CN1700879A - 保健监控系统 - Google Patents

Abstract

提供了一种无线保健监控系统和方法。将至少一台UWB生物传感发射器分配给至少一位将要进行远程监控的个人。该生物传感发射器包括生物传感器，该传感器配置为用来检测使用者的健康状况并产生相应的生物传感器数据。该数据通过生物传感发射器转换为由生物传感发射器传输的超宽带(UWB)生物传感信号。远离并处于发射器范围内设置的UWB接收器接收UWB生物传感信号，并将其转换为含有来自于生物传感数据的信息的信号。与UWB接收器相连的处理器处理该转化信号并将其作为可读输出显示，从而指示出由该生物传感器检测的该使用者的健康状况。

Description

保健监控系统

本发明一般地涉及保健监控系统领域，特别是一种无线监控系统。

背景技术

在保健领域存在许多情况，其中患者或一组患者需要远程监控许多特定的健康状况中的任何一种。例如，在医院新生儿照料单元中的早产儿实际上需要持续监控生命统计、身体功能等等。在许多情况下，可能需要监控特定条件或可疑条件，例如低血糖、感染等等，其中可能需要从婴儿抽取血液或其他生物样品。这样的监控和测试，并需要受过很好训练的人员，并且可能成为医务人员的使用大量劳力重要的负担，特别是当有更多的患者需要进行监控时。同样的状况存在于照顾老年人和虚弱人群的保健机构中。机构中的大量患者需要同时监控许多保健因素。

在这种状况下，广泛所知并应用床旁监控装置来监控单个患者的统计和功能，例如温度、血压、血氧水平等等。这些装置结合了硬布线到便携式接收/显示单元的传感器。该单元代表性地提供可视的测定参数的读出或显示，同时在获得非正常读数时报警。床旁系统通常对远方的监控站也是硬布线的，特别是报警功能。然而这种设置存在许多缺陷。这些电子硬件昂贵，电路布局占用了必需的空间。大量的电线接头可能变得相当复杂、混乱。必须采取预防措施使患者不可能无意(或有意)断开电线接头。各种线路接头使医务人员难于管理某些过程。对于老年人或虚弱的人，这些线路连接严重限制了人的活动。

在涉及使用诊断生物传感器的保健行业已进行了许多工作尤其是在医院及经营护理机构使用这种装置。近来，对于可用于家庭的生物传感器提出了很多技术，包括一次性或单次使用装置。而且已提出了可与一种物品结合的技术，该物品穿在身体上或位于身体的附近，例如一次性尿布、失禁装置、卫生巾、衣物等等。最后，也提出了使用没置有电子装置的便携式或一次性生物传感器，该电子装置可储存或传输与受检者健康有关的数据。

用于个人诊断和监控的相对小型并且不显眼的生物传感器为改进卫生保健提供了许多机会，特别是对于在相当大量的患者必须同时监控任一种或几种健康水平的组合情况下。本发明涉及一种使用这样的生物传感器的改进的远程监控系统，以及一种独特的无线传输配置，该配置针对传统系统的至少某些缺陷，并在监控患者的过程中为保健提供者给出了有意义的选项、灵活性和自由度。

发明概述

下面的说明书部分阐明了本发明的目的和意义，或可从说明书中显而易见，或可通过本发明实践进行学习。

本发明提供了一种改进的保健监控系统和方法，其结合了个体诊断生物传感器和数字脉冲无线传输配置的优点。生物传感器结合到整装、带独立动力装置的数字脉冲无线发射器中。该发射器使用了“超宽带”(“UWB”)技术，该技术是无线通讯领域最新的发展。UWB技术使得在相对近距离内大量使用生物传感器发射器，而不使它们相互干扰或不与其他通常的RF通讯系统相互干扰。该生物传感发射器需要很低的功率，因此使用整装电池或其他类型的电源，可以连续监控和传输。

UWB接收器将所传输的脉冲串接收并解码为含有来自初始生物传感器读数信息的信号。该接收器可放置于离生物传感发射器相对接近之处，例如在同一空间或病房内，或位于远离的位置。UWB技术特别适于无线“穿墙”通讯。接收信号由与接收器连接的适宜处理器翻译，在远程位置将可视和/或音频读出提供给保健护士。

如下面更详细论述地，大量且多种的生物传感器可以用于本发明来监控和诊断多种的保健状况。例如，用来检测生物样品或介质中目标分析物的生物传感器是公知的，存在或缺少分析物表明了特定的健康水平。对于在本发明中的使用，可测定或检测的生物传感器参数(例如电阻、电容、光等等)对应于生物传感器读数，该读数被转换为时间脉冲UWB生物传感器信号，然后该信号以严格的时间脉冲序列在宽RF传输带宽上传输。生物传感发射器可在已被已存在的无线电或其他RF通讯设备占据的RF频谱上发射，而不会引起干扰。该特征对保健设施的准确性和可靠性立场而言特别重要，该保健设施中为多种原因使用多个RF系统。监控系统不被其它RF传输系统降级或引起这样的RF系统降级也是重要的。

虽然本发明的监控系统特别有利于同时在一个或多个位置监控多个目标，本系统不仅限于此种环境。例如，该系统也利于那些不需要待在医院或临床设施中而却需要某种程度的监控特定健康关注的个体。只要他们处于UWB接收器的范围内，这样的个体可在家或其他位置携带或穿着生物传感器。例如，该接收器一般可位于使用者家中的中心位置。该接收器接下来可与保健设施、紧急响应设施等保持联系，从而通过常规方法传送生物传感信号。这种状况特别适用于某些老年人或局限于家庭的人。

例如在学校、日托儿所、监狱设施等等建立监控方案也在本发明范围和宗旨内，其中对于不同的保健关注需要远程监控一个或多个人而不需要非必要的限制该人的移动。

现在让我们转向生物传感信号的产生，一个或多个生物传感器可测定一种或多种与受检者(许多情况下是患者)健康有关的分析物。可以从目标体内提取或收集可能含有靶分析物的生物样品或介质，例如体液或生物样品中的分析物。通过收集体液或生物样品可获得来自目标体的分析物，所述体液或生物样品是在穿过受检者身体外部后入侵式提取(例如血液或脊髓液)或收集。当测定发生在身体的皮肤或其他组织上或通过皮肤或其他组织进行的情况下(例如血液中物质的光学测定)，分析物不需要从受检者身体上移走。在一个实施例中，通过非侵入式电渗提取可以非侵入地通过未破损的皮肤或粘膜提取分析物，如美国专利6059736所披露的，该专利公开于2000年5月9日，授予R.Tapper“Sensor Controlled Analysis and TherapeuticDelivery System”，在此作为参考引用。

生物传感器可与身体接触或与身体流体连通。它可以放置在皮肤或身体其他部分上或与皮肤或身体其他部分相邻(一般是与其液体连通)、身体的孔口中、身体内部(例如外科植入装置或通过导管吞下或导入的装置)、在身旁穿戴的物品等等。生物传感器或其部件可以用包括聚丙烯酸2-羟乙基酯(PHEMA)的水凝胶与皮肤相连，该水凝胶的制备方法在例如下述文献中报道：A.C.Duncan等“Preparationand characterization of poly(2-hydroxyethyl methacrylate)”，European Polymer Journal，37卷第9期，2001年9月(出版于2001年7月6日)，第1821-1826页)。

生物传感器可与身体相分离，例如测定人呼吸或其他身体气味中的化合物的传感器(如电子鼻)，它们与身体气体连通。与身体相分离的生物传感器也包括那些用于分离分析的测定离开身体的物质的传感器，例如测定提取自人血液中的分析物的血液传感器。这样的生物传感器可以距人体任意距离，而气味传感器等一般应在距受检者身体的预定距离内，例如在身体15英寸内或身体6英寸或3英寸内(即在测定分析物的最近来源的6英寸或3英寸内)。在一种实施例中，生物传感器(特别是其感测部件)至少距人体1英寸，尤其至少距人体3英寸。

生物传感器可放置于一次性吸收物品中，例如尿布、一次性训练裤(如HUGGIESPull-Ups)、床垫、卫生巾、童裤衬垫、止血塞、唇间装置、结肠瘘袋、胸衬、失禁装置(如失禁垫)、贴身短内裤或内衣。它们也可置于用于收集或处理体液及其他生物废弃物的其他装置中，例如WO00/65348中所述的柔软的废弃物袋，该袋子是用于容纳排泄的粪便或尿液的柔性容器，并置于用于接受尿布或其他一次性材料的废弃物容器、便盆、抽水马桶、呕吐物袋子等中。生物传感器可与衣物相连接，如衬衫、内衣、背心、防护衣、围裙或围兜、帽子、袜子、手套、或一次性长袍(特别是用于医药或外科或由患者使用)，或者生物传感器可与任何其他同身体接触或在身体附近的物体相连，如枕头、被单和枕套、床垫、呼吸管、头盔、面罩、护目镜、首饰物品，例如手镯、项链、脚镣(例如那些用于犯人或缓刑人员的)等等。它们也可与其他相当多不同物品物理连接，如栓剂、压舌器、棉拭、布巾或纸巾、溢出物清除袋、干燥袋、一次性拖把、绷带、抹布、治疗包、支架、一次性加热垫、家具、食物容器等等。

具体说明生物传感器所处的位置，可理解不是所有的生物传感器发射器的部件一定要一起放置在例如通常的载体或基底上。生物传感器元件可置于远离发射器的其他部件之处。例如，生物传感器元件可植入患者体内并(有线)连接于装载于患者体外的发射器部件。在另一实施例中，生物传感器元件置于尿布中，而生物传感发射器的其他部件(如电源、或信号发生器)可置于远离生物传感器元件的位置。

生物信号可以是连续的或间断的并且占用的时间较短，例如来自一个生物样品的单次测定、历时几小时或几天的多种测定、平均测定、持续很久的连续测定等等。

下面将详细描述本发明的各方面。

附图简述

参照下面的详细说明及附图将更加全面的理解本发明，其进一步的优越性也将变得清楚。附图仅仅是代表性的而不是限制权利要求的范围。

图1是本发明的监控系统及相关方法的图示。

图2是本发明的另一监控系统及方法的图示。

图3是用于本发明的一种UWB生物传感发射器的框图。

图4是用于本发明的一种UWB接收器的框图。

图5是根据本发明的另一实施例的框图。

优选实施例详述

现对本发明的特定实施例作出详细介绍，一个或多个实例在附图中有描述。作为本发明的解释给出了每一个描述的实施例及示例，而不作为本发明的限定。例如，作为一个实施例部分所说明或描述的特征与另一实施例结合还可产生其他实施例。这意味着本发明包括这些及其他修改和变化。

此处用到的术语“分析物”表示进行检测及测定的原子、离子、分子、大分子、细胞器或细胞。术语“分析物”也表示介质中的物质，但不限于分子如蛋白质、糖蛋白、抗体、抗原、血红蛋白、酶，与特定酶或其他蛋白质结合或反应的靶分子、金属盐、离子(如氢离子、氢氧离子、硫酸盐、磺酸盐、磷酸盐、硝酸盐、亚硝酸盐、或电解质如钠、钾、锂、或钙离子)、脂肪酸、神经递质、激素、生长因子、细胞因子、单核因子、淋巴因子、lipocalins、营养素、糖、受体、核酸、DNA或RNA片段、药剂或衍生物或其代谢物。术语“分析物”也表示结构成分，如大分子结构、细胞器和细胞、包括但不仅限于外胚层、中胚层及内胚层源的细胞，如干细胞、血细胞、神经细胞、免疫细胞及肠胃细胞，结构成分还如微生物，例如真菌、病毒、细菌及原生动物，或由同样的物质产生的特征化合物。例如，在pH测定中，分析物可以是氢离子和/或氢氧根离子。一些分析物比正常水平或高或低从而显示出可能的疾病状态。

此处所使用的“生物传感器”按照www.graylab.ac.uk/cgibin/omd？biosensor中的Cancer Web Online Medical Dictionary所给出的定义，是指任何收集关于生物或生理过程数据的传感器。生物传感器可以包括任意的探针，如那些包括生物材料的生物传感器，其通过将与探针进行的生物化学反应转换为物理信号从而测定分析物存在或其浓度，这些分析物如生物分子、生物结构、微生物等。尤其是，该术语是指生物材料(例如，酶、受体、抗体、全细胞、细胞器)与微电子系统或装置的结合从而可以快速低水平检测体液、水和空气中的多种物质。

此处所使用的“生物传感器读数”是指由生物传感器所提供的定量或定性测定，该读数不加限定的可以是电信号的形式，可以是数字或模拟信号(如由生物传感器直接产生的或由其他装置间接产生的对应于生物传感器读数电流或电压)，然后将该电信号进行传送从而最终显示于输出装置上或作为数据传送给计算机。

此处所使用的“介质”和“生物样品”可指任何含有待测分析物的材料。介质或生物样品可以是任何体液，包括血液或其任何成分(血浆、血清等)、月经、粘液、汗液、泪液、尿液、粪便、唾液、痰液、精液、泌尿生殖器分泌液、胃洗液(gastric washes)、心包或腹膜液或洗液、喉拭子、胸膜洗液、耳垢、毛发、皮肤细胞、指甲、粘膜、羊水、阴道分泌物或任何其他身体的分泌物、脊髓液、人的呼吸、含有身体气味的气体样品、肠胃胀气或其他气体、任何生物组织或物质、或任何这些物质的提取物或悬浮物。

此处所使用的术语“超宽带”(UWB)和“数字脉冲无线电”是指射频(RF)装置，通过使用非常窄或短的脉冲进行操作从而引起非常大或“宽带”的传输带宽。根据联邦通信委员会(FCC)的定义，UWB系统的带宽大于中心频率的25％，或大于1.5GHz。UWB通常是以无载波形式实现的。与传统的使用RF载波来将频域信号从基带转移至允许系统操作的实际载波频率的“窄带”和“宽带”系统比较，UWB设备直接调制具有明显精确上升及下降时间的“脉冲”，从而导致波形占据了几个GHz的带宽。

为全面理解根据本发明的监控系统的功能，下面讨论UWB方面的技术。为详细说明UWB技术，参考“Ultra-Wideband Technology forShort-or Medium-Range Wireless Communications”，出版于2001年第二季度的Intel Technology Journal。为详细说明UWB技术及其各种设备也参考下面的美国专利US630090381；US621897981；US6177903B1；US5832035；US5687169；US5677927；US361070。这些专利此处作为整体结合其全部目的是用于参考。

UWB是用非常小的功率在频带的宽频谱上传送大量数字信号的无线技术。UWB无线电设备可以传送信号穿过门、墙、和其他障碍物，这些障碍物会以更多受限的带宽和更高功率反射信号。UWB发送更大量的宽度小于1纳秒的数字脉冲，该脉冲同时非常准确的定期穿过宽频谱。发射器和接收器必须精确到一秒的一万亿分之一来协同发送并接收脉冲。在任何已在使用的给定频带上，UWB具有如此之低的功率并如此广泛地传播，使得它只显现为仅有的背景噪音。因此，理论上，UWB信号不受干扰，也不使其他装置受干扰。UWB系统的功率消耗需要大约为传统蜂窝电话的一万分之一。

UWB系统一般呈现下列特征：短脉冲；中心频率通常在50MHz-10GHz之间；超宽带宽为100+％中心频率；数英里范围内为低于毫瓦的平均功率水平(甚至具有低增益天线)；极低的功率谱密度；比其它复杂的无线电设计低的成本；对其他系统的衰减和干扰具有极佳的抗扰性。用UWB系统可能获得非常高的处理增益。例如，10兆脉冲/秒(100ns格式)系统中具有1ns脉冲的接收器仅需要在1ns脉冲预期到达时进行“接听”，获得20dB的噪声抑制。如果每个数据位设置100脉冲，在全部100千位/秒连接中获得另外的20dB增益。可获得40dB或更好的处理增益，使得在相同或小于环境噪声水平可进行加强数据传输。短脉冲具有极佳的多通道抗扰性，并不受传统窄带系统显著衰减的影响。

FCC已允许UWB用于有限的商业实施，包括医学成像系统，该系统可用于各种健康应用来“看”人或动物体内。也已允许实施于通讯和测定系统，如家庭及商业连网装置。将医学装置和通讯系统的频带限定于3.1-10.6GHz。

也在微芯片中实施UWB技术，由此特别适用于与生物传感器结合。例如，美国阿拉巴马州的Time Domain of Huntsville将UWB技术应用于单个集成电路芯片集并以PulsOn冠名。相信PulsOn芯片集可以容易地与多种传统的生物传感器技术相结合从而提供UWB生物传感发射器。美国加利福尼亚州的PulseLINK of San Diego也是另一个UWB技术商业出处。

本发明的监控系统和方法的示范性实施例用附图示意性表示。参见图1，本发明的监控系统包括与至少一位个体“A”相连接的至少一个UWB生物传感发射器10。用该系统可监控多个个体(A至E)，其中将A至E中的每一个分配给至少一个生物传感发射器10。生物传感发射器10将在下面更详细地描述。每个生物传感发射器10包括至少一个生物传感器元件12，该传感器元件相对于个体A配置来检测该个体的健康水平。例如，生物传感器元件12可检测来自个体A的生物样品或介质中的目标分析物，该分析物指示特定的健康水平。应理解可监控个体A至E的相同健康水平或不同的健康水平。也应理解个体A至E可以具有分配给他们的任意数量的联合的生物传感发射器10。每一个这样的生物传感发射器10可监控不同的健康水平。

来自生物传感器元件12的读数通过生物传感发射器10转换为通过天线26传送的生物传感器信号36。如上所述，生物传感器信号36是UWB信号。

将UWB接收器40设置在远离生物传感发射器10之处并位于生物传感发射器10的射程范围内。例如，监控系统可用于任何建筑物100(图1中虚线所示)中，如医院、托儿所、老年人看护设施、学校等。生物传感发射器10和被监控个体A至E可位于建筑物100的特定房间102中，并且UWB接收器40可放置于不同房间104或同一房间102中。例如，在建筑物100是医院的病房或楼层的实施例中，房间102相应于婴儿护理站，例如新生儿护理站。房间104相应于相邻的监控室或空间，例如护士站等。本发明的系统和方法不以任何方式限定于区域、位置或被监控个体的类型。

UWB接收器40通过天线42接收所传输的生物传感器信号36。如下文更进一步详细描述的，信号36从UWB信号转换为含有来自原生物传感器读数信息的基础信号76。然后将该基础信号76传输给适宜的处理器80，处理器处理该信号并将之以可读的输出显示给保健维护人员。该输出可视、可听或两者结合显示。处理器80包括任意适宜的硬件和软件结构的结合，其设计是为显示含在原生物传感器读数中的信息。这样，应理解将处理器80设置为适用于由生物传感发射器10所使用的特定类型的生物传感器元件12。

一旦接收了基础信号，处理器可将时间标记和其他用于数据存储的识别信息加入，或者时间和其他信息可通过UWB接收器加入或通过生物传感信号36由生物传感发射器10传输该时间和其他信息。

处理器80实施其他各种功能也在本发明的范围和宗旨内。例如，处理器80可包括各种电子数据记录仪中的任一种，该电子数据记录仪用于在一段时间接收并存储生物传感器信号36或基础信号76然后任选地计算并显示来自累积信号的结果，或将数据传送给其他装置进行任选的计算和显示以解释数据并提供给其它组织参考。示范性数据记录仪包括Ellab-A/S of Denmark(加利福尼亚州San Hosea事务所)的有线和无线数据记录仪，及其他适宜的数据记录仪。

处理器80可以任何适宜的格式显示生物传感器读数结果。例如，该结果包括以下列形式显示在屏幕或其他显示装置上的定性或定量结果，这些形式是文本、条形图、数值、图表、图标、颜色等等，或者该结果是声音，如合成声音、各种频率或强度的蜂鸣声、物理装置的振动等。在计算机屏幕上具有解释指导的详细信息显示或类似的带有额外信息的生动超文本信息显示代表了用于生物传感器读数显示及输出的一种实施方式。

也有大量的“下游”选择。例如，将生物传感器信号36、基础信号76或解释结果用处理器80通过任何传统方式传送到远处以便于其他保健专业人员等人回顾等等。例如，处理器80通过电话线、RF电路、电缆、安全的互联网连接等方式传递信号或解释结果。然后将该信息存入适宜的数据库，或以任何原因提供给保健网络。下游传输、存储等可通过任意的常规硬件及软件结构完成。应理解在保健设施内使用电子生物传感信号实际上是不受限制的。

也可设置装置以在获得非正常的生物传感读数的情况下对保健维护人员产生报警信号或警报。例如，当传感器读数结果非正常状况下，处理器80驱动可听或可视报警器84。当生物传感读数显示健康状况需要进行即时医疗时，处理器80也可自动将信号传送给应急站86，例如设施、健康看护者、专家等等。关于此点，处理器80可与软件及硬件设备相结合以使非正常读数区别于硬件问题(如电极未连接或不适当地使用生物传感发射器10)。可将神经网络及模糊逻辑系统与处理器80结合从而进行这样的区分。

图2图示表明了用于远程监控任意数量个体健康水平的本发明的方法和系统的另一实施例。在该示例中，被监控个体A具有为其设置的生物传感发射器10，例如负载于该个体的皮肤上、设置在由该个体所带有的造口术袋中、设置在失禁物件中等等。个体可位于远处的建筑物106中，例如该人的家中。图2所述的个体B是婴儿，其具有与之相连的生物传感发射器10。例如，发射器10置于该婴儿所穿的尿布中或其他吸水性物品种。将UWB接收器40设置在该房子或其他建筑物106内，该位置使得生物传感发射器10一直处于接收器40的范围内。而接收器40又与远处建筑物108(如医院、诊所或其他医疗设施)中的处理器80相联系。该装置可通过任何常规方式进行通信，包括电话线、RF电路、网络连接等。

应理解如图1和2示意性地表示，在本发明范围及宗旨内可涉及生物传感发射器10和接收器40的无数种方案。

图3显示了生物传感发射器10的示范性实施例，图4显示了UWB接收器40的示范性实施例。UWB系统可使用任意类型的调制，包括AM和时间漂移(脉冲位置)调制。由于其简单并相对低的功率输出特性，时间漂移或脉冲位置调制方法尤其理想。用时间漂移方法作为说明性示例。通过使用伪随机码部件，UWB生物传感信号中的脉冲一脉冲间隔可以在逐个脉冲的基础上变化。伪随机码(PN码)用于以相对宽带的频率传播通常的窄带信息信号。频谱扩展接收器使信号相互关联从而再现原始信息信号。可将PN码认为是一组时间位置，该时间位置为脉冲序列中的每个脉冲限定了随机定位。将PN码设置为具有较低的交叉相关，以使得在任一数据位时间使用一个码的脉冲序列很少在大于一个或两个脉冲位置上与使用另一编码的脉冲序列发生冲突。通过附加数量(除了PN码)漂移编码的时间位置从而完成数字时间漂移调制。该数量相对于PN码漂移来说通常很小，并且与纳秒(ns)范围的PN码相比例如在皮秒(ps)范围内。

在使用时间漂移调制的典型UWB系统中，每一数据位时间位置通常调制周期定时信号的许多脉冲。这产生了一种调制编码定时信号，该信号对每一信号数据位包括一系列同一形状的脉冲。接收器将多个脉冲集中起来再现所传输的信息。

UWB接收器40通常是具有前端相关器的直接变换接收器，其将电磁脉冲序列转换为单级基带信号。该基带信号是UWB系统的基础信息信号。可能需要包括具有基带信号的副载波来帮助减小放大器漂移和低频噪声的影响。该接收器40可接收UWB生物传感信号并使用直达信号或任何具有足够大信噪比的多路信号峰来解调该信息。这样，接收器可从许多到达的信号中选择最强的响应。

生物传感发射器10结合任意适宜的独立电源，如小电池24，来向发射器的某些部件供应所需的电力。例如，该电池24可以是手表电池、薄膜电池等。薄型电池已应用于智能卡，这样的系统尤其适于本发明的生物传感发射器10。例如，具有薄型电池的卡的示例在美国专利US6284406中披露了，其题目是“IC Card with Thin Battery”，其全部目的是在此作为整体引用。其他适宜的电源包括高效太阳能电池、光电池及化学反应电池。一种特别适于生物传感发射的电源是以“热发电机”为动力的芯片，它将个体身体的热转化为足够的电力来为小的电子装置(如腕表)提供动力。这样的装置正在由例如德国的Infineon Techonlogies of Munich进行研制。

参见图3所示的生物传感发射器10的示范性实施例，设置有生物传感器元件12。生物传感器元件12可以是检测个体健康水平的任何生物传感器。适宜的生物传感元件12在下文中详述。总之，生物传感器元件12产生了可检测或可测定的生物传感数据28。该数据28可以是任何一种信息信号或不同种类的信息信号的组合，包括数字位、模拟信号、电压信号等。生物传感器元件12可使用电、光、声、化学、电化学或免疫技术。许多生物传感器包括与传感器连接的检测层。该检测层与含有一种或多种靶分析物的介质相互反应。检测层包括与分析物结合的材料，该材料可以是例如酶、抗体、受体、微生物、核酸等。当分析物与检测层结合时，物理化学信号导致传感器中的变化。这种传感器中的变化允许进行测定或读取，该测定或读取可以是光学(例如看得见的衍射图)的，电势测定的、重量测量的、电流测定的、电导测定的、介电测定的、量热的、声学的等等。信号转换器14接收生物传感数据28并将该数据转换成由定时信号发生器16接收的信号30。在本实施例中，信号30是数字位信号，代表生物传感数据28中的信息。在一个例子中，信号转换器14可以是模数转换器等等。在一个其中生物传感器12发射一些可探测光或荧光发射的实施例中，信号转换器14可包括例如光敏二极管阵列以将光转换成电脉冲。因此应该知道，该“信号转换器”14包含任意的硬件和/或软件配置，该配置将生物传感数据28转换成适当的信号30以便于随后的处理。在说明实施例中，UWB系统是数字系统，所以信号30是数字位信号。然而，根据UWB的特殊结构该信号可以是模拟信号或复合信号。发射器10可包括时基元件20，该时基元件为精密定时信号发生器16产生周期时标信号21。时基元件20典型地是电压控制的振荡器(VCO)，其具有达到皮秒(ps)等级的高度时间精确度。VCO中心频率被设置为所希望的中心频率作为校准，用来定义发射器标称脉冲重复频率。

精密定时信号发生器16将同步信号17提供给码源18。码源18将码源信号19输出给定时信号发生器16。定时信号发生器16用信息信号30和码源信号19产生调制编码时钟信号32。信号32可任选地在副载波信号上产生。码源18包括存储装置，如随机存取存储器(RAM)，从而用于存储适宜的PN码及输出作为编码信号19的PN码。

脉冲发生器22接收调制编码信号32并用该信号作为触发器来产生输出脉冲34。将输出脉冲34送到发射天线26。通过天线26将输出脉冲转换为传播的电磁脉冲信号36。这样，最初的传感数据28最终在射频工作平台中以电磁脉冲串36的方式被发射。

参见图4所描述的示范性接收器结构40，通过天线42接收输出脉冲信号36。接收信号62输入与天线相连的前端相关器或“取样器”44。相关器44产生基带输出信号64。接收器40还包括精密定时信号发生器48，该发生器从时基元件52接收时钟信号70。时基元件是可调整的并以锁环滤波器54所需的时间、频率或相位进行控制以便于同步在接收信号64上。定时信号发生器48将同步信号49提供该码源50，并且从码源50接收编码控制信号51。定时信号发生器48使用时钟信号70和编码控制信号51产生编码时钟信号68。通过编码时钟信号68触发模板生成器46，并且该模板生成器产生模板信号脉冲序列66，该脉冲序列具有与接收信号62的每个脉冲基本相同的波形。这样，用于接收给定信号的编码与起始发射器用来产生传播信号的编码相同。模板脉冲序列的定时与接收信号脉冲序列的定时相配，使得接收信号62通过相关器44同步取样。

如果该信号在副载波上传送，将相关器44的输出提供给解调器56，该解调器从副载波信号解调副载波信息信号。在脉冲叠加装置58中过滤或整合解调器56的输出。通过采样保持装置对叠加装置58的输出74进行取样，然后将该输出与检测器60中的参考信号输出进行比较从而确定表示采样保持装置的输出电压的数字状态的输出信号76。

控制回路包括滤波器54、时基52、定时信号发生器48、模板发生器46及相关器44，该控制回路用于产生误差信号72。该误差信号72对时基52提供调整以确保将周期性时钟信号66调整成与接收信号62的位置相关。

在美国专利US630090381中可找出UWB发射器和接收器更详细的说明，该专利在此作为整体引用其全部目的是用作参考。

如图5所示，处理器80可包括或与管理程序120相连，该程序包括专家系统或用于评价传感数据28的其他程序。将其他数据源提供给处理器80从而通过管理程序120进行考虑，这些数据包括个体ID编码112(例如来自与个体连接的智能标记物通过RFID扫描读取的编码)及生物传感器ID编码114(例如唯一的电子标示符，包括通过RFID读取器读取的智能标示码，该标示符可识别该生物传感器或多个传感器中的每一个)，个体ID码及生物传感器ID码都可设置于通过UWB方式传输给处理器80的基座信号76中(但不必须)。可通过其它方式将数据源传输给处理器，例如来自其它传感器98的数据可通过线路或常规无线电信号提供，以及其他数据96，它们可包括来自医学数据库、疾病及诊断信息在线数据库、互联网资源，以及来自个人、其他健康护理者或家庭成员的输入、个人的照片或录像(包括经安全“Webcam”系统提供的生动形象)、中介信息、保险信息等。

根据基础信号76和其他信号来评价提供给处理器80的信息，包括检查来自个体的生物传感数据28的时间序列从而推导出趋势等。管理程序可提供建议操作，该操作是对基础信号76及来自其它传感器118或其他来源116的数据的反应，当适宜时该操作可立即执行，或者可在人们进行检查(例如医生核准)的过程124中保持该操作，然后执行所建议的操作122或该建议操作122的改变形式(或相应于由生物传感信号28和其他数据源116、118所提供的信息的其他操作)126。

所建议的操作122包括：改变给病人所用的药(例如，减少静脉单元内现正提供给个体的药物流率)；要求紧急处理；要求健康护理者帮助患者；激活另外的传感器如运动检测器、摄像机、氧监控器等；以及引导来自这些或任意其他数据源(包括生物传感信号)的过去或现在的数据传送给第三方，如医生或诊断实验室，或将信号输送给个体进行警告或潜在的问题(例如血糖太低)并要求采取适当的操作(例如喝果汁)。经UWB系统也可呼叫保健助理人员或其他人，通过UWB系统或任意其他装置可将来自处理器和管理程序的数据传输给其他源。

本发明的系统和方法可用于监控任意数量的健康水平及其组合。例如，生物传感器元件可用于以下监控情况：

·检测康复患者感染发作或感染状态；

·监控怀孕期间胎儿或母亲的健康(孕期管理)，通过监控宫缩、抗磷脂抗体、胎儿粘连蛋白等检测例如早产等情况；

·监控生殖情况(例如排卵发生或其他与生育相关的因素)；

·其他激素检测(例如生长因子、甲状腺、与更年期相关的激素等)；

·检测月经发生；

·监控与肾病相关的分析物，包括透析前、期间或之后血液或尿液中的分析物，以及在家中任意体液中所测定的分析物或对那些未接受透析的患者所测定的分析物，

·通过如监测骨特异性碱性磷酸酶或降血钙素方式监控骨质疏松的危险度，或该疾病发作或疾病状态、或激素水平或其他与骨质疏松及其他骨科病变的发展及治疗相关的药剂；

·监控与心脏病相关的因子，包括分析物，如肌红蛋白、肌钙蛋白、高半胱氨酸、肌酸激酶、血栓前驱蛋白、脂肪酸结合蛋白、CRP等；

·监控与风湿性关节炎相关的因子，包括MMP-3，纤维蛋白降解产物、抗II型胶原蛋白，胶原交联N-端肽；

·检测与中风相关的因素，包括血液或其他体液中的D-二聚物；

·监控药物试剂如抗生素的效用或其存在；

·检测与心脏病相关的酶或其他因素来警告患者和/或患者的保健护理者潜在的心血管问题；

·通过检测尿液中的I型胶原交联N-端肽来识别风湿性关节炎；

·监控新生儿、糖尿病患者等人的发绀或循环异常；

·监控睡眠窒息事件发生，当需要时采取强化睡眠的措施；这样的理念可包括WO99/34864中所披露的系统，该专利由N.Hadas提出并出版于1999年7月15日，其美国专利在此作为参考引用；

·光学监控甲基质作为评价血液状态的工具(对一些实验，指甲可能比皮肤对例如发蓝的变化更透明)；

·跟踪身体在床上的位置和施加于患者皮肤的压力以便于避免或照料褥疮(褥疮溃疡)及其他溃疡或伤口(一种由马萨诸塞州SouthBoston的Tekscan销售的用于跟踪所施加压力的装置，其包括压力检测膜的印刷阵列，该装置可作为显示身体向身体下面的各点所施加压力的传感器；录像机、测压元件和其他工具也可用于跟踪位置和负载；位置检测器可在一段时间内监控床的水平和位置以确保对患者的位置进行有规律的调节)；也可使用显示伤口健康及蛋白质降解酶的生物传感器与为此目的的压力及位置传感器协同连接；

·通过使用电子鼻技术或其他传感器监控身体气味及身体附近气相分析物从而跟踪指示健康；

·用唾液中的皮质醇测定或血清素(seratonin)测定探测压力，包括建立移动基线来区分急性压力及慢性压力，并可选择地将所测定的压力相关分析物随时间的变化与诱导该压力的因素相关；

·用所存档一种或多种分析物随时间的变化作为鉴别对被检者治疗的突然变化，该突然变化可追溯至发生在个人、药物治疗等中的变化，其中随时间的变化可作为一种手段来检测玩忽职守或其他问题，或核实(或驳回)由使用者根据被检者的健康状态所作出的要求；

·用下列任一物质作为分析物检测过敏性：IgE(免疫球蛋白E)，嗜曙红阳离子蛋白，细胞因子如粘液、血液或其他体液中的IL-4或IL-5，包括使用装有生物传感器的面巾纸来检测这样的分析物或用装有生物传感器的面巾纸来检测细菌或病毒感染；

·使用如下分析物检测细菌感染：如细胞因子(例如IL-6)，C-反应性蛋白、降血钙素或前降血钙素、CD11b、ESBL酶(特别是对于抗药性细菌)、及lipocalins；

·通过监测核矩阵蛋白(NMP)179或源自阴道抹片检查的人乳头瘤病毒检测宫颈癌的危险度；

·监控体内或局部区域中的牛磺酸水平，包括检测非人哺乳动物如家猫体内的牛磺酸水平；

·尿路感染检测；

·酵母菌感染、细菌感染、或其他形式的阴道炎，包括pH失衡；

·UV暴露检测；

·营养监控或检测营养水平，也包括水合监控、胆固醇检测、能量评测、及贫血症评估；

·测定或监控压力指示剂；

·过敏性检测或检测过敏原；

·测定或筛分耳部感染；

·心血管/呼吸健康(包括心脏病发作预检测、心脏病发作后检测/监控、全心健康、氧合作用监控、脉搏、心脏心律障碍警告、呼吸、中风检测、肺炎检测器、呼吸差示、睡眠窒息检测)；

·用如Thermo BioStar(科罗拉多州Boulder)的FLU OIATM生物传感器这样的装置检测流行性感冒，或用Thermo BioStar生物传感材料检测其它疾病；

·肌与骨骼检测(肌肉功能、骨质疏松症、体脂)；

·监控新生儿健康因素，如用于黄疸检测的胆红素水平；和

·监控糖尿病患者的血糖水平；等，下面将进一步给出详述。

生物传感发射器10提供实时检测、周期间隔性检测(例如及时快照)、时间平均结果等。生物传感发射器可穿戴在身体上或靠着身体。例如，生物传感发射器可置于吸收物体内或吸收物体上例如床垫、尿布、卫生巾、面巾纸、棉塞、一次性外衣、失禁产品等。生物传感发射器可置于身体废物的容器或容纳物中，如造口术袋、便盆等。它也可以是电极、光学装置或其他设备，优选是小型化的，其可对源自被检者身体的健康指示剂产生响应。

除了生物传感数据28，还可通过信号变换器14接收任意数量的额外信号(未示出)，并将这些信号与传感数据28结合在输出脉冲信号36中以传送额外信息，或者在关于生物传感数据28的输出脉冲信号36之前或之后通过生物传感发射器10发送这些额外的信号。而且或可选择的，将任意数量的额外的信号(未示出)通过其他方式发射给处理器80，这些方式包括AM或FM射频信号、直接布线、互联网、调制解调器等。不论它们如何进行传输，这些额外信号可包括来自其它传感器的数据，提供了测定因素，如室温、光照水平、经来自全球定位系统(GPS)装置或其他定位装置所发出信号的个体位置、关于所受到的医疗的信息、治疗仪器的操作状况、室内其它人的存在、该个体是否在床上(例如使用床上的负载传感器)等等。在一个实施例中，通过监测装置可检测在该个体附近所存在的物体或人，并与生物传感数据28一起或除了生物传感数据28外传输给处理器80。

例如，目标含有可射频识别(RFID)的“智能标记”，如麻省理工学院(马塞诸塞州的Cambridge)的Auto-ID Center所研究的智能标记物，该目标可响应来自于RFID读取器的无线电信号并通过微型天线传输唯一的电子产品编码，该RFID读取器可读取目标的编码。该目标编码可用于测定该目标的特性。在一个实施例中，与个体相连的RFID扫描器读取室内的多个目标，并将该目标编码传送给处理器80或其他可确定适宜或不适宜目标存在的计算机装置。可经互联网或其他方式将该产品编码发送给含有相关产品编码信息及目标物说明信息的服务器，该服务器使该信息返回处理器80或其他装置或团体来评估或重新编码相关信息。不适宜的可被测定的目标包括一包香烟、该个体过敏的食物产品、武器或其他违禁品、禁止与该个体接触的人、或对带有起搏器的患者不适宜的电子装置。适宜的对象包括加湿器、轮椅、健康看护者、氧气瓶、帮助行走的设备等等。RFID读取器也可读取唯一的ID编码，该编码来自智能标记或其他与该个体相连的装置或传感器或该二者，并且该编码或这些编码可发送至处理器80。

生物传感器详述

生物传感器可以是重复使用的专用硬件形式，或可以是适用于一次使用或较少数量重复使用的廉价的一次性探头。该生物传感器可结合到衣物或一次性物品内，并包括以下美国专利申请所披露的任何生物传感技术和设计：1999年4月26日申请，序列号为09/299399；2000年3月2日申请，序列号为09/517441；及2000年3月2日申请，序列号为09/517481，每篇申请在此引用作为参考，相信其内容已至少部分公开在以下专利中：由Hammons等人申请2000年11月2日公开的WO00/65347；由Roe等人申请2000年11月2日公开的WO00/65348；由Capri等人申请2000年11月2日公开的WO00/65083、WO00/65084及WO00/65096。生物传感器也包括以下专利所披露的任意技术：2001年2月13日授予Roe等人的美国专利6186991，在此作为参考引用，及Roe等人于1999年6月29日申请的美国专利申请09/342784、09/342289，这两篇申请在此引用作为参考，它们二者都与2001年1月4日公开的WO01 00117所披露的内容相关。生物传感器也可以是任意以下这些专利所披露的：授予D.Everhart、E.Deibler和J.Taylor的美国专利5468236，在此作为参考引用。其它生物传感器技术和系统在本文件的后面部分进一步给出。

本发明所使用的生物传感器适于在医院外使用，如家庭使用或用于进行管理的疗养所。可考虑用于任何疾病或微恙的生物传感器，包括癌症。例如尿中的标志物可用于检测膀胱癌(例如BLCA-4，一种在膀胱癌细胞核中发现的核矩阵蛋白，在Diagnostics Intelligence10卷5期12页中有述)。血管内皮生长因子及NMP22也是有用的分析物。对于黑素瘤，循环的S-100B是有用的分析物。对于前列腺癌症，人腺激素、前列腺特异性抗原、和E-钙粘蛋白可全部作为有用的分析物(如果是E-cadherin，低水平可能会与癌症相关)。2001年3月13日所授予的美国专利6200765在此作为参考引用，披露了一种用体液样品检测前列腺癌症的非侵入方法，该体液可以是尿液。因而，失禁产品或其他吸收性物品可设置有用于前列腺癌症、膀胱癌、或其他癌症的生物传感器。妇女护理产品也可设置有用于检测宫颈癌的生物传感器。一种有用的宫颈癌标志物是已知的NMP-179标志物，(NMP＝核矩阵蛋白)，该标志物已由矩阵技术与宫颈癌联系在一起。乳腺上皮抗原也是乳腺癌的标志物，并已建议作为使用曲板波(FPW)传感器进行检测的分析物。WO01/20333披露了一种通过检测尿液或血液中的肾细胞因子进行癌症检测的系统。WO01/20027披露了体外检测如癌症的疾病。

对于特定的分析物许多生物传感器使用ELISA(酶联免疫吸附测定)，其中用特定的酶标记抗体来检测分析物。此处可使用任何适宜的ELISA方法。虽然也可使用重量测定，固相基质实验技术通常与比色或荧光信号相结合从而显示分析物的存在。在伯克利大学BerkeleySensor and Actuator Center的Amy Wang和Richard White给出了这样的一个示例，在buffy.eecs.berkeley.edu/IRO/Summary/97abstracts/wanga.1.html中有描述，该示例披露了使用曲板波(FPW)传感器，其中通过结合蛋白所增加的重量引起的声波速度的变化测定结合到固相基质(FPW装置中的弯曲板，一种微加工的声学传感器，沿该传感器超声弯曲波进行传播)上的蛋白质数量。也可使用任何其他的测定技术。在P.Tijssen，Practice and Theory of EnzymeImmunoassay，Elsevier，Oxford，1985和D.Diamend，Principlesof Chemical and Biological Sensors，Wiley and Sons，New York，1998给出了免疫传感器的基本原理。使用抗体的生物传感器的其它原理在以下专利中披露：WO01/27621；WO01/27626；WO01/27627；WO01/20329，WO00/08466；和W099/64620。

生物传感器可包括多个感测元件或其他检测多种分析物的技术。例如人们可利用美国专利6294392中的多种分析物技术，该专利于2001年9月25日授予Kuhr等人，其题目为“Spatially-EncodedAnalyte Detection”，该专利提供了一种微流路(例如毛细管)生物传感器用于在分析物与它们的同源“结合伴”(例如核酸、抗体、凝集素等)结合后检测样品中的不同靶分析物(例如核酸)。通常，特定于各种分析物的结合伴“探针”固定在毛细通道的不同位置中，例如使用对光不稳定的生物素/抗生物素蛋白技术。然后样品流经毛细管，以使得靶分析物连接到固定于毛细管壁上的结合伴(捕获试剂)上，剩余的样品从毛细管中洗脱。最后，复合(结合)分析物沿着整个长度毛细管释放并流过检测器。在一个实施例中，使用正弦伏安法在悬于下游的铜电极处检测解吸的靶分析物(Singhal and Kuhr，Analytical Chemistry，Vol.69，1997，pp.3552-3557；Singhal etal.，Analytical Chemistry，Vol.69，1997，pp.1662-1668)。靶分析物从洗脱到检测的时间用于确定每一分析物的身份。以此种方式使用一个传感器可分析同种分子(例如全部核酸)或不同种(例如蛋白质和核酸)的多种分析物。由于使用了特异性的结合伴该传感器被称为具有很高的特异性，而且由于电化学检测而使其具有极度的敏感性。

存在多种技术可将酶或其他生物活性材料固定在基质上。最近的研究包括硅氧烷基生物催化膜和涂料，其中通过溶胶凝胶俘获共价连接到聚二甲基硅氧烷基体上来固定酶，在下述文献中有描述Y.D.Kimet al.，“Siloxane-Based Biocatalytic Films and Paints for Useas Reactive Coatings”，Biotechnology and Bioengineering，Vol.72，No.4，2001，pp.475-482。也对使用聚四氟乙烯(PTFE)基质的方法进行了研究从而将PTFE用于多功能载体，这在下列文献中有描述：M.Keusgen et al.，“Immobilization of Enzymes on PTFESurfaces”，Biotechnology and Bioengineering，Vol.72，No.5，2001，pp530-540。用元素钠接着用臭氧或过氧化物氧化来打开酶结合物的共价连接点。在硅胶中也可固定酶，这在下述文献中有描述：M.Schuleit and P.Luisi，“Enzyme Immobilization in Silica-Hardened Organogels”，Biotechnology and Bioengineering，Vol.72，No.2，2001，pp.249-253。

其他有用的基质及生物传感器如下列文献中所述的：DieterKlemm and Lars Einfeldt，“Structure Design of Polysaccharides：Novel Concepts，Selective Synthesis，High Value Applications”，Macromolecular Symposia，Vol.163，pp.35-47，2001。该文献披露了用于生物传感器的聚合物基质，可通过在6-脱氧-6-(4-氨基苯基)-氨基纤维素上固定酶(如葡萄糖氧化酶)和芳香族氧化还原发色体结构而研制该聚合物基质。也披露了将对-甲苯亚磺酸纤维素酯(甲苯磺酰基纤维素)作为中间体与1，4，苯二胺(PDA)反应形成“PDA纤维素”。然后使PDA纤维素酯形成膜，通过Klemm和Einfeldt所引用的戊烯二醛反应、重氮偶合、抗坏血酸反应或其他适宜的方式将酶固定于该膜上。根据作者所述在几天内酶活未丧失。作者建议生物传感器使用光纤来传送光信号。通过在H₂O₂和过氧化物酶存在下苯酚与PDA基团的氧化偶合反应证明了氧化还原发色特性。

已研究了不使用酶来检测其底物而直接感测酶的其他类型的生物分析传感器。该工作在下列文献中有描述：Michael R.Neuman in thepulication，“Biomedical Sensors for Cost-Reducing Detectionof Bacterial Vaginosis”，cect.egr.duke.edu/sensor.html，报道工作由NSF基金#9520526和Whitaker基金会支持。可使用产生同样效果的任意适宜的免疫传感器和方法，包括下列文献：N.Trummer，N.Adányi，M.Váradi，I.Szendr in“Modification of the Surfaceof Integrated Optical Waye-Guide Sensors for ImmunosensorApplications”，Fresenius Journal of Analytical Chemistry，Vol.371，No.1，Aug.2001，pp.21-24，作者披露了将氨基和环氧基连接到集成光波导传感器表面上用于免疫传感器的方法。使用三功能性硅烷试剂修饰SiO₂-TiO₂表面。

任何适宜形式的侧流或免疫层析技术也可用于生物传感器。例如Quidel(加利福尼亚州的San Diego)提供了可用于本发明中的多种侧流装置，包括QuidkVue H.Pylori g11试验，该试验是一种侧流免疫层析分析，用于快速检测特异于人血清、血浆或全血中的祛痰药的IgG抗体。

生物传感器也可基于其他适于检测分析物的科学原理而起作用，包括表面等离子体共振(SPR)、相荧光法(phase fluorescence)、化学发光、蛋白核酸(PNA)分析、杆状病毒表达载体系统(BEVS)、噬菌体显示等等。在许多产地都可找到使用这样的原理的传感器示例，包括HTS生物系统产品，如他们用于蛋白组学的Proteomatrix^TM溶液。在 http：//www.htsbiosystems.com/technology/spr.html提供了基本信息。例如，HTS生物系统的FLEX CHIP^TM动力分析系统是基于光栅耦合SPR技术，其中通过接近贵重金属表面(例如金或银)的薄膜的光特性进行测定。分子组合物(例如，当靶物质结合到表面连接的捕获探针上)发生的变化引起表面光学特性的变化，该变化与发生结合的数量成比列。制造商声明可考虑该技术在某种程度上允许不使用指示标记物实时监控发生的表面结合。利用现在用在生产数字视频盘(DVD)介质上的技术可制造基于光栅耦合SPR的一次性生物传感芯片。在塑料基底上制造光学光栅。也可使用电流型免疫传感器，如那些在瑞士的Paul Scherrer Institute of Villigen所研究的传感器，在Imn.web.psi.ch/molnano/immuno.htm有描述。生物识别例如抗体与抗原的结合导致在电极上产生电信号。用微过氧化物酶标记抗体以通过过氧化氢的电催化反应产生电化学信号。

许多形式的电极可用于结合在本发明中评估生物传感器。电极可使用以下技术制造：光刻法、印刷技术如喷墨或丝网印刷术、机械组装、任何适于生产半导体芯片的技术等等。在都柏林大学的A.J.Killard等人的工作中可找出丝网印刷传感器示例，文献题目为“AScreen-printed Immunosensor Based on Polyaniline”，描述于 www.mcmaster.ca/inabis98/newtech/killard0115/和www. mcmaster.ca/inabis98/newtech/killard0115/和two.html。生物传感器中的芯片也可包括光学装置。例如，摩托罗拉已研制了与光芯片结合的硅芯片，其中发光砷化镓与钛酸锶结合到硅上(参见BillScanlon，“Motorola Solves 30-Year Optical-Silicon ChipPuzzle”，Interactive Week，Sept.10，2001，p.18)。将类似的技术应用于结合发光磷化铟到硅上。这两种方法都可适用于生物传感器中，其中与介质发生相互作用以探测分析物的芯片产生并测定光信号。芯片也可包括发光二极管、二极管激光器、或其他用于生物感测的发光装置，例如下列文献所描述的：S.Dorato and A.Ongstad，“Mid-Infrared Semiconductor Laser Materials Engineering”，AFRL Technology Horizons，Vol.2，No.3，Sept.2001，pp.14-15。半导体激光器产生近红外光谱区域(700-1000纳米)的光线。蓝绿光也可通过半导体激光器其产生，如那些基于III-V氮化镓及II-VI硫锌化合物的激光器，这些激光器发射490-55纳米的辐射。也可使用长波二极管，其红外辐射范围为2000-12000纳米。包括可调的中红外半导体激光器的中红外装置也可辐射使用，还有量子井激光器(例如“W-激光器”)及锑化物激光器。

大量的生物传感器芯片可用于本发明，包括那些小型化的微液流分析化学芯片。在下面文献中描述了示范性装置：NatureBiotechnology，Vol.16，1998，pp.981-983题目为“Biochip”，该文献也描述了一些蛋白质芯片示例，特别是Affymetrix GeneChips。p53基因芯片设计为检测p53肿瘤抑制基因的单链核苷酸的多态性；HIV基因芯片设计为检测HIV-1蛋白酶的突变及病毒的反转录酶基因的突变；P450基因芯片集中于代谢药物的关键性肝脏酶的突变。Affymetrix还研制了其他的基因芯片，包括用于检测乳腺癌基因、BRCA1及识别细菌病原体的生物芯片。用于检测基因突变的生物芯片的其他示例包括由Hyseq制造的HyGnostics模块。设计用来进行基因表达轮廓分析的生物芯片示例包括：Affymetrix的用于检测各种人、鼠、及酵母菌基因的标准化基因芯片，以及一些对于特定战略性合作伙伴的一些定制的设计；及Hyseq的HyX基因发现模块，用于检测来自心血管及中枢神经系统组织的或来自患有传染性疾病组织的基因。

Biacore International AB(瑞典的Uppsala)提供了多种生物传感器芯片。在 www.biacore.com/products/chips-all.shtml描述了产品。在披露于 www.biacore.com/company/pdf/poster-ahm- use.pdf记录中的一种示例中，用Biacore3000传感器追踪药物的两种对映体与人血清白蛋白之间的反应。从该示例中，人们可推断可对药物试剂与血液的相互作用进行实时监控，从而评价该药物的疗效。例如，将药物给予患者，然后生物传感器追踪药物在血液中的状态从而更好的引导将药物应用于患者。

另一示例是Caliper’s Labchip，该芯片使用微液流技术在芯片上处理小体积液体。应用包括基于芯片的PCR及基于用适宜的药物靶分子与药物先导结合的高处理量筛选分析。

除了适宜的DNA和RNA基芯片，正在加快蛋白质芯片的研制。例如，最近的报道阐述了基于蛋白质芯片和表面增强激光解吸/离子化质谱技术的对前列腺特异性膜抗原(PSMA)定量免疫分析的进展。一些蛋白质生物芯片使用了表面等离子体共振(SPR)。V.Regnault等人在2000年出版的British Journal of Haematology的109卷第187-194页披露了使用SPR检测自身抗体与固定在蛋白质传感器生物芯片上的2-糖蛋白I(a2GPI)之间的反应，该反应是一种与狼疮相关的反应。SPR使得在固定于芯片上蛋白质密度非常低的时候仍能对该反应进行检测。

微悬臂及石英晶体也可用作检测特定分析物的感测元件，如下列文献所描述的：C.Henry，“Biosensors Detect Antigens，Viruses”，Chemical and Engineering News，Vol.79，No.37，Sept.10，2001，p.13。例如，G..Wu等人在“Bioassay of Prostate-SpecificAntigen(PSA)Using Microcantilevers”，Nature Biotechnology，Vol.19，No.9，Sept.2001，pp.856-60中所描述的使用微悬臂的敏感性微装置，该装置检测前列腺特异性抗原的存在，该抗原是早期检测前列腺癌及监控其过程的标志物。将PSA抗体连接到覆盖有金的氮化硅微悬臂梁上。流过该装置的液体携带有PSA，PSA与抗体结合，引起微悬臂梁偏转变化，该变化可通过激光进行测定。甚至在无关的人血清蛋白背景下0.2ng/ml水平也是可检测到的。癌症检测的阈值为4ng/ml。微悬臂梁阵列是可行的，并可用于检测多种分析物。

已使用石英晶体微量天平(QCMs)来检测结合到石英表面抗体上的病毒，在下述文献中有描述：M.A.Cooper，“Direct and SensitiveDetection of a Human Virus by Rupture Event Scanning”，NatureBiotechnology，Vol.19，No.9，Sept.2001，pp.833-37。当在交变电场下以增加的频率振荡石英晶体时，在病毒-抗体结合断裂处达到临界频率。作为声学装置的石英晶体将键断裂产生的声发射转换为电信号。与晶体连接不紧密的蛋白质在振荡过程中先脱落，使得该装置可用于区分特异性吸收和非特异性吸收。

特别敏感的微传感器类别包括声学传感器，如那些使用表面声波(SAW)、体声波(BAW)、及声板波(APM)的传感器。通常通过在压电晶体的感测表面上包覆聚合物或金属膜来获得选择性。聚合物可以是有机、无机或有机金属的。声波化学传感器和生物传感器因而包括压电晶体装置及连接到晶体表面的化学系统。化学系统由聚合包覆物和/或结合到包覆物上的化学受体组成。该化学系统用作分子识别元件并且具有选择性结合分子和气体颗粒的能力。虽然检测过程的物理特性非常复杂，但声波装置传感器的操作原理却相当简单并且其结果是可靠的。限制在压电基体材料的表面上(SAW)或整体上(BAW)的声波被制造并被允许传播。任何出现在晶体表面上的物质会以使波的特性发生变化(即速度或频率，振幅或衰减)的方式扰动表面。波特性的变化测定是存在于该装置表面上的材料性质敏锐指示剂。通常，已知道表面的机械及电扰动都影响传播声波并导致检测。这样的扰动源自进入膜的气体的吸收或扩散；分子选择、迁移或结合；以及在膜中形成复合物。

压电传感器有用的示例在以下专利中给出：US5852229，其题目是“Piezoelectric Resonator Chemical Sensing Device”，1998年12月22日授予Josse和Everhart，在此作为参考引用。Josse和Everhart披露了一种传感器，其包括压电谐振器，该谐振器具有带有电极区域的第一面及具有另一电极区域的第二相对面，该另一电极区域与第一电极区域的大小和/或形状不同。本发明的压电谐振器可测定多于一种参数，从而提供了一种多信息感测装置。本发明也包括用于检测和测定介质中分析物的装置和方法，该装置使用了本发明的压电谐振传感器。

(1)基于衍射的技术

在制造低成本生物芯片的过程中可使用多种基于衍射的技术。例如美国专利5922550，其题目为“Biosensing Devices Which ProduceDiffraction Images”，1999年7月13日授予Everhart等人，在此作为引用参考，披露了一种可用于检测许多分析物的一次性生物传感器。该装置包括金属膜，在金属膜上印有特定的预定模式的分析物特异性受体。当可扩散光的靶分析物连接到印刷有受体的塑料膜的选择区域时，就会通过物理尺寸和所规定的分析物的精确定位产生发射和/或反射光的衍射。产生了衍射图像，该图像可用肉眼或用任选的感测装置容易地看到。“衍射”，当障碍物阻碍了波时才能观察到，意味着干扰传播超过该物体的几何阴影区限制的现象。当物体的尺寸与波长同一级时，效果增强。在5922550专利中，障碍物是分析物，波是光波。

在美国专利5922550中Everhart等人使用了接触印刷的方法，将烷硫醇盐、羧酸、异羟肟酸和膦酸的图案化的自组装单层印在金属化的热塑性塑料膜上，由其产生组合物及使用这些组合物。自组装单层在其上结合有接受材料。该接受材料对一定的分析物具有特异性，或根据所使用的受体对一类分析物具有特异性。

通过分析物特异性受体的图案，经布图的自组装单层可允许对其上的分析物进行控制性地布置。通过首先将感测装置暴露于含选择分析物的介质中，然后在适宜的培育期后，通过薄膜传输光线(如激光)的方式，使用本发明制造的生物感测装置。如果介质中存在分析物并且该分析物与经布图的自组装单层上的受体结合，就以产生可见图形的方式衍射光线。换言之，在其上结合有分析物的经布图的自组装单层可产生光衍射图案，根据自组装单层上的受体与目标分析物进行的反应，该图案有所不同。光线可在可见光谱中，并且或从薄膜反射或穿过薄膜传输，分析物可以是任何与自组装单层反应的化合物或粒子。光可以是白光或在可见区内的单色电磁射线。本发明也提供了对在金或其他适宜的金属或金属合金上的自组装单层的易于弯曲的支持物。

在US5922550中Everhart等人进一步披露了在金或其他适宜材料上对于自组装单层的支持物，该支持物不需要附着力促进剂来形成有序的自组装单层。他们也披露了一种在金或其他材料上对于自组装单层的支持物，该支持物适于连续印刷，而不是批次生产，使该装置能大量生产。它们的生物传感器可为检测一种分析物而进行的单次试验制成，或可作为多试验装置而设计，并且可用于检测衣服如尿布中的污染以及检测微生物污染。

(2)I-Stat生物传感器

一些i-STAT公司(新泽西州的East Windsor)的产品例示了对本发明有用的生物传感器。I-STAT系统用微加工薄膜电极作为电化学传感器，其传感器信号可用I-STAT便携式临床分析器的电流测定、电压测定或电导测定电路进行检测并定量。标定电极的溶液放置在测定容器中的铝箔袋内。在测定标定溶液或血样的过程中，被测溶液流过进行测定的传感器阵列。通过对钠、钾、氯、离子化钙、pH及pCO₂的离子选择电极电势的测量进行检测。也可检测下列物质：尿素(用尿素酶水解成铵离子后)、葡萄糖(用葡萄糖氧化酶电流测定来自葡萄糖的过氧化氢产物)、pO₂(使用类似于常规Clark电极的一种电极，氧气从血液中通过透气性膜扩散到内部电解质溶液中，其中氧在阴极还原产生电流)、和血球容量(电导测定)。可计算另外的以下物质的结果：HCO₃(碳酸氢盐)、TCO₂(总二氧化碳，总碳酸和碳酸氢盐水平)、BE(过剩碱)、sO₂(饱和氧)、负离子缺额及血红蛋白。

在授予I-Stat公司的美国专利5063081中披露了一些生物传感器技术，该专利的名称是“Method of Manufacturing a Plurality ofUniform Microfabricated Sensing Devices Having an ImmobilizedLigand Receptor”，公开于1991年11月5日授予Cozzette等人，在此作为参考引用。其中所披露的全部是微加工生物传感器，这些生物传感器在平面薄片上具有多个薄膜及相关结构。这些传感器使用生物活性大分子和其他将所选分析物分子转换为更容易检出物质所必需的试剂，通常用电化学分析方法来确定目标生物物质(分析物)的存在和/或其浓度。所使用的基质不会发生可检测的电化学氧化或还原，但其与基质转换剂发生反应产生电活化物质浓度的变化。测定这些变化，这些变化与目标分析物的浓度成比例。基质转化剂可以是水解基质的酶。然后该经水解的基质发生反应产生电活化物质(例如，分子氧及过氧化氢)浓度的变化，用生物传感器电化学检测这种变化，例如在此例中为基于配体/配体受体(LLRbased)的生物传感器。可使用夹心及竞争分析法。

在Cozette等人披露的一种免疫分析系统中，生物传感器包括：催化电极和任选的参考电极(基础传感器)，覆盖在生物传感器上的附着力促进剂层，和固定在附着力促进剂层上的生物活性层，其中该生物活性层是目标免疫分析物的受体(第一成分)。整个微加工生物传感器包括薄片，包括适宜基础传感器的第一结构在该薄片上建立。然后在由此产生的基础传感器上制成另外一些结构，其中另外的结构包括：半透性固态膜或选择性渗透层，它们可以作为屏障阻止干扰性化学物质同时允许小一些的目标可检测化学部分通过。这些可检测的化学部分通常是电活性分子，可包括低分子量离子部分。半透性固态膜进一步包括适于使基础传感器对预选离子物质(例如，铵离子)敏感的化合物或分子。而且，这样的选择性渗透膜也作为附着力促进剂，通过该选择性渗透膜将预选的配体受体固定在本发明实施例中的整个微加工的基于LLR的生物传感器上。Cozette等人所述的支持基质可拥有或支持对于将给定分析样品中的特定分析物转换为可检测/或可定量的物质所必需的物理及化学特性。描述了用于在整个微加工生物传感器的某些所需区域上定位所述基质或为所述基质布图的技术，该技术使得可对生物层的尺寸特性进行最优控制，并且具有适应宽范围的生物活性分子的多功能性。而且当所选分析物在样品中浓度高时，覆盖结构可设置为减弱该选定分析物通过。这样的分析物衰减(AA)层使得与缺乏AA层所观察的相比，线性传感器响应在更宽的分析物浓度范围上。而且源自硅氧烷/非硅氧烷聚合物的覆盖AA层可以除去非常大的分子或其他来自样品的污染成分，这些直接与下面结构接触的成分会导致干扰或错误并最终降低生物传感器的可靠性。如果AA层是适宜的结构及组成，它也可作为气体透过性膜。在某些实施例中，这样的气体透过性膜只允许非常小的分子通过。该气体透过性膜也使生物传感器电极部分的直接环境与外部液体湍流相隔绝。这样，由优选的基于LLR传感器所进行的测定可基本不依赖于流动而实现。

除了上述AA层，能作为对分子量敏感的传送膜的半透性固态膜在这些层之中。依靠该半透性固态膜(也称为选择性渗透层)的组成及最终厚度，可将具有超过给定阈值分子量的分子有效除去，而不使之进入和扩散通过这样的膜。作为该选择性渗透层功能及使用的一般性描述，对具有大约120或大于该值分子量的分子由具有大约5-10nm厚度的固态膜即可进行有效阻滞。对所去除分子的大小及对可扩散通过该固态膜的小分子的传递速度的不同控制程度可通过具有约2-50nm范围厚度的固态膜获得。使用某些种类的材料，这些选择性渗透层可以是如1nm那样薄或可以是100nm那样厚。该膜可以通过很多方式设置在基底片或任何平面分析物感测装置上，但最常规的方式是一种原始的液膜，包括混有适宜溶剂的硅烷化合物，该膜旋转涂覆于基底片上。如果需要，选择性渗透层可在该装置特定的预选定区域上通过光刻处理技术方式形成。然后使用例如“发射”技术和利用与等离子刻蚀或湿法腐蚀相结合的光致刻蚀覆盖技术来限定半透性固态膜的位置及构型。初始液体硅烷混合物，如同本发明中所使用的许多其他的液体混合物一样，也可微观分布在感测装置的多个预选区域上。通过计算机控制的注射器可自动的并以一致预定的质量实现液体介质这样的微观分布，该注射器界面结合了用来持有基底片的可控运动真空卡盘。这样的微观分布技术与微加工方法一致并进一步由Cozette等人详细讨论。这样，在测量电流的电化学感测装置中，通过使用仍允许较低分子量的电活化物质(如氧分子及过氧化氢)通过而使之与下面电极表面发生氧化还原反应的选择性渗透层，将分子量大于所需阈值(例如，大于120)的干扰性电活化物质进行了有效去除，以使之不会与催化电极表面反应。

(3)激素及与妊娠相关的传感器

可用生物传感器协助参与所使用的激素治疗，例如来避免或治疗骨质疏松或其他问题。所应用激素的平衡需要随时间改变，从对血液中激素水平或其他指示剂(如骨无机物密度)或其他化学分析物有响应的传感器可推导出正确的平衡。对应于传感器信号，例如医生可改变提供给患者的激素水平。从药房电子定购已调节的药物，该药物可递送给被检者或通过护士或其他健康看护者提供。

生物传感器中酶的直接检测在保健的许多方面是有用的，特别是对于女性护理及妊娠监控。涉及Neuman工作的上述酶检测传感器具有特定的价值。Neuman观察到既然在羊水中发现了二胺氧化酶，当常规使用的技术提供的结果不可靠时，这种传感器在测定带有液体泄漏的膜的早熟破裂时也是有用的。对鞘间探针的初步设计已减少了实践，并且研究人员正设计一种含有4个pH传感器用于绘制鞘间的pH的探针。这样的探针可用于本发明的范围中。

这样的装置可使用电势测定pH传感器及电流测定二胺传感器帮助体外诊断细菌性阴道病(BV)。已掌握技术来在平面整装式传感器基底上制造单点二胺传感器，该基底已在可弯曲的聚酰亚胺层上进行分批生产。

对于预测可能发生的早产的妊娠监控器，可有几种选择。最近的工作已显示电极可在生产前几天或几周检测早期宫缩以发信号通知分娩发生(参见New Scientist，March 2，2001)。这样，放置在预产妈妈身上的电极可用于在生产前很久就监控宫缩。

通过女性穿着的衬垫来检测早产披露于WO00/04822或EP1098590中。

生物化学装置也可预先检测分娩发生。George C.Lu等人在“Vaginal Fetal Fibronectin Levels and Spontaneous PretermBirth in Symptomatic Women”，Obstetrics and Gynecology，Vol.97，No.2，Feb.2001，pp.225-228(在此作为参考引用)确定检测阴道中的粘连蛋白是早产的指示剂。粘连蛋白是一种由绒毛羊膜产生的蛋白质，并且显然是作为一种维持子宫结构完整的生物胶质。Lu等人评述了以下证据：那些结构(绒毛蜕膜界面)的破坏先于早产分娩并引起胎儿粘连蛋白释放到子宫颈阴道液中。存在几种技术来检测粘连蛋白，这些技术适用于一次性家庭用生物传感器。可使用例如Adeza公司的那些传感器。

其他与羊膜早熟破裂相关的分析物包括hCG、IGFBP-1、αFP、及二胺氧化酶。而且，对体内硝酸盐及亚硝酸盐水平的监控可与早产相关。此后叙述用于这些分析物的传感器。也可监控促乳激素作为早产的指示剂。对于过期妊娠，胎儿粘连蛋白生物传感器再次有用。

在此作为参考引用的美国专利6149590披露了使用pH敏感试纸，包括液体渗透性的二硝基苯基偶氮萘酚二磺酸钠试纸，来识别怀孕中过早的羊膜破裂。羊水使该试纸的颜色变化。这可与卫生巾结合。

雌三醇、α胎蛋白、人绒毛膜促性腺激素(hCG)和抑制素-A是其他在妊娠监控中有价值的分析物。

抗磷脂综合症(APS)是一种影响许多女性的健康问题。体内抗磷脂抗体的存在常与妊娠失败有关，并且APS也能引起女性静脉或动脉血栓，如N.B.Chandramouli和G.M.Rodgers在以下文献所描述的：“Management of Thrombosis in Women with Antiphospholipidsyndrome”，Clinical Obstetrics and Gynecology，Vol.44，No.1，2001，pp.36-47。W.Geis和D.W.Branch在下述文献中讨论了抗磷脂抗体及它们与妊娠失败的关系：“Obstetric Implications ofAntiphospholipid Antibodies：Pregnancy Loss and OtherComplications”，Clinical Obstetrics and Gynecology，Vol.44，No.1，2001，pp.2-10。通过免疫试验或其他试验可检测APS，如S.S.Pierangeli、A.E.Gharavi和E.N.Harris在下述文献中所描述的：“Testing for Antiphospholipid Antibodies：Problems andSolutions”，Clinical Obstetrics and Gynecology，Vol.44，No.1，2001，pp.48-57。通过使用两种不同的试验来检测综合症的存在常常是可取的。可使用免疫分析直接测定抗磷脂抗体或检测LA或相关的蛋白。也可使用酶联免疫吸附测定(ELISA)系统。

另一有用的标志物是人绒毛膜促性腺激素(hCG)，该标志物常用来测定妇女是否怀孕。然而，而且可连续监控该标志物作为胎儿健康的指示剂。也可监控TPS。

也可使用非侵入性光学传感器来使光穿过母亲的腹部到达胎儿，从而可以用脉冲血氧定量法测定血氧水平，如N.D.Rowell在下述文献中所描述的：Light Could Help Doctors Draw Less Blood”，Photonics Spectra，Sept.2001，pp.68-72。也可参见A.Zourabianet al.，“Trans-abdominal Monitoring of Fetal Arterial BloodOxygenation Using Pulse Oximetry”，Journal of BiomedicalOptics，Oct.2000，pp.391-405。

本发明的生物传感器可用于监控孕妇或计划怀孕的女性身体中的叶酸。问题存在于许多曾使用过口服避孕药的那些人中，它们体内的叶酸水平常常较低并且身体储备量已经耗尽。已建议这些女性要等几个月以恢复健康怀孕所需的叶酸水平。监控体内叶酸的水平对准备健康怀孕及使怀孕过程中的母亲及胎儿保持健康是有帮助的。

除了监控体内的叶酸，在一些情况下需要用适当的传感器监控叶酸的摄入量。在其他传感器中间，Biacore传感器可用于此应用。Biacore的T.A.Grace等人在下列文章中描述了对于叶酸测定使用表面等离子体共振传感器(Biacore Q传感器系统)：“The Determination of Water-Soluble Vitamins in a Varietyof Matrices by Biacoreq Assay Kits”，Institute of FoodTechnologists Annual Meeting，June 2001，New Orleans(摘要可在ift.confex.com/ift/2001/techprogram/paper-9594.htm获得—也可参见 www.biacore.com/customer/ndf/vol2no2/22p22.pdf)。将食物样品进行混合、研磨以及任选地离心以制备适于用传感器直接检测叶酸水平的提取液。用于检测叶酸的Biacore生物传感器系统的另一示例由M.Bostrm-Caselunghe和J.Lindeberg在下列文献中描述：“Biosensor-Based Determination of Folic Acid in FortifiedFood”，Food Chemistry，Vol.70，2000，pp.523-32。

用在预测宫外孕中的标志物是“smhc肌球蛋白”及血清孕酮。

可通过监控尿液中的蛋白质或其它因子对先兆子痫(先前认为是“毒血症”)进行寻迹，该疾病是一种与蛋白尿和病理性浮肿相关的妊娠高血压异常。

存在许多家庭实验装置用来检测妊娠或排卵的发生，任一种装置都可适于本发明。基本温度测定及尿液LH(促黄体激素)试剂盒代表两种普通的技术。用吸收性物质中的生物传感器监控促卵泡激素用于追踪排卵的发生在下述美国专利申请中有提示：序列号为09/299399，1999年4月26日申请；序列号为09/517441，2000年3月2日申请；序列号为09/517481，2000年3月2日申请；每一篇文献先前都已作为参考引用。

用于生殖监控及排卵检测的生物传感器包括那些Thermo BioStar公司的传感器(科罗拉多州的Boulder)；ThreeFold Systems公司(密歇根州的Ann Arbor)的TFS雌二醇代谢物生物传感器；Conception Technology公司(科罗拉多州的Longmont)的OvuSense生物传感器；及Pheromone Sciences公司(加拿大的Toronto)，其PSC生殖监控器像手表一样佩带并使用非侵入式的方法测定皮肤上的离子。PSC生殖监控器连接有与生物传感器结合的交互式微处理器，使得它每天进行12次皮肤表面测定并评价数据以便于预测使用者的状态是未受精、已受精、还是排卵。在该装置的LCD屏幕上可在任意时间查看结果或者该结果作为给医学专家的计算机产生的图表经打印输出。进一步的示例包括指定给Unilever的US6234974和US5656503及指定给Fertility Acoustics的WO99/10742。

(4)阴道炎传感器

生物传感器也可用来检测酵母菌阴道炎或细菌阴道炎。传感器响应于与这样的状况相关联的pH变化，也可检测另一物理或化学状况，如二胺的存在，以增加精确性。示范性生物传感器包括那些由MichaelR.Neuman研制的传感器，在下述出版物中有描述：“BiomedicalSensors for Cost-Reducing Detection of Bacteial Vaginosis”，可在互联网cect.egr.duke.edu/sensors.html上获得，报道工作由NSF基金#9520526和Whitaker基金会支持。这样的传感器以聚酰亚胺微结构上的薄膜为基础。这些传感器也可用于检测与羊膜早熟破裂及羊水释放相关联的pH变化。在其中所描述的一个实施例中，通过使用戊二醛将丁二胺氧化酶(PUO)与牛血清白蛋白交联从而将酶层固定在工作电极表面。所制备的三电极传感器对丁二胺敏感。

用于区分酵母菌感染及其他分泌物引起的状态的基于pH的方法利用了吸收物品中颜色变化的传感器，该方法已披露于美国专利5823953中，该专利于1998年10月20日授予Roskin等人，在此作为参考引用。Roskin的传感器和/或物品可用在本发明范围内。

通过监控阴道pH(例如，使用由加利福尼亚州Santa Clara的Litmus Concepts公司生产的生物传感器)、ECA、或α抗原，或通过其他适宜的技术对细菌病原体进行跟踪。乳铁蛋白是另一种与阴道炎有关的生物分析物，可通过生物传感器对其进行监控。使用由LitmusConcepts公司生产的生物传感器可对脯氨酸氨基肽酶或其它胺进行检测，并将这种检测应用与阴道炎探测中。

与阴道炎相关的细菌及酵母菌产生的挥发性有机物(VOCs)也可用生物传感器进行检测从而测定阴道炎及监控康复。阴道炎常由阴道中不同种类的细菌之间的平衡变化引起。在患有阴道炎的女性的阴道中发现通常占优势的乳酸杆菌被增加数量的微生物所取代，如阴道加德纳菌、畸形菌体、假丝酵母、动弯杆菌及人支原体。

女性中最普遍的阴道炎是由白色假丝酵母引起的。几乎每位女性在她一生中的某个阶段都经历过酵母菌感染并且许多女性苦恼于阴道酵母菌感染再次发作。有一些不同品系的涉及阴道炎的假丝酵母。这些阴道炎最通常的症状是：阴道内外都出现厚的白色排出物、强烈的瘙痒及有时的酌烧感。有时产生气味但这通常不认为是主要症状。在一个实施例中，生物传感器监控特别是由白色丝酵母产生的气味，作为阴道炎的标志物。

细菌加德纳菌是与酵母菌感染同样普遍的。同样，可以监控由加德纳菌特定产生的气味作为与阴道炎有关的主要标志物。另一种不太常见的阴道感染物是毛滴虫。这种原生动物感染通常是由性传播的。同样，可以监控由毛滴虫特定产生的气味作为阴道炎的标志物。

传统上，用显微方法进行阴道炎的诊断。阴道感染通过对阴道排出物单个样品三分钟三步骤的试验过程进行精确识别。该试验需要pH试纸、氢氧化钾、盐溶液和显微镜。该方法的缺点是：它需要训练有素的医学专家来完成该诊断。对消费者适用的快速简单的测定使得能更及时地对阴道炎进行治疗并有益于公共健康。

一般存活在皮肤中或其上及粘膜中或其上的厌氧或兼性细菌通常会导致气味产生。这些微生物的厌氧生长需要有机化合物作为终端电子(或氢)受体。由碳氢化合物和/或一些其他化合物的厌氧代谢产生了简单的有机终端产物。这些形成自该不完全生物氧化过程的简单有机终端产物也作为最后电子及氢的受体。一经还原，这些有机终端产物由细菌作为废弃的代谢物而分泌。许多这样的化合物是VOCs。因而，生物传感器监控这些VOCs使得能对感染阴道及与阴道炎有关的微生物种类进行识别。已确定由微生物产生的VOCs的种类和方式可与特定分类相关。

可使用微阵列检测挥发物。已使用可检测并区分挥发性化合物的复杂混合物的电子传感器阵列(例如，电子鼻技术)来区分食品及相关材料的香味。电子鼻技术可包含使用多种不同的传感器技术的传感器阵列。导电聚合物传感器是最通常的传感器，作为示例的是以下机构生产的装置：Warwick大学(英格兰的Coventry)、NeotronicsScientific有限责任公司(英格兰的Bishops Stortford)、AromaScan公司(新罕布什尔州的Hollis)、及Cyrano Sciences公司(加拿大的Pasadena)。据报道，寡聚传感器是稳定、耐受并易于使用的，如Antwerp大学所研究的装置。金属氧化物传感器生产起来较便宜并据说易于操作，示例是Texas A&M大学的diAGnose农业传感器及香港科技大学的气体传感器芯片。石英微量天平技术也用于发展一种响应于宽范围化合物的显示系统，如Griffith大学(Brisbane，QLD)和RST Rostock(Warnemunde，德国)所示的。电子鼻技术也在下列文献中进行了描述：T.Z.Wu，“A Piezoelectric Biosensor as anOlfactory Receptor for Odour Detection：Electronic Nose”，Biosensors and Bioelectronics，Vol.14，2000，pp.9-18。另一种用于检测气相中的化学物质的传感器是化学传感器标记片，该传感器由威斯康星大学化工系的一位教授Nicholas L.Abbott和3M公司的Rahul R.Shah研制，在2001年9月19日的NASA Tech BriefsSensors Newsletter中有报道。这些传感器不需要电源，并提供化学物质存在的直接可视显示。设计使用了纳米技术，他们用到了通过一些化学可接受基底分子结合在金薄膜上的显微液晶。当该基底暴露于化学物质中时，它与靶化学物质结合，并放松了它对液晶的抓持。晶体开始显现出由金表面结构所控制的新取向，作为传感器的光泽度或颜色的变化该结果是可视的。该基底是可弯曲的聚合物材料，该材料固定在衣物的外面。可使用用于多种分析物的多个传感器。

一种有用的多分析物传感器由C.Hagleitner等人披露于下列文献：“smart Single-Chip Gas Sensor Microsystem”，Nature，Vol.414，2001，pp.293-96。它们披露了一种结合三个不同转换器(质量敏感、电容性的、量热的)的智能单芯片化学微传感器系统，这三种转换器都依赖于敏感的聚合物层来检测空气中传播的挥发性有机化合物。微电子和微化学元件全部整合于一个芯片上使得可控制并监控传感器功能，可以使芯片内信号放大并进行调节，该调节显著提高了整个传感器的性能。该电路也包括模数转换器，及一个芯片内的界面来将该数据传输到芯片外的记录系统。将该技术应用于生产改善的“鼻子”或其他气相传感器，其也可与液相或其它传感器相配合从而同时检查多种分析物。

将这些阵列应用于检测由问题微生物产生的VOCs需要改变该阵列来检测特定于那些微生物的化合物。可进行监控的化合物包括但不仅限于草乙酸、丙酮酸、丙二酸、乳酸、甲酸、乙酸、反丁烯二酸、己酸、二甲基二硫醚、氨、丙酮、异戊酸及三乙胺。生物传感器信号可包括放置在无纺、共成形物、纤维素材料中的独立芯片，以使得该信号作为颜色变化或电压而产生。

(5)其他女性健康问题

生物传感器也可用于检测绝经的发生并探测绝经后女性的健康。用于这些目的的有用的生物标志物包括：转铁蛋白、血清铁蛋白、抑制素A和B(例如，使用DSL公司的技术)、FSH、雌二醇、炎症细胞、MMPs及生殖激素。可探测铁蛋白和血红蛋白来评估月经过程中的铁状况。也可探测氮氧化物来评估月经的体内稳定。骨再吸收或骨质疏松可能与下列物质的监控水平相关：CA-125、骨钙素、来自胶原的C端肽、pyridinole和deoxypyridinole等等。子宫内膜健康可能与下列物质相关：肌间线蛋白、CEA、PP10、P12、PP14、及PP15，而子宫内膜炎可通过下列物质进行监控：CD23、穿孔素、Grannzyme B、CA-125、CA72-4、CA19-9、MMP-7、MMP-9及TIMP。

卵巢功能失调与抗黄体抗体、CA-125、雌二醇及睾酮的测定有关。宫颈健康与粘液糖缀合物及α亚hCG有关。除了前述的其他方式，用serym淀粉状蛋白-P组分、那法瑞林和pH监控对阴道健康进行探测。中毒性休克可利用血清TS抗体检测(例如，使用结合棉塞的生物传感器)。PID及慢性盆骨疼痛与CA-125水平相关。通过检测胎盘蛋白PP14、MMP和IGFBP-3监控卵移植的可能性，而通过测定生理节奏温度、PP5、PP10、PP15及hDP200可在一定程度上探测生殖及循环监控。

对MW抗原监控对于显示子宫颈发育异常或出血是有用的指示剂。

也可监控尿液中的孕酮或hLHβ核心片段用于预测绝经。

(6)性传播疾病(STDs)

通过基于DNA测试使用由Cepheid提供的benchtop系统来分析尿液中的成分可检测STDs，例如衣原体或淋病。STDs是另一大类易于用在一次性吸收物品中的生物传感器进行监控的疾病，并结合到集成保健系统中。

(7)基于唾液的测试

可使用用于检测唾液中分析物的生物传感器。示例包括Salimetrics的产品(州立大学，宾夕法尼亚)，Salimetrics提供了一套用于分析物的唾液酶免疫化验(EIA)试剂盒，分析物如皮质醇(压力的指示物)、DHEA(脱氢表雄酮)、睾酮、雌二醇、孕酮、褪黑激素、可铁宁、新喋呤及slgA(分泌免疫球蛋白A)。男性/女性睾酮状态试验试剂盒及绝经后片条(用于激素检测)也是一种基于唾液的系统。基于唾液的生殖试验装置也可商业获得用于预测排卵时间，包括由Med-Direct.com提供的“女性生殖测试器”。

由宾夕法尼亚州立大学的Douglas Granger博士研制的相关的新方法已在下列文献中描述：D.A.Granger et al.，“SalivaryTestosterone Determination in Studies of Child Health andDevelopment”，Hormones and Behavior，Vol.35，1999，pp.18-27，其中披露了用于测定孩子唾液中激素的技术。也可参见www.hhdev.psu.edu/news/hhdmag/fall％201999/fluid.html，其提供了Granger工作的总观点，描述了下列应用，如癌症筛选、HIV检测、激素探测(DHEA、孕酮等)、皮质醇、和其他各种通常在血液中测定的分析物。

(8)试验片条

由Chembio Diagnostic Systems公司生产的侧流免疫层析试验(参见chembio.com/tech.html)是在本发明范围内生物传感器系统的一个示例。这些试验材料设计用于定量测定各种分析物。基于它们操作过程中的差异，将这些免疫试验装置分成总的三类：(1)一步法侧流装置，其检测hCG、hLH、PSA、B型肝炎表面抗原、肌钙蛋白I等等；(2)两步法侧流装置检测全血、血清或血浆中相对于H-幽门落杆菌、结核杆菌、南美洲锥虫(查格斯氏)、伯氏疏螺旋体(莱姆)等的抗体；(3)需要在检测前离线提取抗原的分析，包括分析衣原体、链锁状球菌A、轮状病毒等。据说提取过程简单快速并不再需要其他装置。

Chembio试验片使用了胶体金结合物。这些胶体金结合物在装置中以干燥可流动状态存在。一旦与生物样品接触，胶体金结合物很快变成再悬浮状并与样品中的抗原或抗体结合，通过毛细迁移移动穿过膜。如果胶体金已俘获了特定抗原或抗体，那么固定在化验区上的第二抗体或抗原就将胶体金结合的免疫复合物俘获。在化验区中出现了粉红色/紫色线。线颜色的深浅随着抗原或抗体的浓度而变化。

(9)植入式生物传感器

也可使用需要在体内外科植入部件的生物传感器。示例包括连续监控分析物(如蛋白质或血液成分)的化学传感器。可植入的生物传感器部件也可包括带有用于产生信号的内电源的生物传感器芯片。植入性部件也可不带电子装置或电源，但是可产生响应于所施加射线(如光或微波射线)的信号。一个示例包括植入性基于硅的镜子，在下述文献中描述：N.D.Rowell，“Light Could Help Doctors Draw LessBlood”，Photonics Spectra，Sept.2001，pp.68-72。这样的植入性镜子已由pSiMedica(Malvern，UK)研制，用于改善组织或血液的非侵入的光学测定用于确定葡萄糖水平、氧含量及癌症测定。该镜子可为例如5mm×0.5mm，包括多孔或少孔硅的交替层。具有不同的折射率的层在界面上反射光束，同时有影响反射光波长的干涉发生。通过交替层的厚度可控制反射波长。该反射器可反射组织不散射的近红外光线。硅中的小孔可用连接特定标记物的化学物质填充。癌症标记物或其他组分可结合并积累在小孔中并改变镜子的反射率。然后通过反射器反射从体外照射在反射器上的红外光束，所测定的反射率显示小孔中存在的标记物。

反射器在体内可破碎为无害的硅酸，理论上可调整该反射器在经过几小时到几年后破碎。进一步的信息在以下文献中提供：L.T.Canham et al.，“Derivatized Porous Silicon Mirrors：Implantable Optical Components with Slow Resorbability”，Physica Status Solidi，Nov.2000，pp.521-25。

在吸收性物品中的生物传感器

用于将生物传感器结合在吸收性物品(如尿布或卫生巾)中的方法已披露于下述美国专利申请：序列号为09/299399；09/517441；09/517481；09/342784；09/342289；及美国专利6186991和5468236，这些文件先前都已引用作为参考。任一方法都可适用于本发明。

已披露了用于在产品(如尿布)中提供湿度指示剂或其他传感器的方法。例如，Bass的US3460123披露了一种湿度检测器，该检测器在尿布湿的时候发射无线电信号。相关的公开包括Mahoney的US4106001；Chia的US4796014，Remsburg的US5959535，该专利包括当尿布湿的时候，发送信号给FM无线电接收器；Mahgerefteh等人的US5570082；Johnson的US5838240；各专利在此引用作为参考。D.Yoshiteru等人在下述文献中披露了用于检测由于排便而在尿布中产生的气味的传感器：“Development of the Sensor System forDefecation”，Ishikawaken Kogyo Shikenjo Kenkyu Hokoku(Industrial Research Institute of Ishikawa，Japan的报道)，No.49，2000，pp.5-10(基于摘要)。

其他示例包括含有可见pH显示片条的卫生巾或裤衬垫，该片条可检测感染。使用者或健康看护者可人工将颜色信号输入到个人数据控制装置中从而电子传输该生物传感器信号，或者该物品可包括电子装置来产生来自检测装置的信号，如电子pH指示器和无线传输该测定。

在吸收性物品中可包括如酶的生物催化装置从而引起与靶分析物的反应，然后该反应引起了可测定的信号。例如，水凝胶超吸收性物品中的酶或尿布中的润滑剂与分析物(如葡萄糖或尿素)反应从而引起可测定的颜色变化或电信号。在一个实施例中，使用一种包括氧化还原酶的指示剂凝胶，该酶与体液中的分析物发生反应时产生过氧化氢。然后，过氧化氢氧化无色化合物而产生一种有色试剂或可漂白一种染料而可视显示分析物的存在。

电子系统

已研制了多种电子系统来监控传感信号、储存数据、将信号传输给专家等等，任一种系统可用于本发明，特别是用于将从UWB接受器接受的信息传输给其他信息系统，如将信号发送给医生或其他健康看护者，或将数据存档在库中或其他资源中，给药房提供定单等等。

可使用任意适宜的硬件和软件。例如使用网络集线器、开关和路由器，或基于微软视窗的系统及基于UNIX的系统。可使用Apache网络服务器软件。用适宜的硬件及软件系统可提供服务器的安全性。例如，可使用Celestix Networks的互联网防火墙软件。通过例如LAN(例如，经以太网或令牌环网络)、使用红外(IR)、超声、射频(RF)、声波或其他无线传输方式的(包括2000年1月公开的EP0970655A1中建议的远程信息处理系统，其显示了使用移动电话来将葡萄糖信息传输给中心位置)无线局域网(WLAN)、安全的内联网或安全的基于网络的系统实现服务器之间的通信。网络可以变换、光学的或使用其他技术。可利用群件系统，该系统是用计算机网络技术来使得多个系统和个人进行通信。例如，对于内联网和其他系统，LotusNotes/Domino系统可用于支持服务器和基于网络的应用之间的通信。Novell Groupwise是另一个示例。Groove网络公司的Groove系统也可使用。该系统包括为计划接受者储存数据的同步技术，这些接受者离线，并当接受者最后重新连线时，转寄那些数据。Groove是一种可扩展的平台，可用Groove研发软件包进行扩展或定制。

可以用源自任何适宜的程序语言如C⁺⁺、FORTRAN、Perl和Python，或通过使用HTML网页将对于本发明的定制应用写成代码形式。使用电子数据交换或可扩展的置标语言(XML)可交换数据元素。在一个实施例中，基于网络的系统可用于本发明的一个或多个方面，包括：建立用户任选项并且输入私密的输入数据以说明个人健康数据如何与他人进行分享，如自有的美国专利申请(其序列号未知)，题目为“Healthcare Networks with Biosensors”，与本申请在同一天进行申请，在此引用作为参考。也使用基于网络的系统来为使用者或外部团体提供传感器信息显示，用于管理数据分配和数据处理，用于查找医疗记录等等。基于网络的系统可结合一个或多个数据库，并使用任一服务器，如SQL或Oracle数据库服务器。基于网络的系统也可使用Xquery，一种XML询问语言，如Charles Babcock在下述文献中所述的：“The Ask Master：An XML Technology Makes RetrievingWeb Data Much Easier”，Interactive Week，Sept.24，2001，p.48，并进一步描述于 http：//www.w3.org/TR/xquery。例如，Xquery系统可询问一种相关数据库，如医疗记录数据库和使用者鉴别数据库，以及经网页或电子邮件提供的电子数据，将来自几个数据源的数据结合到单个XML记录或网页中。通过任意适当方式保证基于网络的环境的安全。

已知许多工具如加密来提供数据的安全传输。当使用数据的无线传输时，需要特殊的预防。可使用IEEE有线等效协议(WEP)。为增加安全性，WLAN入口点可放置在网络或中心服务器防火墙的外面，并且需要WLAN逻辑框以使用虚拟个人网络(VPN)来访问网络。WLAN s可通过各种厂商，如Catalyst International，Select公司、AdvancedTechnology Solutions(ATS)及Luna Communications来提供。硬件部分可包括，例如，Proxim Harmony Wireless单元。对于含有携带生物传感器的多个被检体的设施，一个示范性实施例要求对该设施使用Proxim Harmony801.11b无限网络基础结构，该结构通过ATS提供。为获得更高水平的安全性，也可使用Cisco Aironet桥路，由于它的128位加密及直接序列扩频(DSSS)技术(参见Fred Aun，“Bankon Wireless”，Smart Partner，Sept.10，2001，pp.12-16)。对无线入口点的硬件示例包括：模块化Lucent OriNoco AS-2000入口点(允许迁移到未来的IEEE802.1l高速技术)或AP-500无线入口点，这些入口点可通过例如ORiNOCO PC卡连接到计算机上。

特定于医疗数据和保健的硬件和软件系统在本发明范围内起到了一定的作用。例如，Agilent具有发达的硬件和软件用于监控患者并将结果传输给医生，这些硬件和软件适于家庭护理或在其他环境中进行的护理。LifeChart.com也提供了用于几种疾病(例如，哮喘)的监控器，该监控器包括使用安全软件在互联网上将结果以电子方式传输给医生。Medscape提供了设置有医生可容易地更新的电子表格的产品。

Parkstone医疗信息系统提供了一种手持装置来使医生输入笔记、查看药物信息，并给患者的药房发布指令。药品公司的合作伙伴对某些药品给出优先权，或与HMOs一起优先提供通常的药物。然后将由医生或患者使用的手持仪器与互联网连接并参与本发明的功能(例如，从生物传感器接收原始数据或翻译数据)。例如i-STAT便携式临床分析仪可与i-STAT药包结合从而对全血中的特定分析物进行同时定量测定。一些手持式装置含有药典和医药工具，并安装有医学记录和最佳实践处理，如下列文献中所述的：Interactive Week，March19，2001，pp.26-29(特别是p.28)。

虽然本发明结合几个特定的实施例进行了描述，应理解按照前述说明，许多选择、修改和变化对本领域的技术人员是明显的。因此，本发明包含所有落入所附权利要求的宗旨和范围内的选择、修改和变化。

Claims (41)

1.一种无线保健监控系统，包括：

至少一个UWB生物传感发射器，所述的生物传感发射器与生物传感器相连，所配置的该生物传感器用来检测使用者的健康状况并产生相应的生物传感器数据，通过所述生物传感发射器将所述数据转换为由该发射器发射的UWB生物传感信号；

设置在远离所述发射器并在该发射器范围内的UWB接收器，所述接收器接收UWB生物传感信号并将其转换为含有来自所述生物传感器数据信息的信号；及

与所述UWB接收器联系的处理器，用于处理所述的转换信号并提供可读输出从而显示通过所述生物传感器检测的使用者的健康状况。

2.如权利要求1的系统，进一步包括：多个所述的生物传感发射器，设计为同时监控多个使用者，每个生物传感发射器产生各自的生物传感信号。

3.如权利要求1的系统，其中将所述生物传感发射器设计为装载在使用者的身体上或靠着使用者的身体，并产生来自于使用者身体生物样品的生物传感器数据。

4.如权利要求1的系统，其中所述生物传感发射器可放置在由使用者穿着的物品中。

5.如权利要求4的系统，其中所述生物传感发射器可放置在由使用者穿着的吸收性物品中，并检测由吸收性物品吸收的身体废物中的分析物。

6.如权利要求5的系统，其中所述吸收性物品是下列之一：尿布、训练裤、床垫、卫生巾、童裤衬垫、止血棉塞、唇间装置、结肠瘘袋、胸衬、失禁垫、贴身短内裤及内衣。

7.如权利要求3的系统，其中所述的生物传感发射器可放置为靠着使用者的皮肤。

8.如权利要求1的系统，其中所述生物传感发射器检测来自使用者身体的介质中的分析物，该分析物指示使用者的健康状况。

9.如权利要求8的系统，其中所述生物传感发射器可放置在用于收集身体废物或流体的装置中。

10.如权利要求1的系统，其中所述生物传感发射器可放置在远离使用者的地方并从使用者排出的生物样品检测健康状况。

11.如权利要求1的系统，其中所述处理器包括视觉显示装置。

12.如权利要求1的系统，其中所述处理器包括当检测到非正常生物传感器数据时的警报器。

13.如权利要求1的系统，其中生物传感器信号含有用来识别使用者的编码。

14.如权利要求1的系统，其中生物传感器信号含有用来识别该生物传感器的编码。

15.如权利要求1的系统，其中生物传感器信号含有用来识别使用者位置的编码。

16.如权利要求1的系统，其中生物传感器信号包括来自多个传感器的数据。

17.一种用于同时监控多个使用者多种保健状况的无线保健监控系统，包括：

多个UWB生物传感器，每个被监控的使用者分配给至少一个各自的所述生物传感发射器；

每个所述的生物传感发射器包括生物传感器元件，该生物传感器元件检测来自各个使用者的生物样品中的分析物并从其中产生相应的生物传感器数据；

每个所述的生物传感发射器包括电源、将所述生物传感器数据转换为UWB生物传感器信号的自供电UWB信号发生器装置、和与天线连接用于发射所述UWB生物传感器信号的发射器；

与所述生物传感发射器相联系的UWB接收器，用于同时接收所述生物传感器信号；和

处理器和显示系统，设计为为进行监控保健的专家处理并显示包含在所述起始生物传感器数据中的信息。

18.如权利要求17的系统，其中所述生物传感发射器设计为检测来自使用者生物样品中的分析物，该分析物指示特定的健康状况。

19.如权利要求18的系统，其中将所述生物传感发射器装载为靠着使用者的身体。

20.如权利要求18的系统，其中所述的生物传感发射器放置在由使用者穿着的吸收性物品中。

21.如权利要求18的系统，其中所述的生物传感发射器放置在使用者身体废物的收集装置中。

22.一种用于无线监控个体健康状况的方法，所述方法包括：

给每个将进行监控的个体分配生物传感发射器，该生物传感发射器包括检测个体健康状况的生物传感器元件及可操作地设计为具有该生物传感器元件的UWB发射器；

用生物传感发射器检测被监控个体的健康状况，并将来自生物传感发射器的UWB生物传感器信号传输给UWB接收器；

接收并将该UWB生物传感器信号转换为可读输出来指示通过生物传感发射器监控的健康状况。

23.如权利要求22的方法，其中监控多个个体。

24.如权利要求23的方法，其中多个个体位于通常的建筑物中。

25.如权利要求23的方法，其中多个个体是在托儿所中的婴儿。

26.如权利要求22的方法，进一步包括：当生物传感器信号显示健康状况需要马上关注的情况下，将生物传感器信号直接传输给紧急医疗人员。

27.如权利要求22的方法，其中通过用生物传感发射器检测来自个体的生物样品中的分析物来监控健康状况。

28.如权利要求27的方法，其中在用生物传感器元件检测分析物前，从使用者身体抽取或收集生物样品。

29.如权利要求28的方法，其中从使用者非侵入式抽取介质。

30.如权利要求27的方法，其中生物传感器检测使用者身体中的分析物。

31.如权利要求27的方法，其中生物传感器放置在使用者身上或与使用者身体相邻之处。

32.如权利要求31的方法，其中将生物传感器植入使用者身体内。

33.如权利要求27的方法，其中生物传感器放置在由使用者穿着的物品中。

34.如权利要求33的方法，其中生物传感器放置在由使用者穿着的吸收性物品中。

35.如权利要求27的方法，其中生物传感器放置在用于身体流体或废弃物的收集装置中。

36.如权利要求22的方法，包括用生物传感发射器在通常连续的基础上对健康状况进行监控。

37.如权利要求22的方法，包括用生物传感发射器在间歇基础上对健康状况进行监控。

38.如权利要求22的方法，其中生物传感发射器是单次使用的一次性物品。

39.如权利要求22的方法，其中生物传感器信号提供定性测定。

40.如权利要求22的方法，其中生物传感器信号提供定量测定。

41.如权利要求22的方法，其中生物传感器信号是源自占用一段时间的多次测定的时间平均信号。

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