及在第一作用壓力下由第二脈搏波形傳感器檢測到的第二脈搏波形，第二位置與第一位置間隔開；產生至少第一作用壓力信號，其與至少第一脈搏波形傳感器的作用壓力成比例；以及從診斷裝置傳輸第一脈搏波形表示、第二脈搏波形表示和至少第一作用壓力信號。
該方法還可以包括：產生第一脈搏波形表示，其表示在沿著第一動脈的第一位置處以及在第二作用壓力下由第一脈搏波形傳感器檢測到的第一脈搏波形，第二作用壓力不同於第一作用壓力；產生第二脈搏波形表示，其表示在沿著第一動脈的第二位置處以及在第二作用壓力下由第二脈搏波形傳感器檢測到的第二脈搏波形，第二作用壓力不同於第一作用壓力。該方法還可以包括：產生第一脈搏波形表示，其表示在沿著第一動脈的第一位置處以及在第三作用壓力下由第一脈搏波形傳感器檢測到的第一脈搏波形，第三作用壓力不同於第一和第二作用壓力；產生第二脈搏波形表示，其表示在沿著第一動脈的第二位置處以及在第三作用壓力下由第二脈搏波形傳感器檢測到的第二脈搏波形，第三作用壓力不同於第一和第二作用壓力。該方法還可以包括：產生第三脈搏波形表示，其表示在沿著第一動脈的第三位置處以及在第一作用壓力下由第三脈搏波形傳感器檢測到的第三脈搏波形，第三位置不同於第一和第二位置。該方法還可以包括：產生第三脈搏波形表示，其表示在沿著第一動脈的第三位置處以及在第二作用壓力下由第三脈搏波形傳感器檢測到的第三脈搏波形，第二作用壓力不同於第一作用壓力。產生與至少第一脈搏波形傳感器的作用壓力成比例的至少第一作用壓力信號可以包括產生分別與第二和第三脈搏波形傳感器的作用壓力成比例的第二和第三作用壓力信號。該方法還可以包括：經由至少一個用戶輸入裝置接收指定至少主要診斷的信息。該方法還可以包括：經由至少一個用戶輸入裝置接收指定至少主要症狀的信息。該方法還可以包括：經由至少一個用戶輸入裝置接收指定至少主要症狀的信息。該方法還可以包括：經由至少一個用戶輸入裝置接收指定至少次要診斷的信息。該方法還可以包括：經由至少一個用戶輸入裝置接收指定至少次要症狀的信息。該方法還可以包括：從診斷裝置傳輸接收到的信息，接收到的信息指定至少主要症狀和至少主要症狀連同第一脈搏波形表示、第二脈搏波形表示和至少第一作用壓力信號。
多個附圖的簡要說明
在附圖中，相同的附圖標記標識相似的元件或動作。附圖中的元件的尺寸和相對位置不一定按比例繪製。例如，各種元件的形狀和角度不一定按比例繪製，並且這些元件中的一些可以任意地放大和定位以提高附圖的可讀性。此外，所描繪的元件的特定形狀不一定旨在傳達關於特定元件的實際形狀的任何信息，並且可以為了便於在附圖中識別而單獨選擇。
圖1是圖示根據一個圖示的實施方式的、包括一個或更多個前端子系統和一個或更多個後端系統(例如機器學習系統)的示例診斷系統的示意圖。
圖2a是根據一個圖示的實施方式的、用於捕獲來自受試者的脈搏波形信號的受試者接口裝置的示意圖。
圖2b是根據一個圖示的實施方式的、被示出為安裝在個體(例如從業者)的手和手臂上的圖2a的受試者接口裝置的前視平面圖。
圖2c是根據一個圖示的實施方式的、被示出為安裝在個體的手和手臂上的圖2b的受試者接口裝置的側面正視圖。
圖3a示出根據一個圖示的實施例的、安裝在指尖上的單個感測器或傳感器以及可經由該單個感測器或傳感器的使用來辨別的信息的相應顯示。
圖3b示出根據一個圖示的實施例的、安裝在指尖上的感測器或傳感器的線性或一維陣列以及可經由感測器或傳感器的線性或一維陣列的使用來辨別的信息的相應顯示。
圖3c示出根據一個圖示的實施例的、安裝在指尖上的感測器或傳感器的二維陣列以及可經由感測器或傳感器的二維陣列的使用來辨別的信息的相應顯示。
圖4是根據一個圖示的實施例的、身體的一部分(例如手腕)的等距視圖，其示出皮膚組織、骨組織和皮膚與骨組織之間的動脈，並且圖示多個水平的力或壓力以及隨之而來的皮膚組織和動脈的凹陷水平。
圖5是根據另一圖示的實施方式的、用於捕獲來自受試者的脈搏波形信號的受試者接口裝置的示意圖。
圖6示出根據一個圖示的實施例的、組合式感測器或傳感器結構，其包括一起形成的脈搏波形響應感測器或傳感器和作用力響應感測器或傳感器。
圖7是根據又一圖示的實施方式的、用於捕獲來自受試者的脈搏波形信號的受試者接口裝置的示意圖。
圖8是示出根據另一圖示的實施方式的、具有定義特性或特徵的示例性脈搏波形的圖像。
圖9是根據一個圖示的實施方式的、診斷系統(例如用於採集針對多個受試者的診斷相關信息的前端系統)的操作方法的流程圖。
圖10是根據一個圖示的實施方式的、診斷系統(例如，例如經由機器學習技術處理針對多個受試者的診斷相關信息的後端系統)的操作方法的流程圖。
圖11是根據一個圖示的實施方式的、診斷系統(例如處理針對多個受試者的診斷相關信息的後端系統的運行時系統)的操作方法的流程圖。
圖12是根據一個圖示的實施方式的、診斷系統(例如處理針對多個受試者的診斷相關信息的後端系統的運行時系統)的操作方法的流程圖。
圖13是根據一個圖示的實施方式的、診斷系統(例如採集針對多個受試者的診斷相關信息的前端系統)的低水平操作方法的流程圖。
圖14是根據一個圖示的實施方式的、診斷系統(例如用於處理針對多個受試者的診斷相關信息的、均為後端系統的運行時系統和訓練時間系統)的操作方法的流程圖。
具體實施方式
在下面的描述中，闡述了某些具體細節以便提供對各種公開實施方式的透徹理解。然而，相關領域的技術人員將認識到，可以在沒有這些具體細節中的一個或更多個的情況下或者利用其他方法、組件、材料等來踐行實施方式。在其他情況下，沒有詳細示出或描述與計算機系統、伺服器計算機和/或通信網絡相關聯的公知結構，以避免不必要地模糊實施方式的描述。在其他情況下，沒有詳細描述用於執行分析的公知的數學、統計或機器學習方法和其他公知的數學運算，以避免不必要地模糊實施方式的描述。
除非上下文另有要求，否則在整個說明書和隨後的權利要求書中，詞語「包括」與「包含」同義，並且是包含性的或開放式的(即，不排除額外的、未列舉的元件或方法動作)。
在整個本說明書中對「一個實施方式」或「實施方式」的引用意味著結合實施方式所描述的特定特徵、結構或特性包括在至少一個實施方式中。因此，在貫穿本說明書的各個位置中出現的短語「在一個實施方式中」或「在實施方式中」不一定都指代相同的實施方式。此外，特定特徵、結構或特性可以在一個或更多個實施方式中以任何合適的方式組合。
如在本說明書和所附權利要求書中所使用的，單數形式「一」、「一個」和「該」包括複數的指示物，除非內容另有明確規定。還應當注意，術語「或」通常以其包括「和/或」的含義使用，除非內容另有明確規定。
本文中提供的標題和說明書摘要僅僅是為了方便，並且不解釋實施方式的範圍或含義。
本公開的實施方式降低或消除在解釋所感測或所測量的脈搏波形方面、和在至少部分地基於所感測或所測量的脈搏波形以及在至少一些情況下基於症狀(例如，報告的或觀察到的主要症狀，報告的或觀察到的次要症狀)產生診斷的可變性。該系統可以生成將脈搏波形信息和可選的症狀與診斷和/或建議的治療或預防措施相關聯的診斷模型和/或生成心臟功能的度量。
利用脈搏波形和與相應脈搏波形相關聯的從業者診斷的多個樣本，使用機器學習系統生成診斷模型，所述機器學習系統能夠：i)識別脈搏波形的定義特性，和/或ii)使用一組累積的知識或知識庫基於接收到的脈搏波形自主提供診斷。該組累積的知識或知識庫涵蓋大批的受試者或患者，並且優選涵蓋大批經驗豐富的從業者。診斷能夠針對各種醫學或其他狀況、疾病和/或病症。脈搏的速率和強度能夠例如用於確定或評估水合作用水平、動脈阻塞、健康水平、收縮壓、心臟衰竭、肥厚型梗阻性心肌病、高動力循環、心臟填塞、心包炎、慢性睡眠呼吸暫停、哮吼和/或阻塞性肺病。微弱且延遲的脈搏可能指示嚴重的主動脈瓣狹窄。對裂的收縮脈搏可能指示一些阻塞性心肌病。洪脈通常指示快速下降的、大的每搏量，其可以在運動過度狀態，比如發燒、貧血和/或甲亢中發生。可評估的條件能夠例如包括水合作用、飢餓或身體損耗。例如，脈搏波中的(即，上腸繫膜的)第二反射能夠指示飢餓。如此能夠用於向正在節食的人提供信息。如此能夠用於提供給那些無法溝通和不能以另外方式清楚地指示他們飢餓的幼兒或其他個體(例如，中風患者)的父母或護理者。
該系統能夠用作訓練工具，從而允許從業者採樣具有或不具有指定症狀的脈搏波形，診斷它們，並將從業者的診斷與產生自涵蓋大批受試者或患者並且優選涵蓋大批經驗豐富的從業者的一組累積的知識或知識庫的診斷進行比較。這樣能夠提供適當的反饋，從而允許從業者提高或改善他們的診斷技能。
例如，診斷相關數據的組分中的每一個都能夠被轉換為可由二叉搜索樹算法或其他機器學習算法讀取的輸入。診斷相關數據可以包括脈搏波形或指定脈搏波形的定義特性的各種值的信息。診斷相關數據可選地包括由受試者報告或由從業者觀察到的一種或更多種主要症狀或次要症狀。診斷相關數據可以可選地包括由從業者提供的一個或更多個主要診斷或次要診斷。在一些情況下，主要診斷或次要診斷可能是初步的，其中從業者嘗試經由系統確認主要診斷或次要診斷。
二叉搜索樹可以獲得可用信息，並且基於單個線性或分類變量的分叉將數據劃分為兩個分支，其將接近第一診斷的示例置於一個分支上，並將接近第二診斷的示例置於另一分支上。然後，二叉搜索樹算法可以針對每個新創建的分支重複，直到達到停止條件。停止條件被定義為使得樹不會過度擬合數據。在該特定示例中，停止判據可以由最終分支(「葉」)被允許包含的元素最小數量來定義。這高度取決於數據集的大小。第二停止判據——複雜性可以被定義為使得模型的r平方(數據擬合模型的接近程度的統計度量)必須增加針對要考慮的分叉的一定量。還可以使用交叉驗證來生成樹，以幫助確保樹不過度擬合。一旦生成，可以基於複雜性和擬合度來再次修剪樹，以便減少過度擬合。也可以使用如支持向量機、提升樹、神經網絡、貝葉斯網絡或隨機森林的其他分類方法。
如下面更加詳細討論的，所述模型可以用於至少兩種不同的情況。第一，當從業者已經採集了受試者的診斷相關信息，並且希望系統基於診斷相關信息生成一個或更多個主要診斷或次要診斷時。第二，當從業者已經採集了受試者的診斷相關信息，並且已經做出了初步的主要診斷和/或初步的次要診斷，並希望確認該從業者的主要診斷與其他從業者診斷的結果一致時。
圖1示出包括前端系統102和後端系統計算機系統104的示例診斷系統100。前端系統102經由相應的感測器或傳感器108、110、112和至少一個用戶接口系統114來採集關於多個受試者106(僅示出一個)的診斷相關信息。前端系統102或其部件能夠由一個或更多個醫療從業者(例如中醫的從業者)116(僅示出一個)操作。後端系統計算機系統104形成存儲在一個或更多個非暫時性程序可讀介質120中或其上的一組累積的知識或知識庫118，並且能夠響應於由前端系統102生成的查詢來提供或生成對心臟功能的度量和/或診斷和/或建議的治療或預防措施。
雖然被圖示為單個前端系統102，但是典型的實施方式包括多個前端系統102。前端系統102可以位於各種相應的臨床設施或其他位置處。同樣，雖然僅圖示了單個受試者106和單個從業者116，但在典型的實施方式中，存在多個受試者106和從業者116。例如，可以有兩個、十個、數百、數千或甚至數十萬從業者116，每個都操作相應的前端系統102。從業者116中的每一個都可以在他們的患者或受試者106中的一個或更多個上使用相應的前端系統102。因此，前端系統102可以採集來自數十、數百、數千、數十萬或甚至數百萬個受試者的診斷相關信息。後端系統計算機系統104形成涵蓋大批患者或受試者106並且優選涵蓋大批有經驗的從業者116的該組累積的知識或知識庫118。這種大的採樣池允許有利地使用機器學習技術來減少生成對心臟功能的度量和/或生成診斷和/或建議的治療或預防措施上的可變性。受試者106形成包括從一個或更多個醫療從業者116(例如中醫的從業者和/或西式醫學的從業者)尋求治療的各種受試者或患者的總人群。
前端系統102包括受試者接口裝置122，其包括一個或更多個感測器或傳感器108、110、112。如本文其他地方所描述的，例如，受試者接口裝置122可以由從業者116在檢查受試者106時佩戴。同樣如本文其他地方所描述的，例如，受試者接口裝置122可以由受試者106在被從業者116檢查時佩戴。
前端系統102的受試者接口裝置122包括一個或更多個感測器或傳感器108，其響應脈搏波形並且可選地響應作用力或壓強。
前端系統102的受試者接口裝置122可選地包括一個或更多個感測器或傳感器110，其響應電活動(例如受試者106的心臟的電活動)，因此在本文中被稱為心電圖(ekg)感測器或傳感器110。例如，前端系統102的受試者接口裝置122可選地包括被定位於受試者106的心臟上的電容感測陣列，以捕獲心臟的個別部分(例如，右心室、左心室、右主動脈、左主動脈)的活動。
前端系統102的受試者接口裝置122可選地包括一個或更多個感測器或傳感器110，其響應位置和/或取向，因此在本文中被稱為位置或取向傳感器112。
前端系統102的受試者接口裝置122可選地包括對來自各種感測器或傳感器的信號執行預處理的電子設備124。例如，電子設備124可以包括一個或更多個放大器126a、126b、126c(示出三個，統稱為126)，例如模擬信號放大器，其耦接為接收和放大來自各種感測器或傳感器108、110、112的信號。例如，電子設備124可以包括將放大的信號從模擬形式轉換為數字形式的一個或更多個模數轉換器(adc)128a、128b、128c(示出三個，統稱為128)。
電子設備124包括一個或更多個通信埠(例如，繩系或有線埠、無線埠)。如圖所示，通信埠優選地採取一個或更多個無線電、發射機、接收機或收發機130和相關聯的天線132的形式，該天線提供來自受試者接口裝置122的無線通信。如此允許受試者接口裝置122在使用期間由從業者116或受試者106中任一個方便地佩戴。
電子設備124可選地包括控制器134(例如，微控制器或多路復用器)，其可通信地耦接為控制對從受試者接口裝置122採集的信息的傳輸。
前端系統102包括通信接口模塊136，其可通信地耦接到受試者接口裝置122以至少從感測器或傳感器108、110、112接收信息。因此，通信接口模塊136包括一個或更多個通信埠(例如，有線埠、無線埠)。如圖所示，通信埠優選地採取一個或更多個無線電、發射機、接收機或收發機138和相關聯的天線140的形式，該天線提供來自受試者接口裝置122的無線通信。
通信接口模塊136能夠可選地包括數模(dac)轉換器142，其耦接為從無線電、發射機、接收機或收發機138接收數位訊號並將該信號轉換為模擬形式。通信接口模塊136能夠可選地包括一個或更多個信號處理器144，例如一個或更多個數位訊號處理器(dsp)或其他信號處理器(例如微處理器、專用集成電路(asic)、現場可編程門陣列(fpga)、圖形處理單元(gpu)等)。信號處理器144能夠可選地對接收到的信號執行分析146。例如，信號處理器144能夠針對某些定義特性分析模擬形式的脈搏波形。定義特性能夠採取多種形式，例如：i)脈搏過渡時間，即在心臟收縮和脈搏檢測之間；ii)脈搏波形中的全局最大值；iii)脈搏波形中的全局最小值；iv)脈搏波形中的一個或更多個局部全局最大值；v)脈搏波形中的一個或更多個局部最小值；vi)各種不同的波形特徵之間(例如，在脈搏波形中的全局最大值和緊隨其後的局部最大值或局部最小值之間)的脈搏波形中的一個或更多個梯度。這可以是各種身體功能的健康的特性，例如：包括心臟力量、動脈硬度心臟效率和/或血液粘度的血流動態。分析可以有利地採用定時信息，例如指示心臟的電活動的ekg信息。如此允許信號處理器144更容易地從噪聲(例如，人群之間的正常變化，由感測器或傳感器的移動、受試者和/或從業者的移動、從業者自己的脈搏引入的噪聲)辨別信號。例如，定時信息能夠用作定時參照，其用於平均脈壓波形信號以處理由受試者或從業者中任一個的無意識運動引入的或由受試者的身體活動(例如進行心臟應力測試)引入的噪聲。
所產生的信息可以被封裝或以其他方式與待傳輸到後端系統計算機系統104的其他診斷相關信息(例如症狀)相關聯。在一些情況下，可以在沒有定義特性所源於的基礎性脈搏波形的情況下將定義特性發送到後端系統計算機系統104。如此可以有利地限制需要被發送或傳輸的信息量。
通信接口模塊136能夠可選地包括顯示驅動器148，其可通信地耦接為驅動用戶接口系統114的顯示器或監視器152(下面討論)，以例如向從業者116呈現特定受試者106的各種捕獲的脈搏波形。
如前所述，前端系統102包括至少一個用戶接口系統114。用戶接口系統114允許從業者輸入相關的診斷信息。例如，用戶接口系統114可以包括基於處理器的計算機系統150，其具有輸出裝置或輸入/輸出裝置(例如，顯示器、監視器、屏幕或觸敏屏幕)152、輸入裝置(例如，鍵盤或小鍵盤154a，比如滑鼠154b的光標控制、軌跡球、軌跡板)。基於處理器的計算機系統150能夠採用多種形式中的任一種，例如工作站計算機、臺式計算機、筆記本計算機、平板計算機、上網本計算機、智慧型電話和/或個人數字助理。基於處理器的計算機系統150包括至少一個處理器和至少一個非暫時性處理器可讀介質，其存儲使得該至少一個處理器呈現用戶接口(例如圖形用戶接口156)的指令以採集相關的診斷信息。例如，用戶接口156可以具有一個或更多個用戶接口元素(例如，欄位156a、拉下式或下拉菜單156b、選擇列表、對話框、單選按鈕)，其允許用戶(例如，從業者106)輸入或選擇診斷相關信息。例如，診斷相關信息能夠包括來自先前患者或受試者106的就診的一個或更多個主要症狀、一個或更多個次要症狀、一個或更多個在先或之前的治療、一個或更多個在先或之前的診斷。例如，診斷相關信息能夠包括來自當前患者或受試者106的就診的一個或更多個主要診斷和/或一個或更多個次要診斷。
操作者(例如，從業者116)能夠使用一個或更多個輸入裝置(比如單點或多點觸控螢幕接口或鍵盤154a和/或諸如滑鼠154b的定點裝置)和/或經由圖形用戶接口將命令和信息輸入到用戶接口系統114中。其他輸入裝置能夠包括麥克風、操縱杆、遊戲手柄、平板電腦、掃描儀等。這些和其他輸入裝置使用適當的i/o接口(比如耦接到系統總線的串行埠接口)可通信地耦接到系統，但是能夠使用比如並行埠、遊戲埠或無線接口或通用串行總線(「usb」)的其他接口。監視器152或其他顯示裝置例如經由諸如視頻適配器的視頻接口耦接到系統總線。用戶接口系統114能夠包括其他輸出裝置，比如揚聲器，印表機等。因此，系統能夠提供脈搏的視覺和/或聽覺表示(例如，壓力-時間)。這使得從業者116能夠看見和聽到從業者通過感測器或傳感器108所感覺到的，從而提供對信號的驗證和附加解釋。
用戶接口系統114或通信接口模塊136兩者中的至少一個經由一個或更多個通信路徑160可通信地耦接到後端系統計算機系統104。特別地，用戶接口系統114和/或通信接口模塊136可通信地耦接為向後端系統計算機系統104提供診斷相關信息並且可選地從後端系統計算機系統104接收診斷。例如，用戶接口系統114和/或通信接口模塊136能夠向後端系統計算機系統104提供診斷相關信息，例如脈搏波信息、症狀信息和/或診斷信息。
通信路徑160能夠採用多種形式中的任何一種，並且通常不包括系統100的部分。例如，通信路徑160能夠採取網際網路、外聯網、內聯網、虛擬專用網絡或專用通信信道的形式。通信路徑160能夠包括有線和無線或光的部分。通信路徑160可以包括陸上線路、光纜和/或微波傳輸中繼站。通信路徑160可以包括具有適當的地面站、無線電設備和天線的衛星通信。在前端系統102和後端系統104之間的通信路徑中可以存在任何種類的計算機、轉換裝置、路由器、網橋、防火牆和其他裝置。
脈搏波信息能夠例如採取從受試者106所檢測、感測或測量的一個或更多個脈搏波形的一個或更多個模擬或數字表示的形式。可替代地或另外地，脈搏波信息能夠例如採取從受試者106所檢測、感測或測量的一個或更多個脈搏波形的一個或更多個定義特性或參數的一個或更多個值的形式。
症狀信息可以採取各種形式。例如，症狀信息能夠採取對受試者106所經歷的一個或更多個主要和/或次要症狀的描述的形式。主要和/或次要症狀可以由受試者106報告，和/或可以由從業者106觀察到。主要和/或次要症狀可以以自由格式文本(例如經由用戶接口156的自由格式文本欄位156a)輸入。更優選地，主要和/或次要症狀能夠從包括主要和/或次要症狀的固定列表的下拉菜單156b選擇。使用固定的症狀組能夠增加系統100生成的後續診斷的準確性。
診斷信息可以採取各種形式。例如，症狀信息能夠採取由從業者116針對特定受試者106的一個或更多個主要和/或次要診斷的描述的形式。主要和/或次要診斷可以以自由格式文本(例如經由用戶接口的自由格式文本欄位)輸入。更優選地，主要和/或次要診斷能夠從主要和/或次要診斷的固定列表選擇。使用固定的診斷組能夠增加系統100生成的後續診斷的準確性。可以僅在採集用於初始填入或訓練系統100的數據或信息時輸入主要和/或次要診斷。因此，一些從業者可以不輸入主要和/或次要診斷之一，而依靠系統100基於所提供的其他診斷相關信息來將其生成。在其他情況下，即使在系統100已經被初始填入或訓練之後，從業者116還可以提供主要和/或次要診斷。這可以允許系統繼續提高其產生準確的主要和/或次要診斷的能力。這樣可以另外地或替代地允許將系統用於訓練從業者106，例如提供將從業者的初始主要和/或次要診斷與由系統100生成的主要和/或次要診斷進行比較的反饋。
後端系統計算機系統104能夠包括機器學習或訓練系統162、運行時系統164、存儲在一個或更多個非暫時性控制器可讀存儲介質120上的資料庫118和/或可選的業務伺服器166。
業務伺服器166能夠控制業務流，並且可選地實現防火牆。在一些實施方式中，業務伺服器166可以向訓練系統發送某些業務(例如，對診斷相關信息或數據進行訓練)，並且向運行時系統發送其他業務(例如，對包括診斷相關信息或數據的診斷的查詢或請求)。可替代地，業務伺服器166可以向訓練系統發送所有業務(即，對診斷相關信息或數據進行訓練；對包括診斷相關信息或數據的診斷的查詢或請求)，並且僅向運行時系統發送查詢或請求診斷的業務。
在至少一個實現方式中，後端系統104的業務伺服器166能夠提供作為軟體即服務(saas)模型的功能，使用web接口或門戶提交查詢或請求以及接收包括診斷的響應。服務能夠以訂閱為基礎或以「隨收隨付」為基礎而提供。系統可以向幫助初始構建或填入數據集的從業者提供信用，其可以對後提交的查詢或請求進行兌換。在至少一個實施方式中，能夠經由遠程醫療服務來提供各種後端系統功能而允許進行遠程診斷，特別是在受試者的位置遠離醫療從業者時。在至少一個實施方式中，能夠在診所或急診室中提供各種系統功能，以快速分診受試者或患者。一些實施方式甚至能夠允許受試者執行自我檢查，例如使用袖套或臂帶的實施方式和門戶網站來輸入症狀和提交脈搏波形信息，並且作為響應，接收系統產生的診斷。
業務伺服器166能夠包括存儲在系統存儲器中的一個或更多個程序模塊(諸如作業系統、一個或更多個應用程式、其他程序或模塊和程序數據)。在一些實施方式中，可由至少一個處理器來執行的處理器可讀指令形式的應用程式可以包括但不限於以下指令，其使得業務伺服器166：便於與基於用戶處理器的裝置(例如，用戶接口系統114)的通信(例如，經由多個交互式和非交互式網頁)；自動存儲包括診斷相關信息的一個或更多個初始數據集，所述診斷相關信息包括識別留存在非暫時性處理器可讀存儲介質120上的數據存儲或資料庫118中的脈搏波形的特性或特徵的值；和響應於接收到的查詢或請求自動或自主地向用戶提供診斷。
應用程式可以包括與常規功能相關的處理器可執行指令，常規功能比如與電子或數字文檔或文件有關的信息的自動建立、維護和更新，以及對電子或數字文檔或文件執行各種行為(比如閱讀、修改、注釋、導入和/或刪除)的權限、許可或授權。其他程序模塊可以包括用於處理安全性(比如口令或其他訪問保護和通信加密)的指令。系統存儲器還可以包括通信程序，例如使業務伺服器166用作web伺服器以將網頁分發給從業者116的應用。在至少一些實例中，這種web伺服器功能是基於標記語言的，例如超文本標記語言(html)、可擴展標記語言(xml)或無線標記語言(wml)，並且其使用標記語言來操作，所述標記語言使用添加到文檔的數據的、語法分隔的字符來表示文檔的結構。多個合適的伺服器可以是可商購的，比如來自cisco，hewlett-packard，apache，mozilla，google，microsoft和apple的那些。
運行時系統164能夠包括一個或更多個處理器，例如一個或更多個微處理器168a(具有一個或更多個核)、數位訊號處理器(dsp)168b、圖形處理單元(gpu)、中央處理單元(cpu)、專用集成電路(asic)、現場可編程門陣列(fpga)、可編程邏輯控制器(plc)等(統稱為168)。運行時系統164能夠包括經由總線172或其他通道可通信地耦接到處理器168的一個或更多個非暫時性處理器可讀介質(統稱為170)，其存儲控制器可執行指令和/或數據。非暫時性控制器可讀存儲介質170可以採取各種形式中的任一種，例如非易失性存儲器、易失性存儲器、只讀存儲器(rom)170a、電可擦除可編程只讀存儲器(eeprom)、快閃記憶體、隨機存取存儲器(ram)170b、靜態ram、動態ram或旋轉介質(例如磁碟或光碟)。非暫時性控制器可讀存儲介質170可以例如存儲指令或邏輯172，其使得一個或更多個處理器關於存儲在資料庫120中的數據或者經由機器學習或訓練系統162所實施的模型的輸出層##來執行查詢匹配功能。
機器學習或訓練系統162能夠包括一個或更多個處理器，例如一個或更多個微處理器176a(具有一個或更多個核)、數位訊號處理器(dsp)176b、圖形處理單元(gpu)、中央處理單元(cpu)、專用集成電路(asic)、現場可編程門陣列(fpga)、可編程邏輯控制器(plc)等(統稱為176)。機器學習或訓練系統162能夠包括經由總線180或其他通道可通信地耦接到處理器的一個或更多個非暫時性處理器可讀介質(統稱為178)，其存儲控制器可執行指令和/或數據。非暫時性控制器可讀存儲介質178可以採取各種形式中的任一種，例如非易失性存儲器、易失性存儲器、只讀存儲器(rom)178a、電可擦除可編程只讀存儲器(eeprom)、快閃記憶體、隨機存取存儲器(ram)178b、靜態ram、動態ram或旋轉介質(例如磁碟或光碟)。非暫時性控制器可讀存儲介質178可以例如存儲指令或邏輯182，其使得一個或更多個處理器關於存儲在資料庫120或其他數據結構中的數據(例如實現為輸入層184a、建模層184b和輸出層184c)來執行機器學習功能。
在一些實施方式中，運行時系統164累積、分類和/或組織診斷相關數據。在一些實施方式中，診斷相關數據中的至少一些可以例如經由唯一標識符或名稱來與受試者106中的相應者邏輯關聯。在其他實施方式中，診斷相關數據中的至少一些可以是匿名形式，並且不與受試者106中的任何特定受試者邏輯關聯。在其他實施方式中，診斷相關數據中的至少一些可以與受試者106中的相應受試者邏輯關聯，而一些可以是匿名形式。例如，可以為了訓練目的而採集診斷相關數據中的一些，因此其可以以匿名形式接收。診斷相關數據中的一些可以作為查詢或請求的一部分被提交以生成診斷和/或建議的治療或預防措施和/或生成心臟功能的度量。這樣的診斷相關數據可以與受試者106中的相應受試者邏輯關聯。可替代地，這可以由系統100以匿名形式接收，但是可以由提交查詢或請求的從業者116與特定受試者106相關聯。
在至少一些情況下，運行時系統164將診斷相關數據組織成初始數據集，該初始數據集然後用於創建訓練數據子集和測試數據子集。運行時系統164經由一個或更多個網絡或通信信道將至少訓練數據子集提供給機器學習或訓練系統162。機器學習或訓練系統162在輸入層184a處接收訓練數據子集。
機器學習或訓練系統162使用包括在訓練數據子集中的診斷相關數據，在建模層184b中構建模型。由建模層184b生成的輸出數據被傳送到機器學習或訓練系統162的輸出層184c。輸出數據至少包括指示基於特定的診斷相關數據組的相對可能的主要和/或次要診斷(例如，脈搏波信息、可選的症狀信息、可選的初步的主要和/或次要診斷信息)。
運行時系統164經由網絡或通道從機器學習或訓練系統162的輸出層184c接收輸出數據。運行時系統164能夠生成對查詢或請求的響應，該響應包括對特定受試者106的一個或更多個主要或次要診斷。運行時系統164能夠將響應發送到發起查詢或響應的從業者116，例如經由業務伺服器166和用戶接口系統114，或者經由移動或手持設備、例如從業者116的智慧型電話或平板計算機。
在一些情況下，在使用一個或更多個訓練數據子集訓練機器學習或訓練系統162之後，運行時系統164能夠向機器學習或訓練系統162提供一個或更多個測試數據子集，以評估由機器學習或訓練系統162構建的模型184c的準確性。在這些情況下，運行時系統164能夠從機器學習或訓練系統162的輸出層184c接收輸出數據的全部或一部分。
運行時系統164不時從初始數據集提取或以其他方式獲得診斷相關數據，以生成至少一個訓練數據子集和至少一個測試數據子集。運行時系統164向機器學習或訓練系統162的輸入層184a提供訓練數據子集的全部或一部分，以允許在建模層184b內構建預測模型。訓練數據子集包括與任何數量的具有診斷的受試者106邏輯關聯的診斷相關數據。
運行時系統164能夠不時從初始數據集中提取數據，以創建至少一個更新的訓練數據子集。運行時系統164能夠定期地或不時地向機器學習或訓練系統162的輸入層184a提供該至少一個更新的訓練數據子集的全部或一部分，以更新機器學習或訓練系統162所使用的預測模型。在至少一些實施方式中，可以通過前端系統102和機器學習或訓練系統162中的一個或兩個將對更新的訓練數據子集的提供和對更新的預測模型的生成作為後臺任務來執行。
有時，訓練數據子集的組成可以表示用於形成訓練數據子集的初始數據集。在其他時間，訓練數據子集的組成可以是偏斜的，使得訓練數據子集的組成不代表用於形成訓練數據子集的初始數據集的組成。
在另外的時間，包括在訓練數據子集中的一個或更多個診斷相關數據的屬性值進行加權可以是有益的，其有利於使用這些屬性值比一般群體的診斷更可能正確地識別診斷。
在一些情況下，在使用至少一個更新的訓練數據子集來更新預測模型之後，使用至少一個測試數據子集的全部或一部分或從初始數據集中提取的至少一個更新的測試數據子集的全部或一部分來評估更新的預測模型的準確性。在一些情況下，針對一個或更多個定義的閾值限制和/或一個或更多個定義的閾值範圍來評估更新的預測模型的準確性。
雖然機器學習或訓練系統162在圖1中被描繪為包括輸入層184a、建模層184b和輸出層184c，但是其他機器學習系統配置是可能的。機器學習或訓練系統162能夠包括一個或更多個預測模型，包括二叉搜索樹、神經網絡，隨機森林或增強樹。另外，儘管機器學習或訓練系統162在圖1中被描繪為與運行時系統164分離，但機器學習或訓練系統162的全部或一部分可併入運行時系統164中，或甚至併入前端系統102中。另外，前端系統102和後端系統計算機系統104可以集成到單個系統中，或者分布為兩個或更多個物理和/或邏輯系統。
機器學習或訓練系統162能夠分離於、部分包括或者完全包括在運行時系統164內。換句話說，在一些情況下，儘管本文在不同的分立裝置的語境下描述，但運行時系統164的處理器可以與機器學習或訓練系統162的處理器相同。類似地，儘管本文在不同的分立裝置的語境下描述，但運行時系統164的非暫時處理器可讀存儲介質可以與機器學習或訓練系統162的非暫時處理器可讀存儲介質相同。機器學習或訓練系統162從機器學習或訓練系統162的輸出層146接收輸出數據。輸出數據包括指示相對可能的診斷的至少一個值。
預測模型能夠包括建模層184a內的一個或更多個二叉搜索樹。脈搏波形的各種特性的每個值可以被轉換為可由二叉搜索樹算法或其他機器學習算法讀取的輸入。二叉搜索樹可以獲得可用信息並且基於單個線性或分類變量的劃分將數據分為兩個分支，其將針對第一或高水平脈搏波形特性的第一組公共值的樣本放在一個分支上，並且將針對第一或高水平脈搏波形特性的第二組公共值的樣本放在另一個分支上。然後，二叉搜索樹算法可以針對每個新創建的分支重複，直到達到停止條件。每個分支可以針對特定脈搏波形特性的值進行細化。每個分支可以處理不同的脈搏波形特性。每個分支可以處理各自的症狀(主要或次要症狀)。停止條件被定義為使得樹不會過度擬合數據。在該特定示例中，停止標準可以由最終分支(「葉」)被允許包含的元素最小數量來定義。這高度取決於數據集的大小。第二停止標準——複雜性可以被定義為使得模型的r平方(數據擬合模型的接近程度的統計測量)必須增加針對要考慮的分叉的一定量。還可以使用交叉驗證來生成樹，以幫助確保樹不過度擬合。一旦生成，可以基於複雜性和擬合度來再次修剪樹，以便減少過度擬合。
作為另一示例，在一些實施方式中，機器學習或訓練系統162能夠包括預測模型，該預測模型包括建模層184b內的一個或更多個神經網絡。至少部分地使用與訓練數據子集中包括的診斷相關信息和對應診斷相關聯的屬性值數據來形成和/或重新形成一個或更多個神經網絡內的連接。至少部分地使用與已提交或已知包括在訓練數據子集中的診斷的受試者相關聯的屬性值數據來建立或重新建立一個或更多個神經網絡內的連接權重。在一些實施方式中，運行時系統164將訓練數據子集提供給機器學習或訓練系統162的輸入層184a，直到從機器學習或訓練系統162的輸出層184c接收的輸出數據指示機器學習系統的一個或更多個性能方面已經穩定。在一些實施方式中，運行時系統164至少部分地基於是否已經達到定義數量的機器學習系統訓練次數來確定一個或更多個性能方面是否已經穩定。
也可以使用其他分類方法，比如支持向量機、增強樹或隨機森林。
一旦受到訓練，機器學習或訓練系統162就基於與特定用戶邏輯相關的、診斷相關數據的屬性值來提供準確和可靠的主要和/或次要診斷。甚至更有利地，利用當前已知的診斷相關信息和對應的診斷來不時地更新預測模型，提高預測性能。
在一些實施方式中，運行時系統164能夠包括一個或更多個媒介、服務或內容傳送裝置，例如以診斷和/或從業者訓練或反饋的形式傳送內容的一個或更多個web伺服器。音頻、視頻或音頻/視頻數據形式的內容可以被傳送到任意數量的基於處理器的用戶接口系統114，其中每個基於處理器的用戶接口系統都與相應的從業者116相關聯。基於處理器的用戶接口系統114能夠包括適於從服務提供者接收內容的任何裝置，比如臺式計算機、可攜式或筆記本計算機、智慧型電話、可穿戴計算機等。
圖2a-2c示出根據一個圖示實施例的受試者接口裝置222。受試者接口裝置222包括將由用戶(例如從業者116(圖1))佩戴的多個組件。圖2a-2c的受試者接口裝置222可以有利地允許從業者116感覺脈搏以及電子檢測或測量脈搏。
在圖示實施例中，受試者接口裝置222能夠包括在沿著動脈(例如沿著橈動脈)的三個分離位置286a、286b、286c處檢測脈搏波形的三個指尖感測器或傳感器208a-208b(統稱為208)，這些位置可以沿著動脈彼此接近地間隔(即，在成年人手指的厚度內)。如前所述，指尖感測器或傳感器208還可以響應作用力或壓力。可替代地，受試者接口裝置222能夠包括一個或更多個分離的專用感測器或傳感器，以檢測或測量或產生與作用力或壓力成比例的值。
如圖2b和圖2c最佳圖示的，受試者接口裝置222包括一個或更多個耦接器288a-288c，其將一個或更多個感測器或傳感器208可拆卸地物理地耦接到用戶(例如，從業者116)的一個或更多個手指。耦接器可以例如採用鉤和環材料(例如，在手指關節處、例如在中間和遠端指骨之間的關節處的288a，288b，288c)、帶條、彈性帶(例如，橡膠或橡皮帶)、金屬或塑料的彈性夾(例如c形夾)、黏合劑(例如，指尖處的黏合墊288d，288e，288f)等的形式。
如圖2a所示，受試者接口裝置222可以包括一個或更多個ekg引線290a和感測器或傳感器290b。ekg引線290a和感測器或傳感器290b例如經由黏合劑(例如優選為生物相容性黏合劑的壓敏黏合劑)(未示出)可拆卸地物理耦接到受試者。
在圖示實施例中，受試者接口裝置122能夠包括電子設備224。電子設備可以例如包括模擬放大器226、adc228和無線電或無線發射器230(例如，收發器，收發器)和一個或更多個天線232。電子設備224可被保持在提供環境保護的殼體292中。
受試者接口裝置122包括將電子設備224和/或殼體292可拆卸地物理耦接到用戶的前臂或其他部分的一個或更多個耦接器288g(圖2c中示出兩個)。耦接器288g可以例如採用鉤和環材料(例如，)、帶條、彈性帶(例如，橡膠或橡皮帶)、金屬或塑料的彈性夾(例如c形夾)、皮帶、皮套、黏合劑等的形式。具有適當絕緣性的引線或導電線294將感測器或傳感器208可通信地耦接到電子設備224。
圖3a示出根據一個圖示實施例的、安裝在指尖395上的單個感測器或傳感器308a，以及可經由單個感測器或傳感器308a的使用來辨別的信息的對應顯示器396a。
單個感測器或傳感器308a在每個指尖395的單個點處感測或檢測脈搏。感測器或傳感器308a可以使用一個或更多個不同水平的力f1、f2、f3(圖4)(例如將感測器或傳感器308a按壓到皮膚400和動脈402中的三個不同水平的深度l1，l2，l3(圖5)的三個水平的力l1、l2、l3(圖5))經由皮膚400(圖4)被應用到受試者106(圖1)。第一水平力f1可以簡單地對應於感測器或傳感器308a在沒有被指尖395施加任何力的情況下的重量，並且因此皮膚400和動脈402的最小凹陷對應於第一深度水平l1。第二水平力f2可以對應於經由指尖305施加的中間水平的力，並且因此皮膚400和動脈402的中間深度凹陷對應於第二深度水平l2。第三水平的力f3可以對應於經由指尖305施加的相對高水平的力，並且因此皮膚400和動脈402的相對深的凹陷對應於第三深度水平l3。高水平力f3可能足以阻塞動脈402，例如使橈動脈402壓靠在骨404的表面上(圖4)，例如橈骨足以阻塞動脈402中的血流。力或壓力隨後可以緩慢釋放，直到受試區域或空間中的脈動返回。在力以及皮膚400和動脈402的凹陷兩個方面，第二或中間水平f2、l2可以例如在第一水平f1、l1和第三水平f3、l3之間的半程處。可以延遲脈搏波形的測量以考慮在剛剛施加第三水平力或壓力f3之後釋放力或壓力時血液在初始湧入之後脈搏均衡所需的時間。
對應的顯示器396a顯示脈搏的最大強度的深度397，其能夠可視地表示在一個或更多個指尖396中的每一個處捕獲的脈搏的時間歷程。系統能夠對所採集或辨別的信息(例如，在一個或更多個指尖中的每一個處捕獲的脈搏的時間歷程)進行自相關、交叉相關和/或執行功率譜分析。該系統能夠例如確定、評估或表徵血液粘度、動脈硬度或脈搏加速度變化率(即，脈搏的三階導數)中的任何一個或更多個。
圖3b示出根據一個圖示的實施例的、安裝在指尖395上的感測器或傳感器308b、308c、308d的線性或一維陣列，以及可經由感測器或傳感器308a-308d的線性或一維陣列的使用來辨別的信息的對應顯示器396b。
感測器或傳感器308b-308d的線性或一維陣列在每個指尖395的多個(例如，三個)點處感測或檢測脈搏。可以使用一個或更多個不同的力(例如用於將感測器或傳感器308a按壓到皮膚和動脈中的三個不同的深度水平的三個水平的力)將感測器或傳感器308b-308d應用於受試者。這在上面參考圖3a討論過，為了簡潔起見不再重複討論。
對應的顯示器顯示脈搏的深度形狀398a、398b、398c(統稱為398)。與單個感測器或傳感器(圖3a)相比，這可以實現更高解析度的空間分析。感測器或傳感器在使用期間應與動脈同軸對準。除了能夠由單個感測器或傳感器檢測的特性(圖3a)之外，使用感測器或傳感器的線性或一維陣列採集或辨別的信息例如允許系統確定或評估或表徵血壓。血壓波形分析能夠經由盲源分離來實現，盲源分離能夠包括但不限於小波分析、主成分分析(pca)和獨立分量分析(ica)。pca能夠例如利用所測量數據的第一和第二矩，因此嚴重依賴於高斯特徵。ica能夠例如利用數據固有的非高斯特徵並且採用更高的矩。
圖3c示出根據一個圖示實施例的、安裝在指尖395上的感測器或傳感器308e、308f、...、308n的二維陣列(示出9個，為了繪圖清晰只列出3個)，以及可經由感測器或傳感器308e-308n的二維陣列的使用來辨別的信息的相應顯示器396c。
感測器或傳感器308e-308n的二維陣列感測或檢測每個指尖395在二維陣列個(例如，九個)點處的脈搏。可以使用一個或更多個不同的力(例如用於將感測器或傳感器308a按壓到皮膚和動脈中的三個不同的深度水平的三個水平的力)將感測器或傳感器308e-308n應用於受試者106(圖1)。這在上面參考圖3a討論過，為了簡潔起見不再重複討論。
對應的顯示器顯示脈搏399a、399b、399c(統稱為399)的三維表示。這可以便於找到脈搏。感測器或傳感器陣列的主要維度之一在使用期間應當與動脈對準。除了能夠由感測器或傳感器308b-308d的線性或一維陣列(圖3b)檢測的特性之外，經由感測器或傳感器的二維陣列採集或辨別的信息能夠例如允許系統確定或評估或表徵動脈形態。
圖5示出根據一個圖示實施例的受試者接口裝置522。受試者接口裝置522包括被設計為由用戶(例如受試者106(圖1))佩戴的袖套或臂帶承載的多個部件。使用受試者佩戴的袖套或臂帶能夠有利地避免從業者引入噪聲，例如避免檢測從業者自己的脈搏，這可能發生在從業者佩戴受試者接口裝置時(例如，圖2)。
在圖示實施例中，受試者接口裝置522能夠包括三個感測器或傳感器508a，508b-508n(統稱為508)，以在沿著動脈(例如沿著橈動脈)的多個分離的位置586a-586n處檢測脈搏波形，這些位置可以沿著動脈彼此接近地間隔(即，在成年人手指的厚度內)。如前所述，感測器或傳感器508還可以響應作用力或壓力。可替代地，受試者接口裝置522能夠包括一個或更多個分離的專用感測器或傳感器，以檢測或測量或產生與所作用力或壓力成比例的值。
在圖示實施例中，例如，受試者接口裝置522能夠包括封閉在殼體522中的電子設備。電子設備可以例如包括模擬放大器526、adc528和無線電或無線發射器530(例如，收發器，收發器)和一個或更多個天線532。電子設備能夠可選地包括一個或更多個位置或取向感測器或傳感器527，或產生指示至少感測器或傳感器508以及可能整個受試者接口裝置522的至少位置和/或取向的位置信息的其他部件。這樣能夠允許確定感測器或傳感器508是否正確地定位並與動脈對準。電子設備能夠包括一個或更多個加速計(例如，三軸加速計)和/或一個或更多個光學led和光電檢測器對。例如，相應的加速計或光學led和光電探測器對能夠與感測器或傳感器中的每個相關聯。這能夠允許電子設備從檢測最大脈搏波形壓力的感測器或傳感器減去來自相鄰感測器或傳感器的移動。電子設備能夠被保持在提供環境保護的殼體522中。
受試者接口裝置522包括袖套或臂帶523，其將一個或更多個感測器或傳感器和電子設備可拆卸地物理耦接到用戶(例如，受試者106)的手臂529的一部分。袖套或臂帶523可以例如採取大致管狀形式，並且可以或可以不在直徑上從一端到另一端逐漸變細。袖套或臂帶523可以是封閉的、一體的或整體的材料片，僅具有一對相對的開口，在每個端部523a、523b處各有一個，並且其僅能夠通過使手臂529首先穿過一個開口然後穿過另一個開口而安裝在手臂529上。可替代地，例如圖7所示，袖套或臂帶523可以是能夠圍繞手臂529(例如，前臂、手腕)纏繞，然後通過將兩個相對的側部拉到一起並利用耦接器緊固而閉合的一片材料。合適的耦接器可以包括鉤和環材料(例如)、帶條、帶和帶扣、卡扣緊固件、金屬或塑料彈性夾、槽和斜齒或斜脊(例如圖7)、黏合劑等。在任一種情況下，材料能夠例如是彈性材料(例如，橡膠)，以在使用期間將袖套或臂帶523牢固地保持就位。可替代地，能夠使用一個或更多個帶(例如，橡膠或橡皮帶)或金屬或塑料夾子(例如c形夾子)在使用期間將袖套或臂帶523固定就位。
如圖5所示，受試者接口裝置522可包括一個或更多個ekg引線590a和感測器或傳感器590b，或者與之相關聯。ekg引線590a和感測器或傳感器590b例如經由黏合劑(例如優選為生物相容性粘合劑的壓敏粘合劑)可拆卸地物理耦接到受試者106(圖1)。
在一些實施方式中，能夠在單個受試者上同時使用作為受試者接口裝置522的兩個袖套或臂帶523。這樣能夠允許單軌跡ekg/ecg信號採集。可以在ekg/ecg測量之間穿過受試者的皮膚或身體建立串行數據鏈路。這樣，至少一個ekg/ecg側能夠採取超低功率裝置的形式，例如通過動能和/或太陽能充電。
圖6示出根據一個圖示的實施例的、組合的感測器或傳感器結構608，其響應於脈搏波形並且響應於作用力而產生指示脈搏波形和指示作用力的信號。
組合的感測器或傳感器結構608包括第一感測器或傳感器608a，其響應穿過皮膚檢測到的、動脈中的脈搏波形。第一感測器或傳感器608a能夠例如採用如圖6所圖示的壓電膜或襯底的形式。組合的感測器或傳感器結構608包括第二感測器或傳感器608b，其響應經由組合的感測器或傳感器結構608施加在皮膚和動脈上的作用力或壓力。第二感測器或傳感器608b能夠例如採用如圖6所圖示的力敏電阻器的形式。例如,第二感測器或傳感器608b能夠耦接到惠斯通電橋或其他電路(未示出)，以確定力敏電阻器608b兩端的電壓並產生與力成比例的對應信號。
組合的感測器或傳感器結構608可以包括第一電絕緣襯底609a(例如膜或襯底),其上承載第二感測器或傳感器608b(例如，力敏電阻器)。組合的感測器或傳感器結構608可以包括在第一感測器或傳感器608a(例如，壓電膜或襯底)和第二感測器或傳感器608b(例如，力敏電阻器)之間的第二電絕緣襯底609b(例如膜或襯底)。組合的感測器或傳感器結構608可以包括在第二電絕緣襯底609b和第一感測器或傳感器608a(例如，壓電膜或襯底)之間的黏合劑611(例如，黏合劑層)。組合的感測器或傳感器結構608還可以包括第三電絕緣襯底609c，其覆蓋並保護第一感測器或傳感器608a(例如，壓電膜或襯底)。一根或多根引線、導電跡線或其他導電結構613能夠從第一和第二感測器或傳感器608a、608b引出，以將其可通信地耦接到一個或更多個放大器和/或adc。
組合的感測器或傳感器結構608有利地將第一和第二感測器或傳感器彼此對準或彼此對準地放置，確保相對於感測的脈搏波形的作用力的精確讀取。組合的感測器或傳感器結構608還提供緊湊的封裝和經濟的設計。組合的感測器或傳感器結構608可以有利地用於任何先前描述的實施方式或實施例中，或者用於下面描述的實施方式或實施例中。
圖7示出根據一個圖示實施例的受試者接口裝置722。受試者接口裝置722包括由被設計為由用戶(例如受試者106(圖1))佩戴的袖套或臂帶723承載的多個部件。
受試者接口裝置722能夠包括一個且優選為更多個感測器或傳感器(在圖7中不可見)，以檢測沿著動脈(例如沿著橈動脈)的多個分離位置處的脈搏波形，這些位置可以沿著動脈彼此接近地間隔(即，在成年人手指的厚度內)。如前所述，感測器或傳感器還可以響應作用力或壓力，例如在圖6中圖示並參照圖6描述的組合的感測器或傳感器結構608。同樣，受試者接口裝置722能夠包括例如封裝在殼體(圖7中未示出)中的電子設備(圖7中未示出)。電子設備和/或殼體能夠採用前述電子設備和殼體中任一種的形式。感測器或傳感器和/或電子設備和/或殼體可以集成在袖套或臂帶723中，其中例如當佩戴在手臂上時，僅感測器或傳感器暴露在袖套或臂帶723的內表面上。
受試者接口裝置722包括袖套或臂帶723，其將一個或更多個感測器或傳感器和電子設備可拆卸地物理耦接到用戶(例如，受試者106)的手臂的一部分。袖套或臂帶723可以例如在使用中採取大致管狀形式，並且可以或可以不在直徑上從一端到另一端逐漸變細。袖套或臂帶723可以是能夠圍繞手臂(例如，前臂，手腕)纏繞，然後通過朝向彼此拉動兩個相對的側部723a，723b並利用耦接器緊固而閉合的一片材料。合適的耦接器可包括具有槽735a、735b的帶子733a、733b和和具有齒739a、739b(例如，斜齒或脊)的互補帶子737a、737b，鉤和環材料(例如)，帶條，皮帶和帶扣，卡扣緊固件，金屬或塑料彈性夾，黏合劑等。在任一種情況下，材料能夠例如是彈性材料(例如，橡膠)，以在使用期間將袖套或臂帶牢固地保持就位。例如，袖套或臂帶723能夠由材料、例如可從ninjaflex商購獲得的用於3d列印的熱塑性彈性體(tpe)來3d印刷。可替代地，能夠使用一個或更多個分離且不同的帶(例如，橡膠或橡皮帶)或金屬或塑料夾子(例如c形夾子)在使用期間將袖套或臂帶723固定就位。
袖套或臂帶723有利地形成一個或更多個囊，其具有容納流體(例如，氣體、空氣)的內部或腔室。袖套或臂帶723有利地包括兩個或更多個出口741a、741b，其提供與囊的內部或腔室的流體連通。空氣或其他流體源能夠耦接到出口741a、741b以調節囊中的壓力。特別地，出口741a、741b能夠在檢測脈壓波形時用於通過對囊差別充氣來產生和/或控制沿動脈長度的一部分的壓差。這樣有利地便於血壓讀數，而不阻塞動脈。
圖8示出根據一個圖示實施例的脈搏波形800。
脈搏波形800可以以各種方式表示，例如壓力-時間或幅度(例如，毫伏)-樣本。
脈搏波形800具有多種定義特性和特徵，其在評估健康、以及生成診斷和/或治療或預防措施和/或生成心臟功能的度量中是有用的。
根據一些傳統醫學系統，每個脈搏由四個部分組成，i)擴張，隨後ii)暫停，然後iii)收縮，隨後iv)第二暫停。一些傳統醫學系統採用十個標準來評價脈搏：尺寸，快度或慢度，強度或弱度，脈搏間隔的短度或長度，軟度或硬度，相似性或不相似性，不同脈搏的規律性或不規律性以及與脈搏的樂律性相關的和諧性。
脈搏波形800可以包括全局最大值802和全局最小值。脈搏波形800可以包括一個或更多個局部最大值806a、806b和/或局部最小值808a、808b。脈搏波形800還可以包括在各種全局和局部最大值802、806a、806b與全局和局部最小值804、808a、808b之間的各種斜坡或梯度810a、810b、810c。脈搏波形800還可以包括在各對其他定義特性或特徵之間的各種時間或頻率。雖然本文中的信號分析通常是在時域信號分析技術方面來討論的，但是系統100能夠採用頻域信號分析技術。
可以採用各種技術、例如機器學習技術來識別脈搏波形800的哪些定義特性和特徵在醫學上是重要的、那些定義特性和特徵的重要性、以及對應於那些特性和特徵的相應診斷和/或治療或預防措施和/或心臟功能的對應度量。
圖9示出根據至少一個圖示實施例的診斷系統的操作方法900。方法900能夠由前端系統實現，類似於或甚至與關於圖1所示和所描述的相同。
方法900在902處開始。例如，方法900可以在對前端系統或其部分施加電能時開始。可替代地，方法900可以在從業者(比如圖1所示的那些)使用用戶接口裝置和/或用戶輸入系統時開始。作為另一替代方案，方法900可以響應於被調用程序、例程或子例程調用而開始。雖然按照一個受試者進行描述，但是方法900可以對大量受試者使用和由大量從業者使用，這可以在這種取決於機器學習技術的程度上提高系統的可靠性。
在904，用戶接口裝置在一個或更多個位置(例如，三個位置處的三個感測器)以及在每個位置的一個或更多個深度(例如，三個深度)處採樣脈搏波形。因此，每個感測器或傳感器能夠在兩個或更多個深度(即，兩個或更多個水平的力或壓力)中的每一處採集或捕獲脈搏波形。
在906，用戶接口裝置採樣供採樣脈搏所用的作用力、壓力和/或深度。因此，一個或更多個感測器或傳感器能夠採集或捕獲與所作用力、壓力或深度成比例的信號。
在908，用戶接口裝置採樣或辨別一個或更多個定時信號。如本文其他地方所描述的，一個或更多個ekg感測器或終端可以被定位為檢測受試者的心臟的電活動。這提供對收縮的清楚指示，並且因此提供血液脈搏周期的開始。知道血液脈搏到達被監測區域(例如，鄰近手腕的橈動脈)所用的延遲或時間，允許要使用的定時信息更好地從噪聲(例如，受試者或從業者的運動、電噪聲)中識別出信號(例如，脈搏)。
在910，用戶接口系統接收一個或更多個主要症狀和/或次要症狀。這些可以由從業者或替代地由受試者以各種方式輸入。這能夠經由用戶接口、例如圖形用戶接口來輸入。這能夠包括在鍵盤上打字，例如輸入到一個或更多個自由格式文本輸入欄位中。這能夠包括從下拉菜單或列表或其他用戶接口結構中選擇。症狀可以由受試者報告和/或可以由從業者觀察到。例如，症狀能夠包括某些身體部位的疼痛、呼吸急促、疲勞、發燒、疼痛等。
在912，用戶接口系統接收一個或更多個主要診斷和可選地一個或更多個次要診斷。這些可以由從業者或替代地由受試者以各種方式輸入。這能夠經由用戶接口、例如圖形用戶接口來輸入。這能夠包括在鍵盤上打字，例如輸入到一個或更多個自由格式文本輸入欄位中。這能夠包括從下拉菜單或列表或其他用戶接口結構中選擇。診斷通常是從業者基於各種因素(比如對脈搏波形和症狀的熟悉度)的學習結論。診斷能夠採取許多形式，包括特定的醫學狀況或症候群。這可以另外包括建議的治療或預防措施和/或心臟功能的度量的說明。
在914，前端系統將所採集的信息提交給後端系統，例如圖1圖示的後端系統。前端系統或其組件能夠編譯信息(例如，脈搏波形信息、定時信息、症狀指定信息、診斷信息)，以作為數據包或者以後端系統能夠推斷出各條信息之間的邏輯關係的方式發送到後端。例如，信息全部都能夠經由共享的唯一標識符在邏輯上相關聯，所述標識符對於特定患者/受試者的就診和從業者是唯一的。在一些情況下，可以在沒有任何信息會唯一地標識特定患者(即，匿名的)的情況下傳輸信息，這在初始準備用於機器學習的數據集時特別有用。如其他地方所述，前端系統能夠採用任何已知的通信方法來將採集的信息傳輸到後端系統。
可選地，在916，前端系統接收一個或更多個系統生成的主要診斷和/或一個或更多個系統生成的次要診斷。在一些情況下，可以僅僅為了填入資料庫或數據集的目的而傳輸採集的信息。在這種情況下，採集的信息將通常包括從業者自己的診斷。因此，在這種情況下，可能沒有理由返回任何系統生成的診斷。在其他情況下，從業者可能不具有診斷，或者可能希望針對系統生成的診斷來確認其診斷。
方法900在918處結束。在一些實施方式中，方法900可以連續地或周期性地重複。方法900可以在多個實例中並行運行，例如作為在一個或更多個處理器上運行的許多線程。
圖10示出根據至少一個圖示實施例的在診斷環境中的操作方法1000。方法1000能夠由後端系統實施，類似於或甚至與關於圖1所示和所描述的相同。
方法1000在1002處開始。例如，方法1000可以在對後端系統或其部分施加電能時開始。可替代地，方法1000可以在接收到前端系統的查詢或請求或者從前端系統提交所採集的信息時開始。作為另一替代方案，方法1000可以響應於被調用程序、例程或子例程調用而開始。雖然按照一個受試者進行描述，但是方法1000可以對大量受試者使用和由大量從業者使用，這可以有利地在這種取決於機器學習技術的程度上提高系統的可靠性。
在1004，後端系統從前端系統中的一個接收脈搏信號信息。脈搏信號信息能夠採取各種形式。
脈搏信號信息能夠包括在一個或更多個水平的作用力下，進而在皮膚和動脈的凹陷深度處從沿著動脈的一個或更多個位置採樣的一個或更多個脈搏波形的表示。脈搏信號信息能夠採取模擬脈搏波形、數位化脈搏波形和/或表徵脈搏波形的信息的形式，例如針對脈搏波形的一個或更多個定義特性或定義特徵的值。
脈搏信號信息還能夠包括指定對於脈搏波形表示或數據中的每一個的作用力，壓力或深度(皮膚或組織的變形)的水平的信息。
脈搏信號信息還能夠包括指定針對一個、更多個或優選為全部脈搏波形表示或數據的定時信息的信息。後端系統能夠採用定時信息以更好地從脈搏波形表示中的任何潛在噪聲中辨別脈搏波形的各種定義特性或特徵。在一些實施方式中，前端系統可以在預處理脈搏波形中使用定時信息，因此後端系統可以不必接收定時信息。後端系統採用脈搏波形和力、壓力或深度信息來確定或生成系統生成的具有或不具有症狀信息的診斷。力、壓力或深度信息與在脈管系統中創建各種反射特別相關，允許後端系統在脈搏波形的分析中採用反射計的形式。例如，在一些實施方式中，系統能夠對當前脈搏波形減去先前脈搏波形的平均值後的值求平均，以檢測在主脈搏事件期間發生的反射。這能夠允許系統檢測和表徵原本會隱藏在當前或下一個脈搏周期內的反射。雖然本文中的信號分析通常是在時域信號分析技術方面來討論，但是系統100能夠採用頻域信號分析技術。
在1006，後端系統從前端系統接收一個或更多個主要症狀和/或次要症狀。主要症狀和/或次要症狀是給定受試者已經經歷或正在經歷的症狀，或從業者在從脈搏波形信息所產生自的給定受試者中觀察到的症狀。在一些實施方式中，後端系統除了評估脈搏波形和產生一個或更多個系統生成的主要或次要診斷外或作為其一部分，還將考慮受試者的症狀。主要症狀能夠是與診斷病情、疾病或病症更可能相關的症狀，而次要症狀可以是被認為不太可能相關的症狀或者是對於大量病情、疾病或病症常見的症狀。
在1008，後端系統接收一個或更多個主要診斷和/或一個或更多個次要診斷。主要診斷和/或次要診斷是由正在檢查受試者的從業者提供的診斷。在一些情況下，主要和/或次要診斷能夠是從業者達成並且從業者正在提交以幫助形成資料庫或信息的數據集的結論。在一些情況下，主要和/或次要診斷能夠是從業者達到的初步結論，從業者提交該結論以針對系統生成的主要和/或次要診斷或針對從大量受試者和從業者、並且因此的大量脈搏波形和病情、疾病或病症生成的資料庫或數據集進行驗證。在另外的情況下，主要和/或次要診斷能夠是從業者達到的作為訓練的一部分的結論，並且從業者針對系統生成的主要和/或次要診斷提交該結論以進行驗證。在一些實施方式中，後端系統除了評估脈搏波形和/或產生一個或更多個系統生成的主要或次要診斷外或作為其一部分，還將考慮從業者對於給定受試者的主要和/或次要診斷。
雖然描述為單獨的動作，但後端系統能夠同時接收對於給定受試者的脈搏信號信息、一個或更多個主要症狀和/或次要症狀、和/或一個或更多個主要診斷和/或一個或更多個次要診斷。在一些實施方式中，所有採集的信息能夠被打包並作為一個單元發送。這樣的信息可以包括或可以不包括受試者的特定標識信息，例如姓名、地址、社會安全號碼或其他唯一標識信息。這樣的信息可以包括或可以不包括非受試者特定信息，例如受試者人口信息，例如年齡或年齡範圍、性別、種族或人種、吸菸者狀態等。這樣的信息可以包括或可以不包括非受試者特定信息，例如受試者的病史。
在1010，後端系統存儲所接收的信息。例如，運行時系統可以將所接收的信息存儲到一個或更多個非暫時性計算機或處理器可讀介質中或其上的資料庫、數據集或其他數據結構。
在1012，後端系統確定或識別脈搏信號波形的表示的定義特性或特徵。如上所述，脈搏波形可以具有各種定義特性或特徵，例如全局最大值、全局最小值、局部最大值、局部最小值、斜率或梯度、或其他定義特性或特徵的各對之間的時間或頻率。如本文其他地方所描述的，後端系統可以採用多種機器學習技術中的任何一種來確定或識別脈搏信號波形的表示的定義特性或特徵。
在1014，後端系統確定或識別定義特性或特徵的各個值與一個或更多個診斷之間的一個或更多個相關性。如本文其他地方所描述的，後端系統可以採用多種機器學習技術中的任何一種來確定或識別定義特性或特徵的各個值與一個或更多個診斷之間的一個或更多個相關性。
方法1000在1016處結束。在一些實施方式中，方法1000可以連續或周期性地重複。方法1000可以在多個實例中並行運行，例如作為在一個或更多個處理器上運行的許多線程。
圖11示出根據至少一個圖示實施例的、診斷環境中的操作方法1100。方法1100能夠由後端系統實施，類似於或甚至與關於圖1所示和所描述的相同。例如，方法1100能夠由運行時系統例如使用機器學習生成的數據集來執行。
方法1100在1102處開始。例如，方法1100可以在向後端系統或其部分(例如，運行時系統)施加電能時開始。可替代地，方法1100可以在接收到前端系統的查詢或請求或者從前端系統提交採集的信息時開始。作為另一替代方案，方法1100可以響應於被調用程序、例程或子例程調用而開始。雖然按照一個受試者進行描述，但是方法1100可以對大量受試者使用和由大量從業者使用，這可以有利地在這種取決於機器學習技術的程度上提高系統的可靠性。
在1104，後端系統接收匿名形式的脈搏信號信息和診斷信息。因此，除了可能由提交匿名信息的從業者來進行之外，接收到的信息不能關聯回接收到的信息自其識別的特定受試者。在一些實施方式中，即使提交匿名信息的從業者也不能將所提交的信息關聯回特定受試者。
在1106，後端系統找到針對匿名信息的一個或更多個匹配。例如，後端系統可以針對資料庫、數據集或其他數據結構採用各種匹配算法中任一種。同樣舉例來說，後端系統能夠採用機器學習系統和/或數據集來找到一個或更多個匹配。後端系統可以尋找準確匹配。替代地或另外地，後端系統能夠查找鬆弛匹配，即滿足一組約束的某些子集或鬆弛地滿足一些約束本身(即，約束的值不完全匹配目標值，但在目標值的某個可接受範圍內)的匹配。
在1108，後端系統基於匹配生成和/或提供一個或更多個主要診斷和/或次要診斷。例如，後端系統可以找到對某些約束或條件的大量或大百分比的匹配，並且採用映射到或對應於那些匹配的診斷。例如，對於給定的位置和/或作用力或壓力，後端系統可以找到具有相同或相似脈搏波形的、其他受試者的多個實例。後端系統能夠至少部分地基於從業者對於所述分配或生成的主要和/或次要診斷的共識來生成一個或更多個主要和/或次要診斷。另外或替代地，後端系統能夠在定位匹配中包括一個或更多個主要和/或次要症狀。
方法1100在1110處結束。在一些實施方式中，方法1100可以連續或周期性地重複。方法1100可以在多個實例中並行運行，例如作為在一個或更多個處理器上運行的許多線程。
圖12示出根據至少一個圖示實施例的、在診斷環境中的操作方法1200。方法1200能夠由後端系統實現，類似於或甚至與關於圖1所示和所描述的相同。例如，方法1200能夠由運行時系統例如使用機器學習生成的數據集來執行。
方法1200在1202處開始。例如，方法1200可以在向後端系統或其部分(例如，運行時系統)施加電能時開始。可替代地，方法1200可以在接收到前端系統的查詢或請求或者從前端系統提交採集的信息時開始。作為另一替代方案，方法1200可以響應於被調用程序、例程或子例程調用而開始。雖然按照一個受試者進行描述，但是方法1200可以對大量受試者使用和由大量從業者使用，這可以有利地在這種取決於機器學習技術的程度上提高系統的可靠性。
在1204，後端系統接收匿名形式的脈搏信號信息和診斷信息。因此，除了可能由提交匿名信息的從業者來進行之外，接收到的信息不能關聯回接收到的信息自其識別的特定受試者。在一些實施方式中，即使提交匿名信息的從業者也不能將所提交的信息關聯回特定受試者。
在1206，後端系統找到針對匿名信息的一個或更多個匹配。例如，後端系統可以針對資料庫、數據集或其他數據結構採用任何各種匹配算法中任一種。例如，後端系統能夠採用機器學習系統和/或數據集來找到一個或更多個匹配。後端系統可以尋找準確匹配。替代地或另外地，後端系統能夠查找鬆弛匹配，即滿足一組約束的某些子集或鬆弛地滿足一些約束本身(即，約束的值不完全匹配目標值，但在目標值的某個可接受範圍內)的匹配。
在1208，後端系統將從業者提供的一個或更多個主要和/或次要診斷與一個或更多個系統確定或生成的主要和/或次要診斷進行比較。因此，使用從大量受試者和從業者以及因此的大量的脈搏波形和病情、疾病或病症生成的資料庫或數據集，後端系統能夠確定從業者的主要和/或次要診斷是否與系統生成的那些匹配。另外或替代地，後端系統能夠確定從業者的主要和/或次要診斷與系統生成的那些診斷的匹配接近程度。
在1210，後端系統向從業者提供反饋。反饋能夠採取多種形式。例如，反饋能夠包括針對給定的一組診斷相關信息的、從業者的主要和/或次要診斷的指示以及系統生成的主要和/或次要診斷的指示。反饋能夠包括針對給定的一組診斷相關信息的最流行或最高發生的主要和/或次要診斷的指示。反饋能夠包括針對給定的一組診斷相關信息的較不流行但仍然常見的主要和/或次要診斷的指示。反饋能夠包括至少部分地基於從業者的主要和/或次要診斷與由系統生成的那些診斷的匹配接近程度來分配得分。
方法1200在1212處結束。在一些實施方式中，方法1200可以連續或周期性地重複。方法1200可以在多個實例中並行運行，例如作為在一個或更多個處理器上運行的許多線程。
圖13示出根據至少一個圖示實施例的在診斷環境中的操作方法1300。方法1300能夠由前端系統實施，類似於或甚至與關於圖1所示和所描述的相同。
方法1300在1302處開始。例如，方法1300可以在向後端系統或其部分(例如，運行時系統)施加電能時開始。可替代地，方法1300可以在接收到前端系統的查詢或請求或者從前端系統提交採集的信息時開始。作為另一替代方案，方法1200可以響應於被調用程序、例程或子例程調用而開始。雖然按照一個受試者進行描述，但是方法1300可以對與大量受試者使用和由大量從業者使用，這可以有利地在這種取決於機器學習技術的程度上提高系統的可靠性。
在1304，一個或更多個感測器或傳感器在沿著動脈(例如，橈動脈)的第一位置處以第一作用壓力捕獲第一脈搏信號波形。在1306，一個或更多個感測器或傳感器在沿著動脈的第一位置處以第二作用壓力捕獲第二脈搏信號波形。在1308，一個或更多個感測器或傳感器在沿著動脈的第一位置處以第三作用壓力捕獲第三脈搏信號波形。
在1310，一個或更多個感測器或傳感器在沿著動脈的第二位置處以第一作用壓力捕獲第四脈搏信號波形。在1312，一個或更多個感測器或傳感器在沿著動脈的第二位置處以第二作用壓力捕獲第五脈搏信號波形。在1314，一個或更多個感測器或傳感器在沿著動脈的第二位置處以第三作用壓力捕獲第六脈搏信號波形。
在1316，一個或更多個感測器或傳感器在沿著動脈的第三位置處以第一作用壓力捕獲第七脈搏信號波形。在1318，一個或更多個感測器或傳感器在沿著動脈的第三位置處以第二作用壓力捕獲第八脈搏信號波形。在1320，一個或更多個感測器或傳感器在沿著動脈的第三位置處以第三作用壓力捕獲第九脈搏信號波形。
脈搏信號波形表示穿過在受試者106的皮膚組織、其優選在沿著橈動脈的、鄰近受試者的手的拇指側上的腕骨的一個或更多個位置以一個或更多個水平的作用力或壓力捕獲的脈搏波形。該方法是有利地無創的，不需要針或刺破皮膚。
第一、第二和第三位置優選地彼此接近地間隔，例如在成人手指的寬度(例如，5/8英寸)內。在給定的作用力或壓力下在各個位置處的脈搏信號波形優選地在時間上彼此接近地(例如，在2毫秒內)被捕獲。
在1322，一個或更多個感測器或傳感器捕獲定時。例如，一個或更多個ekg感測器或電極能夠檢測受試者的心臟的電活動。可替代地，回聲圖可以捕獲受試者的心臟的運動。定時信息能夠例如包括脈搏周期的開始的定時、脈搏周期的結束的定時、脈搏周期的長度的定時等。
定時信息表示與多個脈搏波形分開感測的、心動周期中的事件。例如，定時信息表示用心電圖(ekg)傳感器感測的ekg信號，脈搏信號波形相對於心電圖(ekg)信號延遲已知的時間範圍。
在1324，前端系統從脈搏信號波形和定時信息生成脈搏波形信息。
在1326，前端系統或其部件(例如，用戶接口系統)接收症狀信息(例如，主要和/或次要症狀)。這些能夠由從業者輸入，並且可以包括受試者報告的或從業者觀察到的主要和/或次要症狀。
在1328，前端系統或其部件(例如，用戶接口系統)接收診斷信息(例如，主要或次要診斷)。這些能夠由從業者輸入，並且可以包括從業者基於對受試者的檢查而生成的主要和/或次要診斷。所述檢查能夠例如包括經由醫生自己的手指對受試者的脈搏波形進行手動檢查，比如通常作為傳統中醫的檢查的一部分進行。來自一組傳統中醫、特別是知名傳統中醫的主要和/或次要診斷的集合能夠建立高度可靠的資料庫或數據集，系統能夠從該資料庫或數據集中生成系統所生成的診斷。
在1330，前端系統或其部件將脈搏波形信息、症狀信息和/或診斷信息傳輸到後端系統。前端系統能夠採用任何通信信道或設備，包括加密和未加密的通信。在至少一個實施方式中，使用web接口或門戶來提交查詢或請求以及接收包括診斷的響應，能夠在軟體即服務(saas)模型下提供後端系統功能。
在一些實施方式中，用戶接口裝置能夠包括能夠在心血管系統中產生已知波形的致動器。例如，螺線管、揚聲器、超聲傳感器或能夠用作使能量放入動脈中的撞擊器或聲波發射器，其能夠由用戶接口裝置的一個或更多個感測器或傳感器檢測到。例如，能夠將已知波形從放置有感測器或傳感器的一側(例如，鄰近右手腕的右前臂上的致動器，鄰近左手腕的左前臂上的感測器或傳感器)引入到受試者的相對側上的橈動脈。前端或後端系統能夠在對血液動力學系統進行建模以及預測或確定各種健康度量時利用採集的脈搏波形信息和已知波形。
方法1300在1332處結束。在一些實施方式中，方法1300可以連續或周期性地重複。方法1300可以在多個實例中並行運行，例如作為在一個或更多個處理器上運行的許多線程。
圖14示出根據至少一個圖示實施例的、在診斷環境中的操作方法1400。方法1400能夠由後端系統實施，類似於或甚至與關於圖1所示和所描述的相同。
在訓練時間部分和運行時部分的方面討論方法1400。訓練時間部分能夠對應於模型的訓練，例如通過一種或多種機器學習技術。例如，訓練能夠經由機器學習技術或訓練系統來實施，例如類似於或甚至與關於圖1所描述的相同。例如，運行時能夠對應於例如通過提供診斷相關信息並且接收基於診斷相關信息的一個或更多個診斷來查詢所訓練的模型以獲得結果，所述診斷相關信息優選從覆蓋大量受試者、從業者以及可選的症狀、病情、疾病和病症的資料庫或數據集生成。
方法1400在1402處開始。例如，方法1400可以在對後端系統或其部分施加電能時開始。可替代地，方法1000可以在接收前端系統的查詢或請求或者從前端系統提交採集的信息時開始。作為另一替代方案，方法1400可以響應於被調用程序、例程或子例程調用而開始。雖然按照一個受試者進行描述，但是方法1400可以對大量受試者使用和由大量從業者使用，這可以有利地在這種取決於機器學習技術的程度上提高系統的可靠性。
在1404，在訓練時間期間，機器學習或訓練系統對脈搏波形信息、症狀和診斷信息執行機器學習。機器學習或訓練系統能夠例如確定各種脈搏波形的一組定義特性或特徵。機器學習或訓練系統能夠例如確定定義特性或特徵值的各種值與各種診斷之間的一組相關性。機器學習或訓練系統能夠例如確定症狀與定義的特性或特徵或其值之間的一組相關性。機器學習或訓練系統能夠例如確定a)和b)之間的一組相關性，其中a)一個或更多個症狀和一個或更多個定義特性或特徵或其值的組合，以及b)各種診斷，例如由傳統中醫從業者針對一個或更多個症狀和一個或更多個定義特性或特徵或其值的類似組合所作的診斷。
在1406，在運行時期間，運行時系統接收一個或更多個查詢或請求，查詢或請求指定針對給定受試者的某些診斷相關信息(例如，脈搏波形表示，例如包括作用力和定時信息、症狀信息、主要診斷)。
在1408，在運行時期間，運行時系統至少部分地基於所接收的診斷相關信息，例如使用機器學習數據集(例如，輸出層)來確定一個或更多個主要和/或次要診斷。
在1410，在運行時期間，運行時系統提供對查詢或請求的響應，其包括針對受試者的系統生成的一個或更多個主要和/或次要診斷。該響應能夠包括針對特定受試者和就診的初始診斷。可替代地，該響應能夠是對先前由從業者針對特定受試者和就診做出的識別診斷的確認或拒絕。
方法1400在1412處結束。在一些實施方式中，方法1400可以連續或周期性地重複。方法1400可以在多個實例中並行運行，例如作為在一個或更多個處理器上運行的許多線程。
更詳細的算法
1.利用n個濾波陷波器對壓電傳感器的輸出進行低通濾波。例如，過濾低於60hz的，以便從線路或幹線電源中去除雜聲。準確的頻率將根據濾波器斜率(即，db/倍頻程)而變化。
2.利用n個濾波陷波器對ecg感測器的輸出進行帶通濾波，其中n是與上面1中的低通濾波器陷波器的數目n相同的數字，使得由於濾波導致的相位偏移完全相同。例如，過濾在10hz和45hz之間的。準確的起止帶頻率將根據濾波器斜率(即，db/倍頻程)而變化。這恰好將對心臟的主要信號發送的尖銳/快速峰值提取出來，其被用作主定時參考(例如，定時信號)。
3.對壓電和ecg陣列進行加窗(即修整)以去除邊緣處的濾波器偽像(例如，約為壓電陣列的1/20)。
4.確定壓電陣列的端部是否表示手指的移動(例如，提升感測器離開動脈)。例如，能夠通過在壓電陣列(n1)的後半第三部分(lasthalfthird)的開始處取最大/峰值陣列樣本值以及確定壓電陣列的第二倒數第三半部分(secondlastthirdhalf)是否包含比在壓電陣列的前一半(n1)中觀察到的最大值大限定倍數(例如，2.7倍)來對其進行檢測。
5.如果在4處的確定返回大於或等於限定倍數(例如，2.7倍)的值，則去除壓電陣列和ecg陣列兩者的倒數第六部分。
6.通過在壓電陣列(n2)的後半第三部分的開始處取最大/峰值陣列樣本值以及確定壓電陣列的正數第六部分是否包含比最大值(n2)大限定倍數(例如2.7倍)的值，確定壓電陣列的開始是否指示手指的移動(例如將感測器放在動脈上)。
7.如果在6處的確定返回大於或等於限定倍數的值(例如，2.7倍)，則去除壓電陣列和ecg陣列兩者的前面第六部分。
8.確定壓電傳感器的輸出信號是否反相。例如，取壓電陣列的倒數第三部分，並檢查以查看整個陣列的歸一化平均值是否在0.5以上。例如，這可以通過在0和1之間歸一化，對壓電陣列的元素求和，並除以陣列元素的總數來實現。
9.如果在8處的確定返回大於或等於0.5的值，則反轉壓電信號。
10.檢查以查看壓電和ecg信號是否大於峰值檢測的最小信號高度。如果否，則脈搏提取器返回零脈搏(即，不處理來自未連接到患者的感測器的噪聲)。
11.估計脈搏峰值檢測器的ecg脈搏高度的平均值，例如通過取ecg信號的有序(例如，從較小值到較大值)陣列並取該值的頂部5％的最小值。
12.通過在ecg陣列中搜索在上述11的估計的平均值以上的結果值的樣本來生成ecg脈搏位置的陣列。一旦找到，在信號再次低於每次11中的結果值之前找到最大值(p1)。
13.從壓電陣列取ecg脈搏位置之間的陣列子集，以創建所有各個壓電脈搏的二維(2d)陣列。
14.對壓電脈搏事件的2d陣列編制索引，以查看各個脈搏，並且以毫秒為單位計算脈搏傳播時間(即，ecg信號發射到脈搏波到達手腕之間的時間)。這能夠通過在壓電脈搏陣列中尋找最大值的索引並將其乘以將採樣率(以hz為單位)除以1000(即一秒鐘中的毫秒數)的結果來實現。該結果是所記錄數據中每個脈搏的脈搏傳播時間的一維(1d)陣列。
15.脈搏間隔是ecg脈搏位置陣列中相鄰值的差，並將其乘以將採樣率(以hz為單位)除以1000的結果。
16.通過取整個提取的壓電傳感器所感測的脈搏陣列的歸一化平均值(即平均脈搏)並減去所提取的脈搏陣列中的每個脈搏的歸一化脈搏，來進行患者運動/脈搏質量的估計。歸一化差的和給出了一個度量，該度量受所提取的脈搏陣列中的每個脈搏的運動高度影響。
當幹預能夠最有效時，該系統和方法能夠提供用於心血管和相關疾病的低成本早預警系統。該系統和方法依賴於對表示動脈脈搏的動態特性的脈搏波形的採集，其反過來指示心血管系統的功能，包括心臟、血液和血液通過血管、組織和器官的相互作用和充沛度。採集的測量或從測量中識別的特性包括脈搏過渡時間(例如，反射測量)、血流動力學(例如，心臟的強度)、動脈硬度(例如心臟效率)和血液粘度。該系統能夠表徵和解釋心血管系統的血流動力學，包括當前心動周期中的主導或主要脈搏波形，以及來自當前心動周期中出現的、先前心動周期的脈搏波形的(但其經常被當前心動周期的主導脈搏波形掩蔽，並且因此被稱為次級、次要或潛在的)反射。
該系統可用於診斷多種病情，包括冠狀動脈缺血、心臟瓣膜功能、心肌炎症、二尖瓣問題、束支阻塞、三尖瓣問題、高血壓、主動脈瓣問題、不規則心跳、主動脈瓣關閉不全、心房顫動、小血管阻塞、心動過速、心臟衰竭、心動過緩、心臟腫大、心力衰竭、冠狀動脈瘤(血腫)、動脈硬化、中風。
該系統可以基於橈動脈脈搏的空間和時間曲線來為哺乳動物患者、特別是人類患者生成診斷。脈搏的圖形可以由任何類型的感測器或傳感器測量，而不僅僅是力或壓力敏感的感測器或傳感器。例如，能夠採用高解析度高幀速率圖像捕獲來隨其移動皮膚而檢測脈搏。聲感測器或傳感器可以類似地感測穿過皮膚的脈搏。系統可以採集或組合脈搏圖形和資料庫或數據集中的匹配診斷，並且利用計算機建模、從業者輸入、已知診斷、已知圖形、超聲心動圖、機械儀器或其組合。其他實施方式可以使用光、雷射(例如，具有檢測來自身體組織或皮膚的雷射斑的雷射源和感測器)、磁性、感測器和/或能夠採用對比度增強技術來感測、檢測、測量或評估脈搏波形。
測量患者的脈壓、形狀、流動、深度、速率、規律性、寬度、長度、平滑度、剛度和強度，並且將脈搏圖形輸入到資料庫或數據集中。該系統能夠採用各種機器學習技術中的任何一種來在繪製診斷相關信息和診斷之間的可靠相關性。系統能夠將受試者的脈搏波形或圖形與資料庫或數據集中先前輸入或編目的脈搏圖形進行比較，並且識別對應的先前輸入或編目的診斷，並產生診斷和/或建議的治療動作。例如，可以在將診斷與盲信號分析相關聯中採用機器學習算法或技術。
感測器或傳感器沿著血管(例如，橈動脈)的布置能夠為系統提供沿著手臂、腿或身體的其他區域(通常，手臂)的血管的三維起伏的完整描述。系統測量穿過該區域的壓力波，並且使壓力波與定時信號(例如，壓力波-時間)相關。系統能夠進一步將壓力波與心臟事件(通常，心跳)相關聯。信號處理被應用於所採集的數據集和相關性，以識別和量化壓力反射、反射定時、以及相對於主波以及可能還相對於彼此的反射振幅和相位。
數據輸入模塊能夠從沿著血管的感測器或傳感器接收脈搏波形數據，並且將該數據提供給信號處理模塊。信號處理模塊能夠預處理數據。例如，信號處理模塊能夠確定血管的三維起伏的描述。同樣例如，信號處理模塊能夠識別壓力波-時間。如前所述,作為另一示例，信號處理模塊能夠將壓力波與心臟事件相關聯。信號處理模塊能夠識別和/或量化壓力反射、反射定時、以及相對於主波以及可能還相對於彼此的、反射振幅和相位。系統然後能夠將所有這些信息(例如，脈搏波形信息)與診斷資料庫或數據集中存儲的圖形進行比較，尋找與已知病理「特徵」(例如，身體某處的阻塞動脈)的最佳適配。所採集的數據和分析可足以非常具體地(例如，身體中的阻塞、阻塞程度和阻塞的位置)或僅大致地(例如，身體中某處的阻塞)識別病理。然後可以制定適當的治療計劃。
脈搏的深度是測量表面(例如，皮膚)下面的動脈搏動的垂直位置，並且沿著連續體測速。速率是一分鐘內的跳動數。規律性是動脈脈搏的節律，其被分類為規律的或不規律的。寬度是動脈脈搏的強度。長度是可感測的動脈脈搏的範圍。平滑度是動脈脈搏的光滑度。剛度是橈動脈的彈性。強度是動脈脈搏相對於所施加的壓力變化的強度。
如上所述，系統在一個或更多個深度、例如在表層、中層和/或深層評估脈搏波形。表層能夠是在皮膚層正下方，並且通過將感測器或手指放置在橈動脈正上方而定位，其中施加的唯一壓力是被動的重力。深層位於橈骨的表面正上方。通過首先通過在動脈上施加顯著的力或壓力而阻塞橈動脈，將動脈對著骨的表面(例如，橈骨)推動直到脈動停止，然後緩慢釋放力或壓力直到脈動返回，而對深層定位。這種類型的阻塞導致血流中隨後的初始衝擊，使得在脈搏評估繼續之前在維持相同的手指壓力的同時允許有幾秒鐘來均衡脈搏是可取的。中層能夠位於表層和深層之間，例如中間。
在一些實施方式中，通過位於從業者手指的一個或更多個手指上的一個或更多個感測器來測量或表徵脈搏圖形。在一些實施方式中，感測器佩戴在食指、中指和無名指上或其組合上。在另一實施方式中，多個感測器可以佩戴在每個手指上。在另一個實施方式中，感測器可以包括在圍繞受試者的肢體(例如，手臂)放置的臂帶或套管中。感測器能夠沿著手指和/或橫跨手布置成線性陣列或一系列線性陣列(例如，二維陣列)。
在一些實施方式中，由皮膚下的脈搏波動的轉移導致的微位移能夠通過從皮膚表面反射的相干光的幹涉來無接觸地測量，如同作為雷射散斑由攝像機所觀察的那樣。在一些情況下，可以通過處理來自攝像機的信號以測量皮膚的細微運動來測量在皮膚表面上產生的微位移。感測器或傳感器能夠檢測脈搏波形以及用於測量脈搏的作用力或壓力的量。感測器或傳感器能夠將脈搏轉換成能夠傳輸到模擬放大器的信號。該信號被轉換為數位訊號並發送到收發器。接收的信號然後被發送到數位訊號處理器。然後信號被發送到資料庫並與其他脈搏圖形進行比較。一旦找到匹配，則顯示對受試者的診斷。
在一些實施方式中，對所採集的感測器或傳感器信號的信號分析包括數位訊號流的時間序列分析，包括自相關、互相關、功率譜分布、交叉譜分布、傅立葉分析、小波分析、主分量分析、均方根匹配和類似和/或定製分析工具。這些工具能夠將脈搏序列減少為特徵值的形式，其使得能夠在患者數據的大型資料庫內進行快速比較。
來自資料庫或數據集的患者數據能夠用於評估受試者(例如患者)的健康的各種評估中。脈搏波形信息能夠與所期望的儘可能少或儘可能多的額外患者數據組合。在一些實施方式中，資料庫或數據集能夠存儲患者相關數據，例如患者標識符和/或患者人口統計信息。資料庫還能夠使用報告生成模塊生成報告。疾病管理建議模塊能夠基於從脈搏收集的數據的分析來存儲包含在患者報告中的各種治療建議。比較數據存儲能夠存儲來自健康患者和/或慢性疾病患者的數據以及脈搏圖形和診斷的組合的比較數據。
在一些實施方式中，受試者可以完成問卷以改善系統的診斷能力。問卷能夠包括許多健康狀況中的任何一種，包括當前的症狀，過去的疾病或病症。例如，在一些實施例中，評級量表可以用於評估受試者的健康和精神狀況。根據一些實施方式，能夠經由網絡門戶提供問卷，向用戶呈現網頁或網頁系列，所述網頁或網頁系列向受試者和/或從業者呈現問卷。響應可以與患者概況一起存儲並與其他患者信息組合或傳輸給臨床醫生，以在分析診斷和確定療程時使用。可替代地，可以匿名存儲響應。
前述詳細描述已經通過使用框圖、示意圖和示例而闡述了裝置和/或過程的各種實施方式。在這樣的框圖、示意圖和示例包含一個或更多個功能和/或操作的範圍內，本領域技術人員將理解，這些框圖、流程圖或示例中的每個功能和/或操作能夠通過多種多樣的硬體、軟體、固件或幾乎其任何組合來單獨地和/或共同地實施。在一個實施方式中，本主題可以經由專用集成電路(asic)來實施。然而，本領域技術人員將認識到，本文公開的實施方式能夠整體或部分地在標準集成電路中等效實施，作為在一個或更多個計算機上運行的一個或更多個電腦程式(例如，作為在一個或更多個計算機系統上運行的一個或更多個程序)、作為在一個或更多個控制器(例如微控制器)上運行的一個或更多個程序、作為在一個或更多個處理器(例如，微處理器)上運行的一個或更多個程序、作為固件或者作為其幾乎任何組合，並且根據本公開，設計電路和/或為軟體和/或固件編寫代碼將很好地將處於本領域普通技術人員的理解範圍內。
本領域技術人員將認識到，本文所闡述的許多方法或算法可以採用另外的動作，可以省略一些動作，和/或可以以不同於所指定的順序執行動作。
此外，本領域技術人員將理解，本文所教導的機制能夠作為程序產品以各種形式分布，並且說明性實施方式同樣適用，而不管用於實際進行分布的信號承載介質的特定類型如何。信號承載介質的示例包括但不限於以下：可記錄型介質，諸如軟盤、硬碟驅動器、cdrom、數字磁帶和計算機存儲器。
能夠組合上述各種實現方式以提供其他實施方式。在其與本文的具體教導和定義不一致的程度上，在本說明書中引用的所有美國專利、美國專利申請公布、美國專利申請、外國專利、外國專利申請和非專利公布(包括於2014年8月22日提交的美國臨時專利申請第62/040990號)的全文通過引用併入本文。如果需要，可以修改實施方式的方面以採用各種專利、申請和公布的系統、電路和概念以提供另外的實施方式。
根據上面的詳細描述，能夠對實施許方式做出這些和其他的改變。一般來說，在所附權利要求中，所使用的術語不應被解釋為將權利要求限制於說明書和權利要求中公開的具體實施方式，而是應被解釋為包括所有可能的實現以及這些權利要求所賦予的等同物的全部範圍。因此，權利要求不受公開內容限制。