專利名稱：結(jié)合體外測試數(shù)據(jù)的醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)分析方法和設(shè)備的制作方法
背景技術(shù)：
本發(fā)明通常涉及醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)處理、采集和分析領(lǐng)域。更具體而言，本發(fā)明涉及利用各種各樣可獲得的醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)形成與診斷、治療、進(jìn)一步的數(shù)據(jù)處理、采集和分析有關(guān)的決策的技術(shù)。
在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域有許多不同的工具可以用于了解和治療患者疾病。通常，醫(yī)生應(yīng)對患者進(jìn)行體格檢查，并利用多年學(xué)習(xí)積累的大量知識去鑒別患者所遇到的問題和感受的癥狀并確定恰當(dāng)?shù)闹委煼桨浮ＶС中畔⒌膩碓赐ǔ０ㄆ渌t(yī)生、參考書和手冊、相對直觀的檢查結(jié)果和分析等等。在過去的幾十年中，尤其是在近幾年，各種額外的參考材料可以被醫(yī)生獲得，這就大大擴(kuò)展了可用資源并且加強(qiáng)和改善了患者護(hù)理。
醫(yī)生和其他看管人目前可獲得的診斷資源是信息數(shù)據(jù)庫和能夠被指定和控制的資源。在某種程度上可以看作是傳統(tǒng)引用庫的這些數(shù)據(jù)庫可以從許多資源中獲得，它們在相當(dāng)短的時間內(nèi)為醫(yī)生提供了關(guān)于可能病狀的詳細(xì)信息，關(guān)于如何辨認(rèn)這種病狀的信息和病狀的治療。當(dāng)然，也可以獲得類似的鑒別諸如藥物相互作用、疾病誘因和醫(yī)學(xué)事件(medical event)等因素的參考資料。在這些參考材料中有一部分是醫(yī)護(hù)人員可以無償獲得的，但同時其它參考材料通常和捐贈或社團(tuán)會員資格相聯(lián)系。
也已經(jīng)知道一些特定的數(shù)據(jù)采集技術(shù)，這些數(shù)據(jù)采集技術(shù)能夠被指定和控制以探察潛在的物理狀態(tài)和醫(yī)學(xué)事件，并準(zhǔn)確確定潛在醫(yī)療問題的來源。傳統(tǒng)的可指定數(shù)據(jù)源包括簡單的血液檢測、尿液檢測、體格檢查的人工記錄結(jié)果等等。在最近幾十年中，出現(xiàn)了包括各種電數(shù)據(jù)采集的更加精密復(fù)雜的技術(shù)，這些電數(shù)據(jù)采集能夠檢測和記錄人體系統(tǒng)的工作以及這種系統(tǒng)在某種程度上對環(huán)境和刺激的響應(yīng)。已經(jīng)開發(fā)出了更加精密復(fù)雜的系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠提供人體圖像，包括在這些系統(tǒng)沒有開發(fā)出來之前僅能夠通過外科手術(shù)看到和進(jìn)行分析的內(nèi)部特征，和以前用任何一種方式都不能看到的其他特征和功能。所有這些技術(shù)已經(jīng)被添加到可被醫(yī)生使用的大量資源中，并且明顯改善了治療質(zhì)量。
雖然醫(yī)學(xué)相關(guān)信息的來源有了明顯地增加和改善，但是檢查和數(shù)據(jù)的指定與分析、醫(yī)學(xué)事件的診斷和治療仍然很大程度上依賴于經(jīng)過訓(xùn)練的醫(yī)護(hù)人員的專業(yè)知識。在這種情況下，由人類經(jīng)驗(yàn)提供的輸入和判斷不能也不應(yīng)當(dāng)被取代。然而，需要對醫(yī)療信息的來源進(jìn)行更深入的改進(jìn)和整合。盡管已經(jīng)做出了在半自動模式下提供可靠診斷和分析的嘗試，但是這些嘗試甚至沒有達(dá)到在快速和有效護(hù)理中最有用的整合和關(guān)聯(lián)的水平。
一個特殊的挑戰(zhàn)是從來自各種資源類型和各種模態(tài)數(shù)據(jù)中整合數(shù)據(jù)。特別是，可以從特定資源，尤其是從醫(yī)療診斷成像系統(tǒng)中獲得數(shù)字化數(shù)據(jù)。這種數(shù)據(jù)已經(jīng)用在諸如遠(yuǎn)程醫(yī)療和遠(yuǎn)程放射學(xué)這樣的感興趣用途中。然而，在體外樣品分析的領(lǐng)域中很少出現(xiàn)數(shù)字化整合。涉及體外樣品的技術(shù)通常包括用于診斷和治療的組織和液體的分析。然而，在任何自動模式中這種步驟通常根本不會由在體外樣品或體外樣品試驗(yàn)數(shù)據(jù)的采集、處理或分析中獲得的或有用的其它數(shù)據(jù)提供。因此，需要改進(jìn)體外試樣和采樣數(shù)據(jù)的分析和處理技術(shù)，上述采樣數(shù)據(jù)經(jīng)受得起更靈活和經(jīng)過改良的處理過程，從而增強(qiáng)測試和數(shù)據(jù)的效用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提出一種為響應(yīng)上述需求設(shè)計(jì)的用于處理體外試樣和數(shù)據(jù)的新穎技術(shù)。根據(jù)本技術(shù)的一個方面，計(jì)算機(jī)輔助方法包括從多個可控制和可指定的數(shù)據(jù)源中的至少一個存取數(shù)據(jù)。接著，通過計(jì)算機(jī)輔助數(shù)據(jù)操作算法，分析所存取的數(shù)據(jù)以鑒別可能從體外試樣中獲得的感興趣特征。然后，根據(jù)分析結(jié)果，推薦體外數(shù)據(jù)采集步驟。
根據(jù)本技術(shù)的另一個方面，計(jì)算機(jī)輔助方法包括從多個可控制和可指定的數(shù)據(jù)源中的一個存取數(shù)據(jù)，并且通過計(jì)算機(jī)輔助數(shù)據(jù)操作算法分析所存取的數(shù)據(jù)以鑒別可能從體外試樣中獲得的感興趣特征。然后，根據(jù)分析結(jié)果，執(zhí)行體外數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)操作。
根據(jù)本技術(shù)的另一個方面，提出一種計(jì)算機(jī)輔助方法，在該方法中分析體外測試數(shù)據(jù)，并且存取包括至少一種已知醫(yī)學(xué)疾病預(yù)定特征的數(shù)據(jù)并通過計(jì)算機(jī)輔助數(shù)據(jù)操作算法來將其同體外測試數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。然后，根據(jù)比較結(jié)果，執(zhí)行后續(xù)的數(shù)據(jù)操作。
根據(jù)本技術(shù)的另一個方面，提出一種計(jì)算機(jī)輔助方法，在該方法中體外測試數(shù)據(jù)和來自綜合知識庫的數(shù)據(jù)被存取，上述綜合知識庫包括從多個可控制和可指定的數(shù)據(jù)源導(dǎo)出的數(shù)據(jù)。通過計(jì)算機(jī)輔助數(shù)據(jù)操作算法，體外測試數(shù)據(jù)和所存取的數(shù)據(jù)被分析以鑒別體外試樣的至少一個感興趣特征。根據(jù)該比較來對體外試樣的采集、體外試樣的處理或體外試樣導(dǎo)出數(shù)據(jù)的處理進(jìn)行修改。
提出用于執(zhí)行上述處理的系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)程序。
本發(fā)明提出了一種為提供這種加強(qiáng)護(hù)理而設(shè)計(jì)的用于處理醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)的新穎技術(shù)。本技術(shù)可以利用所有可用的醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)，這些可用的醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)可以看作是被包括在綜合知識庫中。綜合知識庫本身可以被分解成某種數(shù)據(jù)源以及其它可控制和可指定的資源。數(shù)據(jù)資源可以包括諸如數(shù)據(jù)庫這樣的事物，所述這些數(shù)據(jù)庫針對特定患者、特定人群、特定疾病，或是對包括身體因素、遺傳因素、金融和經(jīng)濟(jì)因素等在內(nèi)的許多因素分類?？煽刂坪涂芍付ㄙY源可以包括任何可用的醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，諸如電系統(tǒng)、成像系統(tǒng)、基于患者和組織的人工和機(jī)器分析系統(tǒng)等。根據(jù)這類數(shù)據(jù)，由一個計(jì)算機(jī)系統(tǒng)或由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)執(zhí)行的限定一般處理系統(tǒng)的例程能夠鑒別和診斷潛在的醫(yī)學(xué)事件。此外，處理系統(tǒng)可以從可控制和可指定資源中指定另外的數(shù)據(jù)采集，包括在單個時間周期期間另外的和不同類型的數(shù)據(jù)，或在延伸的時間周期上相同或不同類型的數(shù)據(jù)。
對邏輯引擎可獲得的醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)的分析可用于多種目的，首當(dāng)其沖的就是對醫(yī)學(xué)事件進(jìn)行診斷和治療。因此，通過對疾病狀態(tài)、醫(yī)學(xué)病癥、將來病癥和事件的趨勢等更快和信息更廣博的識別，能夠改善對患者的護(hù)理。而且，根據(jù)具有最高優(yōu)先級或最重要性的諸如醫(yī)學(xué)事件和病癥這樣的因素，該系統(tǒng)允許更快、信息更廣博、更具目標(biāo)性和更有效的數(shù)據(jù)采集。然而，該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了其它的用途。例如，根據(jù)隨時間編程或獲得的知識，該系統(tǒng)提供了磨練醫(yī)師技術(shù)的更有用的訓(xùn)練工具。同樣，該系統(tǒng)在不能容易地獲得護(hù)理知識最豐富的護(hù)理人員和最合適的信息收集系統(tǒng)的區(qū)域或研究機(jī)構(gòu)能夠非常方便地提供高質(zhì)量醫(yī)學(xué)護(hù)理。
簡而言之，應(yīng)認(rèn)為本發(fā)明提供了數(shù)據(jù)資源和本領(lǐng)域當(dāng)前的可指定和可控制的資源的最高程度的整合。這個系統(tǒng)可以在更為有限的模式下實(shí)現(xiàn)，例如只整合某種類型的資源，或只用于某種目的的數(shù)據(jù)采集和分析。然而，即使在這種情況下，該系統(tǒng)也可以通過包括軟件、固件和硬件模塊，或通過將另外或不同的數(shù)據(jù)資源與它們在處理系統(tǒng)執(zhí)行的分析中與其他數(shù)據(jù)資源之間的關(guān)系一起結(jié)合起來而得到進(jìn)一步的擴(kuò)展。所得到的系統(tǒng)與現(xiàn)存的乃至將來的醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)資源結(jié)合，為有經(jīng)驗(yàn)的醫(yī)師和在識別和治療醫(yī)學(xué)事件和病癥中經(jīng)驗(yàn)較少的醫(yī)師提供提供有益而非常有用的連接工具。


閱讀下文的詳細(xì)描述并參考附圖，本發(fā)明的上述和其它優(yōu)點(diǎn)和特征將變得顯而易見，其中圖1是根據(jù)本技術(shù)多個方面的計(jì)算機(jī)輔助醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)中某些典型功能組成部分的總體概述和各組成部分間的數(shù)據(jù)流；圖2是圖1所示數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的某些典型組成部分的圖解表示；圖3是某些典型數(shù)據(jù)資源的圖解表示，上述數(shù)據(jù)資源能夠形成在圖1所示的系統(tǒng)中使用的知識庫的一部分；圖4是某些典型可控制和可指定資源的圖解表示，上述資源可以在圖1所示的系統(tǒng)中使用；圖5是根據(jù)本技術(shù)多個方面的可控制和可指定源中典型模式以及能夠被包括在數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)中的某些模式的總體圖解表示；圖6是某些可指定和可控制數(shù)據(jù)資源的全部結(jié)構(gòu)的圖解表示，說明了在某些類型內(nèi)和某些周期上的各種模態(tài)的資源的可用性；圖7是圖6所示的某些數(shù)據(jù)資源類型之間的信息流和信息被整合到數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)用于分析和指定另外的數(shù)據(jù)采集、處理或分析的方式的圖解表示；圖8是多個典型的可指定和可控制醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)資源的按類型組織的列表表示，說明了在這些類型內(nèi)的資源的各種模態(tài)；圖9是如圖8所示的典型電數(shù)據(jù)資源的總體圖解表示，該數(shù)據(jù)資源可以包括用于采集電數(shù)據(jù)的各種通用組成部分或模塊，上述電數(shù)據(jù)反映了身體功能和狀態(tài)；圖10是醫(yī)學(xué)診斷成像系統(tǒng)的某些功能組成部分的總體圖解表示，上述醫(yī)學(xué)診斷成像系統(tǒng)用作如圖9所示的一個可指定和可控制資源；圖11是典型X射線成像系統(tǒng)的圖解表示，上述X射線成像系統(tǒng)可以根據(jù)本技術(shù)的某個方面被使用；圖12是在本技術(shù)中可以被使用的典型磁共振成像系統(tǒng)的圖解表示；圖13是在本技術(shù)中使用的典型計(jì)算機(jī)斷層成像系統(tǒng)的圖解表示；圖14是在本技術(shù)中使用的典型正電子發(fā)射斷層照相術(shù)系統(tǒng)的圖解表示；圖15是典型神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的圖解概述，上述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)可以用于建立和配置根據(jù)本技術(shù)多個方面的知識庫；圖16是同樣可以用于規(guī)劃和配置知識庫的專家系統(tǒng)的圖解概述；圖17是根據(jù)本技術(shù)多個方面的系統(tǒng)的某些組成部分的圖解概述，說明聯(lián)合數(shù)據(jù)庫、綜合知識庫、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)和非聯(lián)合(unfederated)接口層之間的相互作用，上述非聯(lián)合接口層用于從多個臨床醫(yī)生處采集信息并且用于提供輸出信息；圖18是一組處理字符串的圖解流程圖，上述字符串可以按各種方式被初始化以便從資源和由本技術(shù)建立的知識庫中采集、分析和輸出信息；圖19是某些事件和處理的圖解流程圖，這些事件和處理隨時間的流逝發(fā)生，以便通過患者交互采集患者信息、執(zhí)行系統(tǒng)交互功能并向包括患者和臨床醫(yī)生的用戶輸出信息；圖20是某些組成部分和功能的圖解表示，這些組成部分和功能可以用于改進(jìn)對綜合知識庫的用戶訪問，并且用于限定和綜合知識庫交互的特定用戶接口；圖21是在本技術(shù)的方面中使用的聚類結(jié)構(gòu)等級的圖解表示；圖22所示流程圖說明了在圖21所示結(jié)構(gòu)的不同等級中執(zhí)行各種功能；圖23所示流程圖說明了患者控制綜合記錄系統(tǒng)的組成部分和處理；圖24所示流程圖說明了預(yù)測模型開發(fā)系統(tǒng)的典型組成部分和步驟；圖25所示流程圖說明了在如圖24所示的預(yù)測模型開發(fā)模塊中被執(zhí)行的功能；圖26所示流程圖說明了用于改善或訓(xùn)練計(jì)算機(jī)輔助算法和醫(yī)學(xué)專業(yè)人員的技術(shù)；圖27所示流程圖說明了用于體外樣品處理和分析的處理步驟；圖28是根據(jù)本技術(shù)多個方面的包括一個或多個CAX算法的CAX系統(tǒng)的圖解表示；圖29是圖28的CAX算法和被算法使用函數(shù)和操作符的圖解表示；圖30是并行和/或串行執(zhí)行CAX算法以估計(jì)病情和狀況的方案的圖解表示；和圖31是計(jì)算機(jī)輔助評估算法的圖解表示，上述算法可以用作一個被執(zhí)行的CAX算法。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在轉(zhuǎn)到附圖，并且首先參考圖1，圖1說明了計(jì)算機(jī)輔助醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)交換系統(tǒng)2的概述。如圖1中的參考數(shù)字所示，系統(tǒng)2被設(shè)計(jì)成能通過簡化醫(yī)護(hù)人員可獲得的數(shù)據(jù)的管理，來向患者4提供高質(zhì)量的醫(yī)療處理。醫(yī)護(hù)人員通常包括主治醫(yī)生、放射科醫(yī)師、外科醫(yī)生、護(hù)士、臨床醫(yī)生、各種?？漆t(yī)生等。但是，應(yīng)當(dāng)理解盡管在本文中醫(yī)護(hù)人員通常是指臨床醫(yī)生，但醫(yī)護(hù)人員也可以包括職員、保險公司、教師和學(xué)生等。
圖1說明的系統(tǒng)提供了允許臨床醫(yī)生和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)10交換數(shù)據(jù)的接口8。關(guān)于系統(tǒng)和臨床醫(yī)生之間能夠被交換的信息的類型，以及接口和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)和它們的功能將被詳細(xì)描述。如圖1所示，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)10被鏈接到綜合知識庫12和聯(lián)合數(shù)據(jù)庫14。系統(tǒng)10和聯(lián)合數(shù)據(jù)庫14使用來自大量數(shù)據(jù)資源的數(shù)據(jù)，上述數(shù)據(jù)資源通常用參考數(shù)字18表示。聯(lián)合數(shù)據(jù)庫14可以是基于軟件的，并且可以包括從如下所述的各種資源中提取信息、或協(xié)調(diào)或轉(zhuǎn)換上述信息存取的數(shù)據(jù)存取工具。通常，聯(lián)合數(shù)據(jù)庫將原始數(shù)據(jù)統(tǒng)一成有用形式。在需要的地方，任何合適的形式均可以被使用，而且多種形式可以被使用，這些形式包括超文本標(biāo)記語言(HTML)、擴(kuò)展標(biāo)記語言(XML)、醫(yī)學(xué)數(shù)字成像和通信(DICOM)、Health Level Seven(HL7)等。在本文中，認(rèn)為綜合知識庫12包括可用醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)的任一種和所有類型，上述可用醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)能夠被數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)處理，使其為臨床醫(yī)生所用以提供理想的醫(yī)療處理。在最簡單的實(shí)施方式中，資源18可以僅包括單個醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)源，諸如成像系統(tǒng)或更傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)提取技術(shù)(例如，由患者或醫(yī)護(hù)人員完成的形式)。然而，資源可以包括更多和各種數(shù)據(jù)類型，這些數(shù)據(jù)類型將在下文詳細(xì)描述。通常，資源和知識庫中的數(shù)據(jù)通過聯(lián)合數(shù)據(jù)庫和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)被數(shù)字化并被保存，使這些數(shù)據(jù)可以用于提取和分析。因此，即使在使用更傳統(tǒng)數(shù)據(jù)采集資源的地方，數(shù)據(jù)也會被安排一種允許數(shù)據(jù)被識別和處理的形式，在這種形式中數(shù)據(jù)按照由數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)執(zhí)行的各種分析類型被識別和處理。
在這里，術(shù)語“綜合知識庫”意旨包括一個或多個廣義醫(yī)學(xué)相關(guān)數(shù)據(jù)的資料庫，資料庫之間的接口和轉(zhuǎn)換器以及對數(shù)據(jù)執(zhí)行期望操作的處理能力，上述處理能力包括分析、診斷、報告、顯示和其它功能。數(shù)據(jù)本身可以涉及患者特有特征和非患者的特定信息，關(guān)于人、機(jī)器、系統(tǒng)等的分級。此外，資料庫可以包括保存數(shù)據(jù)的專用系統(tǒng)或存儲設(shè)備，上述存儲設(shè)備是諸如成像系統(tǒng)這樣的與專用系統(tǒng)完全不同的系統(tǒng)的一部分。如上所述，通常通過專用或開放網(wǎng)絡(luò)鏈路的鏈接，構(gòu)成綜合知識庫的資料庫和處理資源是可擴(kuò)展的，并且可以物理上駐留在許多位置上。此外，綜合知識庫包含的數(shù)據(jù)可以包括臨床數(shù)據(jù)(也就是，特別涉及患者健康狀況的數(shù)據(jù))和非臨床數(shù)據(jù)。非臨床數(shù)據(jù)可以包括表示金融資源、物理資源(如在研究機(jī)構(gòu)或供給者)、人力資源等的數(shù)據(jù)。
如圖1箭頭所指，信息流可以包括信息交換的多種類型和傳播媒介，下文將對此進(jìn)行詳細(xì)描述。通常，通過傳統(tǒng)的臨床出診以及遠(yuǎn)程通過電話、電子郵件、表單等，患者4可以和臨床醫(yī)生6進(jìn)行交流。通過多個患者數(shù)據(jù)采集接口16，患者4也可以與資源18的元素進(jìn)行交互，上述接口16可以包括傳統(tǒng)的既往病歷表單、用于成像系統(tǒng)以及組織樣本和體液采集與分析系統(tǒng)的接口等。通常根據(jù)接口的特性，臨床醫(yī)生6和接口8之間的交互可以采取任何合適的形式。因此，通過傳統(tǒng)輸入設(shè)備(諸如鍵盤、計(jì)算機(jī)鼠標(biāo)、觸摸屏、便攜式或遙控輸入和報告設(shè)備)，臨床醫(yī)生可以和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)10進(jìn)行交互。此外，接口8、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)10、知識庫12、聯(lián)合數(shù)據(jù)庫14和資源18之間的鏈接將在下文詳細(xì)描述，但通?？梢园ㄓ?jì)算機(jī)數(shù)據(jù)交換互連、網(wǎng)絡(luò)連接、局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)、專用網(wǎng)絡(luò)、虛擬個人網(wǎng)絡(luò)等。
如圖1所示，各種資源、數(shù)據(jù)庫和處理部分的數(shù)據(jù)處理和互連能夠具有多種變化。例如，圖1說明了被連接到數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)10和資源18的聯(lián)合數(shù)據(jù)庫。這種布局方案能夠允許聯(lián)合數(shù)據(jù)庫和其中包含的軟件從各種資源中提取和訪問信息，同時能夠根據(jù)需要為數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)10提供信息。在特定實(shí)施例中，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)10可以在資源18中直接提取或保存信息，在資源18中上述信息能夠被訪問并被解釋或轉(zhuǎn)換。同樣，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)10能夠被連接到綜合知識庫12，而且這兩部分均能夠被連接到接口8。因此，可分解成特定接口類型或部分的接口8可以直接從綜合知識庫12中存取知識，或是控制數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)10從綜合知識庫或資源中采集、分析、處理或操縱數(shù)據(jù)。為了達(dá)到說明的目的，數(shù)據(jù)之間的這種連接在附圖中被圖解說明。然而，在特定系統(tǒng)中，針對特定患者、特定病狀、特定狀況等執(zhí)行特定分析或相關(guān)的特定軟件模塊或程序被高度集成。
在本論述中，資源12被認(rèn)為是包括資源的兩種主要類型。第一，純數(shù)據(jù)資源可以由先前已采集、已分析和已保存的各種類型的數(shù)據(jù)構(gòu)成。也就是說，數(shù)據(jù)資源可以被看作是基準(zhǔn)資源，上述基準(zhǔn)資源可以表示和醫(yī)學(xué)事件、醫(yī)學(xué)病癥、病狀、金融信息等有關(guān)的信息，下文將對此進(jìn)行詳細(xì)描述。通常，數(shù)據(jù)資源不需要直接從患者處采集的信息。而是，這些資源在特性上更為普通，可以通過數(shù)據(jù)參考庫、訂閱等獲得。包括知識庫12的第二類資源由可控制和可指定資源構(gòu)成。這些資源包括許多直接或間接從患者處采集數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)采集裝置、機(jī)構(gòu)和步驟。稍后會在本論述中詳細(xì)描述這些資源，但是，通常它們可以被看作是臨床資源，諸如成像系統(tǒng)、電參數(shù)檢測裝置、在全自動或半自動或人工步驟中由臨床醫(yī)生輸入的數(shù)據(jù)等。
圖2較為詳細(xì)地說明了和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)10有關(guān)的組件類型。通常，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)10可以包括單臺計(jì)算機(jī)，但是為了使執(zhí)行的功能更有效和更強(qiáng)大，可以包括多個計(jì)算和接口資源。參考數(shù)字通常為20的上述資源可以包括專用計(jì)算裝置、通用計(jì)算機(jī)、服務(wù)器、數(shù)據(jù)存儲裝置等。上述裝置不但可以被安放在單個主要位置上(singleprinciplelocation)，而且可以被安放在廣闊的地理區(qū)域中并通過廣域網(wǎng)、局域網(wǎng)、虛擬個人網(wǎng)絡(luò)等隨心所欲地加以使用。計(jì)算資源使用并執(zhí)行參考數(shù)字通常為22的程序，上述程序編碼并控制數(shù)據(jù)提取、分析、編輯、報告和由數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)執(zhí)行的類似功能。通常來講，這類程序可以具體化為程序，不過某些程序可以硬布線成特定組件，或者可以構(gòu)成某些組件內(nèi)或組件之間的固件。正如下面更詳細(xì)描述的那樣，程序22可以被認(rèn)為包括某些邏輯引擎組件24，所述邏輯引擎組件驅(qū)動由數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)10所執(zhí)行的分析功能。這類邏輯引擎組件不但可以輔助醫(yī)學(xué)事件和疾病的診斷，而且還可以用于下述的多個其它功能。僅僅提出幾種可能的應(yīng)用，所述功能可以包括可控制和可指定資源的指定和控制、病人護(hù)理提案、金融方案和狀況的分析、病人護(hù)理的分析、教學(xué)和介紹。
計(jì)算資源20被設(shè)計(jì)成能通過數(shù)據(jù)資源接口26使用上述數(shù)據(jù)資源并與之交互，其中上述數(shù)據(jù)資源接口可以是聯(lián)合數(shù)據(jù)庫14(參見圖1)的一部分。此外，數(shù)據(jù)源接口26通常包括存儲在計(jì)算資源20中的計(jì)算機(jī)代碼和可以存儲在這些特定數(shù)據(jù)資源中的附加代碼，以及允許計(jì)算資源和數(shù)據(jù)資源之間通信的代碼。因此，上述代碼允許信息被搜索、提取、傳送和保存以供由計(jì)算資源進(jìn)行處理。此外，數(shù)據(jù)資源接口26允許數(shù)據(jù)從計(jì)算資源到期望地點(diǎn)的發(fā)送，并被保存在數(shù)據(jù)資源內(nèi)。必要時，數(shù)據(jù)資源接口也允許數(shù)據(jù)從一種形式轉(zhuǎn)換成另一種形式，以便簡化它的檢索、分析和存儲。上述轉(zhuǎn)換可以包括壓縮和解壓縮技術(shù)、文件格式等。
計(jì)算資源20也可以通過接口28與可控制和可指定資源進(jìn)行交互，上述可控制和可指定資源也可以被包括在聯(lián)合數(shù)據(jù)庫中。同接口26相類似，接口28可以包括上述存儲在計(jì)算資源中的代碼和存儲在特定位置或系統(tǒng)中的代碼，上述特定位置或系統(tǒng)包括可控制和可指定資源。因此，接口通常包括識別被查找信息類型、允許信息定位和提取、信息轉(zhuǎn)換、在必要的地方進(jìn)行信息處理和信息存儲的代碼。諸如為了配置用于執(zhí)行檢查的系統(tǒng)和參數(shù)、報告等，上述接口也可以允許信息從計(jì)算資源中被載入到可控制和可指定資源。也應(yīng)當(dāng)理解某些計(jì)算資源實(shí)際上可以被載入到、甚至可以與可控制和可指定資源整合起來，所述資源比如是位于成像設(shè)備、電數(shù)據(jù)采集設(shè)備或其它資源系統(tǒng)內(nèi)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和控制器。因此，由邏輯引擎組件24執(zhí)行的某些操作或分析，或更一般地講由程序22執(zhí)行的某些操作和分析可以直接在可控制和可指定資源中或在本地被執(zhí)行。
圖2同樣說明了通常示為與數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)10連接的網(wǎng)絡(luò)29。網(wǎng)絡(luò)29盡管可能包括到數(shù)據(jù)資源接口、數(shù)據(jù)資源、可控制和可指定資源等的鏈接，但是也可以提供到用戶、機(jī)構(gòu)、患者等的附加鏈接。因此，網(wǎng)絡(luò)29可以向數(shù)據(jù)處理10的各種組件發(fā)送和接收數(shù)據(jù)通信，從而允許針對更多參與者的數(shù)據(jù)采集、分析和報告功能。
如圖2箭頭所示，可以獲得用于各種資源和接口之間和之中的通信的大量網(wǎng)絡(luò)配置。例如，如箭頭30所示，計(jì)算資源20可以直接(例如，在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的內(nèi)部)或通過本地或遠(yuǎn)程連網(wǎng)使用程序22。因此，計(jì)算資源除了執(zhí)行從專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)直接獲得的程序之外，還可以根據(jù)存儲的并在需要時能夠訪問的程序來執(zhí)行例程。
箭頭31和32通常表示允許在不同資源之間進(jìn)行高速數(shù)據(jù)交換的各種數(shù)據(jù)交換通路，諸如可配置的和專用的網(wǎng)絡(luò)。如圖2中的箭頭33所示，在數(shù)據(jù)資源接口和可控制和可指定資源接口之間的類似通信可以得以簡化。在配置或操作可控制和可指定資源的過程中，上述交換可以用于使用特定數(shù)據(jù)源信息。例如，數(shù)據(jù)資源接口允許提取群體信息、“最優(yōu)方法”系統(tǒng)配置以及能夠被保存在可控制和可指定資源中的內(nèi)容，如被計(jì)算資源執(zhí)行的分析所示，以簡化它們的操作。箭頭34通常是指接口26、28和如下所述的知識庫組件之間的各種數(shù)據(jù)鏈路，所述鏈路可以包括任何合適的網(wǎng)絡(luò)連接類型或位于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)內(nèi)的內(nèi)部連接。在數(shù)據(jù)通信30、31、32、33和34的所有情況中，任一種網(wǎng)絡(luò)或數(shù)據(jù)傳輸裝置都可以被設(shè)計(jì)，諸如數(shù)據(jù)總線、撥號網(wǎng)絡(luò)、高速寬帶數(shù)據(jù)交換、無線網(wǎng)絡(luò)、衛(wèi)星通信系統(tǒng)等。
數(shù)據(jù)資源圖3說明了可以被包括在圖1所述的上述資源的數(shù)據(jù)源部分中的某些典型組件。如圖2所述并且如圖3中的箭頭35所示，在圖3中參考數(shù)字通常為38的數(shù)據(jù)資源被設(shè)計(jì)用于和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)10通信。反過來，通過接口8，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)作為一種資源被臨床醫(yī)生6使用，并且如箭頭36所示，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)可以進(jìn)一步與可控制和可指定資源40通信。如圖3所示，臨床醫(yī)生可以直接訪問數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)并且直接與之交互，或通過如直線和折線箭頭37所示的遠(yuǎn)程連布局方案來間接訪問數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)10。
除了使用數(shù)據(jù)源38并與之通信以外，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)還可以同參考數(shù)字為40的可控制和可指定資源進(jìn)行通信，上述可控制和可指定資源將在下文詳細(xì)描述。如上所述，數(shù)據(jù)源通?？梢钥醋魇前軌虮粩?shù)據(jù)處理系統(tǒng)10識別、定位、提取和使用的信息和數(shù)據(jù)。此外，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)可以在恰當(dāng)?shù)牡胤较蚋鞣N資源寫入數(shù)據(jù)。
如圖3所述，數(shù)據(jù)源38可以包括多個信息類型。例如，許多信息源可以在參考數(shù)字為42的醫(yī)院或機(jī)構(gòu)中獲得。本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠理解信息可以被包括在放射部分信息系統(tǒng)44中，諸如掃描儀、控制系統(tǒng)或部門管理系統(tǒng)或服務(wù)器。同樣，上述信息可以按類似方式被保存在醫(yī)院信息系統(tǒng)46內(nèi)部的機(jī)構(gòu)中。許多上述機(jī)構(gòu)進(jìn)一步包括數(shù)據(jù)，尤其是圖像數(shù)據(jù)的存檔系統(tǒng)，該存檔系統(tǒng)通常被稱為PACS 48，其采用壓縮和解壓縮圖像數(shù)據(jù)形式，上述圖像數(shù)據(jù)的導(dǎo)出數(shù)據(jù)，用于采集圖像的系統(tǒng)設(shè)置的描述性數(shù)據(jù)(諸如DICOM或其它圖像文件文件頭中的數(shù)據(jù))等。除了保存在機(jī)構(gòu)中的數(shù)據(jù)以外，數(shù)據(jù)可以從參考數(shù)字為50的既往病歷數(shù)據(jù)庫中獲得。再者，這類數(shù)據(jù)庫可以被保存在機(jī)構(gòu)內(nèi)部的某個資料庫中，不過也可以從遠(yuǎn)程資源中獲得這些數(shù)據(jù)庫以提供特定患者的病歷數(shù)據(jù)。在合適的地方，上述既往病歷數(shù)據(jù)庫可以對由數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)搜索的且位于各種機(jī)構(gòu)或診所中的多個資源進(jìn)行編組。
其它數(shù)據(jù)資源可以包括諸如病理學(xué)數(shù)據(jù)庫這樣的數(shù)據(jù)庫。這類數(shù)據(jù)庫可以被編輯以針對特定患者信息，以及針對患者群體或共享醫(yī)療、遺傳、人口統(tǒng)計(jì)學(xué)或其它特點(diǎn)的人群。此外，參考數(shù)字通常為54的外部數(shù)據(jù)庫可以被訪問。上述外部數(shù)據(jù)庫可以具有很寬的范圍，諸如參考材料描述人口特征的數(shù)據(jù)庫，醫(yī)療事件和疾病，治療，診斷和預(yù)后特征等。這類外部數(shù)據(jù)庫可以被基于特定預(yù)約方式的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)訪問，諸如正在進(jìn)行的預(yù)定方案或按次付費(fèi)方案。同樣，遺傳和類似數(shù)據(jù)庫可以被訪問。上述遺傳數(shù)據(jù)庫可以包括基因序列、特定遺傳標(biāo)記和多態(tài)現(xiàn)象，以及這類遺傳信息與特定個體或群體之間的關(guān)聯(lián)性。此外，金融、保險和類似數(shù)據(jù)庫58可以被數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)10訪問。這類數(shù)據(jù)庫可以包括下列信息，比如患者金融記錄、機(jī)構(gòu)金融記錄、支付和貨品計(jì)價記錄和方案、公共醫(yī)療補(bǔ)助制度或醫(yī)療保險制度和記錄等。
最后，如參考數(shù)字為60所示的其它數(shù)據(jù)庫可以被訪問數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。此外，上述其它數(shù)據(jù)庫對機(jī)構(gòu)、成像或其它可控制或可指定數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、參考材料等是特有的。如前所述，其它數(shù)據(jù)庫可以是免費(fèi)獲得的或者甚至可以是位于機(jī)構(gòu)或機(jī)構(gòu)家族內(nèi)部的，而且可以以訂閱方式被訪問。這類數(shù)據(jù)庫也可以是針對特定患者或特定群體的，以便參與被數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)10執(zhí)行的分析、處理和其它功能。此外，其它數(shù)據(jù)庫可以包括屬于臨床和非臨床的信息。例如，為了參與金融和資源分配的管理，上述數(shù)據(jù)庫可以包括管理、財產(chǎn)目錄、資源、實(shí)物產(chǎn)業(yè)、人力資源和其它能夠被訪問和管理以改善病人護(hù)理的信息。
如圖3數(shù)據(jù)資源群組38中的多頭箭頭所示，各種數(shù)據(jù)源也可以彼此兩兩之間和多個之間進(jìn)行通信。因此，某些數(shù)據(jù)庫或數(shù)據(jù)資源可以提供數(shù)據(jù)(諸如保存在各種數(shù)據(jù)庫中的完整或補(bǔ)充(compliment)數(shù)據(jù))的直接交換。盡管上述數(shù)據(jù)交換通?？梢员豢醋魇墙?jīng)過數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)10，但是從更一般角度的而言，借助使用一個或多個所需資源的直接交換數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)10，資源可以簡化機(jī)構(gòu)、數(shù)據(jù)倉庫、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和類似物之間的直接數(shù)據(jù)交換。
可控制/可指定資源圖4同樣表明了可被數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)10訪問的某些典型的可控制和可指定資源。如上所述，經(jīng)過設(shè)計(jì)，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)可以通過適當(dāng)接口8和臨床醫(yī)生6連接，并且可以和數(shù)據(jù)資源38連接。
通常，可控制和可指定資源40可以是患者特有的或患者相關(guān)的，也就是，可以通過物理或遠(yuǎn)程(例如，通過計(jì)算機(jī))方式從源于患者的直接存取中收集。資源數(shù)據(jù)也可以是群體特有的，以便允許基于和已知群體特征比較的特定患者風(fēng)險和狀況的分析。應(yīng)當(dāng)理解可控制和可指定資源通?？梢员豢醋魇巧蓴?shù)據(jù)的過程。實(shí)際上，盡管下文將要詳細(xì)描述的許多系統(tǒng)和資源本身就包含數(shù)據(jù)，但是這些資源是可控制和可指定的，在這個意義上它們能夠被用于生成對患者進(jìn)行適宜的治療所需的數(shù)據(jù)。在可控制和可指定資源40中，典型資源是參考數(shù)字通常為62的電資源。如下文更詳細(xì)描述的那樣，上述資源可以包括用于檢測基于傳感信號的患者生理參數(shù)的各種數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)。例如，上述電資源可以包括腦電描記法資源(EEG)、心電描記法資源(ECG)、肌電描記法資源(EMG)、電阻抗斷層成像資源(EIT)、神經(jīng)傳導(dǎo)檢查資源、眼球震顫電流描記法資源(ENG)和上述資源的組合。此外，如參考數(shù)字64所示的各種成像資源可以是可控制和可指定的。上述資源的許多形式現(xiàn)在可以獲得，諸如X射線成像系統(tǒng)、磁共振(MR)成像系統(tǒng)、計(jì)算斷層(CT)成像系統(tǒng)、正電子發(fā)射斷層照相術(shù)(PET)系統(tǒng)、熒光成像系統(tǒng)、乳房X線照相術(shù)系統(tǒng)、超聲描記術(shù)系統(tǒng)、紅外成像系統(tǒng)、核成像系統(tǒng)、熱聲(thermoacoustic)系統(tǒng)等。
除了上述電系統(tǒng)和高度自動化的系統(tǒng)外，如參考數(shù)字66所示，具有臨床和實(shí)驗(yàn)室特性的各種可控制和可指定資源是可訪問的。上述資源包括血液，尿液，唾液和其它液體分析資源，包括胃腸、生殖和腦脊髓液體分析系統(tǒng)。上述資源可以進(jìn)一步包括聚合酶鏈反應(yīng)(PCR)分析系統(tǒng)、遺傳標(biāo)記分析系統(tǒng)、受體測定系統(tǒng)和上述系統(tǒng)的組合。多少有些類似，可以包括組織資源68，諸如組織分析系統(tǒng)、細(xì)胞學(xué)和組織分型系統(tǒng)等。其它組織資源可以包括免疫細(xì)胞化學(xué)和組織病理學(xué)分析系統(tǒng)。同樣，電子和其它顯微鏡檢查系統(tǒng)、原位雜交系統(tǒng)等可以構(gòu)成典型的組織資源。藥物動力學(xué)資源70可以包括諸如治療藥物監(jiān)測系統(tǒng)、受體特征和測量系統(tǒng)等這樣的系統(tǒng)。
除了直接或間接檢測生理情況和參數(shù)的系統(tǒng)外，可控制和可指定資源可以包括財政資源72，諸如保險和支付資源、補(bǔ)助源和其它可以用于提供高質(zhì)量病人護(hù)理并在該過程的基礎(chǔ)上為這種護(hù)理報帳的資源。各種其它資源74可以包括大量可以將已收集的數(shù)據(jù)自動或半自動轉(zhuǎn)換成有用數(shù)字形式的數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)。這類資源可以包括體格檢查、病史、精神病史、心理病史、行為模式分析、行為測試、人口統(tǒng)計(jì)學(xué)數(shù)據(jù)、藥物使用數(shù)據(jù)、食物攝取數(shù)據(jù)、環(huán)境因素信息、宏觀病理學(xué)信息、和來自非生物模型的各種信息。此外，當(dāng)上述信息直接從患者處或通過執(zhí)業(yè)臨床醫(yī)生和醫(yī)學(xué)專業(yè)人員被人工收集時，通過數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，數(shù)據(jù)被數(shù)字化或被轉(zhuǎn)換成對存儲和訪問有用的數(shù)字形式。
如圖3所述，在圖4的可控制和可指定資源40中顯示的多頭箭頭意旨代表可以在兩兩之間和多個之間直接通信的某些資源。因此，成像系統(tǒng)可以繪制來自其它成像系統(tǒng)的信息，為了信息的直接交換(諸如為了圖像數(shù)據(jù)生成的同步或協(xié)調(diào)等)電資源可以和成像系統(tǒng)連接。此外，盡管上述數(shù)據(jù)交換可以被看作是經(jīng)過數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)10，但是各種可控制和可指定資源間的直接交換也可以被執(zhí)行。
如上所述，數(shù)據(jù)資源通?？梢员豢醋魇遣恢苯訌奶囟ɑ颊咛幉杉瘮?shù)據(jù)的信息庫。另一方面，可控制和可指定資源通常包括使用自動、半自動、人工技術(shù)從患者處采集醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)的裝置。圖5通常代表某些功能模塊，這些功能模塊可以被認(rèn)為是包括在圖4所示的各種可控制和可指定資源類型中。如圖5所示，上述資源可以被看作是包括某些通用模塊，諸如采集模塊76、處理模塊78、分析模塊80、報告模塊82和存檔模塊84。當(dāng)然，根據(jù)研究中的資源類型，這些各種模塊的特性可能有很大的不同。因此，采集模塊76可以包括用于采集原始患者數(shù)據(jù)的各種類型的電傳感器、換能器、電路、成像設(shè)備等。采集模塊76也可以包括更多基于人的系統(tǒng)，諸如問卷、調(diào)查、表格、計(jì)算機(jī)化和其它輸入裝置等。
處理模塊78的特性和操作同樣依靠采集模塊和全部資源類型的特性。因此，處理模塊可以包括數(shù)據(jù)調(diào)理、濾波和放大或衰減電路。然而，處理模塊也可以包括諸如電子表格、數(shù)據(jù)整理軟件等這樣的應(yīng)用。在電系統(tǒng)和成像系統(tǒng)中，處理模塊也可以包括用于對圖像和其它類型數(shù)據(jù)執(zhí)行縮放、重建和顯示的數(shù)據(jù)增強(qiáng)電路和軟件。
分析模塊80可以包括大量半自動或全自動的應(yīng)用。例如，在電系統(tǒng)和成像系統(tǒng)中，分析模塊可以允許用戶增強(qiáng)或修改數(shù)據(jù)和重建圖像的顯示。分析模塊也可以允許對臨床醫(yī)生收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行一些組織，以評價數(shù)據(jù)或?qū)?shù)據(jù)和參考范圍比較等。報表模塊82通常為由模塊80執(zhí)行的分析的輸出或匯總做準(zhǔn)備。報表也可以用于顯示收集數(shù)據(jù)所使用的技術(shù)、所執(zhí)行的數(shù)據(jù)序列的數(shù)目、所執(zhí)行序列的類型、在上述數(shù)據(jù)采集期間的患者情況等。最后，存檔模塊84允許原始、中間和已處理數(shù)據(jù)被保存到本地采集系統(tǒng)或資源中，或被遠(yuǎn)程保存，諸如數(shù)據(jù)庫、存儲庫、存檔系統(tǒng)(例如，PACS)等。
包括在可控制和可指定資源內(nèi)的典型模塊可以和參考數(shù)字為22的程序連接，以增強(qiáng)各種采集、處理和分析功能的性能。例如，如圖5中的圖解說明，各種計(jì)算機(jī)輔助采集例程86可以用于分析先前的采集序列，并用于執(zhí)行、控制或配置隨后的數(shù)據(jù)采集。同樣，根據(jù)先前采集數(shù)據(jù)的處理和分析，計(jì)算機(jī)輔助處理模塊88可以和處理模塊78連接，以執(zhí)行附加或增強(qiáng)處理。最后，諸如計(jì)算機(jī)輔助數(shù)據(jù)操作算法(CAX)模塊90這樣的程序可以用于分析接收到的和已處理的數(shù)據(jù)，以提供一些可以從數(shù)據(jù)中獲得的可能的診斷提示。
盡管在本論述的后面會更加詳細(xì)地描述關(guān)于可控制和可指定資源類型和模態(tài)的各種類型以及模塊的各種類型，但是應(yīng)當(dāng)理解在圖5中這些組件和資源之間的各種連接是可用的，其中上述模塊用于幫助完成在上述資源的數(shù)據(jù)上執(zhí)行的采集、處理、分析和診斷功能。因此，在典型應(yīng)用中，根據(jù)計(jì)算機(jī)輔助處理模塊88執(zhí)行的增強(qiáng)處理的結(jié)果，計(jì)算機(jī)輔助采集模塊86可以指定、控制或配置數(shù)據(jù)(諸如圖像數(shù)據(jù))的后續(xù)采集。同樣，根據(jù)后續(xù)數(shù)據(jù)采集，上述采集指令可以由計(jì)算機(jī)輔助診斷模塊90的輸出產(chǎn)生，以便改進(jìn)做出的潛在診斷。按照類似方式，根據(jù)計(jì)算機(jī)輔助模塊86或計(jì)算機(jī)輔助診斷模塊90的輸出，計(jì)算機(jī)輔助處理模塊88可以通過處理模塊78命令進(jìn)行增強(qiáng)的、不同的或后續(xù)處理過程。然后，依靠資源和程序的各種模塊在根據(jù)本技術(shù)的整個系統(tǒng)中的整合，這些模塊允許高度循環(huán)和交叉的數(shù)據(jù)采集、處理和分析。
同樣如圖5所示，對于典型的可控制和可指定資源，在數(shù)據(jù)上執(zhí)行并且用于提供增強(qiáng)采集、處理和分析的程序可以被程序22的邏輯引擎24驅(qū)動。如上所述，并且如下文更加詳細(xì)的討論，邏輯引擎24可以包括大量鏈接及整合程序輸出的算法，諸如CAX算法，這些算法中的一些在圖5中被稱為CAA、CAP和CAD模塊86、88和90，根據(jù)編程的相互關(guān)系、推薦等指定或控制后續(xù)采集、處理和分析。同樣如上所述，程序22被計(jì)算資源20訪問，并通過該資源執(zhí)行。計(jì)算資源20通?？梢酝ㄟ^上述的適當(dāng)接口28和特殊資源模態(tài)的存檔模塊84相連接。最后，計(jì)算資源20和綜合知識庫12連接。從圖5中應(yīng)當(dāng)理解知識庫也可以包括特定模態(tài)的知識庫19，該知識庫是與資源62-74的特定模態(tài)有關(guān)的信息庫。上述特定模態(tài)的知識庫數(shù)據(jù)可以包括下列因素，諸如系統(tǒng)設(shè)置、針對特定患者或群體的優(yōu)選設(shè)置、例程和協(xié)議、基于特定模態(tài)的數(shù)據(jù)解釋算法等。知識庫通常可以為臨床醫(yī)生6所用，并且在需要的地方，可以以上述臨床醫(yī)生的輸入為基礎(chǔ)。因此，在適當(dāng)時候，為了增強(qiáng)和改進(jìn)采集、處理、分析或這些過程的多個方面，知識庫可以至少部分由專家輸入的配置構(gòu)成，尤其是由與特定資源模態(tài)有關(guān)的輸入構(gòu)成。
模態(tài)(Modality)/類型交互本技術(shù)尤其強(qiáng)大的一面在于在可控制和可指定資源的類型之間、在這些類型的各種模態(tài)之間和按時間順序在各種點(diǎn)做出的采集、處理和診斷之間整合各種資源數(shù)據(jù)的能力。在圖6和圖7中對本技術(shù)的上述方面進(jìn)行了圖解總結(jié)。圖6以框圖的形式說明了一系列可控制和可指定資源類型98、100和102。通常可以跟蹤圖4說明的各種規(guī)定的這些資源類型和上述資源類型每一個均可以包括一系列模態(tài)104、106和108。例如，類型98可以包括在圖4中參考數(shù)字為62的各種電資源，同時資源100的另一種類型可以包括圖4的成像資源64。這些類型中每一個類型的各種模態(tài)可以包括針對類型98的系統(tǒng)和步驟，諸如EEG、ECG、EMG等，和針對類型100系統(tǒng)和步驟，諸如X射線、MRI、CT成像系統(tǒng)等。
通常，根據(jù)本技術(shù)，圖6的表示法說明了可以在第一時刻92對患者執(zhí)行的各種步驟，這些步驟可以包括一個或多個數(shù)據(jù)采集、處理和診斷功能，這些功能針對任何一個或多個資源類型98、100、102或針對每一個類型內(nèi)任何一個或多個模態(tài)。根據(jù)上述采集、處理和診斷的結(jié)果，數(shù)據(jù)采集、處理和診斷的后續(xù)會話可以在后續(xù)時刻94被執(zhí)行。如在這兩個時間點(diǎn)的方框之間的箭頭所示，后續(xù)數(shù)據(jù)采集、處理和分析的控制和命令可以是恰當(dāng)?shù)?。后續(xù)操作可以根據(jù)給定資源類型內(nèi)的同一種模態(tài)或同一種資源類型的不同模態(tài)被執(zhí)行。同樣，系統(tǒng)可以根據(jù)完全不同的資源類型控制或指定上述步驟。然后，如圖6中的參考數(shù)字96所示，后續(xù)步驟可以在后續(xù)時刻被執(zhí)行。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠理解本技術(shù)提供了一種用于隨時間變化控制和指定醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)處理的強(qiáng)有力的和高度整合的方法。例如，根據(jù)電數(shù)據(jù)在時刻92的采集和分析的結(jié)果，附加會話可以為患者規(guī)定進(jìn)度，其中系統(tǒng)通過特定成像系統(tǒng)自動或半自動指定或控制圖像的采集。系統(tǒng)也可以指定或控制臨床試驗(yàn)數(shù)據(jù)、組織學(xué)數(shù)據(jù)、藥物動力學(xué)數(shù)據(jù)或如上所述的其它雜項(xiàng)數(shù)據(jù)類型的采集、處理或分析。隨時間變化，在各種模態(tài)和資源類型之間，然后，連同來自上述其它數(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù)，分析可以提供關(guān)于醫(yī)學(xué)事件、醫(yī)學(xué)病癥、病狀、治療、醫(yī)療條件和事件誘因等的極具洞察力的反饋。
圖7進(jìn)一步說明了隨時間變化的這種信息的整合。如圖7所示，按時間順序在各種點(diǎn)被收集、處理和分析的各種數(shù)據(jù)和來自參考數(shù)字98、100、102所指的各種資源類型的各種數(shù)據(jù)可以被計(jì)算資源20獲得并通過程序22由計(jì)算資源20處理。如上所述，上述處理可以包括大量在可用數(shù)據(jù)上執(zhí)行的操作，諸如通過使用CAX算法用于分析、命令和控制的，已知的某些CAX算法，諸如CAA86、CAP88、CAD90或其它程序模塊可以被計(jì)算資源20獲得的程序模塊。如參考數(shù)字91所示，其它上述模塊可以用作應(yīng)用或軟件集的一部分，或隨時間變化被添加。邏輯引擎組件24幫助關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)，并幫助指定或控制數(shù)據(jù)的后續(xù)采集、處理和分析，上述數(shù)據(jù)來自一個或多個資源類型的一個或多個模態(tài)。最后，計(jì)算資源可以使信息作為綜合知識庫12的一部分被臨床醫(yī)生6獲得。
關(guān)于圖7的圖解表示法有幾個特點(diǎn)。首先，系統(tǒng)元件間的各種互連通常可以由如上所述的直接或間接通信線路提供。此外，各種資源類型98、100和102之間的互連和數(shù)據(jù)交換可以被上述組件之間的直接互連簡化。這是針對每一種類型的各模態(tài)之間和不同類型的各種模態(tài)之間的情況。如圖6所述，這種情況對隨時間變化的上述類型和模態(tài)之間的數(shù)據(jù)交換的互連同樣成立。最后，盡管在圖7的整個圖解表示法中對各種位置處的臨床醫(yī)生6進(jìn)行了說明，但是應(yīng)當(dāng)理解根據(jù)所用的模態(tài)和類型以及患者的需求，這些可以包括相同或不同的臨床醫(yī)生。也就是，可以為各種資源類型甚至特定模態(tài)提供特定的臨床醫(yī)生或?qū)＜遥瑫r其它經(jīng)過訓(xùn)練的人員可以涉及其它資源類型和模態(tài)。然而最后，在本文中通常所指的臨床醫(yī)生6被規(guī)定為包括所有經(jīng)過訓(xùn)練的人員，他們可以時常單獨(dú)或作為一個團(tuán)隊(duì)提供醫(yī)療狀況所需輸入和護(hù)理。
可控制和可指定資源的各種類型和上述資源類型的模態(tài)可以包括任何可用的數(shù)據(jù)源，這些數(shù)據(jù)源能夠用于執(zhí)行本技術(shù)提供的采集、處理、分析功能。特別是，本技術(shù)設(shè)計(jì)為盡量少地提供單數(shù)據(jù)資源，比如用于隨時間變化的采集、處理和分析的整合，而且在最有用的配置中，可以獲得相當(dāng)多的上述資源。圖8列表總結(jié)了通常由參考數(shù)字110指定的某些典型資源類型和這些類型的每一個類型中的模態(tài)112。如上所述，這類可控制和可指定資源通常可以包括電數(shù)據(jù)源、成像數(shù)據(jù)源、臨床實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)源、組織學(xué)數(shù)據(jù)源、藥物動力學(xué)數(shù)據(jù)源和其它各種各樣的醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)源。盡管關(guān)于這些類型和模態(tài)的每一個類型和模態(tài)的各種參考數(shù)據(jù)可以被包括在數(shù)據(jù)資源中，但是在圖8的表中所枚舉的類型和模態(tài)被設(shè)計(jì)用于采集特定患者的數(shù)據(jù)和直接或間接從患者身上采集的數(shù)據(jù)。下面的討論涉及圖8總結(jié)的各種類型和模態(tài)以更好地理解上述資源和方式的特征，在上述方式中這些類型和模態(tài)可以用于評估醫(yī)學(xué)事件和疾病。
電數(shù)據(jù)源可控制和可指定類型的電數(shù)據(jù)源可以被看作是包括如圖9所示的某些典型模塊或組件。這些組件包括可以放置在患者身上或附近以檢測某些感興趣參數(shù)的傳感器或換能器114，上述感興趣參數(shù)可以指示醫(yī)學(xué)事件或疾病。因此，傳感器可以檢測從身體或部分身體中發(fā)出的電信號，由某些類型的運(yùn)動(例如，脈搏、呼吸)產(chǎn)生的壓力，或諸如運(yùn)動、應(yīng)激性這樣的參數(shù)。傳感器114不但可以被放置在身體的外側(cè)，而且可以被放置在身體的內(nèi)部，諸如通過導(dǎo)管、注入或吞咽裝置，裝有發(fā)射器的膠囊等。
傳感器產(chǎn)生表示被檢測參數(shù)的信號或數(shù)據(jù)。上述原始數(shù)據(jù)被發(fā)送給數(shù)據(jù)采集模塊116。數(shù)據(jù)采集模塊可以采集抽樣或模擬數(shù)據(jù)，而且可以執(zhí)行各種數(shù)據(jù)初始化操作，諸如濾波、多路轉(zhuǎn)換等。然后，數(shù)據(jù)被發(fā)送給信號調(diào)理模塊118，在信號調(diào)理模塊中進(jìn)一步的處理被執(zhí)行，諸如附加濾波、模數(shù)轉(zhuǎn)換等。然后，處理模塊120接收數(shù)據(jù)并執(zhí)行處理功能，上述處理功能可以包括數(shù)據(jù)的簡單或詳細(xì)分析。顯示/用戶接口122允許數(shù)據(jù)按用戶期望格式被操作、顯示和輸出，諸如屏幕顯示中的跡線、硬拷貝等。處理模塊120也可以標(biāo)記或分析用于標(biāo)記的數(shù)據(jù)，以供注釋、限定或標(biāo)記軸或箭頭和其它標(biāo)記可以出現(xiàn)在由接口122產(chǎn)生的輸出中。最后，存檔模塊124用于將數(shù)據(jù)保存在本地資源中，或保存到遠(yuǎn)程資源中。存檔模塊也可以允許數(shù)據(jù)的重新格式化或重建、數(shù)據(jù)壓縮、數(shù)據(jù)解壓縮等。圖9所示各種模塊和組件的詳細(xì)配置當(dāng)然可以根據(jù)所涉及資源和模態(tài)的特征變化。最后，如參考數(shù)字29所示，通過網(wǎng)絡(luò)連接，圖9所示模塊和組件可以被直接或間接連接到外部系統(tǒng)和資源。
下面將更加詳細(xì)地討論可以在本技術(shù)中使用的某些電數(shù)據(jù)源。
EEG腦電描記法(EEG)是一種通過附著在患者頭部并和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)相連的傳感器或電極記錄腦部電活動的方法，這種記錄過程通常持續(xù)一個到兩個小時。所述過程記錄由電極檢測的腦部放電。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)則將腦部電活動顯示成軌跡或線，其發(fā)展模式能夠被記錄并且能夠用于分析大腦活動。腦波的若干類型可以在模式中被識別，包括alpha、beta、delta和theta波，每一種波均和一定特征和活動有關(guān)。源于大腦活動正常模式的變化能夠指示某些腦異常、醫(yī)學(xué)事件、疾病、病狀等。
在準(zhǔn)備做EEG檢查時，因?yàn)槟承┦澄锖退幬锬軌蛴绊懘竽X活動和產(chǎn)生異常的檢查結(jié)果，所以通常要避免這些食物和藥物。也可以要求患者采取必要措施避免檢查期間的低血糖(低血糖癥)，而且因?yàn)槟承╊愋偷漠惓４竽X活動必須在睡眠期間進(jìn)行檢查，所以如果需要的話，患者可以準(zhǔn)備入睡?？梢栽卺t(yī)院或診所執(zhí)行EEG，而且檢查通常由EEG技術(shù)人員執(zhí)行。技術(shù)人員通常在患者頭部的各個位置放置16-25個電極，并使用軟膏或細(xì)針把電極固定在適當(dāng)位置上。由醫(yī)生(通常是由神經(jīng)病科醫(yī)生)分析EEG記錄。在檢查期間，患者被要求完全放松，或各種形式的刺激可以被引入，諸如使患者迅速呼吸(換氣過度)或觀察頻閃觀測器以觀察大腦對上述刺激的響應(yīng)。EEG通常被執(zhí)行以診斷諸如癲癇癥這樣的特定潛在事件或疾病，或識別患者可能和上述病癥一起經(jīng)受的各種類型的發(fā)作。EEG檢查也可以用于估計(jì)可疑腦瘤、炎癥、感染(諸如腦炎)或腦疾病。檢查也可以用于估計(jì)意識不清或癡呆的特定階段。檢查也可以估計(jì)在經(jīng)歷了心搏停止或其它嚴(yán)重創(chuàng)傷后康復(fù)時的患者預(yù)后，以確認(rèn)昏迷患者的腦死亡，以研究睡眠疾病，或者當(dāng)患者在外科手術(shù)期間接受全身麻醉時監(jiān)測大腦活動。
ECG心電描記法(EKG、ECG)是一種通過附著在患者皮膚上并連接到數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的電極來記錄心臟電活動的方法，通常需要10-15分鐘的檢查。電極檢測電脈沖，而且未向身體施加電流。電極檢測導(dǎo)致心搏的身體電系統(tǒng)的活動。通常在患者胸部、手臂、小腿處的皮膚放置電極，通過那里的電極檢測電活動?；颊呖梢悦摰粞恳陨系囊路⒕砥鹨m子或褲子，以便露出患者的前臂和小腿。通常由專門臨床醫(yī)生執(zhí)行的檢查可以被安排在醫(yī)院、診所或?qū)嶒?yàn)室中進(jìn)行。在檢查以后，通常由心臟病學(xué)醫(yī)生分析心電描記法記錄。在檢查期間，通常要求患者平躺在床上或工作臺上，盡管其它步驟需要包括身體運(yùn)動在內(nèi)的特定類型的活動。在檢查期間，可以要求患者在執(zhí)行檢查之前休息一段時間。借助膠粘劑或其它裝置，通?？蓪?2個或更多個用于檢測電活動的電極放置在預(yù)定位置。上述區(qū)域可以被清潔并可能被剃去毛發(fā)以方便電極的放置和固定。此外，可以使用導(dǎo)電襯墊或軟膏以改善電脈沖的傳導(dǎo)。
采集系統(tǒng)將由電脈沖表示的電活動轉(zhuǎn)換成軌跡或線。ECG軌跡通常遵循由心臟產(chǎn)生的電脈沖的特征模式。特征模式的各個部分可以被識別和測量，包括通常被稱作P波、QRS波群、ST段和T波的波形部分。這些軌跡可以被計(jì)算機(jī)或心臟病學(xué)醫(yī)生用于分析可以指示醫(yī)療事件或疾病的異常。ECG步驟通常用于識別心臟疾病，諸如心擴(kuò)張、心臟血流不足的體征、心臟新或舊損傷的體征(例如，由心臟病發(fā)作引起的體征)、心律失常、由體內(nèi)的化學(xué)不平衡引起的電活動變化、心包炎癥的體征等。
EMG肌電描記法(EMG)是一種用于測量肌肉收縮放電的方法，通常執(zhí)行1-3個小時。通常，當(dāng)肌肉收縮時，產(chǎn)生了能夠被放置患者身上的傳感器檢測的電信號。EMG和在下文總結(jié)的神經(jīng)傳遞研究能夠用于幫助檢測能夠損害肌肉組織或神經(jīng)的癥狀和疾病的出現(xiàn)、定位和存在。EMG檢查和神經(jīng)傳遞研究通常被一起執(zhí)行以提供更完整的信息。
在準(zhǔn)備EMG檢查時，通常要求患者在檢查前在一定時限(諸如3個小時)內(nèi)避免某些藥物和興奮劑。在檢查前，應(yīng)記錄下諸如流血或稀釋血液這樣的特定情況和諸如使用心臟刺激器這樣的行為。在EMG檢查本身中，醫(yī)院或診所中的臨床醫(yī)生篩除外來電干擾。神經(jīng)病科醫(yī)生或軀體康復(fù)?？漆t(yī)生也可以在需要的地方執(zhí)行檢查。在檢查期間，通常要求患者采取放松體位，經(jīng)受檢查的肌肉按便于訪問它們的方式被放置。待查肌肉的上覆皮膚區(qū)域被清潔，而且包括參考電極和記錄電極在內(nèi)的電極被放置在皮膚上。參考電極通?？梢园ǜ街綑z查區(qū)域附近皮膚上的扁平金屬盤，或恰好插入到檢查區(qū)域附近皮膚下面的針。記錄電極通常包括通過導(dǎo)線連接到數(shù)據(jù)采集裝置或記錄器的針。記錄電極被插入到被檢查的肌肉組織中。然后，通常使用逐漸增加的收縮力，通過兩個電極記錄被檢查肌肉在休息時和收縮期間的電活動。記錄肌肉不同區(qū)域或不同肌肉的活動需要對電極進(jìn)行重定位。由此，就可以顯示出已采集的電活動數(shù)據(jù)，而且其通常具有棘波的形式。
盡管EMG檢查的結(jié)果通常和其它數(shù)據(jù)一起用于診斷疾病，但是它們可以被單獨(dú)分析。上述其它數(shù)據(jù)可以包括患者病史，關(guān)于特定癥狀的信息以及從其它檢查中獲取的信息。EMG檢查通常被執(zhí)行，用于幫助診斷能夠損害肌肉組織、神經(jīng)或神經(jīng)和肌肉之間連接的疾病，或用于估計(jì)虛弱、癱瘓或不隨意肌刺激的原因。上述檢查也能夠用于診斷諸如脊髓灰質(zhì)炎綜合癥這樣的疾病，以及影響正常肌肉活動的其它疾病。
EIT電阻抗斷層成像(EIT)是一種用于提供關(guān)于身體電參數(shù)信息的無創(chuàng)處理。特別是，該處理可以繪制出體內(nèi)電導(dǎo)率和介電常數(shù)的模態(tài)圖。電導(dǎo)率是材料導(dǎo)電性能的度量單位，同時介電常數(shù)是當(dāng)施加電場被引入時材料內(nèi)的電荷分離的性能的度量單位。高導(dǎo)電率材料允許直流和交流電通過。另一方面，高介電常數(shù)材料僅允許交流電通過。通過附著在患者皮膚上的電極向患者身體施加電流，并測量由此引起的電壓，可以在典型檢查中獲得采集體內(nèi)電導(dǎo)率和介電常數(shù)的交變數(shù)據(jù)。測量結(jié)果允許身體組織阻抗的計(jì)算，這種測量結(jié)果通過重建可以用于創(chuàng)建組織圖像。
因?yàn)樵跈z查期間提供的電流將沿最小阻抗路徑傳導(dǎo)，所以通過組織的電流將取決于患者組織的導(dǎo)電率分布。然后，通過各種重建技術(shù)，所獲取的數(shù)據(jù)被用于重建組織圖像。通常，圖像重建處理包括非線性數(shù)學(xué)計(jì)算，而且所得到的圖像能夠被用于各種診斷和治療目的。例如，所述過程可以用于檢測肺或肺栓子中的血凝塊。所述過程也可以用于檢測包括肺萎縮和水液停聚的肺部問題。能夠被檢測的其它疾病包括內(nèi)出血、黑素瘤、諸如乳腺癌這樣的癌瘤以及各種其它的醫(yī)學(xué)事件和狀態(tài)。
神經(jīng)傳導(dǎo)檢查神經(jīng)傳導(dǎo)研究已經(jīng)用于測量單個神經(jīng)能夠發(fā)送電信號的程度。神經(jīng)傳導(dǎo)研究和EMG研究兩者都能夠用于幫助檢測和定位能夠損害組織或神經(jīng)的疾病。神經(jīng)傳導(dǎo)研究和EMG通常被一起完成以提供用于診斷的更完整信息。如果兩種檢查被一起執(zhí)行，那么通常首先完成神經(jīng)傳導(dǎo)研究。
在準(zhǔn)備神經(jīng)傳導(dǎo)研究時，通常要求患者避免藥物以及諸如煙草和咖啡這樣的刺激物。此外，在檢查之前，出血或血液低粘稠性的組織和心臟植入物的使用被識別。神經(jīng)傳導(dǎo)研究本身通常由技術(shù)人員執(zhí)行，而且可以在醫(yī)院或診所或用于屏蔽電干擾的專用房間中進(jìn)行。通常由神經(jīng)病學(xué)醫(yī)生或軀體康復(fù)?？漆t(yī)生執(zhí)行檢查。在檢查期間，要求患者躺著或坐著，并放松身體的被檢查區(qū)域。若干扁平金屬盤電極被附著在患者皮膚上，并且放電電極被放置在被檢查神經(jīng)上方。記錄電極被放置在神經(jīng)控制的肌肉上方。電脈沖被重復(fù)施加到神經(jīng)上，然后傳導(dǎo)速度或獲取肌肉響應(yīng)所需的時間被記錄?？梢詫ι眢w不同側(cè)面的對應(yīng)肌肉之間的響應(yīng)時間進(jìn)行比較。如上所述，神經(jīng)傳導(dǎo)研究可以被執(zhí)行以檢測和估計(jì)對外周神經(jīng)系統(tǒng)的損傷，識別感覺異常的原因，診斷脊髓灰質(zhì)炎后綜合癥以及估計(jì)其它癥狀。
ENG眼震電流描記術(shù)(ENG)是指一系列用于估計(jì)患者通過眼、內(nèi)耳和腦的協(xié)調(diào)輸入維持位置和平衡感的檢查。例如，ENG檢查能夠用于判斷頭暈或眩暈是否是由內(nèi)耳或腦神經(jīng)結(jié)構(gòu)的損傷引起的。所述檢查使用了附著在面部上且導(dǎo)線連接到用于監(jiān)測眼球運(yùn)動的裝置上的電極。在EMG檢查系列期間，某些不隨意眼球運(yùn)動稱為眼球震顫，這通常在頭部運(yùn)動時發(fā)生的被測量。自發(fā)性或長期眼球震顫可以表現(xiàn)出影響神經(jīng)或內(nèi)耳結(jié)構(gòu)或腦結(jié)構(gòu)的某些疾病。
在準(zhǔn)備ENG檢查系列時，通常要求患者避免某些藥物和長時間的刺激物。由于可能在檢查期間干擾所用電極，所以應(yīng)避免使用或應(yīng)去掉助視和助聽器以及面部化妝品。在檢查時，一系列電極(通常是5個電極)使用導(dǎo)電膠粘劑被附著在患者面部。患者在暗室中采用坐姿接收檢查。在檢查期間，儀器被調(diào)節(jié)用于測量或監(jiān)測患者如何僅使用眼睛跟蹤移動點(diǎn)。然后，當(dāng)患者閉上眼睛執(zhí)行精神任務(wù)，向正前方和兩邊凝視，用眼睛跟蹤擺錘或其它物體的運(yùn)動和將頭部和身體移動到不同的位置時，讀數(shù)被獲取。此外，在冷熱試驗(yàn)期間眼球運(yùn)動可以被監(jiān)測，上述冷熱試驗(yàn)涉及放置到或吹到患者耳里面的熱或冷空氣或水。在上述檢查期間，電極檢測眼球運(yùn)動，并且監(jiān)測系統(tǒng)將運(yùn)動轉(zhuǎn)換成線式記錄。使用或不使用電極檢測眼球運(yùn)動，均可以執(zhí)行冷熱試驗(yàn)。檢查結(jié)果被分析以判斷異常不隨意眼球運(yùn)動是否被檢測，頭部運(yùn)動是否導(dǎo)致眩暈，和在冷熱試驗(yàn)期間眼球運(yùn)動是否具有正常強(qiáng)度和方向。如果在檢查期間有上述異常不隨意眼球運(yùn)動發(fā)生，或如果在冷熱試驗(yàn)期間有眩暈或異常眼球運(yùn)動被檢測，那么結(jié)果可能指示可能存在腦或神經(jīng)損傷，或耳影響平衡結(jié)構(gòu)的損傷。
組合上述方法的各種組合可以一起用于獲取更詳細(xì)或特定信息。尤其是，如上所述，神經(jīng)傳導(dǎo)檢查和EMG研究經(jīng)常被一起完成以相互補(bǔ)充。然而，根據(jù)一個或多個上述其它電檢查的結(jié)果，同一個特征或不同類型的更詳細(xì)檢查可以按順序完成。分析可以被組合起來或分別考慮以更好地識別潛在異常、物理狀態(tài)或病狀。
成像數(shù)據(jù)資源可以得到各種成像資源以用于診斷軟、硬組織的醫(yī)學(xué)現(xiàn)象和狀況，并用于分析特定解剖結(jié)構(gòu)的功能。而且，可獲得能夠在外科介入中使用的成像系統(tǒng)，例如輔助引導(dǎo)外科部件通過難以接近和不可視的區(qū)域。圖10提供了一種典型成像系統(tǒng)的總體視圖，并且后面的圖給出了特定醫(yī)學(xué)系統(tǒng)主要系統(tǒng)元件的更為詳細(xì)的說明。
參考圖10，成像系統(tǒng)126通常包括某種類型的成像裝置128，該成像裝置檢測信號并將該信號轉(zhuǎn)換為有用的數(shù)據(jù)。如下面更詳細(xì)地描述的，該成像裝置128可根據(jù)各種物理元件進(jìn)行操作以生成圖像數(shù)據(jù)?？墒?，通常表示患者感興趣區(qū)域地圖像數(shù)據(jù)由成像裝置在傳統(tǒng)載體，如膠片上，或在數(shù)字媒介上生成。
成像裝置在系統(tǒng)控制電路130的控制下工作。該系統(tǒng)控制電路可包括多個電路，例如放射源控制電路、定時電路、使數(shù)據(jù)采集與患者或病床的移動相配合的電路，控制放射線位置或其它源或檢測器的電路等。在成像數(shù)據(jù)或信號采集后，成像器128可以處理該信號，例如用于將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字值，并將圖像數(shù)據(jù)傳給數(shù)據(jù)采集電路132。在模擬介質(zhì)的情況下，例如膠片，該數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)通常包括該膠片的支持件，以及沖洗膠片和產(chǎn)生隨后能夠數(shù)字化的硬拷貝的設(shè)備。對于數(shù)字系統(tǒng)，該數(shù)據(jù)采集電路132可以執(zhí)行多種啟動處理功能，例如調(diào)整數(shù)字動態(tài)范圍、數(shù)據(jù)的平滑或銳化，以及在需要時編譯數(shù)據(jù)流和文件。然后，該數(shù)據(jù)被傳遞到數(shù)據(jù)處理電路134，其執(zhí)行另外的處理和分析功能。對于例如膠片之類的傳統(tǒng)媒介，該數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)可以向膠片施加紋理信息，以及將某種注釋或患者識別信息粘附在膠片上。對于各種可獲得的數(shù)字成像系統(tǒng)，數(shù)據(jù)處理電路執(zhí)行數(shù)據(jù)的實(shí)質(zhì)分析，數(shù)據(jù)排序、銳化、平滑、特征識別等。
最終，圖像數(shù)據(jù)被傳遞給某種類型的操作接口136以進(jìn)行觀看和分析。雖然在觀看之前可以對圖像數(shù)據(jù)執(zhí)行操作，該操作員接口136在根據(jù)收集的圖像數(shù)據(jù)查看重建圖像方面是有些用的。應(yīng)當(dāng)注意，在用膠片的情況下，通常圖像形成在光盒或類似的顯示裝置上以允許放射學(xué)家和主治醫(yī)生更容易地讀取和注釋圖像序列。該圖像也可以存儲在短期或長期存儲介質(zhì)中，該目的通常視為包括在接口136中，例如圖像存檔和傳輸系統(tǒng)。圖像數(shù)據(jù)也可以通過例如網(wǎng)絡(luò)29傳輸?shù)竭h(yuǎn)程位置。應(yīng)當(dāng)注意，從通常的觀點(diǎn)看，操作員接口136通常通過與系統(tǒng)控制電路130的接口提供了對成像系統(tǒng)的控制。而且，應(yīng)當(dāng)注意可以提供不止一個操作員接口136。因此，成像掃描器或工作站可以包括允許調(diào)節(jié)成像數(shù)據(jù)采集過程中采集的參數(shù)的接口。其中可以提供不同的操作員接口以操作、提供和增強(qiáng)得到的重建圖像。
下面是根據(jù)圖10中的整體系統(tǒng)結(jié)構(gòu)對特定成像模態(tài)的具體描述。
X射線圖11通常表示數(shù)字X射線系統(tǒng)150。應(yīng)當(dāng)注意，雖然在圖11中指的是一種數(shù)字系統(tǒng)，當(dāng)然也可以提供傳統(tǒng)的X射線系統(tǒng)作為一種在本技術(shù)中可控制和可指定的資源。尤其是，傳統(tǒng)的X射線系統(tǒng)也可以以膠片的形式和數(shù)字化圖像數(shù)據(jù)的形式提供非常有用的工具，所述數(shù)字化圖像數(shù)據(jù)通過諸如數(shù)字化儀的形式從膠片中提取。
在圖11中的系統(tǒng)140包括放射源142，通常是設(shè)計(jì)為發(fā)射放射線束144的X射線管。該射線可以被設(shè)定或調(diào)節(jié)，通常通過調(diào)節(jié)放射源142的參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)，例如目標(biāo)類型、輸入功率水平和過濾器類型。產(chǎn)生的放射線144通常被引導(dǎo)通過準(zhǔn)直器146，該準(zhǔn)直器確定射向患者4的射線束的范圍的和形狀。患者4的一部分位于射線束144的路徑上，并且該射線撞擊到數(shù)字檢測器148上。
檢測器148通常包括一個象素矩陣，該檢測器對射線撞擊在該矩陣的各個位置的強(qiáng)度進(jìn)行編碼。閃爍體強(qiáng)高能量的X射線轉(zhuǎn)換為低能量的光子，這些光子由檢測器內(nèi)的光電二極管檢測。X射線由患者體內(nèi)的組織進(jìn)行衰減，使得該象素確定各種衰減程度，所述衰減程度由形成最終重建圖像的基礎(chǔ)的各種強(qiáng)度級得到。
提供了控制電路和數(shù)據(jù)采集電路以用于調(diào)節(jié)圖像采集過程和檢測和處理得到的信號。尤其是，在圖11的描述中，提供了源控制器150，以用于調(diào)節(jié)放射源142的操作。當(dāng)然，也可以提供其他控制電路以控制該系統(tǒng)的可控制部分，例如病床位置，放射源位置等。數(shù)據(jù)采集電路152與檢測器148耦合，并且允許讀出光電檢測器曝光后的電荷讀數(shù)。通常，光電檢測器上的電荷被撞擊的放射線損耗，并且光電檢測器隨后被充電以測量該損耗。讀出電路可包括用于系統(tǒng)地讀取對應(yīng)于圖像矩陣象素位置的光電檢測器的行和列的電路。然后，得到的信號由數(shù)據(jù)采集電路152數(shù)字化，并傳遞給數(shù)據(jù)處理電路154。
數(shù)據(jù)處理電路154可執(zhí)行一系列操作，包括數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)中的偏移、增益等的調(diào)節(jié)，以及執(zhí)行各種成像增強(qiáng)功能。然后，得到的數(shù)據(jù)傳遞給操作員接口或存儲裝置用于短期或長期存儲。根據(jù)該數(shù)據(jù)重建的圖像可以顯示在操作員接口上，或可以通過例如網(wǎng)絡(luò)2 9傳遞到其他位置以便觀看。而且，數(shù)字化數(shù)據(jù)可作為曝光和將重建圖像打印到諸如膠片的傳統(tǒng)硬拷貝介質(zhì)上的基礎(chǔ)。
MR圖12是表示通常的磁共振成像系統(tǒng)156的圖示。該系統(tǒng)包括將患者定位在其中進(jìn)行圖像數(shù)據(jù)采集的掃描器158，該掃描器158通常包括用于生成影響患者體內(nèi)旋磁物質(zhì)的磁場的主磁體，由于所述旋磁物質(zhì)，通常是水和代謝物，視圖與磁場排在一條直線上，梯度線圈產(chǎn)生另外的彼此正交設(shè)置的磁場。該梯度磁場有效地選擇通過患者的一個組織切片進(jìn)行成像，并根據(jù)在該層中的旋磁物質(zhì)的旋轉(zhuǎn)相位和頻率對該層中的旋磁物質(zhì)進(jìn)行編碼。掃描器中的射頻(RF)線圈產(chǎn)生高頻脈沖以激勵旋磁物質(zhì)，并且，當(dāng)該物質(zhì)視圖重新隨著磁場重新排列時，磁共振信號被發(fā)射，該信號被射頻線圈收集。
掃描器158被耦合到梯度線圈控制電路160上，并被連接到RF線圈控制電路162上。該梯度線圈控制電路允許調(diào)節(jié)各種脈沖序列，該脈沖序列限定了用于生成圖像數(shù)據(jù)的成像或檢查方法。通過梯度線圈控制電路160實(shí)現(xiàn)的脈沖序列描述設(shè)計(jì)為對特定的切片、解剖結(jié)構(gòu)成像，以及允許對移動組織，例如血液，和緩和(defusing)物質(zhì)進(jìn)行特定成像。該脈沖序列可順序地對多切片進(jìn)行成像，例如用于分析各種器官或功能，以及進(jìn)行三維圖像重建。RF線圈控制電路162允許向RF激勵線圈施加脈沖，并用于接收和部分地處理由此檢測到的MR信號。還應(yīng)當(dāng)注意，對于特定的解剖結(jié)構(gòu)和目的可以使用多種RF線圈結(jié)構(gòu)。另外，可用單獨(dú)的RF線圈發(fā)射RF脈沖，另一個不同的線圈用于接收所得到的信號。
梯度和RF線圈控制電路的功能受系統(tǒng)控制器164的控制。該系統(tǒng)控制器執(zhí)行定義圖像數(shù)據(jù)采集過程的脈沖序列規(guī)程。該系統(tǒng)控制器通常允許通過操作員接口136對檢查序列進(jìn)行一些修改和設(shè)置。
數(shù)據(jù)處理電路166接收檢測的MR信號并處理該信號，以獲得用于重建的數(shù)據(jù)。通常該數(shù)據(jù)處理電路166對接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)字化，并對信號進(jìn)行二維快速傅立葉變換，以對在產(chǎn)生MR信號的選定切片的特定位置進(jìn)行解碼。得到的信息提供了在該切片各個位置或體元(體素)產(chǎn)生的MR信號強(qiáng)度的指示。然后，每個體素可以被轉(zhuǎn)換為用于重建的圖像數(shù)據(jù)中的象素強(qiáng)度。數(shù)據(jù)處理電路166可以執(zhí)行多種其他功能，例如用于圖像增強(qiáng)，動態(tài)范圍調(diào)整、強(qiáng)度調(diào)整、平滑、銳化等。得到的處理后圖像數(shù)據(jù)通常傳遞到操作員接口進(jìn)行觀察，以及進(jìn)行短期或長期存儲。在前面的成像系統(tǒng)的例子中，MR圖像數(shù)據(jù)可以在掃描位置本地查看，也可以例如通過網(wǎng)絡(luò)連接29傳遞到在研究機(jī)構(gòu)內(nèi)和遠(yuǎn)離研究機(jī)構(gòu)的遠(yuǎn)程位置。
CT圖13描述了計(jì)算機(jī)斷層掃描(CT)成像系統(tǒng)的基本組成。該CT成像系統(tǒng)168包括放射源170，其設(shè)置為產(chǎn)生扇形束X射線172。準(zhǔn)直器174對射線束進(jìn)行了限定。該射線束172指向由光電檢測器和晶體管陣列組成的彎曲的檢測器176，所述光電檢測器陣列和晶體管陣列允許讀出自源170發(fā)出的撞擊在檢測器上的二極管電荷的損耗。該放射源、準(zhǔn)直器和檢測器按照在旋轉(zhuǎn)臺架178上，該旋轉(zhuǎn)臺架使得它們能夠快速地旋轉(zhuǎn)(例如以每秒旋轉(zhuǎn)兩次的速度)。
在檢查序列中，當(dāng)所述源和檢測器旋轉(zhuǎn)時，在圍繞定位在臺架內(nèi)的患者4的成角度移位的位置生成一系列視圖幀。在每次旋轉(zhuǎn)時采集許多視圖幀(例如在500和1000之間)，并且進(jìn)行多次旋轉(zhuǎn)，例如在患者沿著該系統(tǒng)的軸向方向緩慢移動的螺旋模式下。對于每個視圖幀，從該檢測器的各個象素位置收集數(shù)據(jù)以產(chǎn)生大量離散數(shù)據(jù)。源控制器180調(diào)節(jié)放射源170的操作，而臺架/病床控制器182調(diào)節(jié)臺架的旋轉(zhuǎn)和控制患者的運(yùn)動。
由檢測器采集的數(shù)據(jù)被數(shù)字化并傳遞給數(shù)據(jù)采集電路184。數(shù)據(jù)采集電路可以執(zhí)行數(shù)據(jù)的初始化過程，例如產(chǎn)生數(shù)據(jù)文件。該數(shù)據(jù)文件可以包括其它有用的信息，比如與心動周期、特定時間在系統(tǒng)內(nèi)的位置等相關(guān)的信息。然后，數(shù)據(jù)處理電路186接收該數(shù)據(jù)并執(zhí)行大量數(shù)據(jù)處理和計(jì)算。
通常，來自CT掃描器的數(shù)據(jù)可以用多種方式進(jìn)行重建，例如，完全360°旋轉(zhuǎn)的視圖幀可用于重建通過患者的一個切片或厚片層的圖像。然而，因?yàn)橥ǔＳ幸恍┬畔⑹侨哂嗟?在患者的不同側(cè)面對相同的解剖組織進(jìn)行成像)，因而可以構(gòu)建減少的數(shù)據(jù)集，其包括用于查看在180°角加上旋轉(zhuǎn)扇形角采集的信息。作為選擇，可采用多扇區(qū)重建，在多扇區(qū)重建中可以從繞患者旋轉(zhuǎn)的多個旋轉(zhuǎn)周期部分采集同樣數(shù)量的視圖幀。然后，將數(shù)據(jù)重建為有用的圖像包括計(jì)算射線在檢測器上的投影和識別在患者特定位置的數(shù)據(jù)的相對衰減。原始數(shù)據(jù)、部分處理的數(shù)據(jù)和完全處理后的數(shù)據(jù)可被傳遞用于后處理、存儲和圖像重建。數(shù)據(jù)可以直接由操作者獲得，例如在操作員接口136獲得，并且可通過網(wǎng)絡(luò)連接29進(jìn)行遠(yuǎn)程傳輸。
PET圖14說明了正電子發(fā)射斷層攝影(PET)成像系統(tǒng)的基本部分。PET成像系統(tǒng)188包括放射示蹤模塊190，其有時稱作回旋加速器。該回旋加速器適于準(zhǔn)備某種標(biāo)記的或放射標(biāo)記的物質(zhì)，例如帶有放射標(biāo)記物質(zhì)的葡萄糖。然后，該放射物質(zhì)注射到患者4，如參考數(shù)字192所示。然后將患者放置在PET掃描器194中。隨著被標(biāo)記物質(zhì)的放射性在患者體內(nèi)的衰減，該掃描器檢測從被標(biāo)記物質(zhì)放射的物質(zhì)。尤其是，正電子，有時稱作陽電子，當(dāng)放射性核素水平衰減時由該物質(zhì)發(fā)射出來。所述正電子行程短并最終與電子結(jié)合，生成伽馬光子對，掃描器中的光電倍增管-閃爍體檢測器檢測該伽馬射線并根據(jù)所檢測的射線產(chǎn)生信號。
掃描器194在掃描器控制電路196的控制下進(jìn)行操作，它通過操作員接口136進(jìn)行調(diào)節(jié)。在多數(shù)PET掃描器中，患者全身被掃描，并且由伽馬射線檢測的信號被傳送給數(shù)據(jù)采集電路198。該射線特別的強(qiáng)度和位置能夠由數(shù)據(jù)處理電路200識別，并且重建的圖像能夠用公式表示，并可以在操作員接口136上查看，或者原始的或處理后的數(shù)據(jù)可以被存儲以用于后期的圖像增強(qiáng)、分析和查看。該圖像或圖像數(shù)據(jù)也可以通過網(wǎng)絡(luò)連接29傳輸?shù)竭h(yuǎn)程位置。
PET掃描通常用于檢測癌癥和檢查癌癥治療效果。該掃描也用于確定血流，例如關(guān)于心臟的血流，并可以用于評價冠狀動脈疾病癥狀。結(jié)合心肌代謝研究，PET掃描可用于從能夠由例如血管成形術(shù)或冠狀動脈旁路手術(shù)之類的操作獲益的心肌中區(qū)分非功能型心肌，以形成足夠的血流。腦部的PET掃描也可用于評價患有未確定原因的記憶紊亂的患者，以評價出現(xiàn)腦部腫瘤的可能性，并且分析該疾病發(fā)作的潛在原因。在這些不同的過程中，通常根據(jù)不同類型組織對標(biāo)記物質(zhì)的不同吸收產(chǎn)生PET圖像。
熒光X線照相術(shù)熒光檢查法或熒光X線照相系統(tǒng)包括連接到攝影和視頻照相機(jī)上的X線圖像增強(qiáng)器。在數(shù)字系統(tǒng)中，基本的熒光系統(tǒng)可主要與上面參考圖11所描述的系統(tǒng)相似。例如，在簡單系統(tǒng)中，帶有視頻照相機(jī)的圖像增強(qiáng)器可以將圖像顯示在視頻監(jiān)視器上，而更復(fù)雜的系統(tǒng)可包括高分辨率的熒光X線照相機(jī)，以生成靜止圖像和具有不同分辨率的照相機(jī)以生成動態(tài)圖像。那些用于諸如數(shù)字X線系統(tǒng)的數(shù)字檢測器也用于這種熒光X線照相系統(tǒng)。所收集的數(shù)據(jù)可以被記錄用于以后將其重建為動畫圖片類型顯示。這種技術(shù)有時也稱為電影熒光X線照相術(shù)。這種方法在心臟研究中得到廣泛的應(yīng)用，例如記錄活體心臟的運(yùn)動。而且，可進(jìn)行該研究便于以后參考，或也可以在實(shí)際的實(shí)時外科介入中執(zhí)行。
和在傳統(tǒng)X線系統(tǒng)一樣，用于熒光X線照相系統(tǒng)的照相機(jī)接收視頻信號，該信號由視頻監(jiān)視器收集用于立即顯示。視頻磁帶或磁盤記錄器可用于存儲和以后重放。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)或數(shù)據(jù)處理電路可以以實(shí)時地和順序地方式對圖像數(shù)據(jù)執(zhí)行另外的處理和分析。
在熒光X線照相系統(tǒng)中使用的各種技術(shù)可稱為視頻熒光透視法或篩查法，和數(shù)字化熒光透視法。后一種技術(shù)取代了許多傳統(tǒng)的基于光攝影術(shù)的方法，并且根據(jù)特定的臨床應(yīng)用，有時稱為數(shù)字斑塊成像(DSI)，數(shù)字化心臟成像(DCI)和數(shù)字化血管成像(DVI)/數(shù)字化血管造影(DSA)。諸如激光成像裝置這樣的硬拷貝裝置被用于輸出數(shù)字圖像的硬拷貝。此外，熒光透視技術(shù)可用于與傳統(tǒng)的X線技術(shù)相結(jié)合，特別是如上所述使用數(shù)字化X線檢測器時。也就是，高能量X射線圖像可以與熒光圖像間隔拍攝，該X線圖像提供了具有較高分辨率和清晰度的圖像，而熒光圖像提供了實(shí)時運(yùn)動的視圖。
乳房X線照相術(shù)乳房X線照相術(shù)通常指使用低劑量X線系統(tǒng)和高對比度、高分辨率膠片或如上所述的數(shù)字化X線系統(tǒng)來檢查乳房的特定類型的成像。其他的乳房X線照相系統(tǒng)可使用上面所描述的類型的CT成像系統(tǒng)，收集用于重建有用圖像的信息集。典型的乳房X線照相術(shù)單元包括X線放射源，例如傳統(tǒng)的X射線管，其可適于各種發(fā)射水平和濾除射線。X射線膜或數(shù)字化檢測器可以放置在與放射源相對的位置，并且由設(shè)置在這些部件之間的板擠壓以增強(qiáng)覆蓋并有助于在重建圖像中定位可檢測的特征或異常。通常，重要特征由于與周圍組織相比對X射線的吸收和衰減不同，其在所收集的數(shù)據(jù)或在曝光的膠片上是可視的，所述重要特征可包括諸如微鈣化點(diǎn)，各種體和損傷等解剖特征。乳房X線照相術(shù)在早期癌癥的檢測中起到重要的作用，而癌癥在非常早的階段被檢測到就能夠得到更好地治療。
超聲波檢查法超聲成像技術(shù)通常包括超聲波掃描術(shù)，其使用高頻聲波而不是電離或其他類型的射線。該系統(tǒng)包括一個探頭，該探頭與患者皮膚直接相鄰，其中在患者皮膚上涂有凝膠以促進(jìn)聲波的傳輸和接收回波。來自具有不同聲學(xué)特性的組織平面和結(jié)構(gòu)的聲束的反射特性可以被檢測和處理。在得到數(shù)據(jù)的亮度級指示了反射的聲波的強(qiáng)度。
超聲波掃描術(shù)通常以實(shí)時方式執(zhí)行，并連續(xù)顯示在視頻監(jiān)視器上。凍結(jié)幀圖像可以被捕獲，例如記錄在實(shí)時研究中顯示的視圖。在超聲系統(tǒng)中，如在傳統(tǒng)的放射成像系統(tǒng)中，結(jié)構(gòu)的外形很大程度上取決于它們的組成。例如，充滿水的結(jié)構(gòu)(例如囊腫)在得到的重建圖像中看上去是黑色的，而含脂肪的結(jié)構(gòu)通常看上去亮些。鈣化，比如結(jié)石，看上去是亮的并產(chǎn)生特征性的陰影狀偽影。
當(dāng)說明超聲研究時，放射學(xué)家和臨床醫(yī)生通常使用術(shù)語“回波強(qiáng)度”(echogeneity)描述對象的亮度?！暗突夭ā苯Y(jié)構(gòu)在重建圖像中表現(xiàn)為暗色，而“高回波”結(jié)構(gòu)表現(xiàn)為亮色。
超聲波掃描術(shù)表現(xiàn)出比其他成像技術(shù)優(yōu)越的地方，例如沒有電離輻射，系統(tǒng)的高度便攜性，和系統(tǒng)相對較低的價格。尤其是，超聲檢查可以通過使用移動系統(tǒng)在病床旁和在急診室使用，該系統(tǒng)也擅長于區(qū)分對象是實(shí)體的還是囊性的。配有其他成像設(shè)備，超聲結(jié)果可以直接觀察，或可以被存儲用于以后觀察，發(fā)送到遠(yuǎn)程位置并分析。
紅外線臨床熱成像，或者已知的紅外線成像，是根據(jù)對反應(yīng)人體生理狀況正?；虍惓５钠つw表面溫度的細(xì)致分析。該過程通常或者通過在身體的一部分上施加液晶板，或者通過復(fù)雜的計(jì)算機(jī)接口鏈接的超敏感紅外照相機(jī)來進(jìn)行。每個過程外推熱數(shù)據(jù)并形成圖像，該圖像可用于評價可能的疾病或損傷的癥狀。身體表面溫度的差異可指示異常血流增加，例如，由于內(nèi)部組織的創(chuàng)傷或損傷而產(chǎn)生的血流增加。
核核醫(yī)學(xué)涉及向患者施加小劑量放射性物質(zhì)，并隨后記錄從患者的放射線物質(zhì)聚焦的位置發(fā)出的放射線。核醫(yī)學(xué)在診斷和治療中有相當(dāng)廣泛的應(yīng)用。通常，核醫(yī)學(xué)基于采用放射線形式的能量從特定類型原子核的自發(fā)發(fā)射。放射線通常采用alpha、beta和gamma射線的形式，原子核應(yīng)用于放射性藥物中作為示蹤劑，該示蹤劑可以被檢測以進(jìn)行成像，或者其射線可用作治療目的。
示蹤劑是一種當(dāng)放置在人體內(nèi)能夠發(fā)射放射線并能夠被識別的物質(zhì)。由于不同組織對示蹤劑的吸收不同，當(dāng)被感覺并適當(dāng)?shù)胤胖迷谏眢w中，它們的發(fā)射可用于對器官和各種內(nèi)部組織成像。放射性藥物通常通過口服或靜脈注射給藥，并傾向于位于特定器官或組織中。掃描器械檢測由放射線物質(zhì)產(chǎn)生的放射線，并且根據(jù)檢測的信號可以重建圖像。對生物樣本的放射性藥物分析也可以通過將來自患者的樣本，例如血液或尿液與放射線材料組合以測量該樣本的各種成分。
在治療中，由于放射線材料產(chǎn)生的射線在組織中能夠被吸收，因此可以使用放射性材料，例如，放射性電離可以被截留在癌組織中，而沒有額外的射線包繞健康組織。這種混合物用于各種類型的治療中，例如用于甲狀腺癌，由于碘易于直接進(jìn)入甲狀腺，小劑量的放射性碘被吸收在腺體中用于治療或診斷目的。為了進(jìn)行診斷，放射醫(yī)生可以判斷是否吸收的碘過少或過多，這分別提供了一種甲狀腺機(jī)能減退或甲狀腺機(jī)能亢進(jìn)的指示。
在核醫(yī)學(xué)中其他類型的成像可包括使用其他化合物，例如锝，是一種放射性藥物物質(zhì)，其與患者的白細(xì)胞結(jié)合，并可以用于識別骨中轉(zhuǎn)移性病灶或癌癥的轉(zhuǎn)移。在一段時間的固定后，可以進(jìn)行對特定肢體或整個身體的掃描，以判斷是否能診斷轉(zhuǎn)移。锝也可用于識別肝臟或膽囊的異常，例如由于結(jié)石導(dǎo)致的阻塞。該物質(zhì)也可用在放射性核素腦室造影照片中，在這種操作中，來自患者血液的樣本被除去(例如近似10cm3)，并且放射性锝通過化學(xué)方式附著到紅細(xì)胞上。然后，該細(xì)胞回輸給患者并通過心臟的循環(huán)被跟蹤和成像。
锝在核醫(yī)學(xué)中的其他應(yīng)用包括診斷闌尾炎，這是由于發(fā)生炎癥而在器官中出現(xiàn)白細(xì)胞。同樣，與锝有關(guān)的技術(shù)可用于診斷異常的炎癥和感染。
在放射腫瘤學(xué)中，可以確定已知或可能范圍的腫瘤， 并且確定用于攻擊腫瘤細(xì)胞而避免對周圍健康組織產(chǎn)生主要損傷的放射線。外部射線治療包括例如，來自線性加速器的射線、電子回旋加速器或用于消滅已知位置的癌的鈷儀器。在短距離放射治療中，放射源，例如碘、銫或銥組合照射到腫瘤中或沿著腫瘤的邊界照射。在另一種腫瘤治療中，已知的硼中子俘獲治療(MNCT)，由含有硼的非放射線藥物生成α粒子，隨后的中子束射線使得中子與腫瘤中的硼反應(yīng)生成有助于消滅腫瘤的α粒子。
放射線核素能夠自然地發(fā)射或可以在反應(yīng)堆、回旋加速器、發(fā)生器等中產(chǎn)生。對于放射線治療，腫瘤學(xué)或其他在核藥物上的應(yīng)用，放射性藥物是人工生產(chǎn)的。該放射性藥物具有相對短的半衰期，例如它們可以用于特定的目的，并且對無毒物質(zhì)衰減相對較快。
熱聲學(xué)熱聲學(xué)成像系統(tǒng)基于對特定組織施加短脈沖的能量，該能量被產(chǎn)生并施加到患者的組織上，使得部分能量被患者的組織吸收。由于組織的加熱，引起該組織的膨脹并因此產(chǎn)生聲波。多維圖像數(shù)據(jù)能夠獲得，其與組織的能量吸收相關(guān)。能夠可以以短脈沖射頻(RF)波被施加。然后，得到的熱聲學(xué)射線被超聲檢測器(換能器)陣列檢測。
熱聲學(xué)掃描器通常包括成像振蕩回路、多通道放大器和RF發(fā)生器。該發(fā)生器和該檢測器的其他部分通常設(shè)置在RF屏蔽室或屏蔽環(huán)境中。數(shù)字采集系統(tǒng)與旋轉(zhuǎn)發(fā)動機(jī)一同提供，以采集熱聲學(xué)發(fā)射信號。然后，處理系統(tǒng)過濾該信號，并且以數(shù)字形式處理它們以進(jìn)行圖像重建。通常，通過傳遞給患者的能量確定圖像對比度，并且通過聲音傳播特性和檢測器幾何學(xué)確定圖像的空間分辨率。
臨床實(shí)驗(yàn)室資源臨床實(shí)驗(yàn)室資源包括各種分析身體組織的技術(shù)。許多資源是以對來自身體不同部分的流體的提取和分析為基礎(chǔ)的，并將該流體的可檢測的參數(shù)與患者個體的標(biāo)準(zhǔn)或患者人群的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較。臨床實(shí)驗(yàn)室分析的過程包括對流體或組織進(jìn)行采樣，采樣通常在醫(yī)院或門診部期間進(jìn)行。這種組織收集可包括各種采樣操作，例如收集血液、唾液、尿液、腦脊液(CSF)等。上述組織被收集并存儲在特別準(zhǔn)備的容器中并傳送到實(shí)驗(yàn)室用于檢測分析。
存在許多不同的對身體流體和組織進(jìn)行臨床實(shí)驗(yàn)室檢測的方法。這些技術(shù)中的一些技術(shù)包括將抗體或抗原與被檢測的組織混合。所述抗體主要由免疫系統(tǒng)產(chǎn)生的特殊蛋白質(zhì)組織，身體產(chǎn)生這種蛋白質(zhì)以響應(yīng)某種類型的感染或體內(nèi)異質(zhì)的物質(zhì)或器官?？乖鞘姑庖呦到y(tǒng)在體內(nèi)產(chǎn)生響應(yīng)的物質(zhì)，這種抗原包括細(xì)菌、病毒、藥物或其他組織，在某種環(huán)境下包括患者自身的組織。
通常，例如當(dāng)血液中的抗體要被檢測時，抗原通常用于測試和分析。反過來，在要檢測抗體的存在時，抗體可能被使用。例如，可根據(jù)將一部分引起肢體疾病的細(xì)菌——抗原放置到盛放患者血樣的容器中以分析是否存在萊姆關(guān)節(jié)炎(lyme)，如果存在抵抗lyme疾病細(xì)菌的抗體，就會與抗原反應(yīng)并用多種方法檢測到。陽性反應(yīng)將表示可能存在該疾病，而陰性反應(yīng)表示可能不存在該疾病。
血液全部血細(xì)胞計(jì)數(shù)(CBC)提供了關(guān)于血液中細(xì)胞類型和數(shù)量的重要信息。通常，血液中含有多種成分，包括紅細(xì)胞、白細(xì)胞和血小板。CBC幫助醫(yī)生評價癥狀，例如虛弱、乏力、瘀傷并診斷特定疾病狀態(tài)和醫(yī)學(xué)事件，例如貧血、感染和許多其他的一般病癥。
CBC和其他血液測試可以針對血液成分的特定參數(shù)。尤其是，這種測試可用于確定白細(xì)胞計(jì)數(shù)、紅細(xì)胞計(jì)數(shù)、血球容量、血色素、各種紅細(xì)胞指標(biāo)、血小板技術(shù)和其他血液環(huán)形測量。然后，得到的指標(biāo)，通常采用程度或范圍的形式，與已知的正?；虍惓Ｋ胶头秶啾容^，作為健康或可能患病狀態(tài)的指示。隨著時間的推移，這種比較可以根據(jù)患者自身正?；虍惓Ｋ?，作為疾病發(fā)展或治療結(jié)果或身體本身對感染或其他醫(yī)學(xué)事件的反應(yīng)的指示。
在血液分析中特定類型的檢測可以指示相當(dāng)多的醫(yī)學(xué)病癥。例如，白細(xì)胞技術(shù)水平增高可指示感染或身體對某種類型治療的響應(yīng)，例如癌癥治療。白細(xì)胞可以與相互區(qū)別，以識別白細(xì)胞的主要類型，包括嗜中性粒細(xì)胞、淋巴細(xì)胞、單核細(xì)胞、嗜酸性粒細(xì)胞和嗜堿細(xì)胞。上述每種類型的細(xì)胞在身體響應(yīng)方面都起到了重要作用，上述每種類型白細(xì)胞的數(shù)量可提供關(guān)于免疫系統(tǒng)和免疫反應(yīng)的重要信息。因此，白細(xì)胞計(jì)數(shù)水平的水平和改變能夠識別感染、過敏性或中毒反應(yīng)，以及其他特定病癥。
分析紅細(xì)胞可用于許多目的，例如，由于紅細(xì)胞提供了組織的氧和二氧化碳的交換，它們的相對計(jì)數(shù)可提供是否向身體提供了足夠的氧氣的指示，或者如果該值升高，指示是否存在紅血球增多的可能性，紅血球增多可能導(dǎo)致毛細(xì)血管的聚集和堵塞。血球容量計(jì)測量紅細(xì)胞在血液中占的體積。血球容量值通常提供了紅細(xì)胞在血液中所占的體積百分比。所述血球容量值測試測量了紅細(xì)胞在血中的相對量，并提供了所述血液攜帶氧通過全身的能力的指示。其他紅細(xì)胞指標(biāo)包括平均血球容積、平均毛細(xì)血管血色素和平均毛細(xì)血管血色素濃度。這些指標(biāo)通常在CBC的其他測量中確定，并且提供了紅細(xì)胞相對大小、細(xì)胞的血色素含量和平均血細(xì)胞的血色素濃度的指示。例如，這些測量可用于識別不同類型的貧血。
血小板或凝血細(xì)胞計(jì)數(shù)提供了血液中血小板的相對水平，并且可用于指示凝血和出血的異常。
除了前面的分析，可以執(zhí)行血液涂片檢查，其中血液被涂抹和染色以進(jìn)行人工或自動視覺觀察。包含在血中的各種細(xì)胞類型和計(jì)數(shù)可從這種檢查中得到確認(rèn)，包括識別各種異常細(xì)胞類型。此外，在血液檢測中可以檢測大量化學(xué)成分，包括白蛋白、堿、磷酸酶、ALT(SGPT)、AST(SGOT)、BUN，血清鈣、血清氯化物、二氧化碳、肌氨酸酐、直接膽紅素、γ-GT葡萄糖、LDH、血清磷、鉀、血清鈉、總膽紅素、總膽固醇、總蛋白、尿酸等。
血液檢測液用于識別腫瘤生物標(biāo)記物的存在或改變。例如，癌癥的出現(xiàn)，例如結(jié)腸癌、前列腺癌、肝癌的出現(xiàn)直接與特定生物標(biāo)記物的升高的血液水平相聯(lián)系，比如致癌性胚胎抗原(CEA)，前列腺特異性抗原(PSA)，和α胎兒球蛋白(AFP)分別可由酶連接的免疫吸收劑試驗(yàn)(ELISA)測試檢測，正如下面詳細(xì)描述的那樣。
尿液對尿液樣本可進(jìn)行多種分析，這些分析中的某些可基于該樣本的整體外觀和特性，而其他分析可基于化學(xué)和顯微鏡分析。在根據(jù)尿液的肉眼可見的特征的分析中，檢測其顏色、透明度、氣味、比重和pH。
影響尿液樣本顏色的因素包括流體平衡、飲食。藥物和疾病狀態(tài)。顏色可以是，例如指示尿液中出現(xiàn)血，這表示諸如腎炎之類的病癥。尿液的相對清澈度(即透明或渾濁)可指示是否出現(xiàn)細(xì)菌、血、精子、結(jié)晶或粘液。這些反過來可指示異常的生理狀況。確定的疾病狀態(tài)或生理狀態(tài)也可以導(dǎo)致氣味異常，這可以在血液中檢測到。比如E.大腸桿菌。尿液的比重提供和指示了溶解在樣本中的物質(zhì)的相對量。通常，較高的比重可以指示溶解在尿液中的較高水平的固體物質(zhì)，并可以提供腎臟功能和狀態(tài)的指示。樣本的pH值(即樣本酸堿度)可作為腎臟功能和狀態(tài)的一種指標(biāo)。例如，尿液pH可以通過治療進(jìn)行調(diào)整，以便避免形成某種類型的腎結(jié)石。
可以對樣本進(jìn)行化學(xué)分析，以提供對蛋白質(zhì)、葡萄糖和酮等成分的指示。在血液中出現(xiàn)蛋白質(zhì)是某種身體病癥和狀態(tài)的指示，例如發(fā)燒、正常懷孕，以及疾病，例如腎臟疾病。葡萄糖通常在血液中出現(xiàn)，但一般不出現(xiàn)在尿液中，在尿液樣本中出現(xiàn)葡萄糖可能表示糖尿病或某種腎臟損害或疾病。酮，是脂肪新陳代謝的副產(chǎn)品，正常情況下出現(xiàn)在尿中，不過酮水平較高可是一種表明諸如糖尿病酮酸中毒的信號。其他異常狀況，比如低糖和淀粉的飲食、饑餓和長期嘔吐也可能導(dǎo)致尿液中酮水平的升高。
對尿液樣本的顯微鏡分析可用于檢測各種物質(zhì)的存在，包括紅細(xì)胞和白細(xì)胞、脫落物、結(jié)晶、細(xì)菌、酵母細(xì)胞和寄生蟲。這種固體物質(zhì)通常通過將尿液樣本放置到離心機(jī)中使這些物質(zhì)形成沉淀而進(jìn)行檢測。脫落物和結(jié)晶可指示腎臟功能異常，而存在細(xì)菌、酵母細(xì)胞和寄生蟲可指示各種類型感染的存在。
唾液對唾液的分析可用于許多臨床目的。例如，性荷爾蒙檢測可通過不同方法進(jìn)行，包括唾液和血清。性荷爾蒙通常包括雌二醇、雌激素酮、雌三醇、睪丸激素、黃體酮、DHEA、褪黑激素和氫化可的松。在使用唾液檢測中，荷爾蒙的自由部分被計(jì)算以達(dá)到基線值。唾液反映了血流中(與測量總體水平的血液和尿液不同)的類固醇的生物活性(游離)成分。荷爾蒙的游離成分能夠容易地通過血液進(jìn)入唾液腺中，在性類固醇荷爾蒙中的游離部分的降低特別地導(dǎo)致更年期前期(perimenopause)和絕經(jīng)?？梢詧?zhí)行這種測試，例如以用于判斷是否荷爾蒙替代治療可被認(rèn)為使荷爾蒙水平和平衡從當(dāng)前水平回到可保護(hù)的范圍。
唾液測試也用于識別腫瘤標(biāo)記物水平的存在或改變。例如，在婦女中乳腺癌的出現(xiàn)直接與唾液中c-erbB-2的升高相聯(lián)系，這可以通過酶連接的免疫吸收劑(ELISA)檢測，如下面詳細(xì)說明的。
同樣，基于痰液的測試能夠用于診斷疾病狀態(tài)，例如肺癌。這種診斷基于如下事實(shí)癌細(xì)胞可以存在于從患者從氣道呼出的流體中。在典型的實(shí)施方式中，臨床醫(yī)生將痰液樣本作為一種篩查工具，在肺中的非典型細(xì)胞轉(zhuǎn)化為癌細(xì)胞之前，通過判斷該樣本是否包括來自肺中的非典型細(xì)胞來對痰液樣本進(jìn)行分析。
胃腸的流體對胃腸流體的分析在檢測和診斷某種疾病狀態(tài)或各種內(nèi)部器官功能異常中同樣重要。例如，肝功能測試(LFT)提供了對源發(fā)和繼發(fā)肝臟疾病的檢測，雖然通常這些檢測都不是特異性的。這就是說，該結(jié)果必須經(jīng)過人工分析和解釋，以提供最大程度的可用信息。實(shí)際上，某些常用的檢查可以作為功能檢測而不是作為疾病的檢測。
在一個示例性測試中，膽紅素被采樣和分析。膽紅素來自網(wǎng)狀內(nèi)皮組織細(xì)胞的血色素分子的斷裂，血色素由血漿攜帶送入肝臟，在肝臟中它由肝實(shí)質(zhì)細(xì)胞提取，與兩個葡糖苷酸分子結(jié)合形成膽紅素二葡糖苷酸并排泄在膽汁中。在血清中膽紅素的測量可作為總膽紅素測量，包括結(jié)合和游離膽紅素，并且也可作為直接膽紅素，其是結(jié)合膽紅素。異常癥狀，例如溶血可導(dǎo)致游離膽紅素的組分增加，其可上升到不能由肝臟正確處理的水平。而且，阻塞性黃疸可由結(jié)石或癌癥引起的肝外常見膽管阻塞導(dǎo)致，其表現(xiàn)為血清膽紅素的增加。長期的阻塞可導(dǎo)致繼發(fā)性肝損傷。由于肝細(xì)胞損傷導(dǎo)致的黃疸，例如可以在肝炎或失代償性的活性肝硬化中發(fā)現(xiàn)的黃疸，也可以通過膽紅素的升高得到證實(shí)。
如又一個例子，對堿性磷酸酶的分析可以提供肝損傷的指示。該酶主要在肝臟和骨中產(chǎn)生，并且對部分或輕度膽阻塞非常敏感。在這種情況下，可能堿性磷酸水平升高，而膽紅素正常。雖然在急性肝細(xì)胞損傷的輕度病例中會出現(xiàn)堿性磷酸酶幾乎或不出現(xiàn)升高，在肝硬化中，堿性磷酸可根據(jù)代償和阻塞的程度而改變。而且，在肝臟和骨中可發(fā)現(xiàn)不同的堿性磷酸同工酶，其可用于提供血清堿性磷酸升高的來源的指示。
天冬氨酸轉(zhuǎn)氨酶(AST)是在幾種器官中發(fā)現(xiàn)的酶，尤其是心臟、骨骼肌肉和肝臟。肝實(shí)質(zhì)細(xì)胞的損傷時釋放AST，并且在急性肝炎的情況下，AST水平通常會根據(jù)在樣本被提取的特定時刻肝實(shí)質(zhì)損傷的嚴(yán)重性和程度而升高，在諸如像肝臟的被動充血這樣的情況下，可檢測各種程度的AST升高，尤其是情況嚴(yán)重和急性時。
同樣，丙氨酸轉(zhuǎn)移酶(ALT)是一種最常見的酶，雖然它并不僅在肝臟中出現(xiàn)。在肝臟疾病中，ALT在與AST類似的情況下升高，雖然除了患有更廣泛的和嚴(yán)重的急性肝實(shí)質(zhì)損傷，ALT看上去在敏感性上稍遜于concitoin。ALT分析的優(yōu)點(diǎn)在于它對肝損傷相對來說具有特異性。
胃腸流體的許多其他成分可以提供對異常病癥和疾病狀態(tài)的指示。例如，乳酸脫氫酶，雖然它的敏感性比AST稍差，但也可以提供對肝損傷和肝炎的指示。γ谷氨酰轉(zhuǎn)肽酶是另一種主要在肝臟和腎臟中找到的酶，在相當(dāng)多的肝臟疾病中該酶升高。血清蛋白，例如白蛋白主要在肝臟中合成，并且至少中等嚴(yán)重程度的急性或慢性損傷性肝臟疾病在電泳試驗(yàn)中表現(xiàn)為血清白蛋白減少。同樣，凝結(jié)因子在肝臟中合成，這樣一些凝結(jié)測試(例如凝血素時間或PT)是肝功能的相對敏感的指標(biāo)，AMM(氨)水平的升高可發(fā)生于肝臟功能失調(diào)、肝衰竭、胎兒成紅細(xì)胞增多癥、肺心病、肺氣腫、emphysma、充血性心力衰竭和鍛煉。AMM(氨)水平的降低可發(fā)生于腎衰竭、實(shí)質(zhì)或惡性高血壓癥或使用某種抗生素(例如新霉素，四環(huán)素)。此外，肝炎相關(guān)抗原(HAA)可輔助診斷A、B、非A，非B型肝炎，肝炎康復(fù)的跟蹤，以及識別肝炎載體。免疫球蛋白G(1gG)水平可用于診斷和治療免疫缺乏癥、蛋白質(zhì)損失癥、肝臟疾病、慢性感染以及特定疾病，例如多發(fā)性腦脊髓硬化癥，病毒性腮腺炎、腦(脊)膜炎，而免疫球蛋白M(1gM)水平可用于診斷和治療免疫缺乏癥、蛋白質(zhì)損失癥、瓦爾登斯特倫病(Waldenstrom’s Macroglobinema)，慢性感染和肝臟疾病。其他可分析的成分包括堿性磷酸酶，例如用于區(qū)別肝臟和骨疾病，并且用于診斷和治療甲狀旁腺和腸疾??；亮氨酸amiopeptidase，用于診斷肝臟疾??；淀粉酶，用于診斷胰腺炎和影響唾液腺、肝臟、腸、腎臟和女性生殖道疾??；脂肪酶，用于診斷胰腺炎和胰腺癌。
生殖體液可對生殖體液進(jìn)行多種測試以評價生殖系統(tǒng)的功能，以及由于包括疾病、損傷和衰老的多種事件和病癥引起的疾病狀態(tài)和異常功能，在許多可使用的測試中，宮頸粘液測試通過預(yù)測排卵期和判斷是否處于排卵期來測試生殖能量。同樣，通常進(jìn)行精液分析以評價男性生殖力和在輸精管切除術(shù)通過檢測異常體積、密度、運(yùn)動性，和模態(tài)學(xué)證明可靠地絕育。帕帕尼科拉烏涂片試驗(yàn)(通常稱作巴氏涂片、巴氏試驗(yàn)或癌細(xì)胞測試)用于測試宮頸和陰道分泌液的腫瘤細(xì)胞，或跟蹤某種異常(例如不孕癥)。
生殖液的特定測試和分析可以直接對應(yīng)于特定疾病狀態(tài)，例如，淋病培養(yǎng)物可用于診斷淋病，而衣原體涂片用于診斷衣原體感染，其表示是否涂片的革蘭氏染色表現(xiàn)出了多形核白細(xì)胞。
腦脊液腦脊液通常是腦和脊髓周圍清澈、無色液體，通常，分析腦脊液用于檢測是否存在各種感染性生物。該液體通常通過腰椎收集，也稱為脊椎穿刺。在這一操作中，針插入到脊髓腔中以獲得腦脊髓樣本。在腰椎穿刺中，測量腦脊液的壓力。然后，樣本被收集并在稍后進(jìn)行顏色、血細(xì)胞計(jì)數(shù)、蛋白質(zhì)、葡萄糖和其他物質(zhì)的分析。腦脊液樣本可用于各種促進(jìn)傳染性生物的生長的培養(yǎng)物，例如細(xì)菌或真菌，以檢查感染。
PCR聚合酶連鎖反應(yīng)通常指檢測和放大特定DNA或RNA序列的方法。通常，雖然許多完全基因組已經(jīng)并且繼續(xù)被排序，以用于研究和臨床目的，但在臨床應(yīng)用中某些已知的遺傳區(qū)域被標(biāo)定(targeted)。通常，可能是異常病癥、疾病狀態(tài)或特定病癥發(fā)展傾向的原因的特定基因呈現(xiàn)組成分子的獨(dú)特序列。此外，傳染性生物，包括病毒和細(xì)菌，擁有特異性DNA或RNA序列，這些序列對特定種或類的生物是唯一的，這也可以通過這種標(biāo)定的序列檢測。
PCR技術(shù)用于在一系列簡單的中間溫度酶和分析反應(yīng)中產(chǎn)生大量特異性核酸序列(DNA/RNA)。從遺傳物質(zhì)的一個單個分子開始能夠合成超過一百萬同樣的復(fù)制品。通過檢測在臨床樣本中該唯一的序列的存在或缺乏，PCR能夠用于許多目的，例如診斷某些病毒感染。PCR也可作為一種對臨床樣本中的病毒物質(zhì)進(jìn)行定量的方法。該技術(shù)也可用于法醫(yī)目的，用于分析父系和血統(tǒng)等。此外，PCR化驗(yàn)可用于各種病毒和病毒性疾病的診斷、定量和研究目的。
基因標(biāo)記隨著基因測試和染色體序列的發(fā)展，基因標(biāo)記允許對要評價的病癥和疾病具有非常高的特異性傾向。人體基因組工程明顯地提高了對組成人體基因組的特定基因材料和序列的理解，包括據(jù)估計(jì)的50,000到100,000基因以及它們之間的空間。所得到的圖一旦得到精煉并與表示每個基因和整個基因組功能的數(shù)據(jù)結(jié)合考慮，就可以用于評價患者現(xiàn)存的、過去的和將來可能的病癥。
雖然存在幾種基因繪制的方法，通常，科學(xué)家首先尋找最易識別的基因標(biāo)記，包括已知位于與已知疾病或癥狀相聯(lián)系的基因附近的DNA段，并一致地由那些患有疾病而在親屬中未發(fā)現(xiàn)未患有該疾病的人遺傳。然后，研究確定改變了的一個或多個基因的精確位置，并試圖描述特異性堿基改變的特征。然后，繪制基因標(biāo)記圖，該圖描繪了基因和其他DNA標(biāo)記沿染色體的順序。
即使在基因突變的精確位置已知之前，探針有時也用作可靠的基因標(biāo)記。這種探針可由單股DNA長度組成，其連接到放射線分子上并與感興趣的基因的周圍區(qū)域相匹配。該探針結(jié)合在該區(qū)域，然后，來自探針的放射線信號在X線膠片上是可視的，其顯示了探針和DNA在那里匹配。
基于探針和標(biāo)記的預(yù)測性基因測試在診斷與基因相聯(lián)系的疾病和癥狀中變得越來越重要。預(yù)測性的基因測試已經(jīng)可用于二十多種疾病中，包括危及生命的疾病，例如囊性纖維化和Tay Sachs疾病?；蛞脖话l(fā)現(xiàn)與幾種類型的癌癥相聯(lián)系，并且用于幾種罕見癌癥的測試也已經(jīng)用于臨床使用。最近，科學(xué)家已經(jīng)確定與患常見癌癥的遺傳傾向相聯(lián)系的基因突變，包括結(jié)腸癌和乳腺癌。通常，應(yīng)當(dāng)注意，這種基因標(biāo)記和測試通常不能表明將來可能患有的病癥，而是僅僅提供一種表明存在特定的序列或突變的指示(雖然也許有很強(qiáng)的聯(lián)系)。
放射性免疫測定放射性免疫測定(RIA)是一種用于檢測少量抗體(Ab)或抗原(Ag)，和它們之間的相互作用和反應(yīng)的技術(shù)。所述Ab或Ag被標(biāo)記有放射性同位素標(biāo)記，例如碘-125，并且然后通過伽馬計(jì)數(shù)器檢測抗體和抗原的存在。在典型操作中，Ab與粘附到過濾器的荷爾蒙結(jié)合，血清樣本被添加，并且任何荷爾蒙(Ag)允許時間結(jié)合到Ab上。為了檢測這種結(jié)合，放射物標(biāo)記的荷爾蒙被添加并允許時間結(jié)合。所有未結(jié)合的物質(zhì)都被去掉。結(jié)合射線的放射性的數(shù)量用伽馬計(jì)數(shù)器測量。因?yàn)樵谘逯泻蔂柮傻拇嬖谝种屏朔派錁?biāo)記的荷爾蒙的結(jié)合，所以在測試中存在的射線的放射線數(shù)量與血清樣本中荷爾蒙的數(shù)量成反比。使用標(biāo)準(zhǔn)曲線確定樣本中的數(shù)量，該標(biāo)準(zhǔn)曲線中荷爾蒙的已知濃度逐漸增加。
RIA可用于檢測非常少量的Ag或Ab，并且由此用于測量在患者血清中存在的荷爾蒙或藥物的數(shù)量。RI A也可在溶液中進(jìn)行而不是在過濾器中進(jìn)行。在某些情況下，RIA由酶聯(lián)免疫吸收劑測定(ELISA)或熒光偏振免疫測定(FPIA)。這種測量具有類似的敏感性。FPIA是高度定量的，并且至少能夠合適地設(shè)計(jì)為近似定量的。RIA也能夠用于測量對各種變應(yīng)原具有特異性的血清IgE抗體的數(shù)量，在這種情況下，該測定可以被稱為放射變應(yīng)性吸附法測試(RAST)。
ELISA使用酶檢測Ag和Ab的結(jié)合，酶將稱為色原的無色物質(zhì)轉(zhuǎn)換為有色的產(chǎn)物，該產(chǎn)物表示Ag/Ab的結(jié)合。制備協(xié)議可根據(jù)Ab或Ag是否被檢測而不同。通常，Ag和Ab的組合物連接到表面，檢測樣本被加入并允許被培養(yǎng)?？骨虻鞍谆蛞怨矁r鍵連接到酶上的第二個Ab被加入，并允許培養(yǎng)，并且未結(jié)合的抗球蛋白或酶聯(lián)Ab從表面中沖掉。該酶的無色物質(zhì)被添加，并且，如果該酶聯(lián)的物質(zhì)在表面上，則該酶將轉(zhuǎn)換為一種有色物質(zhì)用于檢測。
ELSA技術(shù)的各種變型包括競爭性ELISA，其中樣本中的Ab將與Ag結(jié)合，然后抑制與Ag反應(yīng)的酶聯(lián)Ab與定量的ELISA的結(jié)合，其中大致與樣本陽性成比例的顏色變化的強(qiáng)度被量化。
層析法層析法包括多種通過將復(fù)雜混合物分離為固相bed或可流動相的方式分離或分析復(fù)雜混合物的技術(shù)，其中可流動相滲透通過固相bed。在這種技術(shù)中，所述成分以不同速率通過層析裝置。高于可吸收物質(zhì)的移動速率提供了理想的分離。通常，分子對固相的親合力越小，在分離柱中花費(fèi)的時間就越短。
層析法的作用包括能夠?qū)?fù)雜混合物進(jìn)行高精度地分類，包括對非常相似的成分的分離，例如由單個氨基酸區(qū)分蛋白質(zhì)。因此該技術(shù)能夠用于凈化溶液或揮發(fā)性物質(zhì)，或用于測量目的。層析法也可用于分離產(chǎn)物被分離后得到的差別細(xì)微的產(chǎn)物。
層析法分離在層析柱中進(jìn)行，該柱通常由玻璃或金屬制成。該柱或者由填充層形成，或者由管結(jié)構(gòu)形成。填充層柱體包含組成固相的粒子。開放的管狀柱體可以與薄膜狀的固相排成一列，該柱體的中心是空的。流動相通常是一種溶劑，其流動穿過該盛有待分離的混合物的柱體。該固相通常是一種標(biāo)記于固體顆粒表面上的粘性液體，所述固體位置填充到該柱體內(nèi)。雖然固體顆粒也可以被看作固相。將溶液區(qū)分為固相和液相便于進(jìn)行理想的分離。
現(xiàn)在有幾種類型的層析法，并且它們可用于醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)收集目的。通常，這些類型包括吸收層析法、劃分層析法、離子交換層析法、分子排除層析法和親合層析法。
受體測定神經(jīng)元根據(jù)電現(xiàn)象傳遞沖動，其中神經(jīng)纖維順序地極化和去極化。通常，由于神經(jīng)元內(nèi)鉀離子濃度和神經(jīng)元外鈉離子濃度，產(chǎn)生跨細(xì)胞邊界的電位，典型地是80mv左右。當(dāng)刺激被施加到細(xì)胞上時，電位的改變導(dǎo)致離子流去極化，然后神經(jīng)遞質(zhì)通過突觸間隙并傳播神經(jīng)沖動。
設(shè)計(jì)測試來確定物質(zhì)是否存在，所述物質(zhì)包括可以引起神經(jīng)響應(yīng)可以激起神經(jīng)響應(yīng)的神經(jīng)遞質(zhì)、毒素等。通常，這種測定用于檢測激發(fā)特定興趣的化學(xué)物質(zhì)的存在。例如，軟骨藻酸受體結(jié)合測定能夠用于識別與大腦中的谷氨酸受體結(jié)合的物質(zhì)。
在軟骨藻酸受體結(jié)合測定的情況下，例如，進(jìn)行cainic酸的制備，包括放射性標(biāo)記物，例如3H。通過允許放射性cainic酸附著到包含谷氨酸受體的細(xì)胞上，在將cainic酸(其在與谷氨酸作用方式相似)結(jié)合到谷氨酸(一種常見的氨基酸神經(jīng)遞質(zhì))和軟骨藻酸的細(xì)胞中存在出的放射性能夠被檢測。實(shí)際上，通常根據(jù)額外的已知的軟骨藻酸在細(xì)胞中的量生成標(biāo)準(zhǔn)曲線，并且該標(biāo)準(zhǔn)曲線然后用于測量在制備樣本中測定物質(zhì)的濃度。
組織的數(shù)據(jù)資料組織分析組織學(xué)是對組織的結(jié)構(gòu)和行為進(jìn)行顯微鏡研究。根據(jù)研究樣本的生命狀態(tài)將它分為兩類無生命和有生命的樣本。第一類是對無生命樣本的傳統(tǒng)研究。在制備研究樣本時可使用多種不同的方法，這通常由被研究的組織的類型來確定。一些常用的制備方法是將薄層切片放在載玻片或金屬網(wǎng)格上，將涂片放在載玻片上；組織切片拉伸展開；纖維已經(jīng)與strand分離。這些方法所使用的一些常見的樣本類型包括器官、血液、尿液、粘液、網(wǎng)狀結(jié)締組織和肌肉組織。
大多數(shù)無生命樣本的制備方法是相當(dāng)直接的，不過用于制備切片的實(shí)際方法是非常復(fù)雜的。樣本首先必須被保存以防止腐爛，保存該細(xì)胞結(jié)構(gòu)，并加強(qiáng)以后的染色。該樣本通?；蛘弑焕鋬?，或者嵌入到蠟或塑料中，這樣它能夠被合適地切開。感興趣的切片被切下，通常由觀察裝置指示其厚度，例如光學(xué)顯微鏡為1-150微米，或電子顯微鏡為30-60納米。該切片安裝在載玻片或金屬網(wǎng)格上，然后該切片通常被染色，通過化學(xué)染料或試劑分幾個階段染色。如果樣本要在光學(xué)顯微鏡下觀察，然后，過多的水分和染料被除去，并且在載玻片上的樣本將由蓋玻片覆蓋。最后，該樣本將被觀察、分析，并且觀察到的數(shù)據(jù)被記錄。
對有生命的樣本的樣本類型和研究方法嚴(yán)格地受到保持樣本存活的限制。通常，樣本可以在體內(nèi)或在體外觀察到。典型的體外樣本是組織培養(yǎng)系統(tǒng)。典型的體內(nèi)樣本也必須在可觀察的情況下是可獲得的，即耳朵或皮膚組織。因?yàn)槿旧推渌苽浞椒ㄊ遣缓线m的，所以專用的相襯或暗視野顯微鏡通常用于提供自然結(jié)構(gòu)之間的增強(qiáng)的對比。
細(xì)胞學(xué)細(xì)胞學(xué)是對細(xì)胞結(jié)構(gòu)、功能、病理學(xué)和生活史的研究。與其他組織學(xué)的數(shù)據(jù)收集技術(shù)相比，細(xì)胞學(xué)的優(yōu)點(diǎn)包括它能夠被執(zhí)行的速度，它的相對低的花費(fèi)和它能夠產(chǎn)生特異性的診斷這一事實(shí)。其缺點(diǎn)包括通常觀察的樣本大小較小，缺乏關(guān)于組織結(jié)構(gòu)的信息，以及要求進(jìn)行研究的臨床醫(yī)生具有較高水平的技巧。使用的樣本收集方法通常取決于要收集的樣本類型。這種方法包括精細(xì)的針吸，固體組織印壓涂片或刮屑，以及液體涂片。抽吸是一種通過吸引進(jìn)行的樣本收集法，由各種方法收集的常用的樣本類型包括甲狀腺、乳房或前列腺(prostrate)樣本，子宮，宮頸或胃組織，和排泄物(尿液或糞便)或分泌物(痰，前列腺分泌物或陰道分泌物)。
細(xì)胞學(xué)樣本制備方法相對直接。該樣本首先從被檢查區(qū)域移除，然后放置在載玻片上，染色并進(jìn)行研究。當(dāng)該樣本是固體時，另一種稱為擠壓制備法的方法可能是合適的。在這種操作中，該樣本放置在第一載玻片上，用第二載玻片擠壓，然后使用第二載玻片沿著第一載玻片展開。
細(xì)胞學(xué)樣本分析通常包括將該樣本與正常細(xì)胞進(jìn)行比較確定該樣本的解剖學(xué)位置。然后，這些細(xì)胞被分為正?；虍惓?。異常通常通過存在感染、增生或瘤形成而確定。增生是由于過多細(xì)胞的形成導(dǎo)致組織或器官尺寸的增加，它不依賴于身體的自然生長。瘤形成是一種異常生長形式，即腫瘤。異常細(xì)胞可以被細(xì)分為炎性或非炎性，主要的炎性細(xì)胞的類型被確定。炎癥可以通過存在高于或大于正常值的白細(xì)胞或巨噬細(xì)胞加以確定。白細(xì)胞根據(jù)它們的自然外形分為兩組顆粒狀或非顆粒狀。顆粒狀白細(xì)胞的例子是中性粒細(xì)胞和嗜酸性粒細(xì)胞。非顆粒狀白細(xì)胞包括淋巴細(xì)胞。如果樣本細(xì)胞是非炎性，那么它們將被進(jìn)行惡性腫瘤檢查。如果這些細(xì)胞是惡性的，則惡性組織的類型被確定。
組織分類組織分類是識別患者的人類白細(xì)胞抗原(HLA)模式。該HLA模式位于染色體6的區(qū)域，稱為主要的組織相容性復(fù)合體(MHC)。該HLA系統(tǒng)對抵抗感染是非常重要的，因?yàn)樗梢詾樯眢w的免疫系統(tǒng)區(qū)分異質(zhì)和自身細(xì)胞。由此，這種模式也對于組織移植領(lǐng)域非常重要，因?yàn)槿绻w和受體的HLA模式足夠相似的話，則受體的免疫系統(tǒng)就將攻擊(“拒絕”)該移植的器官或組織。這里有五組(稱為位點(diǎn))組成HLA模式的抗原HLA-A，HLA-B，HLA-C，HLA-D，HLA-DR。每種抗原的位點(diǎn)包括許多變型，稱為等位基因，如果已知，用數(shù)字表示，即HLA-A2。臨床識別的等位基因用字母或數(shù)字表，即HLA-Cw5。每個人從父母的每個位點(diǎn)遺傳一個等位基因。因此，兩個同胞具有相同的等位基因的可能性是25％。兩個人的親緣關(guān)系越近，他們各自的HLA模式將會越相似。因此，組織分類可用于確定兩個人是親戚的可能性。而且，具有一定HLA模式的父母更易于患某種疾病，然而，這種現(xiàn)象的原因是未知的。通常需要進(jìn)行組織分類測試的是血樣。
用于進(jìn)行組織分類的兩種常用的方法包括血清學(xué)和DNA測試。直到最近，只有血清學(xué)測試被執(zhí)行。然而，因?yàn)镠LA-A，B，Cw和DR位點(diǎn)的氨基酸序列已經(jīng)確定，所以DNA測試已經(jīng)稱為用于HLA模式的這些位點(diǎn)的最廣泛使用的測試方法。血清學(xué)測試通常通過在盛有抗血清物質(zhì)的盤中的血樣中培養(yǎng)淋巴細(xì)胞，該抗血清物質(zhì)會破壞或溶解某種血清。然后加入染色劑來看是否出現(xiàn)被溶解的細(xì)胞，如果出現(xiàn)，則該測試對這種特異性血清陽性。
免疫細(xì)胞化學(xué)免疫細(xì)胞化學(xué)用于研究組織和細(xì)胞的化學(xué)構(gòu)成，其涉及識別和定位不同的化學(xué)成分和它們在細(xì)胞內(nèi)的活動性。免疫細(xì)胞化學(xué)包括許多方法，其中個抗體用于在組織或細(xì)胞中定位抗原以進(jìn)行顯微鏡檢查，存在幾種使抗體可視化的方法。
對于發(fā)射光顯微鏡，通常使用酶的顯色作用物?？贵w能夠直接標(biāo)記該酶。然而，在抗體和酶之間的共價連接導(dǎo)致酶和抗體活性的損失。由于這種原因，形成了多步驟染色操作，其中使用了中間鏈接(intermediate link)抗體。
立體測量學(xué)是一種定量技術(shù)，它提供了必要的數(shù)學(xué)背景，以預(yù)測在隨機(jī)定位的，有規(guī)律的放置幾何學(xué)探頭和感興趣的結(jié)構(gòu)之間相遇的可能性。簡單地說，照相機(jī)可以安裝在顯微鏡上，該顯微鏡帶有較高精度的機(jī)動的鏡臺和監(jiān)視運(yùn)動的指針測微計(jì)。照相機(jī)耦合于配置成能執(zhí)行立體測量學(xué)軟件的計(jì)算機(jī)連接。所述分析使用具有較大數(shù)值孔徑的物鏡以較高放大倍數(shù)進(jìn)行，這允許組織能夠光學(xué)地切成薄片，例如厚度為0.5μm。定量分析需要具有均勻和良好的免疫組織化學(xué)染色穿透性的較厚的切片(40μm)。
電子顯微鏡檢查術(shù)通常也被用在免疫細(xì)胞化學(xué)中。在典型的樣品制備方法中，樣品首先被保存。在一種組件類型中，樣品被嵌入到環(huán)氧樹脂中。然后，若干樣品被裝配到稱為層疊型的層狀組件中，在組件中容易進(jìn)行多個樣品的同時切片。當(dāng)層疊型組件無法使用時，另一種稱為鑲嵌型的組件類型能夠被使用。鑲嵌型組件包括并排放置若干樣品，然后將它們嵌入到環(huán)氧樹脂中。在層疊型或鑲嵌型組件被裝配后，接著就可以進(jìn)行切片和檢查了。
組織病理學(xué)分析組織病理學(xué)分析涉及借助使用肉眼和顯微鏡的組織檢查做出診斷。組織病理學(xué)可以分為3個主要領(lǐng)域外科病理學(xué)、細(xì)胞學(xué)和尸體解剖。外科病理學(xué)包括活組織切片和切除樣品的檢查。細(xì)胞學(xué)包括大部分篩查程序(例如，乳腺癌篩查和子宮頸細(xì)胞學(xué)程序)和患者癥狀損傷(例如，乳房腫塊或頭部和頸部腫塊)的調(diào)查。
電子顯微鏡檢查術(shù)電子顯微鏡是使用高能電子束以極精密的標(biāo)度檢查物體的科學(xué)儀器。電子顯微鏡有兩種常見類型透射和掃描。此外，樣品切片必須在真空中觀察，并且樣品切片必須切得很薄，以致于它們可以被電子束穿透。
在顯微鏡檢查中使用的兩個主要指標(biāo)是放大倍數(shù)和分辨率。放大倍數(shù)是(所觀察)樣品的表觀尺寸和真實(shí)大小的比值。電子顯微鏡的樣品放大倍數(shù)比光學(xué)顯微鏡的樣品放大倍數(shù)高，最高可以高達(dá)200倍。分辨率是能夠?qū)蓚€物體區(qū)分開的最小距離。電子顯微鏡的分辨率大約是0.002μm，比光學(xué)顯微鏡的分辨率高達(dá)100倍。
借助電子顯微鏡的樣品檢查能夠產(chǎn)生關(guān)于樣品的有用信息，諸如局部解剖學(xué)、形態(tài)學(xué)、組成和結(jié)晶信息。樣品局部解剖學(xué)涉及物體的表面特征。樣品的這些特征通常和材料屬性(硬度、反射率等)成正比。樣品的形態(tài)學(xué)是指構(gòu)成樣品的微粒的形狀和大小。樣品微粒的結(jié)構(gòu)通常涉及它的材料屬性(延展性、強(qiáng)度、反應(yīng)性等)。所述組成包括構(gòu)成樣品的元素和化合物以及這些物質(zhì)的相對數(shù)量。樣品的組成通常表示它的材料屬性(熔點(diǎn)、反應(yīng)性和硬度等)。結(jié)晶信息與樣品的原子排列有關(guān)。樣品的原子排列也涉及它的材料屬性(傳導(dǎo)性、電特性、強(qiáng)度等)。
原位雜交原位雜交(ISH)是指在無性系細(xì)菌或人工培養(yǎng)真核細(xì)胞中使用DNA或RNA探針檢測互補(bǔ)DNA序列的出現(xiàn)。真核細(xì)胞指示具有被膜包圍、結(jié)構(gòu)上不連續(xù)的核并且具有其它發(fā)達(dá)的細(xì)胞內(nèi)細(xì)胞器的細(xì)胞。真核細(xì)胞包括除病毒、細(xì)菌和藍(lán)藻以外的所有生物體。ISH的兩種常見類型是熒光(FISH)和基于酶(enzyme-based)的類型。
ISH技術(shù)允許在形態(tài)學(xué)固定(morphologica11y preserved)染色體、細(xì)胞或組織切片中檢測特定核酸序列。結(jié)合免疫細(xì)胞化學(xué)，原位雜交能夠?qū)@微拓?fù)湫畔⑼珼NA、mRNA和蛋白質(zhì)水平的基因活性聯(lián)系起來。而且，帶有穩(wěn)定非放射性標(biāo)記的預(yù)備核酸探針能夠清除阻礙ISH一般性應(yīng)用的主要障礙。此外，這有可能開辟了在一個實(shí)驗(yàn)中組合不同標(biāo)記的新機(jī)會?？梢杂糜谶@種探頭的許多靈敏抗體檢測系統(tǒng)進(jìn)一步增強(qiáng)了這種方法的靈活性。
一些不同的熒光或基于酶的系統(tǒng)被用于檢測已標(biāo)記的核酸探針。這些選擇為研究人員提供了優(yōu)化實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的靈活性，以獲得高靈敏度、避免諸如內(nèi)源性生物素或酶活性這樣的潛在問題、或在單個實(shí)驗(yàn)中引入多個標(biāo)記。當(dāng)選擇最佳探針標(biāo)記和后續(xù)檢測系統(tǒng)時，諸如組織固定、內(nèi)源性生物素或酶活性、期望靈敏度和記錄永久性這樣的因素均被考慮到。
組合上述方法完全或部分的任意組合能夠用于優(yōu)化診斷患者疾病，或更一般而言，用于優(yōu)化診斷患者的身體狀況，或健康狀況的風(fēng)險或誘因。
藥物動力學(xué)數(shù)據(jù)資源治療藥物監(jiān)控治療藥物監(jiān)控(TDM)是指藥物血清水平的測量以及這種血清水平和血清治療范圍的調(diào)整。血清治療范圍是指在大多數(shù)人中沒有引起毒效應(yīng)的情況下，藥物已經(jīng)被顯示出有效的濃度范圍。在商業(yè)和學(xué)術(shù)藥學(xué)文獻(xiàn)中，推薦的治療范圍通常能夠被找到。
為了正確解釋結(jié)果以避免誤差，TDM樣本必須在服藥后的恰當(dāng)消逝時間處獲得。根據(jù)藥物的穩(wěn)定狀態(tài)濃度，治療范圍被建立，其中上述藥物穩(wěn)定狀態(tài)濃度通常在口服給藥開始后的大約5個半衰期時獲得。在一些情況下，它可以用于提取峰值和波谷水平。峰值水平在最大藥物吸收處獲得。波谷水平恰好在下一次服藥前獲得。TDM所用的樣本類型也很重要。對于大多數(shù)藥物，治療范圍報告的是血清濃度。一些TDM檢查方法被證實(shí)可以用于血清和血漿。產(chǎn)品通常指示哪些樣本是可接受的。
許多藥物能夠經(jīng)受TDM。例如，需要治療監(jiān)控的普通抗驚厥藥物包括苯妥英、卡馬西平、丙戊酸、撲癇酮和苯巴比妥?？贵@厥藥物通常由免疫檢測法測量。免疫檢測法通常不受干擾，并且需要的樣本量也很少。
作為另一個例子，作用于心臟的藥物地高辛是治療監(jiān)控的候選藥物。不同的口服地高辛制劑的生物利用率相差很大。地高辛藥物動力學(xué)遵循兩室模型，其中腎臟作為排泄的主要途徑。對于患有腎病或改變腎功能的患者，由于藥物的排泄半衰期將發(fā)生變化，因而通常需要對這些患者進(jìn)行監(jiān)護(hù)。地高辛的治療范圍以在腎功能正常的患者最近一次服藥之后的指定時刻(諸如8小時)采集的預(yù)定量血液樣本為基礎(chǔ)。特殊時期也可以被指定作為樣本被提取之前確定穩(wěn)定狀態(tài)水平的基礎(chǔ)。通常在試劑盒中使用的免疫檢測法用于表示針對檢查的顯著干擾或交叉反應(yīng)度。
作為另一個例子，茶堿是不同個體之間藥物動力學(xué)差別很大的支氣管擴(kuò)張藥。在達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)濃度之后血清水平被監(jiān)控，以確保最大的治療效果并避免毒性。通常使用免疫檢測法測量波谷水平，上述免疫檢測法是用于監(jiān)控這種藥物的最常見方法。同樣，對于用于治療兩極(bipolar)抑郁癥的鋰化合物，通過離子選擇電極技術(shù)，血清鋰濃度被測量。離子選擇電極具有允許感興趣離子通過且其它離子不能通過的膜。酸度計(jì)是響應(yīng)氫離子濃度的離子選擇電極。鋰電極響應(yīng)鋰濃度，但不會響應(yīng)其它的小陽離子，諸如鉀。
作為另一個例子，三環(huán)抗抑郁藥物包括丙咪嗪和它的藥理活性代謝物去甲丙咪嗪，阿米替林和它的代謝物去甲阿米替林以及多慮平和它的代謝物去甲多慮平。母體(parent)藥物和代謝物兩者均可以作為藥品使用。這些藥物主要用于治療兩極抑郁癥。丙咪嗪也可以用于治療兒童遺尿和難以用利他林醫(yī)治的嚴(yán)重注意力分散多動癥。可能導(dǎo)致心臟中毒是監(jiān)控這些藥物濃度的主要原因。盡管免疫檢測方法可以用于測量丙咪嗪和其它三環(huán)抗抑郁藥，但是通常優(yōu)選高性能液相色譜法(HPLC)。當(dāng)測量具有藥理活性代謝物的三環(huán)抗抑郁藥物時，母體藥物和代謝物通常被測量。
受體特征和測量傳統(tǒng)上受體特征使用若干方法中的一種被執(zhí)行。這些方法全部和部分包括直接放射性配體結(jié)合測定(direct radioligand bindingassays)、放射性受體測定和激動劑與拮抗劑的相互作用。放射性配體是指能夠和受體、傳送器、酶或任何感興趣蛋白結(jié)合的放射性標(biāo)記藥物。結(jié)合比率和程度的測量提供了關(guān)于結(jié)合物體數(shù)目及其親和性和藥理學(xué)特征的信息。
三種經(jīng)常使用的實(shí)驗(yàn)方案包括飽和結(jié)合實(shí)驗(yàn)、動力學(xué)實(shí)驗(yàn)和競爭性結(jié)合實(shí)驗(yàn)。飽和結(jié)合方案用于測量放射性配體濃度不同時的結(jié)合程度。根據(jù)結(jié)合和配體濃度之間的關(guān)系分析，包括結(jié)合位置數(shù)目、結(jié)合親和性在內(nèi)的參數(shù)能夠被確定。在動力學(xué)方案中，在結(jié)合達(dá)到平衡之前，允許飽和和競爭性實(shí)驗(yàn)處于準(zhǔn)備狀態(tài)。動力學(xué)方案測量結(jié)合和分離的時間過程，以確定放射性配體結(jié)合和分離的比率常數(shù)。同時，這些值也允許KD的計(jì)算。在競爭性結(jié)合方案中，在未標(biāo)記競爭者的不同濃度下放射性配體的單一濃度的結(jié)合被測量。這些方案允許測量針對競爭者的受體的親和性。
由于費(fèi)用和技術(shù)上的困難，直接放射性配體結(jié)合測定法通常用競爭性結(jié)合測定法替代。后一種技術(shù)也允許藥物的放射性同位素示蹤，以增進(jìn)對受體屬性的理解?；诮M合化學(xué)的藥物設(shè)計(jì)和開發(fā)經(jīng)常使用放射性受體測定法。放射性受體測定技術(shù)基于下述事實(shí)在不需要平衡透析的情況下，只要配體-受體對能夠從自由配體中分離，就可以測量對大分子目標(biāo)具有高親和性的配體的結(jié)合。通過使用恰當(dāng)?shù)姆派湫晕镔|(zhì)標(biāo)記配體，配體-受體對能夠被測量。上述測定不但速度快而且靈敏度高。拮抗作用是指阻止或防止由激動劑引起的受體響應(yīng)的過程。產(chǎn)生上述作用的因子被稱為拮抗劑。選擇性拮抗劑的可用性為競爭性結(jié)合方案提供了重要組成部分。
各種資源身體檢查全面的身體檢查為醫(yī)護(hù)人員提供了獲得關(guān)于患者的基本信息以便將來使用的機(jī)會。通常在臨床環(huán)境中出現(xiàn)的檢查提供了收集患者既往癥和提供有關(guān)診斷和保健醫(yī)療信息的機(jī)會。身體檢查可以是覆蓋身體許多部位或整個身體的徹底檢查，也可以只針對患者特有癥狀的檢查。
在典型的身體檢查中，檢查者觀察患者外表、總體健康狀況、行為，并進(jìn)行一些關(guān)鍵測量。測量通常包括身高、體重、生命體征(例如，脈搏、呼吸頻率、體溫和血壓)。然后，這種信息通常被記錄在患者病案的紙件中。根據(jù)本技術(shù)的多個方面，許多信息能夠被數(shù)字化以包括在資源中，用于編輯綜合知識庫并向患者提供改善護(hù)理。典型的患者數(shù)據(jù)采集技術(shù)以及它們與知識庫和其它資源的聯(lián)系將在后面詳細(xì)討論。
在全面的身體檢查中，通常諸如通過體位的調(diào)整，檢查患者身體的各種系統(tǒng)。這些包括裸露的皮膚區(qū)域，在上述區(qū)域中任何可見損傷的大小和形狀將被記錄。然后進(jìn)行包括檢查頭發(fā)、頭皮、顱骨和面部區(qū)域在內(nèi)的頭部檢查。眼睛的檢查包括通過檢眼鏡觀察眼睛的外部結(jié)構(gòu)和內(nèi)部結(jié)構(gòu)。同樣，耳朵的檢查包括通過耳鏡檢查耳朵的外部結(jié)構(gòu)和內(nèi)部結(jié)構(gòu)。鼻子和鼻竇的檢查包括檢查外鼻結(jié)構(gòu)和通過鼻鏡檢查鼻粘膜和內(nèi)部結(jié)構(gòu)。同樣，口腔和咽的檢查包括檢查嘴唇、牙齦、牙齒、上顎、舌和咽喉。接著，通常執(zhí)行包括檢查頸部兩側(cè)淋巴結(jié)和甲狀腺在內(nèi)的頸部和背部檢查。對于背部，通常是對脊柱和背部肌肉進(jìn)行輕柔地觸診和檢查，對上背的左右兩側(cè)進(jìn)行觸診。患者呼吸也被研究和記錄。然后，檢查胸部和腋窩，包括檢查女性手臂處于放松和抬起位置時的乳房損傷體征。男性和女性均需要做的檢查是在手、臂、肩、頸和頜關(guān)節(jié)運(yùn)動時檢查腋窩淋巴結(jié)。
接著，通常是在患者平躺的情況下，觸診和檢查胸部以檢查腫塊。使用觸診和叩診檢查胸腔和肺的前部，同時記錄內(nèi)部呼吸音。然后，通過聽診器檢查心率和心律，并觀察和觸診頸部血管。
此外，還需要進(jìn)行包括腹部輕度和深部觸診的下體檢查，以檢查諸如肝、脾、腎和主動脈這樣的內(nèi)臟器官。可以通過指診檢查直腸和肛門，可以通過觸診檢查前列腺。生殖器和可能存在疝的區(qū)域也需要被檢查。對于男性需要觸診陰囊，而對于女性則通常使用窺鏡和巴氏試驗(yàn)執(zhí)行骨盆檢查。檢查下肢是否存在膝、大腿和足部的腫脹和搏動。觸診腹股溝區(qū)域以檢查是否出現(xiàn)淋巴結(jié)，并觀察關(guān)節(jié)和肌肉。檢查肌骨骼系統(tǒng)，諸如記錄脊柱的平直度以及腿和腳的直線關(guān)系。觀察血管以檢查是否出現(xiàn)了常在下肢出現(xiàn)的異常擴(kuò)大的靜脈。
典型的身體檢查也包括患者敏捷性和心智能力的評估。神經(jīng)系統(tǒng)也可以通過神經(jīng)病學(xué)篩選(諸如讓患者執(zhí)行類似于跨步或單腳跳這樣的簡單身體活動)進(jìn)行檢查，而且足部和膝部反射能夠被檢查。正如一般肌緊張性和協(xié)調(diào)功能可以被記錄一樣，某些反射功能也可以被記錄，諸如眼、臉、頜肌等的反射功能。
病史病史信息通常通過問卷調(diào)查收集，上述問卷調(diào)查根據(jù)患者向醫(yī)學(xué)設(shè)備的輸入完成。如下所述，根據(jù)本技術(shù)的多個方面，上述信息可以在患者就診之前被數(shù)字化，而且在患者就診之前或就診期間進(jìn)一步的信息可以被獲得。這種信息通常包括涉及保險公司和已經(jīng)看過或護(hù)理過患者的重要或新醫(yī)師的姓名、地址或電話號碼的數(shù)據(jù)，上述醫(yī)師包括最初保健護(hù)理醫(yī)生和?？漆t(yī)生等。通常關(guān)心的是當(dāng)前的醫(yī)學(xué)病癥，包括患者經(jīng)受的癥狀和病態(tài)或事件。尤其關(guān)心的是諸如糖尿病、高血壓、慢性或急性病這樣的病癥。此外，還記錄了當(dāng)前的藥物治療，包括姓名、劑量、服藥時間、開藥醫(yī)生姓名、副作用等。最后，記錄了患者知道的當(dāng)前過敏癥，包括對天然和人造物質(zhì)的過敏癥。
病史信息也包括既往病史(甚至是延續(xù)到患者兒童時期的醫(yī)療信息)、免疫記錄、懷孕、重要的短暫疾病、長期疾病和類似情況。同樣，患者的家族史也被記錄，以提供醫(yī)學(xué)情況和事件潛在誘因的一般性指示。因?yàn)榇?、小外科均會伴隨涉及麻醉和特殊有創(chuàng)手術(shù)的信息，所以包括患者住院部治療和急診室就診的住院也被記錄。
病史數(shù)據(jù)也可以包括來自其它醫(yī)生和資料來源的數(shù)據(jù)，諸如為患者所經(jīng)歷的狀況提供一般性背景的重要或近期的血液檢查。類似的信息諸如以膠片圖像的形式也可以用于提供這種類型的背景信息。
患者提供的信息也可以包括涉及患者一般社會史和生活方式的某些信息。這些可以包括日常習(xí)慣，諸如煙酒消耗量、飲食、鍛煉、運(yùn)動和嗜好以及類似情況。包括目前或最近就業(yè)或所在職業(yè)所從事工作的工作史也是被關(guān)注的信息之一，尤其是涉及危險、冒險或有壓力工作的信息。
精神病史、心理史和行為測試患者精神病史可以被關(guān)注，尤其被關(guān)注的是可治療或可識別精神病學(xué)疾病的癥狀或誘因。尤其是，精神病醫(yī)生能夠提供控制一大類精神病癥狀的藥物治療。大多數(shù)精神病醫(yī)生也向患者，以及在恰當(dāng)?shù)牡胤较蚍蚱?、群體和家庭提供心理治療和咨詢服務(wù)。此外，精神病醫(yī)生能夠控制電休克療法(ECT)。精神病醫(yī)生比心理醫(yī)生更適合治療患有一些精神疾病的個人，而且更適合在臨床環(huán)境中在患者住院的基礎(chǔ)上對患者進(jìn)行治療。通常可以通過就診之前或就診期間的問卷調(diào)查探尋精神病史，或是通過更詳盡的詢問或檢查確定精神病史。
和精神病史完全相反，心理史可以依靠患者尋求幫助的特別興趣。尤其是，當(dāng)某些心理醫(yī)生向個人、群體、夫妻和家庭提供心理治療和咨詢時，心理醫(yī)生所提供的服務(wù)通常由他們的訓(xùn)練而定。心理醫(yī)生也通常在控制、評分和解釋心理測試等方面進(jìn)行訓(xùn)練。上述測試能夠估計(jì)各種心理因素，包括智力、人格特質(zhì)(例如，通過諸如Keirsey氣質(zhì)分類、Meyers-Briggs類型指示這樣的測試)、親屬關(guān)系因素、腦機(jī)能障礙和心理病理學(xué)。神經(jīng)心理學(xué)醫(yī)生也可以對腦損傷患者進(jìn)行認(rèn)知再訓(xùn)練。
行為測試和心理測試多少有些相似，并且可以識別認(rèn)知行為疾病或簡單行為模式。上述測試可以和精神病學(xué)或心理學(xué)評估一起提供，以確定患者一定觀測行為的精神病學(xué)、心理學(xué)或生理學(xué)的根本原因。在恰當(dāng)?shù)牡胤?，治療可以包括咨詢或藥物管理?br> 人口統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)從患者中收集的一定數(shù)據(jù)可以用于將患者和已知特征的群體或人群聯(lián)系起來。人口的統(tǒng)計(jì)學(xué)研究通常包括上述人口數(shù)據(jù)，尤其是參考具有特殊特征的人群的大小和密度、分布和人口統(tǒng)計(jì)。通?？梢员挥涗浀娜丝诮y(tǒng)計(jì)變量是性別、年齡、種族、民族、宗教信仰、婚姻狀況、家庭人口、母語、國籍、職業(yè)、預(yù)期壽命、出生率、死亡率、教育水平、收入、人口、供水系統(tǒng)和衛(wèi)生設(shè)施、住房供給、文盲率、失業(yè)率、疾病流行和保健風(fēng)險因素。如下所述，根據(jù)本技術(shù)的多個方面，患者特有或適合患者的反饋或咨詢可以在自動化的基礎(chǔ)上由至少根據(jù)上述人口數(shù)據(jù)的本技術(shù)提供。
藥物使用涉及藥物使用的信息和在檢查期間收集的一般性信息類似，藥物使用信息通常尤為值得關(guān)注。上述信息可以包括合法和非法藥物、處方藥、不需要處方卻可以合法出售的藥物的使用。而且，在上述分類下，特定物質(zhì)甚至通常未被患者看作是藥物的物質(zhì)也可以被記錄，包括維生素、食物添加劑、酒精、煙草等。
食物攝取除了通常從患者處收集的有關(guān)飲食和藥物的信息外，根據(jù)患者狀況，特定的食物攝取信息可以被關(guān)注。上述信息可以用于提供針對患者特定狀況或一般健康狀態(tài)的特定營養(yǎng)建議。食物攝取信息通常也包括關(guān)于患者身體活動、種族或文化背景以及家庭生活和膳食結(jié)構(gòu)的信息。關(guān)于患者對食物和生食的食欲和態(tài)度的特定信息也可以被記錄，并可以和患者進(jìn)行討論。針對患者經(jīng)歷的已知和未知癥狀，特定的過敏癥、不耐性和食物禁忌尤為值得關(guān)注。同樣，在對患者的食物攝取或類似問題進(jìn)行建議時，應(yīng)當(dāng)注意牙齒和口腔預(yù)防保健、腸胃問題和慢性病的問題。食物攝取信息也可以提出患者已知的特定藥物或認(rèn)識到的飲食或營養(yǎng)問題。而且還應(yīng)當(dāng)特別注意涉及以前和最近體重明顯變改變的信息。
根據(jù)從患者處收集或檢測的信息，涉及食物攝取的某些評估可以被做出。上述估計(jì)可以包括人體測量數(shù)據(jù)、生物化學(xué)評估、身體質(zhì)量索引數(shù)據(jù)和熱量需求。同樣，為了進(jìn)一步的建議和診斷需要，可以從患者人體測量數(shù)據(jù)中計(jì)算出理想體重和常見體重信息。
環(huán)境因素在估計(jì)患者情況和某些情況的誘因時，各種環(huán)境因素尤為值得關(guān)注。和人口信息類似，環(huán)境因素可以幫助估計(jì)更加難以捉摸和難以識別的潛在情況。通常典型的環(huán)境因素可以包括生活時間、鍛煉等。此外，有關(guān)特定患者或患者生活條件的信息可以被記錄，包括空氣污染、臭氧耗竭、殺蟲劑、氣候、電磁輻射水平、紫外線暴露、化學(xué)暴露、石棉、鉛、氡、或其它特定暴露等。上述信息可以和人口信息或已知的相關(guān)數(shù)據(jù)有關(guān)，諸如和氟有關(guān)的牙齒和骨的問題、和揮發(fā)性有機(jī)物(例如，苯、碳、四氯化物等)有關(guān)的潛在致癌物、腸胃疾病以及和細(xì)菌和病毒(例如，大腸桿菌、腸蘭伯式鞭毛蟲等)有關(guān)的其它問題和涉及無機(jī)物(例如，石棉、水銀、硝酸鹽等)的癌、肝損傷、腎損傷和神經(jīng)系統(tǒng)損傷的程度。
宏觀病理學(xué)通常宏觀病理學(xué)涉及關(guān)于基本人體系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能的信息。上述系統(tǒng)包括骨骼系統(tǒng)、內(nèi)分泌系統(tǒng)、生殖系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)、肌肉系統(tǒng)、泌尿系統(tǒng)、消化系統(tǒng)和呼吸系統(tǒng)。上述宏觀病理學(xué)信息可以在特殊問診或檢查中收集，或者可以和其它一般性問診(諸如身體檢查)或上述既往病史數(shù)據(jù)收集過程一起被收集。此外，宏觀解剖學(xué)信息的某些方面可以從參考正文、尸體解剖、擬人數(shù)據(jù)庫(諸如可視人計(jì)劃)中收集。
來自非生物模型的信息在估計(jì)和診斷患者情況時，也應(yīng)當(dāng)特別關(guān)注來自非生物模型的信息。在患者護(hù)理的整個管理中，也應(yīng)當(dāng)特別關(guān)注這種信息。包括在這種一般性資源分類中的信息包括健康保險信息和保健財政信息。此外，對于醫(yī)療機(jī)構(gòu)，大量信息需要及時提供恰當(dāng)?shù)幕颊咦o(hù)理，包括管理、工作流程和人力資源的精細(xì)控制。在為患者提供生活安排的機(jī)構(gòu)中，數(shù)據(jù)必須包括諸如飲食服務(wù)、醫(yī)院財政信息和患者財政信息這樣的條目。許多患者特有的信息可以被機(jī)構(gòu)累積在通用患者記錄中。
對于幫助進(jìn)行整個管理的機(jī)構(gòu)，其它特有信息可以包括獨(dú)自一個機(jī)構(gòu)或其它相關(guān)機(jī)構(gòu)涉及商業(yè)方面的信息。這種信息可以包括表示醫(yī)院地理位置、診所類型、診所規(guī)模、診所或科室或醫(yī)生專長等數(shù)據(jù)。在這種分類中，患者培訓(xùn)材料也尤為值得關(guān)注，而且患者培訓(xùn)材料可能特別適合于下面詳細(xì)描述的個體患者。最后，在這種資源分類中，涉及和醫(yī)生關(guān)系的信息也尤為值得關(guān)注，這種信息包括醫(yī)生的治療安排和醫(yī)生的要求和偏好。
處理和分析根據(jù)作為處理基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)、期望的分析類型和數(shù)據(jù)輸出的目的，由數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)10執(zhí)行的上述處理和分析功能可以采用許多形式。然而，尤其是，優(yōu)選地結(jié)合綜合數(shù)據(jù)庫12來對源自于各種資源的大量數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析。在資源的各種模態(tài)和類型中，為了執(zhí)行處理和分析可以設(shè)想一些情況。這些情況包括根據(jù)單模醫(yī)療系統(tǒng)或資源、單型多模組合和多型多模配置被執(zhí)行的分析。此外，如上所述，針對一個或多個模態(tài)和類型的情況，各種計(jì)算機(jī)輔助處理、采集和分析模塊可以被使用。下面描述了基于模態(tài)、基于類型和基于計(jì)算機(jī)輔助處理的方法的某一個典型實(shí)現(xiàn)，其中上述方法使用了由本系統(tǒng)收集和保存的數(shù)據(jù)。
模態(tài)和類型在單模醫(yī)療系統(tǒng)中，臨床醫(yī)生啟動一連串針對患者數(shù)據(jù)的事件。事件被分解成各種模塊，諸如上述采集模塊、處理模塊、分析模塊、報告模塊和存檔模塊。在傳統(tǒng)方法中，報告返回給提交它的臨床醫(yī)生。
在本技術(shù)中，計(jì)算機(jī)處理可以被引入以執(zhí)行一些數(shù)據(jù)操作任務(wù)。通常，在本討論中，執(zhí)行上述操作的算法被稱作數(shù)據(jù)操作算法或CAX算法。盡管關(guān)于當(dāng)前考慮的CAX算法及其交互和整合有更多的內(nèi)容將被說明，但是在這一點(diǎn)上某些上述算法通常指的是計(jì)算機(jī)輔助采集算法(CAA)、計(jì)算機(jī)輔助處理算法(CAP)、計(jì)算機(jī)輔助檢測算法(CAD)。所實(shí)施的軟件也用于管理整個工作流程，優(yōu)化每一個階段的參數(shù)，和/或在當(dāng)前或以前的時刻來自其它模塊的數(shù)據(jù)，上述每一個階段的參數(shù)當(dāng)前或以前的時刻來自同一個模塊的知識。此外，如圖1所示，使用新數(shù)據(jù)創(chuàng)建/更新了知識庫12，而且基本上驅(qū)動了各種計(jì)算機(jī)輔助模塊。因此，知識庫12的創(chuàng)建和更新和計(jì)算機(jī)輔助方法相聯(lián)系，以實(shí)現(xiàn)單模單元。下面詳細(xì)描述了包括CAA、CAP、CAD模塊86、88、90(參見圖5)的CAX模塊的細(xì)節(jié)和知識庫12。此外，應(yīng)當(dāng)理解這些模塊中的每一個模塊均可以針對給定的臨床問題被專門研究。因此，例如，如果同一個臨床問題需要在不同的時間點(diǎn)多次采集或多次處理和多次分析，那么該技術(shù)能夠被一般化以適應(yīng)數(shù)據(jù)的時間方面的要求。
在本文中，單型多模醫(yī)療系統(tǒng)可以由圖8中的任一列組成。在圖7中，考慮到在N個不同時間點(diǎn)的M個模態(tài)，用圖示法說明了具有時間屬性的單型多模系統(tǒng)。當(dāng)然，單一模態(tài)的所有屬性也可以應(yīng)用到多模背景中的任何一個模態(tài)，在這里示意圖僅突出顯示了多個模態(tài)之間的交互。在圖6和7中，每一個類型內(nèi)的交互也很明顯，諸如用于優(yōu)化數(shù)據(jù)的采集、處理和分析。在上下文中，醫(yī)學(xué)事件的時間方面也可以被考慮，諸如用于修改以數(shù)據(jù)時間屬性為基礎(chǔ)的采集、處理和分析模塊。如下所述，邏輯引擎24(參見圖5)，或更一般而言，處理系統(tǒng)10可以使用知識庫12利用規(guī)則優(yōu)化模態(tài)之間的數(shù)據(jù)采集、處理和分析。
多型多模醫(yī)療系統(tǒng)基本上可以涵蓋全部的可用資源，包括圖8總結(jié)的類型和模態(tài)。在圖6中，考慮到不同的時間點(diǎn)，用圖示法說明了具有時間屬性的多型多模系統(tǒng)。如前所述，單型多模系統(tǒng)的所有屬性可以應(yīng)用到任一種類型中，而且示意圖突出顯示了多個類型和多個模態(tài)之間的交互。在多型多模環(huán)境中，不同類型的模態(tài)間的交互能夠被用于優(yōu)化數(shù)據(jù)的采集、處理和分析。此外在這里，源自多個類型的醫(yī)學(xué)事件的時間方面可以被考慮，并且可以被用于修改以數(shù)據(jù)的時間屬性為基礎(chǔ)的采集、處理和分析模塊。邏輯引擎24，從更一般的角度上講是處理系統(tǒng)10可以使用知識庫利用規(guī)則優(yōu)化模態(tài)之間的數(shù)據(jù)采集、處理和分析。系統(tǒng)10使用源自工具或模塊和源自知識庫12的數(shù)據(jù)，然后建立能夠成為知識庫12一部分的關(guān)聯(lián)，上述模塊包括諸如CAX模塊或所示的特定上述模塊CAA、CAP、CAD模塊86、88、90。
盡管任何合適的處理算法和程序可以被使用以得益于本技術(shù)的綜合知識庫方法，但是為了實(shí)現(xiàn)這種目的，可以對可用程序的類型的進(jìn)行某些修改和集成。如上所述，用于分析相關(guān)醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)的典型計(jì)算機(jī)輔助數(shù)據(jù)操作算法和模塊包括計(jì)算機(jī)輔助診斷模塊、計(jì)算機(jī)輔助采集模塊和計(jì)算機(jī)輔助處理模塊。由于提供了高水平的集成，因此本技術(shù)大大增強(qiáng)了開發(fā)、提煉和實(shí)現(xiàn)上述算法的能力。下面詳細(xì)提供了有關(guān)算法的特性和操作，以及它們根據(jù)本技術(shù)多個方面的交互和接口。
綜合知識庫如上所述，在本技術(shù)中使用的綜合知識庫能夠是一種高度綜合的資源，這種資源包括位于一個或多個位置的一個或多個存儲設(shè)備，通過任何可用的網(wǎng)絡(luò)連接這些存儲設(shè)備彼此連接起來。綜合知識庫可以進(jìn)一步包括位于客戶組件中的存儲設(shè)備，諸如資源本身，這在某些成像系統(tǒng)中是十分常見的情況。在有限的實(shí)施方式中，綜合知識庫可以具有很少的上述資源。在更大的實(shí)施方式中，或當(dāng)實(shí)現(xiàn)隨時間推移被擴(kuò)展時，提供了數(shù)據(jù)和資源之間的進(jìn)一步整合和相互聯(lián)系。如本討論所述，任何和全部資源不僅可以作為數(shù)據(jù)的使用者，而且可以在需要的地方提供數(shù)據(jù)。
當(dāng)前設(shè)想的綜合知識庫可以包括原始數(shù)據(jù)以及中間數(shù)據(jù)、經(jīng)過處理的數(shù)據(jù)、報告、列表數(shù)據(jù)、標(biāo)記數(shù)據(jù)等。在最小的實(shí)施方式中，綜合知識庫可以包括原始數(shù)據(jù)或原始數(shù)據(jù)基的一個子集。然而，在更優(yōu)選的實(shí)施方式中，綜合知識庫是上述原始數(shù)據(jù)庫的超集，并且進(jìn)一步包括經(jīng)過篩選、經(jīng)過處理或降維數(shù)據(jù)，諸如涉及臨床事件規(guī)則的專家意見信息，諸如根據(jù)癥狀或其它輸入和疾病或治療理由或其它輸出、關(guān)系、相互連接、趨勢等的預(yù)測模型。而且如本討論所述，綜合知識庫的內(nèi)容可以被驗(yàn)證和核實(shí)，并且可以在各種提供或利用知識庫知識的存儲設(shè)備之間實(shí)現(xiàn)同步。
通常，如當(dāng)前設(shè)想的綜合知識庫能夠使基于證據(jù)的醫(yī)學(xué)被無縫整合到醫(yī)學(xué)的普通醫(yī)療機(jī)構(gòu)和整個保健事業(yè)中。也就是說，綜合知識庫用于增加大量的領(lǐng)域知識和經(jīng)驗(yàn)，這些知識和經(jīng)驗(yàn)由臨床醫(yī)生或用戶以及在各種被實(shí)現(xiàn)的算法程序中提供數(shù)據(jù)并利用數(shù)據(jù)的有關(guān)臨床和非臨床團(tuán)體人工維護(hù)。而且如本討論所述，實(shí)際上綜合知識庫可以被分發(fā)和聯(lián)合，以便提供原始數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)源和可控制和可指定源。
針對知識庫創(chuàng)建的當(dāng)前實(shí)踐是將收集特殊臨床事件的代表性數(shù)據(jù)，建立研究數(shù)據(jù)的領(lǐng)域?qū)＜倚〗M，通過專家將數(shù)據(jù)分成不同的有效分組，并且用一些參考標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)證實(shí)專家的結(jié)論。例如，為了從射線照相術(shù)圖像中創(chuàng)建肺部結(jié)核檢測的圖像知識庫，專家小組可以根據(jù)結(jié)核的細(xì)小程度來對圖像進(jìn)行分類，并用活組織檢查證實(shí)放射線學(xué)結(jié)論。在本技術(shù)中，針對臨床相關(guān)性的給定數(shù)據(jù)，上述方法學(xué)可以充當(dāng)最初的基本步驟。然而，根據(jù)領(lǐng)域?qū)＜姨峁┑膶傩院透綄俜椒ǎ诸愄幚砜梢员蛔詣油瓿?。在一個實(shí)施例中，任何臨床數(shù)據(jù)均可以被自動分類并添加索引，以致于對于各種預(yù)計(jì)的用途一經(jīng)請求它就能夠被檢索到。
邏輯引擎邏輯引擎基本上由規(guī)則構(gòu)成，這些規(guī)則協(xié)調(diào)被系統(tǒng)執(zhí)行的各種功能。上述協(xié)調(diào)包括在知識庫中訪問和保存數(shù)據(jù)，以及各種計(jì)算機(jī)輔助數(shù)據(jù)操作算法(諸如用于特征檢測、診斷、采集、處理和判定支持)的執(zhí)行。邏輯引擎能夠是基于規(guī)則的，并且可以包括有監(jiān)督學(xué)習(xí)或無監(jiān)督學(xué)習(xí)系統(tǒng)。作為舉例，由邏輯引擎執(zhí)行的功能包括數(shù)據(jù)傳輸控制、處理初始化、連接資源、連通度、處理的協(xié)調(diào)(例如，先后順序)和某些活動的協(xié)調(diào)，諸如訪問控制、組件的“握手協(xié)議”、接口定義等。
時間(temporal)處理模塊根據(jù)本技術(shù)的一個方面，只涉及在單模態(tài)數(shù)據(jù)上執(zhí)行時間變化分析。通過并排顯示時間變化數(shù)據(jù)和當(dāng)前數(shù)據(jù)，或?qū)r間結(jié)果融合到當(dāng)前數(shù)據(jù)中以突出顯示時間變化，結(jié)果能夠被呈現(xiàn)給用戶。另一種方法是使用至少一個模態(tài)的數(shù)據(jù)和來自另一個模態(tài)的它的時間配對物，以執(zhí)行時間變化分析。還有一種方法涉及在多類型數(shù)據(jù)上執(zhí)行時間分析，以便充分描述正被討論的醫(yī)學(xué)情況的特征。
時間處理通常包括下列通用模塊采集/存儲模塊、分割模塊、配準(zhǔn)模塊、比較模塊和報告模塊。
采集/存儲模塊包含被采集的醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)。對于時間變化分析，用于從和早先時間點(diǎn)對應(yīng)的存儲器中訪問數(shù)據(jù)的裝置可以被提供。即使通用方法能夠針對采集和時間序列中的任意類型的醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)進(jìn)行擴(kuò)展，但為了簡化后面討論中的符號，我們僅描述兩個時間點(diǎn)t1和t2。分割模塊提供分離特征、體積、區(qū)域、線和/或感興趣點(diǎn)的自動或手動裝置。在許多具有實(shí)際意義的情況下，全部數(shù)據(jù)能夠是分割模塊的輸出。配準(zhǔn)模塊提供不同醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)的配準(zhǔn)方法。一些例子可以用于說明這點(diǎn)。
在單模態(tài)醫(yī)學(xué)圖像的情況下，如果時間變化分析的感興趣區(qū)域很小，包括平移、旋轉(zhuǎn)、放大和剪切的剛體配準(zhǔn)變換完全可以勝任來自t1和t2的一對圖像的配準(zhǔn)。然而，如果感興趣區(qū)域很大，比如幾乎包括整個圖像，則可以應(yīng)用反卷(warped)、彈性變換。實(shí)現(xiàn)反卷配準(zhǔn)的一種實(shí)現(xiàn)方式是使用多標(biāo)度、多區(qū)域、金字塔形方法。在這種方法中，突出變化的不同代價函數(shù)可以在每一種標(biāo)度處被優(yōu)化。對于給定標(biāo)度(scale)，圖像被重新取樣，然后被分解成多個區(qū)域。分離移位向量在不同的區(qū)域被計(jì)算。移位向量被內(nèi)插以產(chǎn)生平滑的平移變換，這種變換被用于反卷圖像。在下一個更高標(biāo)度處，圖像被重新取樣而且反卷配準(zhǔn)處理被重復(fù)，直到達(dá)到預(yù)定的最終標(biāo)度。
在多模態(tài)醫(yī)學(xué)圖像的情況下，最大化互信息能夠執(zhí)行剛體和反卷配準(zhǔn)。在某些醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)中，根本不需要執(zhí)行任何空間配準(zhǔn)。在這種情況中，數(shù)據(jù)能夠是單標(biāo)度值或向量。
比較模塊提供了比較不同醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)的方法。例如，配準(zhǔn)圖像的比較能夠以多種方式被執(zhí)行。一種方法涉及兩幅圖像相減以產(chǎn)生差值圖像。作為另一種選擇，可以使用增強(qiáng)除法比較兩幅圖像s(t1)和s(t2)，這種方法可以用公式[s(t1)*s(t2)]/[s(t2)*s(t2)+Φ]描述，其中標(biāo)量常數(shù)Φ＞0。在單標(biāo)量值的情況下，醫(yī)學(xué)事件的時間趨勢能夠和正常和異常情況的已知趨勢進(jìn)行比較。
報告模塊為用戶提供了顯示和量化能力，以可視化和/或量化時間比較的結(jié)果。實(shí)際上，為了分析任何人均可以使用所有的可用數(shù)據(jù)。在醫(yī)學(xué)圖像的情況下，能夠使用幾種不同的可視化方法。使用基于一些預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)的邏輯運(yùn)算符，時間比較的結(jié)果能夠被同時顯示或彼此覆蓋。對于量化比較，彩色檢查表能夠被使用。結(jié)果數(shù)據(jù)也能夠和自動模式識別技術(shù)結(jié)合，以進(jìn)一步執(zhí)行結(jié)果的定性和/或人工/自動定量分析。
人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)圖15顯示了人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的一般性圖解表示，并用參考數(shù)字202表示。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)由許多單元和它們之間的連接組成，人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)能夠由硬件和/或軟件實(shí)現(xiàn)。如圖15所示，根據(jù)它們的功能，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的單元通?？梢员环殖扇N不同類型的組(層)。第一層為輸入層204，用于接收一組表示輸入模式的數(shù)據(jù)，第二層為輸出層208，用于提供一組表示輸出模式的數(shù)據(jù)，并且具有任意層數(shù)的中間層為隱藏層206，它將輸入模式轉(zhuǎn)換成輸出模式。因?yàn)槊恳粚又械膯卧獢?shù)目可以被任意確定，所以輸入層和輸出層可以包括足夠的單元數(shù)以分別表示待解決問題的輸入模式和輸出模式。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)被用于實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)區(qū)別對象或事件分類的計(jì)算方法。網(wǎng)絡(luò)首先由與對象或事件分類有關(guān)的已知數(shù)據(jù)表示加以訓(xùn)練，然后被用于區(qū)別未知對象或事件分類。
簡言之，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)202的原理能夠用下述方式說明。可以用從0到1的數(shù)字表示的歸一化輸入數(shù)據(jù)210被提供給神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入單元。接著，在隱藏層和輸出層208、210中通過兩次連續(xù)的非線性計(jì)算(在具有一個隱藏層206的情況下)，輸出數(shù)據(jù)212從輸出單元輸出。除輸入單元以外，在層的每一個單元中進(jìn)行的計(jì)算可以包括所有輸入數(shù)字的加權(quán)總和、某些偏移項(xiàng)的相加和通常使用S形函數(shù)將數(shù)字轉(zhuǎn)換到0到1范圍內(nèi)的變換。尤其是，如圖16的圖解表示，可以標(biāo)記為O1到On的單元214表示輸入或隱藏單元，W1到Wn表示從這些輸入或隱藏單元中分配給每一個輸出的加權(quán)因子216，而且T表示輸出和各自加權(quán)因子相乘的總和。通過使用S形函數(shù)220，輸出218或O被計(jì)算，其中假定θ表示T的偏移量。典型的S形函數(shù)由下述表達(dá)式給出1/[1+exp(-T+θ)]。加權(quán)因子和偏移量是神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)202的內(nèi)部參數(shù)，它們由給定的輸入和輸出數(shù)據(jù)集來確定。
在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)202中涉及兩個不同的基本過程，即訓(xùn)練過程和測試過程。使用訓(xùn)練輸入數(shù)據(jù)和期望輸出數(shù)據(jù)對，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)由反向傳播(BP)算法訓(xùn)練。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)部參數(shù)被調(diào)整，以最小化神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的真實(shí)輸出和期望輸出之間的差距。對于同一個輸入和輸出數(shù)據(jù)集合，通過按隨機(jī)順序反復(fù)執(zhí)行上述步驟，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)能夠?qū)W習(xí)訓(xùn)練輸入數(shù)據(jù)和期望輸出數(shù)據(jù)之間的關(guān)系。一旦經(jīng)過充分訓(xùn)練，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)能夠根據(jù)它的學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)區(qū)別不同的輸入數(shù)據(jù)。
專家系統(tǒng)在人工智能(AI)領(lǐng)域中的一種研究結(jié)果已經(jīng)發(fā)展成為允許在更高抽象水平上進(jìn)行信息建模的技術(shù)。這些技術(shù)被具體化成語言或工具，這些技術(shù)允許被建立的程序在它們的實(shí)現(xiàn)中酷似人類邏輯，因而使得程序更易于開發(fā)和維護(hù)。這些在明確的問題領(lǐng)域中模仿人類專業(yè)知識的程序通常被稱作專家系統(tǒng)。
使用知識解決問題的專家系統(tǒng)組件被稱為推理引擎。推理引擎通?？梢园ㄋ姆N基本控制組件，即匹配(比較當(dāng)前規(guī)則和給定模式)、選擇(選擇最恰當(dāng)?shù)囊?guī)則)、實(shí)現(xiàn)(最佳規(guī)則的實(shí)現(xiàn))和執(zhí)行(執(zhí)行結(jié)果動作)。
為了建立在特定領(lǐng)域解決問題的專家系統(tǒng)，知識工程師，即AI語言和表達(dá)方面的專家，通過閱讀相關(guān)領(lǐng)域的文獻(xiàn)開始熟悉問題和術(shù)語。然后以此為基礎(chǔ)，知識工程師和一個或多個領(lǐng)域?qū)＜冶３謴V泛的交流以“獲取”他們的知識。最后，知識工程師組織這些交流的結(jié)果，并將它們轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)能夠使用的軟件。交流通常占用了任一個階段的大部分時間和精力。
在開發(fā)專家系統(tǒng)時，基于規(guī)則的程序設(shè)計(jì)是一種最常用的技術(shù)。其它技術(shù)包括模糊專家系統(tǒng)，這種專家系統(tǒng)使用模糊成員函數(shù)和規(guī)則的集合而不是布爾邏輯推斷數(shù)據(jù)之間的關(guān)系。在基于規(guī)則的程序設(shè)計(jì)范例中，規(guī)則被用于表示直觀推斷或“經(jīng)驗(yàn)法則”，這些規(guī)則明確說明了針對給定情況應(yīng)被執(zhí)行的一組動作。規(guī)則通常由“if”部分和“then”部分組成。規(guī)則的“if”部分是一系列模式，這些模式明確說明導(dǎo)致規(guī)則被應(yīng)用的事實(shí)(或數(shù)據(jù))。將事實(shí)和模式進(jìn)行匹配的過程通常被稱為模式匹配。專家系統(tǒng)工具提供了推理引擎，所述推理引擎可以自動匹配事實(shí)和模式并選擇最恰當(dāng)?shù)囊?guī)則。規(guī)則的“if”部分實(shí)際上能夠被看作是規(guī)則的“whenever”部分，因?yàn)槊慨?dāng)事實(shí)發(fā)生變化時模式匹配均會出現(xiàn)。規(guī)則的“then”部分是當(dāng)規(guī)則適用時被執(zhí)行的一組動作。當(dāng)命令推理引擎開始執(zhí)行時，適用規(guī)則的動作被執(zhí)行。推理引擎選擇規(guī)則，然后被選擇規(guī)則的動作被執(zhí)行(通過添加或刪除事實(shí)，上述動作可以影響適用規(guī)則的列表)。推理引擎然后選擇另一個規(guī)則并執(zhí)行它的動作。這種過程一直持續(xù)到?jīng)]有適用規(guī)則可用為止。
處理函數(shù)和字符串的初始化這里使用的術(shù)語“處理字符串”用于廣義地與基于計(jì)算機(jī)的活動相關(guān)，所述活動用于在綜合知識的范圍內(nèi)或通過綜合知識執(zhí)行采集、分析、操縱、提高、生成或修改或?qū)С鰯?shù)據(jù)。所述處理可以包括但不限于分析患者特定的臨床數(shù)據(jù)。處理字符串可以根據(jù)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行工作，或者完全根據(jù)非臨床數(shù)據(jù)進(jìn)行工作，但通常是根據(jù)這兩者進(jìn)行工作。這樣，處理字符串可以包括如下行為數(shù)據(jù)采集(即用于開始采集和終止采集，并且用于設(shè)置采集設(shè)置和協(xié)議，或通知需要和不需要這種采集消息)。
例如，用戶初始化的處理字符串可包括啟動計(jì)算機(jī)輔助檢測子程序在心臟CT數(shù)據(jù)中識別可能可視的鈣化。而且，雖然這種處理字符串繼續(xù)進(jìn)行，根據(jù)請求的子程序和從其他來源得到的數(shù)據(jù)，該系統(tǒng)能夠自動地啟動一個處理字符串，其讀取由綜合知識庫得到的膽固醇測試結(jié)果，以分析請求的數(shù)據(jù)分析與膽固醇測試結(jié)果之間的關(guān)系。反過來，當(dāng)請求或啟動對膽固醇測試結(jié)果的分析，該系統(tǒng)能夠檢測在執(zhí)行成像中的效用，所述成像在評價或診斷相關(guān)病癥時起輔助作用，并通知用戶(或不同的用戶)需要或希望確定形成完整評價基礎(chǔ)的圖像的采集時間。
應(yīng)當(dāng)注意，能夠啟動處理字符串的用戶可包括對于原始數(shù)據(jù)和處理后的數(shù)據(jù)具有不同需要和用途的各種人。這些人可能包括例如，請求圖像中或從圖像中導(dǎo)出的數(shù)據(jù)的放射醫(yī)生，請求與保險索賠相關(guān)或支持性的信息的保險工作者，需要患者的病史信息的護(hù)士，訪問處方數(shù)據(jù)的藥劑師等。用戶也可以包括患者自己，訪問診斷信息或他們自己的記錄?；跀?shù)據(jù)狀態(tài)改變的啟動能夠依靠實(shí)際數(shù)據(jù)本身，但也可以依賴于數(shù)據(jù)在新工作區(qū)的來回運(yùn)動、數(shù)據(jù)的上傳或下載等。最后，系統(tǒng)啟動處理字符串可以依賴于簡單的定時(以周期的間隔)或可以依賴如參數(shù)或資料的相關(guān)程度等因素。當(dāng)可以獲得新協(xié)議或子程序時，系統(tǒng)啟動處理字符串也可以被裝入，以便在已有數(shù)據(jù)中進(jìn)行檢索，確定最近獲得的處理能否用于輔助識別尚未識別的病癥。
如上所述，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)10，綜合知識庫12和聯(lián)合數(shù)據(jù)庫14都能夠彼此通信，以從各個可獲得的資源中提供對各種類型的數(shù)據(jù)的獲取、轉(zhuǎn)換、分析和處理。圖17再次說明了本發(fā)明的這一特征，其強(qiáng)調(diào)向用戶提供的接口8，所述用戶如臨床醫(yī)生和內(nèi)科醫(yī)生。接口8雖然允許訪問系統(tǒng)的各種資源，包括數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)、綜合知識庫和聯(lián)合數(shù)據(jù)庫，但通?？紤]到各種接口類型和系統(tǒng)。尤其是，如圖17中的附圖標(biāo)記222表示的，包括接口8的“非聯(lián)合”接口層可包括多種各不相同的單指令的接口元件，或在地理上相隔很遠(yuǎn)各種不同指令。此外，該接口的基本操作系統(tǒng)不需要是相同的，并且本技術(shù)考慮了各種類型的接口可以統(tǒng)一并單獨(dú)地設(shè)置在非聯(lián)合的接口層中，不過能夠與一個或多個數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)、綜合知識庫和聯(lián)合數(shù)據(jù)庫通信。尤其是，在提供綜合知識庫和聯(lián)合數(shù)據(jù)庫的地方，將在該層中提供各種類型的接口，例如上述的通過使用包括如HTML、XML等標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議。接口層也可以允許自動地或用戶主動查詢綜合知識庫、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)或聯(lián)合數(shù)據(jù)庫。尤其是，在適當(dāng)情況下，用戶可能不會意識到程序在工作站上執(zhí)行的查詢，例如通過對客戶數(shù)據(jù)的輸入或輸出，填寫索賠單，指定數(shù)據(jù)采集序列、開藥等。
接口層，以及這里和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)中包括的編程可以允許根據(jù)一系列觸發(fā)事件執(zhí)行各種處理函數(shù)。這些事件可能與用戶請求一起啟動和執(zhí)行，或可以以各種其他的方式發(fā)啟。圖18用圖示的方式說明了可以以這種方式執(zhí)行的發(fā)啟和處理函數(shù)。
如圖18所示，各種啟動源224可以被認(rèn)為對來自上述資源和知識庫的數(shù)據(jù)啟動數(shù)據(jù)采集、處理和分析。根據(jù)存儲在一個或多個數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)中的子程序，結(jié)合知識庫和聯(lián)合數(shù)據(jù)庫，或更進(jìn)一步在所述資源內(nèi)，包括可控制的可指定資源和數(shù)據(jù)資源，發(fā)啟源224開始處理過程，如圖18中的參考數(shù)字226所示。如上所述，特定的處理過程可以被存儲，單獨(dú)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)包括在數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)中，或分散在各種計(jì)算機(jī)中，這些計(jì)算機(jī)系統(tǒng)彼此配合以執(zhí)行數(shù)據(jù)處理和分析。在處理過程的初始化中，處理字符串可以包括各種處理和分析函數(shù)，通常設(shè)計(jì)為向護(hù)理者提供對病人護(hù)理更深入的了解，處理病人護(hù)理所需的數(shù)據(jù)，增強(qiáng)提供護(hù)理的機(jī)構(gòu)的功能，檢測患者數(shù)據(jù)的趨勢或關(guān)系，并進(jìn)行一般性發(fā)現(xiàn)，并研究其關(guān)系以便將來使用。
本發(fā)明設(shè)計(jì)為多個發(fā)啟源224能夠根據(jù)該系統(tǒng)執(zhí)行的子程序開始執(zhí)行處理和分析功能。尤其是，對于在圖18中所述的發(fā)啟源，包括用戶發(fā)啟源230，事件或患者發(fā)啟源232，數(shù)據(jù)狀態(tài)改變源234，和系統(tǒng)或自動發(fā)啟源236。當(dāng)用戶，例如臨床醫(yī)生、內(nèi)科醫(yī)生，保險公司、臨床或醫(yī)院工作者，管理或工作人員等啟動一個利用綜合知識庫或上述各種綜合資源的請求時，處理字符串開始對已經(jīng)存儲在綜合知識庫中的信息，或者通過定位、訪問能夠獲取的信息，以及在一個或多個各種資源中的處理數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)用。在典型的設(shè)置中，用戶可以在執(zhí)行查詢或其他功能的工作站中開始上述過程。如上所述，查詢對于用戶來說是很明顯的，或者可以是在工作站上執(zhí)行的固有的功能。
另一種發(fā)啟源是事件或患者，如圖18中的參考數(shù)字238所示。通常，許多醫(yī)學(xué)相互作用以特異性的癥狀或醫(yī)學(xué)事件開始，所述醫(yī)學(xué)事件的觸發(fā)與醫(yī)學(xué)機(jī)構(gòu)或醫(yī)務(wù)工作者相聯(lián)系。一旦已經(jīng)通過患者或負(fù)責(zé)該患者的醫(yī)務(wù)工作者記錄了這種事件，處理字符串就開始執(zhí)行，其包括多個交互式步驟，例如進(jìn)入患者的記錄，更新患者記錄，采集與癥狀相關(guān)的詳細(xì)數(shù)據(jù)的采集等，下面會對其進(jìn)行更詳細(xì)的說明?；颊唛_始處理字符串的事件雖然在當(dāng)前情況下用于執(zhí)行不可獲得和高度綜合的處理，但通常類似于驅(qū)動當(dāng)前醫(yī)學(xué)服務(wù)的事件。
數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)10通常監(jiān)視多種數(shù)據(jù)參數(shù)，包括數(shù)據(jù)狀態(tài)(靜止或變化的)，以檢測何時能夠獲得新的數(shù)據(jù)。新的數(shù)據(jù)可通過更新患者記錄、訪問新信息、從各種可控制的和可指定的資源和數(shù)據(jù)資源上傳或下載數(shù)據(jù)等途徑獲得。在需要時，由數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)執(zhí)行的程序可根據(jù)數(shù)據(jù)狀態(tài)的改變開始進(jìn)行處理。例如，通過檢測患者記錄已經(jīng)由最近一次的患者的接觸或獲得的臨床或非臨床數(shù)據(jù)進(jìn)行了更新，處理字符串可確定是否隨后的行為、消息、報告或檢查一切正常。同樣，由數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)執(zhí)行的程序可自動地開始某種處理，如圖18中的參考數(shù)字236所示。這種系統(tǒng)初始的處理程序可以在常規(guī)基礎(chǔ)上進(jìn)行，例如在預(yù)定的時間間隔下或在各種系統(tǒng)參數(shù)的觸發(fā)下，所述系統(tǒng)參數(shù)例如庫存量，最新獲得的數(shù)據(jù)或數(shù)據(jù)間的相互關(guān)系的識別等。
本技術(shù)的高度整合方法的特別強(qiáng)大的方面在于，無論該處理過程的發(fā)啟源如何，都可以得到各種處理字符串。通常如圖18所描述的，例如，處理字符串228雖然在圖中通常與各種發(fā)啟源一致，但它可由其他發(fā)啟源和執(zhí)行程序得到。例如，用戶或環(huán)境字符串238可包括獲取和返回處理后信息以精確地響應(yīng)用戶初始化地處理事件的處理過程，或與用戶訪問系統(tǒng)地特定環(huán)境相結(jié)合。可是，這種處理字符串也可以來自事件或患者初始處理過程，數(shù)據(jù)狀態(tài)改變，系統(tǒng)初始化處理。而且，應(yīng)當(dāng)注意，幾種類型的特定字符串可以遵循各種類型中。例如，用戶或環(huán)境字符串238可包括基于查詢的特定處理過程，如參考數(shù)字240所表示，用于識別和返回響應(yīng)用戶提出的特定查詢的數(shù)據(jù)。作為選擇，用戶或基于環(huán)境的字符串242可產(chǎn)生哪些獲取和返回的數(shù)據(jù)是用戶指定和環(huán)境指定的。這種處理字符串的例子可包括獲取和處理數(shù)據(jù)，用于分析特定用戶感興趣的內(nèi)容，所述特定用戶例如特定類型的臨床醫(yī)生或內(nèi)科醫(yī)生，金融機(jī)構(gòu)和保險公司。
各種處理字符串的進(jìn)一步的例子可由發(fā)啟源處理過程得到，事件字符串244可包括處理過程，其對于患者執(zhí)行的醫(yī)學(xué)事件和過去和將來可能執(zhí)行的事件具有特異性。因此，事件字符串244可以由用戶初始化、事件或患者初始化、數(shù)據(jù)狀態(tài)改變初始化，或系統(tǒng)初始化得到。在典型的環(huán)境中，事件字符串可以簡單地遵循醫(yī)學(xué)事件或患者的癥狀，以獲取信息。處理該信息，并根據(jù)該處理提供建議或診斷。如上所述，建議可包括執(zhí)行另外的處理或分析，采集額外的信息，以及自動地和手工輔助的采集其他信息等。
常用的檢測字符串246也可以由各種發(fā)啟源發(fā)啟。在本發(fā)明的環(huán)境中，通常的檢測字符串246可包括設(shè)計(jì)為識別相關(guān)數(shù)據(jù)和關(guān)系的處理，所述相關(guān)數(shù)據(jù)或關(guān)系不是特定地由用戶、事件、患者、數(shù)據(jù)狀態(tài)變化來進(jìn)行請求或通過系統(tǒng)進(jìn)行請求。這種通常的檢測字符串可以根據(jù)由數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)或綜合知識庫識別的關(guān)系與新數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)。因此，即使患者或用戶沒有特別請求檢測相同關(guān)系或潛在的關(guān)聯(lián)，然而由數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)10執(zhí)行的程序可使用常用的檢測字符串進(jìn)行比較和分組，以識別風(fēng)險性、潛在的治療方法和經(jīng)濟(jì)管理選擇等。
最后，在圖18中設(shè)計(jì)為系統(tǒng)字符串248的處理字符串甚至在本質(zhì)上更普通。該系統(tǒng)字符串可以被處理，其目的在于發(fā)現(xiàn)從各種資源獲得的數(shù)據(jù)之間的關(guān)系。這些新的關(guān)系可以作為診斷或治療患者的新方法的指示，例如根據(jù)可識別的趨勢或關(guān)系，成功或失敗率分析，患者監(jiān)護(hù)結(jié)果的統(tǒng)計(jì)分析等。在前面的例子中，該系統(tǒng)字符串可以以各種方式啟動，包括系統(tǒng)的自動啟動，但也可以隨著數(shù)據(jù)狀態(tài)上改變、根據(jù)最新檢測的醫(yī)學(xué)事件或通過患者的發(fā)啟，或通過用戶的特定請求進(jìn)行發(fā)啟。
計(jì)算機(jī)輔助患者數(shù)據(jù)捕獲和處理根據(jù)本技術(shù)的一個方面，通過用存儲在綜合知識庫12中的數(shù)據(jù)協(xié)調(diào)數(shù)據(jù)采集和處理過程，提高了處理患者數(shù)據(jù)的能力。對于該目的，應(yīng)當(dāng)記住綜合知識庫12可被視為在各種資源自身中包括各種信息，或通過分析這些原始數(shù)據(jù)得到的處理后信息。此外，在本環(huán)境中，綜合知識庫被認(rèn)為包括可能存儲在一個研究機(jī)構(gòu)中的多個位置，和位于單一位置或位于多個分散位置的各種研究機(jī)構(gòu)的數(shù)據(jù)。因此，綜合數(shù)據(jù)庫可以包括各種坐標(biāo)數(shù)據(jù)集和知識庫站點(diǎn)。圖19中描述了示例性的邏輯操作類和時間幀，以及相關(guān)的示范操作。
參考圖19，包括在綜合知識庫中的患者信息可能來自上述一種或多種類型的醫(yī)療設(shè)備，更一般來講，是來自各種資源類型。此外，如上所述，患者信息可能來自結(jié)合數(shù)據(jù)資源中其他通?？色@得的數(shù)據(jù)分析這種類型的數(shù)據(jù)，上述數(shù)據(jù)資源例如不同的圖形信息、屬性或通?？稍L問的數(shù)據(jù)庫，調(diào)配法數(shù)據(jù)庫，數(shù)字化參考資料等。然而，當(dāng)該信息與患者一致時，例如去通過內(nèi)科醫(yī)生診斷或器械檢查。在圖19的圖示中，顯著不同的操作類別，通常用參考數(shù)字250表示，可以在邏輯上分組，例如患者交互操作、系統(tǒng)交互操作、報告或教育類操作。通常，這些操作類可能進(jìn)一步被視為整個系統(tǒng)的輸入、處理和輸出。此外，操作可被認(rèn)為通過參考患者接觸發(fā)生，例如在原位置訪問。在這種意義上講，通?？梢韵衲切┰谠L問或接觸之前被分類的操作那樣被分類，如參考數(shù)字25所描述的，以及接觸后操作，如參考數(shù)字256所表示的。
已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，在本技術(shù)中，通過在交互操作的各個階段采集一定的患者信息，來自綜合知識庫的信息可能在提供增強(qiáng)的診斷、分析、病人護(hù)理和病人指導(dǎo)中非常有用。尤其是，在病人接觸和就地訪問前可以設(shè)想采集和處理數(shù)據(jù)的幾種典型情況。
作為在患者接觸之前信息類型的例子，可以執(zhí)行操作子類，如圖19的參考數(shù)字258所述。作為舉例，在病人訪問之前，病人接觸或醫(yī)學(xué)狀況(例如訪問原因)的記錄可以被捕荻，以開始新的或連續(xù)的記錄。這種發(fā)啟可以通過病人要求、在網(wǎng)站輸入信息或其他接口，短信，聊天室信息、電子信息、通過網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的信息輸入等。與該記錄相關(guān)的數(shù)據(jù)可以或者通過人工接口或者通過自動驅(qū)動，或者甚至通過自由的調(diào)查問卷。在這種調(diào)查問卷中，通過聲音、文字或圖形接口，患者可以被提示輸入主要的疾病或癥狀、醫(yī)學(xué)事件等。例如，在一個示范性實(shí)施例中，患者也可以響應(yīng)人體的圖形化描述，例如選擇身體的癥狀區(qū)域。
在患者接觸之前可以收集其他信息，例如生物統(tǒng)計(jì)信息。在數(shù)據(jù)輸入患者記錄之前，這種信息可用于病人識別和/或病人鑒別。而且，如果能夠訪問，遠(yuǎn)程重要病征診斷可以通過患者輸入或通過遠(yuǎn)程監(jiān)視獲取。在數(shù)據(jù)通過聲音記錄收集時，語音識別軟件或類似軟件引擎可識別關(guān)鍵醫(yī)學(xué)術(shù)語以進(jìn)行以后的分析。此外，當(dāng)需要時，尤其是在緊急情況下，居住的或商業(yè)地址，移動電話位置，計(jì)算機(jī)終點(diǎn)位置等也能夠用于識別患者的物理位置。而且，通過患者的能夠使這些信息已知或可獲得的輸入查詢患者保險信息。
根據(jù)患者交互操作258，在患者訪問或接觸之前，可以進(jìn)行各種系統(tǒng)交互式操作260。尤其是，當(dāng)患者指定數(shù)據(jù)被獲取時，數(shù)據(jù)由綜合知識庫獲取(包括各種資源)以分析患者信息。這樣，數(shù)據(jù)可以被相互關(guān)聯(lián)或分析以檢測是否訪問約見狀況良好。如果已經(jīng)預(yù)約了，并且這種約見可根據(jù)資源和設(shè)備的可獲得性、患者偏好和位置等可以制訂時間。而且，這種預(yù)約的緊急程度可以根據(jù)患者輸入的信息被評估。
在根據(jù)該分析進(jìn)行的各種推薦中，訪問前成像、實(shí)驗(yàn)室檢查等可以被推薦，并且確定日程以在患者訪問期間和其后提供有效診斷和反饋可能需要的最相關(guān)的信息。這種推薦可能需要上述一種或多種類型的資源，以及每種資源中的一種或多種醫(yī)療設(shè)備。各種信息也可以與綜合知識庫中的信息相關(guān)以提供潛在的診斷或相關(guān)問題的指示，以及能夠在患者訪問時收集的相關(guān)信息。然后，整組數(shù)據(jù)能夠被上傳到綜合知識庫以在綜合知識庫中產(chǎn)生或補(bǔ)充患者病史數(shù)據(jù)庫。
為了將數(shù)據(jù)上傳到綜合數(shù)據(jù)庫中，可以存儲各種類型的結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)用于以后的訪問和處理。例如，最相關(guān)的被捕獲的患者數(shù)據(jù)可以以結(jié)構(gòu)化的形式存儲，比如通過能夠檢索的類或字段存儲，并在醫(yī)學(xué)訪問之前，訪問期間或訪問之后用于評價潛在的推薦。數(shù)據(jù)可以被使用，然后用于對患者病癥的變化進(jìn)行時間分析，識別趨勢，評價由患者識別的癥狀，以及甚至不可能被患者識別的和沒有被患者特別地訴說的一般癥狀的評價。數(shù)據(jù)也可以包括，并且被處理，以識別潛在相關(guān)的基于證據(jù)的數(shù)據(jù)，人口統(tǒng)計(jì)學(xué)風(fēng)險評估，以及用于醫(yī)學(xué)事件和病癥存在或誘因的假設(shè)的比較和分析。
隨著系統(tǒng)的交互作用，以及由于系統(tǒng)的交互作用，系統(tǒng)可以執(zhí)行各種輸出類型的函數(shù)。例如，如圖19的參考數(shù)字262所示，在患者接觸之前，患者特異性的評價可傳遞給患者，這些評價可包括約定接觸或進(jìn)行其他檢查或分析，與這些過程相關(guān)的教育性信息、在這些操作過程之前的遵循的協(xié)議(例如，飲食推薦，開藥、訪問定時和持續(xù)時間)。而且，患者信息可以被特別地縮短或使其適合該患者。依照本技術(shù)的一個方面，例如，根據(jù)在綜合知識庫可獲得的文本信息和病歷中的優(yōu)選語言，教育信息可以用特定的優(yōu)選語言傳遞給患者。這種指導(dǎo)可以進(jìn)一步包括詳細(xì)數(shù)據(jù)，例如驅(qū)動或公共運(yùn)輸方向，接觸信息(電話和傳真號碼，網(wǎng)址等)。如上所述，操作可以包括定制和安排測試和數(shù)據(jù)采集。
在訪問之前當(dāng)時由系統(tǒng)采取的進(jìn)一步的輸出操作可包括向臨床醫(yī)生和內(nèi)科醫(yī)生報告或推薦。尤其是，根據(jù)患者的指征和癥狀指示，患者的病歷信息收集等，該報告可包括輸出。該報告也可以包括電子版的圖像、計(jì)算機(jī)輔助處理(例如增強(qiáng)的)圖像等。此外，這種內(nèi)科醫(yī)生報告還可以包括推薦或優(yōu)選信息或檢查清單，該信息或檢查應(yīng)當(dāng)在訪問期間執(zhí)行以提煉或排除特定的診斷。
圖19中總結(jié)的處理過程繼續(xù)包括在接觸期間，例如現(xiàn)場訪問由患者在與醫(yī)生的接觸中得到的交互式信息，如參考數(shù)字264指示的。在本例子中，在接觸時收集的信息可以首先是生物統(tǒng)計(jì)信息，該信息又能夠用于患者識別和鑒別。因此，該訪問可以首先確認(rèn)處理，在該處理中患者或者就地注冊或者在訪問前遠(yuǎn)距離先注冊。在該時間期間可以進(jìn)行協(xié)作系統(tǒng)的交互作用，例如自動訪問在就診前階段建立的病歷。然后，將額外信息輸入病歷，該額外信息類似于就診前收集的信息或?yàn)榫驮\前收集的信息作準(zhǔn)備。在該會談過程中，患者會話和輸入可以手工或自動記錄，為臨床或內(nèi)科醫(yī)生檢查作準(zhǔn)備。如前所述，在收集聲音數(shù)據(jù)時，語音識別引擎可以識別關(guān)鍵醫(yī)學(xué)術(shù)語或與在綜合知識庫中的信息相聯(lián)系的癥狀，以進(jìn)一步提高診斷或治療。視頻數(shù)據(jù)可以同樣地被收集以評價患者交互作用，精神或身體狀態(tài)等。全部注冊過程可以部分或全部自動地進(jìn)行以在臨床醫(yī)生、護(hù)士或內(nèi)科醫(yī)生檢查之前最佳地使用學(xué)術(shù)資源。
然后，通過臨床醫(yī)生或護(hù)士和患者會晤繼續(xù)現(xiàn)場訪問，患者會談或交互作用又可以以語音或視頻格式與患者主訴、癥狀或輸入的其他關(guān)鍵數(shù)據(jù)一起被記錄到綜合知識庫中，例如用于對癥狀或情況的進(jìn)展的趨勢識別和時間分析。再者，同樣，重要的病征信息可以被更新，并且更新的患者記錄可以被評價用于趨勢識別和可能的診斷，以及或者推薦另外的醫(yī)學(xué)操作，如上所述。
通常在內(nèi)科醫(yī)生或臨床醫(yī)生檢查之后進(jìn)行現(xiàn)場訪問。如上所述，在現(xiàn)場訪問本身，對綜合知識庫中信息的可以進(jìn)行分析和對比，在檢查時報告或推薦被提供給內(nèi)科醫(yī)生。再者，該報告可提供推薦，例如進(jìn)行潛在診斷的分級的建議，操作或能夠直接從患者得到用于增強(qiáng)診斷和治療的簡單信息。再者，檢查本身可能完整地或部分地被記錄下來，并且關(guān)鍵醫(yī)學(xué)術(shù)語能夠被識別并存儲在患者記錄中以便以后使用。此外，在現(xiàn)場訪問期間，還可以為患者或患者護(hù)理提供生成報告，推薦、教育材料等。這些信息又可以為患者和患者病情進(jìn)行定制，包括檢查結(jié)果說明、隨后操作(如果有)的表示等。該材料還可以包括根據(jù)患者記錄的一般健康推薦，在接觸期間的交互，和來自綜合知識庫的信息，包括一般的參考材料。提供給患者的材料可包括但不限于文本、圖像、動畫、圖形和其他參考材料，原始的或處理后的，問題和答案的結(jié)構(gòu)化的視頻和/或音頻記錄，有關(guān)背景、診斷、醫(yī)學(xué)制度、風(fēng)險、治療安排等的一般數(shù)據(jù)。這類輸出的形式可以適合任何需要的格式，包括硬拷貝輸出、壓縮磁盤輸出、便攜式存儲介質(zhì)、加密電子信息等。如前所述，該交流也可以特別適合于優(yōu)選語言的患者。該輸出也可以包括有關(guān)財務(wù)安排的信息，包括保險日期、索賠日期等。
該技術(shù)還允許接觸后數(shù)據(jù)收集和分析。例如，在患者訪問后，可以設(shè)計(jì)各種患者交互，通常如圖19中的參考數(shù)字266所示。這種交互通常可包括下面的問題、癥狀更新、遠(yuǎn)程重要病征的捕獲等。通常與在接觸之前收集的信息類似。此外，接觸后的患者交互作用可包括患者對研究機(jī)構(gòu)或護(hù)理人員的定級，在申請或處理保險索賠的輔助，貨品計(jì)價等。此外，根據(jù)這種輸入，數(shù)據(jù)被評價，這可以是患者特定的，或本質(zhì)上更通常的，來自綜合知識庫以允許該信息與患者記錄和所有其他可獲得的數(shù)據(jù)協(xié)調(diào)，以促進(jìn)后面的行動，并且為患者和護(hù)理人員生成報告和反饋。
綜合知識庫接口如上所述，用于綜合知識庫的和更通常的用于處理系統(tǒng)的“非聯(lián)合”接口可以特別地適合于各種用戶、環(huán)境、功能等。圖20總體上描述了接口處理系統(tǒng)，其促進(jìn)與綜合知識庫的交互作用。該系統(tǒng)通常包括一系列輸入?yún)?shù)或資料270，其可以在特性，位置和實(shí)用性上廣泛的變化。根據(jù)來自這種資源的輸入，通常是上述數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)10的一部分的邏輯分析程序272識別接口，并且一方面在用戶、硬件和系統(tǒng)另一方面在用戶工作站之間訪問接口，以及訪問綜合知識庫。然后，通常用參考數(shù)字274表示的接口和訪問輸出功能用于根據(jù)分析程序接收的輸入提供定制的接口和訪問綜合知識庫。
如圖20所概括的，輸入?yún)?shù)和源270通?？砂P(guān)于用戶的參數(shù)，所述用戶包括患者4和臨床醫(yī)生6，以及關(guān)于該系統(tǒng)的其他用戶，例如金融或保險公司，研究人員，和具有訪問數(shù)據(jù)權(quán)利的任何其他人員和機(jī)構(gòu)。對于用戶發(fā)啟的事件，或任何涉及用戶的與綜合知識庫接觸的事件，各種訪問級、功能、外形、環(huán)境等可以被認(rèn)為自定義用戶接口和訪問綜合知識庫數(shù)據(jù)的程度以及處理能力。舉例來說，放射醫(yī)生在觀察工作站觀看一副或多幅圖像，操作CT掃描儀的技術(shù)人員或制定約見或輸入帳單信息的管理人員都可以是本系統(tǒng)的用戶。如注意到的，可由邏輯解析器272考慮的用戶的參數(shù)或特征可以變化非常大。在本示范性的實(shí)施例中，這種特征包括由用戶執(zhí)行的功能，如參考數(shù)字276所表示的，以及如參考數(shù)字278所示的用戶的個人簡檔。在適當(dāng)?shù)臅r候，與該功能相關(guān)的信息和個人簡檔可以被人工覆蓋。而且，所有由特定用戶進(jìn)行的訪問可以通過各種類型的鑒別進(jìn)行過濾，如參考數(shù)字282所指示的。
在典型的情況下，如圖20所述，用戶可例如在工作站304上輸入鑒別模塊，以使得能夠安全地訪問該系統(tǒng)。當(dāng)由用戶執(zhí)行的功能是進(jìn)行接口和訪問的一個關(guān)鍵考慮時，用戶可被提示輸入當(dāng)前功能，或者該功能可以被識別用于各個用戶簡檔。在這種情況下，同樣的用戶在該系統(tǒng)中可具有多種功能，例如在醫(yī)院中的胸部放射學(xué)家作為介入人員(interventionalist)，在其他期間具有另外的功能作為乳腺X線照像人員，在某些期間作為管理者等。作為另一個例子，一般的實(shí)習(xí)護(hù)士可在某個時間作為臨床醫(yī)生，例如輸入醫(yī)學(xué)病歷信息，在其他時間作為約會日程安排者，并在其他時間作為財務(wù)人員來輸入帳單、記錄數(shù)據(jù)或保險數(shù)據(jù)。每個個體或機(jī)構(gòu)都可以自定義一個或多個包含個人偏好的簡檔或這些功能的信息。該簡檔可以是包含用于不同數(shù)據(jù)訪問模式或功能的有關(guān)用戶的某些數(shù)據(jù)，以及描述用戶界面偏好的信息(如果有的話)。
同樣，某些硬件或醫(yī)療設(shè)備系統(tǒng)可直接訪問綜合知識庫，例如用于上傳或下載在系統(tǒng)執(zhí)行的分析、處理或數(shù)據(jù)采集功能中有用的信息。如圖20所述，通常由參考數(shù)字284表示的這種硬件可包括成像系統(tǒng)、患者輸入站、通過網(wǎng)站連接的通用計(jì)算機(jī)等。該硬件可按照與上面用戶類似的方式、通過一個或多個函數(shù)286來與解析器相接口連接。同樣，可以考慮諸如硬件環(huán)境之類的參數(shù)，如參考數(shù)字288所述。這種環(huán)境可以提供這樣一種指示，例如系統(tǒng)在何處、何時使用的指示，以便將在急診室使用的成像系統(tǒng)的特定功能與在其他臨床應(yīng)用、移動環(huán)境等的功能進(jìn)行區(qū)分。如本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的，這種功能和環(huán)境信息可以影響能夠從綜合知識庫訪問或上傳到綜合知識庫中的數(shù)據(jù)的類型和數(shù)量，并且可以例如具有優(yōu)先級，或根據(jù)治療等的緊急性處理來自綜合知識庫中的信息。
圖20中也描述了通用的系統(tǒng)輸入290，其可以由邏輯解析器實(shí)現(xiàn)。通用系統(tǒng)信息可以與各個接口系統(tǒng)相關(guān)，包括一個系統(tǒng)，用戶或硬件在該系統(tǒng)上與知識庫連接。例如，用戶用于與知識庫進(jìn)行接口連接的系統(tǒng)可以自動地或通過用戶干預(yù)提供與特定硬件裝置相關(guān)的信息、參數(shù)、系統(tǒng)性能、設(shè)備功能、裝置安裝或使用的環(huán)境等。例如，這種信息可以指示裝置用作圖像瀏覽工作站，這樣在X線讀圖室和重癥監(jiān)護(hù)室可以使用不同的缺省界面特征。這種界面特征可提供獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，例如同樣數(shù)據(jù)的不同表現(xiàn)模式、自定義分辨率和使用的帶寬等。
根據(jù)邏輯解析器272提供的信息，解析器確定合適的用戶接口定義，以及訪問綜合知識庫的定義。在由邏輯解析器272進(jìn)行的判定中，可允許的數(shù)據(jù)狀態(tài)可能會改變，所述數(shù)據(jù)狀態(tài)可以由用戶、硬件或系統(tǒng)啟動，以允許數(shù)據(jù)輸入、輸出的方法和字段、已定義的圖形化和其他表現(xiàn)模式等。為了提供這種定義，邏輯解析器可以利用特定水平或分類的訪問，以及利用特定預(yù)定義的圖形接口或其他字段，這在制定接口時使用。尤其是，除了這種預(yù)定義的訪問和接口設(shè)置之外，對于給定的知識庫請求，邏輯解析器272可以使用嵌入在知識庫接口軟件中的算法、來自接口管理器的預(yù)定義指令組，或自學(xué)習(xí)算法。在允許用戶人工覆蓋特征數(shù)據(jù)或設(shè)置的位置，邏輯解析器可以自定義接口或給定的應(yīng)用或功能。例如，單獨(dú)的用戶可以使用重癥監(jiān)護(hù)室的瀏覽工作站304以查看外傷病例，但可以通過忽略重癥監(jiān)護(hù)室而使用缺省急診室設(shè)置。還可以設(shè)想許多其他定義的功能和忽略，所有這些都允許預(yù)綜合知識庫的標(biāo)準(zhǔn)和自定義的接口和訪問級。
在邏輯解析器定義的功能中有些功能是用于定義用戶接口的，其他功能用于定義對綜合知識庫的訪問。如圖20所述，這些功能可包括定義允許的輸入字段，如參考數(shù)字292所示。取決于上面所討論的因素，在圖形用戶接口環(huán)境中，這些字段是可顯示或不可顯示的，或在特定用戶界面中是變灰的。另外，如參考數(shù)字294所表示的，可以定義允許的輸入模式，也允許各種類型的輸入，例如通過特定輸入頁的顯示或非顯示，交互式網(wǎng)頁等。同樣，如參考數(shù)字296所示，可以通過邏輯解析器定義特定的圖形接口。應(yīng)當(dāng)注意，各種接口字段、模式和由邏輯解析器根據(jù)輸入信息識別的表示可以存儲在遠(yuǎn)程，例如，在處理系統(tǒng)中或系統(tǒng)數(shù)據(jù)資料庫，或存儲在本地的管理系統(tǒng)或在工作站304中。
邏輯解析器也可以定義特定的交互式水平和在用戶、系統(tǒng)和硬件以及交互式知識庫之間的訪問。這種訪問控制可以訪問來自知識庫的信息和將信息存儲在知識庫中。訪問控制也可以通過數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)定義與知識庫相聯(lián)系的允許的處理功能。在圖20所述的例子中，這類功能可包括定義允許讀取訪問的數(shù)據(jù)，如參考數(shù)字298所示，定義允許讀寫訪問的數(shù)據(jù)，如參考數(shù)字300所示，以及定義允許寫訪問的數(shù)據(jù)，如參考數(shù)字302所示。
如上所述，接口處理系統(tǒng)268允許執(zhí)行各種類型的鑒別，尤其是對于試圖訪問綜合知識庫的用戶。這種鑒別功能可以通過多種方式完成，包括通過密碼比較、語音識別、生物統(tǒng)計(jì)、包含在接口裝置中的腳本和文件(例如“cookie”)或密碼文件等。因?yàn)樵诰C合知識庫中可包括各種數(shù)據(jù)，鑒別和安全發(fā)布可以是特定軟件和裝置的焦點(diǎn)以謹(jǐn)慎地保護(hù)訪問并避免干預(yù)或未授權(quán)的訪問。因此，處理使用標(biāo)準(zhǔn)用戶鑒定協(xié)議，可以使用與知識庫交流的數(shù)據(jù)加密技術(shù)，以及在接口的輸入端和輸出端可提供相關(guān)的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)。
通常，用戶可以承擔(dān)對由用戶管理或生成的數(shù)據(jù)設(shè)置安全或訪問級，或其他參與者可以承擔(dān)這種安全和訪問控制。因此，如上所述，該系統(tǒng)能夠被編程以實(shí)現(xiàn)不同類型用戶或用戶功能的缺省訪問級，而且，不同專用訪問級可以由用戶設(shè)置以用于不同環(huán)境和其他用戶。具體來講，患者或主治醫(yī)生可以在最佳的位置根據(jù)他們的需要來設(shè)置對他(或她)的醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)的訪問，使得特定的內(nèi)科醫(yī)生或機(jī)構(gòu)組能夠訪問該信息。訪問也可以被拓寬到包括其他外科醫(yī)生和機(jī)構(gòu)，例如在意外情況下或患者無能力的情況下。而且，訪問級能夠按照個人、情況、機(jī)構(gòu)等排序。特別是訪問級能夠在特定環(huán)境中實(shí)現(xiàn)，比如在緊急情況下，用于臨床訪問者，將控制或監(jiān)視傳遞給另一個在假期中的內(nèi)科醫(yī)生等。
通常，鑒別和安全操作可以通過軟件實(shí)現(xiàn)，該軟件根據(jù)響應(yīng)對患者提供并執(zhí)行缺省設(shè)置。因此，患者可以被提示對個人、保險公司、主要監(jiān)護(hù)醫(yī)生和專家、親屬等分類，以及對向每類提供什么樣的訪問進(jìn)行指示。然后，在此之后對信息進(jìn)行分析和訪問，以及對界面進(jìn)行自定義。
上述接口系統(tǒng)具有一定的內(nèi)在優(yōu)點(diǎn)，例如，各個患者能夠根據(jù)患者的需要和目的有效地成為允許訪問信息的數(shù)據(jù)或病例管理者。這種機(jī)制可以自定義，并易于改變，以與地方、州和聯(lián)邦或其他法律法規(guī)相一致，尤其是那些與訪問患者數(shù)據(jù)相關(guān)的法律法規(guī)。這些法規(guī)也可以與訪問議案和財務(wù)信息相關(guān)，由雇員訪問失效信息，訪問和用于保險索賠。醫(yī)學(xué)護(hù)理和公共醫(yī)療補(bǔ)助信息等。而且，根據(jù)用戶或訪問方法，該技術(shù)提供自動的醫(yī)學(xué)信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)訪問規(guī)定，或易于改變?yōu)榕c醫(yī)學(xué)信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)訪問規(guī)定相一致，使得數(shù)據(jù)能夠被標(biāo)記以確保隱私不受侵犯。最后，該技術(shù)通過諸如患者或內(nèi)科醫(yī)生通過例如類別、功能、環(huán)境等為大范圍的患者提供隱私級別的快速和常規(guī)設(shè)置。
多級系統(tǒng)結(jié)構(gòu)通常如上所述，本技術(shù)提供對不同用戶和對不同需要以不同級別輸入、分析、處理、輸出和訪問數(shù)據(jù)。尤其是，該系統(tǒng)具有提供各種級別的數(shù)據(jù)訪問和處理的性能，通常，所有這些不同級別被視為有益于、保持或使用上述的部分綜合知識庫和功能。各種來自患者或用戶級可包括工作站、輸入裝置、部分?jǐn)?shù)據(jù)處理系統(tǒng)等，其提供需要的數(shù)據(jù)并為在相應(yīng)級執(zhí)行的功能提取需要的數(shù)據(jù)。當(dāng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的級別能夠滿足用戶需要時，例如在特定機(jī)構(gòu)、保險公司、部門、區(qū)域等，數(shù)據(jù)的共享和管理可以在這些級別單獨(dú)進(jìn)行。不過，在這里還需要額外的功能，該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)在必要時提供用于鏈接較低的和任何中間級以適應(yīng)這些功能。
圖21和22通常說明了根據(jù)這種多級結(jié)構(gòu)執(zhí)行的示范性結(jié)構(gòu)和管理功能。圖21說明了本數(shù)據(jù)交換系統(tǒng)2，其包括許多綜合級以及輸入和輸出站或用戶集群。用戶處于基本的或本地級306，所述用戶通常是患者4或臨床醫(yī)生6(包括放射醫(yī)生、護(hù)士、內(nèi)科醫(yī)生、管理人員、保險公司、研究機(jī)構(gòu)等)。如上所述，在這種本地級可執(zhí)行各種功能，包括修理數(shù)據(jù)輸入和輸出功能、訪問控制、接口自定義等。然后，在本地群組和群集級308中，這些用戶可彼此進(jìn)行通信，并和上面描述的類型的系統(tǒng)部件進(jìn)行通信。也就是說，每個本地群組或集群級308都可包括上述討論的各種資源中的任何一個或全部，包括數(shù)據(jù)資源和可控制和可描述的資源。例如，在實(shí)際實(shí)施方式中，本地群組或集群級308可包括在特定機(jī)構(gòu)中的部門，以某種方式附屬的機(jī)構(gòu)，位于特定地理區(qū)域的機(jī)構(gòu)、利用實(shí)習(xí)區(qū)域或?qū)I(yè)聯(lián)系的機(jī)構(gòu)等。然后，用戶和在這種本地群組或集群級的連接可允許執(zhí)行特定的功能，在可能的程度上，完全本地的并無需訪問遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)源或其他本地群組或集群。
然后，可以鏈接相似的遠(yuǎn)程群組或集群，并它們可以是同樣或大體同樣的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，如圖21的參考數(shù)字310、312、314所示。然而，應(yīng)當(dāng)注意的是，根據(jù)在該組或類中的用戶的需要和功能，每個這樣的類可以在尺寸、特征甚至在它自身的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)上變化非常大，然后，各種本地群組和集群級可以通過一個和多個中心集群鏈接，通常如參考數(shù)字318所示。
雖然通常圖21中描述了“集中化/分散化”系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，也應(yīng)當(dāng)記住由本發(fā)明技術(shù)方面提供的多級系統(tǒng)的功能可以采用多種分析形式，即，任何或所有可獲得的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，包括集中化體系結(jié)構(gòu)、環(huán)狀結(jié)構(gòu)、層級結(jié)構(gòu)、分散化結(jié)構(gòu)、集中化結(jié)構(gòu)以及這些結(jié)構(gòu)的組合可以處于整個系統(tǒng)的各種級中。而且，在需要時，各種遠(yuǎn)程群組或集群可以以可替換的方式彼此鏈接而不需要通過中心群組或集群。因此，可以提供在特定機(jī)構(gòu)或醫(yī)師之間的優(yōu)選的鏈接，使得“虛擬集群”被定義以供進(jìn)行數(shù)據(jù)交換和處理數(shù)據(jù)。這種鏈接可以在這些用戶之間執(zhí)行特定關(guān)系和重復(fù)操作時特別有用。
上面描述的功能，包括數(shù)據(jù)采集、處理分析和其他功能，都可以在圖21的結(jié)構(gòu)中的特定工作站中執(zhí)行，在本地群組和集群，或通過使用更廣泛的資源，所述更廣泛的資源包括一個或多個遠(yuǎn)程群組或集群。根據(jù)多級體系結(jié)構(gòu)的場合，這些功能中的某些功能通常在圖2 2中描述。如圖22所述，某些功能可以在本地群組或集群級308執(zhí)行，通常同樣的功能以較高級318執(zhí)行。而且，應(yīng)當(dāng)注意同樣的或類似的功能甚至可以在各個終點(diǎn)或工作站執(zhí)行，并且在該結(jié)構(gòu)中可以提供另外的級。
如圖22所述，用戶4，6可以鏈接到該系統(tǒng)，并且通過安全/訪問控制模塊320來對輸入和訪問進(jìn)行過濾。如上所述，這種模塊可以使用各種形式的安全/訪問控制，例如根據(jù)密碼、語音識別、生物統(tǒng)計(jì)和更多復(fù)雜的技術(shù)。通常，模塊320保持理想的保證級，那些鏈接到網(wǎng)絡(luò)的保證級有權(quán)將特定的數(shù)據(jù)上傳、下載和處理。模塊320允許用戶訪問本地知識庫322，從一般的觀點(diǎn)看，該知識庫被視為是上述知識庫的一部分。也應(yīng)當(dāng)注意，本地知識庫322也可以包括上述聯(lián)合數(shù)據(jù)庫的特征，其中某些數(shù)據(jù)可以通過編程函數(shù)被預(yù)處理和進(jìn)行說明，以便使用。
通常，確認(rèn)或數(shù)據(jù)管理模塊324可以以某種形式被提供以控制本地知識庫322中數(shù)據(jù)和來自整個系統(tǒng)的其他部分的數(shù)據(jù)的訪問和質(zhì)量。也就是說，確定的數(shù)據(jù)，尤其是在本地級使用的數(shù)據(jù)，可以優(yōu)選地被存儲在本地知識庫322中。然而，在需要整體系統(tǒng)功能時，這些數(shù)據(jù)可以被上傳到較高級別，或插入(piers)到其他本地群組或集群中。同樣，數(shù)據(jù)可以從其他遠(yuǎn)程源那里下載或處理。為了保持這些數(shù)據(jù)的有效性和質(zhì)量，有效性和數(shù)據(jù)管理模塊324可以執(zhí)行特定的功能，通常時雙向的，如圖22所示。上述功能可以包括如參考數(shù)字326所示的調(diào)節(jié)模塊。該模塊可以調(diào)節(jié)和確認(rèn)確定的數(shù)據(jù)，例如根據(jù)輸入時間、數(shù)據(jù)來源和其他確認(rèn)標(biāo)準(zhǔn)。在不可獲得這種調(diào)節(jié)或確認(rèn)時，例如由于不一致的更新或輸入，這種情況可以被作出標(biāo)記以便進(jìn)行調(diào)節(jié)。同樣，同步模塊328提供在本地知識庫322和遠(yuǎn)程資源之間的同步記錄。最后，鏈接上傳/下載模塊330提供從其他存儲器或資料庫定位、訪問或存儲或下載來自本地知識庫中的數(shù)據(jù)。
然后，通?？梢栽谄渌壔蛟谄渌P(guān)系中執(zhí)行同樣的功能，通常如圖22的318所示。因此，就如在本地群組或集群之間一樣，安全和訪問控制模塊332可以與模塊320相結(jié)合，以提供對來自其他用戶、群組、集群或級別的安全訪問。而且，集群知識庫334可以被保持，其推薦或甚至復(fù)制一些本地知識數(shù)據(jù)庫。就像具有本地知識庫322一樣，集群知識庫334通?？梢员徽J(rèn)為是全部綜合知識庫中的一部分。其他功能也可以以較高的級別執(zhí)行。因此，如參考數(shù)字336所示，有效性和數(shù)據(jù)管理模塊可以被執(zhí)行，該模塊又與在本地級的類似模塊324的功能相兼容。這種模塊又可以包括一致模塊338，同步模塊340和鏈接/上傳/下載模塊342，其便于群組或集群之間的數(shù)據(jù)交換。
上面描述的多級設(shè)計(jì)提供了明顯的優(yōu)點(diǎn)和功能。首先，數(shù)據(jù)可以通過組或類的特定部件使用特別修改的訪問控制程序方便地被訪問。也就是說，對如保險帳單、臨床分析等這樣的功能，可在特定組或類中提供降低的安全級別。然后，通過在其他群組或集群的其他用戶訪問數(shù)據(jù)可以被更好地調(diào)節(jié)，例如通過應(yīng)用不同的安全或訪問控制機(jī)制。而且，某些功能可以以非?；A(chǔ)的級別提供，例如在患者或臨床工作站，需要時還鏈接有附加數(shù)據(jù)訪問和處理性能。
此外，應(yīng)當(dāng)注意在本發(fā)明設(shè)計(jì)的實(shí)施例中，整個網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋵W(xué)傾向于借鑒基礎(chǔ)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，其本身借鑒和促進(jìn)下述的計(jì)算機(jī)輔助數(shù)據(jù)操作算法。也就是說，當(dāng)由特定關(guān)系、處理需要、訪問需要、確認(rèn)需要等使功能或數(shù)據(jù)被相關(guān)起來，群組或集群的建立可以遵循同樣的結(jié)構(gòu)。即，如上所述，“典型的”訪問、使用、需要和功能可以在更緊密或不太緊密的結(jié)點(diǎn)或類中，更遠(yuǎn)的或稀疏的機(jī)構(gòu)或功能可以更分散些。
各種群組或集群的鏈接也允許執(zhí)行迄今為止在現(xiàn)存的系統(tǒng)中不能獲得的功能。例如，在不同組或類級的數(shù)據(jù)之間的趨勢、關(guān)系等的分析可以促進(jìn)那些能夠輔助識別傳統(tǒng)的不可獲得的信息。例如，在特定機(jī)構(gòu)、機(jī)構(gòu)的部門或地理區(qū)域的疾病狀態(tài)的特定流行程度，現(xiàn)存的系統(tǒng)傾向于不識別或延期識別在這種事件和在其他位置的類似事件之間的任何關(guān)系。另一方面，本系統(tǒng)允許這種數(shù)據(jù)被操作、考慮、分析和相聯(lián)系，以便容易地、快速地識別各個位置的發(fā)展趨勢和各種數(shù)據(jù)的相互關(guān)系，例如護(hù)理質(zhì)量等。因此，可獲得對同樣信息的協(xié)調(diào)訪問和分析，以在整個人群中識別這種疾病狀態(tài)。
同樣，通過本技術(shù)提供的多級機(jī)構(gòu)可以提高資源管理。尤其是，根據(jù)在上述各個級的數(shù)據(jù)的可獲得性和資源處理，問卷中使用的過去的和預(yù)期的趨勢、保險索賠、人力資源需要等也可以被識別。
面向患者的醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)管理本技術(shù)還提供了進(jìn)一步的優(yōu)點(diǎn)，患者能夠被通知并甚至管理能夠他們各自的醫(yī)學(xué)護(hù)理。如上所述，該系統(tǒng)能夠以下述方式整合在醫(yī)學(xué)接觸(例如辦公室會面)之前收集患者數(shù)據(jù)，當(dāng)需要時，該系統(tǒng)也可以用于請求額外的信息，以用于此類交互。而且，該系統(tǒng)能夠適于允許保持特定的個人患者記錄，該記錄可以由各個患者和患者管理者控制。圖23一般表示用于產(chǎn)生和管理綜合患者記錄而設(shè)計(jì)的技術(shù)方面。
如圖23所示，通常功能和模塊的機(jī)構(gòu)可以稱為患者管理知識庫系統(tǒng)344，其至少部分地包括綜合知識庫特征和上面描述的其他技術(shù)?；颊?提供了患者數(shù)據(jù)，通常如圖23中的參考數(shù)據(jù)346所示?；颊邤?shù)據(jù)可以以任何合適的方式提供，例如通過硬拷貝、組織樣本分析、在研究機(jī)構(gòu)或門診部的輸入裝置或用于患者的輸入裝置。例如，這種輸入裝置可以包括例如，用于包裹、植入或由患者在家或工作場所直接完成。因此，患者數(shù)據(jù)346可以通過移動取樣器(例如用于血液分析)提供，用于生理數(shù)據(jù)的傳感系統(tǒng)(例如血壓、心率等)?；颊邤?shù)據(jù)可以存儲在本地，例如存儲在傳感裝置或患者計(jì)算機(jī)或工作站中。同樣，患者數(shù)據(jù)也可以在提示患者時由患者提供，或者通過系統(tǒng)提示來提供，例如通過可訪問的因特網(wǎng)網(wǎng)頁。而且，患者數(shù)據(jù)可以從外部資源提取，包括下面詳細(xì)描述的綜合知識庫資源。因此，在實(shí)現(xiàn)時，可以以雙向方式交換患者數(shù)據(jù)，從而使得患者可以向記錄提供數(shù)據(jù)并從記錄訪問數(shù)據(jù)。同樣，患者可以管理從外部資源向記錄輸入數(shù)據(jù)，以及管理向外部資源輸出記錄。
患者數(shù)據(jù)可以通過患者網(wǎng)絡(luò)接口348來與系統(tǒng)的其他元件進(jìn)行交換?；颊呔W(wǎng)絡(luò)接口可以像網(wǎng)頁瀏覽器一樣簡單，或者可包括多種用于控制訪問、確認(rèn)和在患者和外部資源直接交換數(shù)據(jù)的復(fù)雜管理工具?；颊呔W(wǎng)絡(luò)接口可以與各種其他部件相通信，例如直接與參考數(shù)字350指示的護(hù)理提供者相通信。這種護(hù)理提供者可包括最初護(hù)理醫(yī)生。但也包括存儲患者臨床數(shù)據(jù)的機(jī)構(gòu)和辦公室，以及存儲非臨床數(shù)據(jù)的機(jī)構(gòu)，例如保險索賠、經(jīng)濟(jì)資源數(shù)據(jù)等?；颊呔W(wǎng)絡(luò)接口348還可以進(jìn)一步與參考數(shù)據(jù)資料庫352相通信，這種參考數(shù)據(jù)資料庫已在前面參考綜合知識庫進(jìn)行了說明。資料庫352可以是同樣的或其他的資料庫，并可以由患者網(wǎng)絡(luò)接口進(jìn)行有效地使用，以由所述接口執(zhí)行一定的處理功能。例如，將患者數(shù)據(jù)和已知范圍或統(tǒng)計(jì)學(xué)信息相比較、綜合與疾病狀態(tài)、護(hù)理、診斷和預(yù)測等有關(guān)的背景和特定信息的顯示患者情況的界面頁。當(dāng)需要時，患者網(wǎng)絡(luò)接口348還可以與一般用參考數(shù)字354表示的解釋器或處理模塊相通信。解釋器或處理模塊可以完全地或部分地將訪問地已存取的數(shù)據(jù)或患者數(shù)據(jù)以供進(jìn)行分析和存儲。再者，解釋器或處理功能可以是雙向的，以便它們能夠解釋和處理那些來自患者的數(shù)據(jù)和從外部資源傳遞給患者的數(shù)據(jù)。
綜合患者記錄模塊356通常設(shè)計(jì)為產(chǎn)生綜合患者記錄，一般用圖23的參考數(shù)字362表示。如在本發(fā)明環(huán)境中所使用的，綜合患者記錄可包括相當(dāng)多的信息，這些信息是直接從患者身上獲取的以及從向患者提供護(hù)理的機(jī)構(gòu)那里獲取的。該記錄也可包括從這些數(shù)據(jù)衍生的數(shù)據(jù)，例如在適當(dāng)?shù)臅r候由自動技術(shù)和通過患者護(hù)理提供者分析原始患者數(shù)據(jù)、圖像數(shù)據(jù)等得到的數(shù)據(jù)。同樣，該綜合患者記錄可包括來自參考數(shù)據(jù)資料庫352的信息。綜合患者記錄模塊優(yōu)選地將一些或所有綜合患者記錄362存儲在一個或多個數(shù)據(jù)資料庫358中。
如上所述，系統(tǒng)344允許產(chǎn)生一個綜合患者記錄362，其可包括相當(dāng)多的患者數(shù)據(jù)。在實(shí)踐中，綜合患者記錄，或部分患者記錄可以存儲在各個位置，例如在鄰近患者數(shù)據(jù)塊346的患者位置，在所指示的鄰近塊350的各個護(hù)理提供者的位置(例如用最初護(hù)理醫(yī)生)，或在由綜合患者記錄模塊356訪問的數(shù)據(jù)資料庫358中。也應(yīng)當(dāng)注意，對患者而言，由患者網(wǎng)絡(luò)接口348、解釋和處理模塊354和綜合患者記錄模塊356提供的一些或全部功能可以本地或遠(yuǎn)程的。即，用于執(zhí)行生成和保持患者記錄的軟件可以直接存儲在患者終端，或可以完全或部分地在遠(yuǎn)程提供，例如通過調(diào)配服務(wù)。同樣地，患者記錄資料庫358可以在患者本地或遠(yuǎn)程。
綜合患者記錄模塊356也可以優(yōu)選地設(shè)計(jì)為能通過綜合知識庫接口360來與綜合知識庫12進(jìn)行通信。接口360可以與上述的為適應(yīng)患者需要和使用的訪問、確認(rèn)、修改等一般功能相一致。綜合知識庫接口360允許從資源18中提取信息，該資源18可以在如圖23所示的特定機(jī)構(gòu)的內(nèi)部。該接口也可以允許來自患者的數(shù)據(jù)被上傳到該資源和機(jī)構(gòu)。如在圖23所述，綜合患者記錄356能夠完全地或部分地存儲在綜合知識庫12中以便于由例如護(hù)理提供者訪問。該記錄也可以存儲在各個機(jī)構(gòu)中，例如存儲在醫(yī)院或能夠提供專業(yè)患者護(hù)理的臨床機(jī)構(gòu)。
圖23描述的系統(tǒng)功能提供了明顯的優(yōu)點(diǎn)。例如，如上所述，訪問特定信息和生成記錄可以由患者更直接地控制。即，該系統(tǒng)作為一種能夠使患者主動管理醫(yī)學(xué)記錄的使能器。這種交互可采用患者可控制地訪問向?qū)I(yè)護(hù)理提供者提供的部分患者記錄的形式。同樣，該系統(tǒng)提供能夠提高患者關(guān)于專業(yè)臨床和非臨床問題的一般性問題的教育水平的能力。該系統(tǒng)還提供用于訪問患者數(shù)據(jù)、包括原始數(shù)據(jù)、處理后數(shù)據(jù)、鏈接、上傳等的有力工具，其可由護(hù)理提供者使用以識別和跟蹤患者狀況、制定患者護(hù)理訪問等。這種功能也可以通過“推(push)”或“拉(pull)”的交換技術(shù)加以提供，例如基于時間的或通過通知、電子消息、無線消息等技術(shù)。因此，與患者的直接交互可包括上傳患者數(shù)據(jù)、下載患者數(shù)據(jù)、開藥提醒、辦公室會見提醒、篩選通信等。此外，將患者數(shù)據(jù)與來自其他資源的功能和數(shù)據(jù)結(jié)合，以允許綜合患者記錄定期地生成和存儲，或在患者或機(jī)構(gòu)提出的特殊需要之前生成和存儲，或在特定查詢時通過鏈接和訪問數(shù)據(jù)以響應(yīng)查詢進(jìn)行編譯。
預(yù)測建模本技術(shù)利用了上述數(shù)據(jù)存儲、訪問和處理功能的高度集成，提供了開發(fā)臨床和非臨床特性的預(yù)測模型的有力工具。尤其是，能夠從綜合知識庫或聯(lián)合數(shù)據(jù)庫中的各種資源提取數(shù)據(jù)，處理數(shù)據(jù)并分析數(shù)據(jù)以利用預(yù)測模型的開發(fā)改進(jìn)患者的護(hù)理。這種預(yù)測模型的開發(fā)能夠完全地或部分地自動進(jìn)行，并且這種建?？梢杂糜谶m應(yīng)上述類型地計(jì)算機(jī)輔助功能。
圖24和25通常說明了可以根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)現(xiàn)的預(yù)測模型開發(fā)的方面，圖2 4表示一個預(yù)測建模系統(tǒng)364，其可以基于或補(bǔ)充(compliment)上述的綜合知識庫和網(wǎng)絡(luò)功能。預(yù)測建模系統(tǒng)364利用資源18，所述資源包括數(shù)據(jù)資源和可控制和可指定的資源，以及利用任何在系統(tǒng)中提供的聯(lián)合數(shù)據(jù)庫14，以及利用本質(zhì)上可以集中和分布的綜合知識庫12。該系統(tǒng)364依據(jù)圖24中標(biāo)出的軟件作為數(shù)據(jù)挖掘和分析模塊366，所述數(shù)據(jù)挖掘和分析模塊被設(shè)計(jì)為能從各種資源、知識庫和數(shù)據(jù)庫中提取數(shù)據(jù)，并且識別開發(fā)可預(yù)測模塊中有用的數(shù)據(jù)之間的關(guān)系。由數(shù)據(jù)挖掘和分析模塊366執(zhí)行的分析功能可以以任何合適的方式啟動，如圖24中的啟動程序塊368表示，其包括任何或所有上面描述的參考圖18的啟動事件。只要處理過程被啟動，該模塊檢索和識別可以鏈接到特定疾病狀態(tài)、醫(yī)學(xué)事件或未識別或尚未認(rèn)出的疾病狀態(tài)或醫(yī)學(xué)事件。此外，該模塊還可以同樣尋找非臨床數(shù)據(jù)以開發(fā)同樣的模型，例如預(yù)測資源需求、資源分配、保險費(fèi)率、財務(wù)計(jì)劃等。應(yīng)當(dāng)注意，由模塊366執(zhí)行的數(shù)據(jù)采集和分析功能可以對來自資源和數(shù)據(jù)庫的“原始”數(shù)據(jù)進(jìn)行操作(臨床和非臨床的)，以及對過濾后的、確認(rèn)的、維數(shù)減少的和來自這些資源中的任意一個的處理后的數(shù)據(jù)進(jìn)行操作。此外，這種處理的啟動，或數(shù)據(jù)的確認(rèn)可以由專家提供，例如由圖24的參考數(shù)字6表示的臨床醫(yī)生提供。
根據(jù)模塊366執(zhí)行的挖掘和分析，預(yù)測模型開發(fā)模塊370還用于將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和分析成可用于診斷、計(jì)劃和其他目的的代表性模型。在臨床環(huán)境中，可開發(fā)大范圍的模型類型，尤其是用于提煉上述計(jì)算機(jī)輔助處理。如上所述，這些處理，在這里稱為CAX處理，允許強(qiáng)有力的計(jì)算機(jī)輔助工作流程，例如用于采集、處理、分析、診斷等。預(yù)測模型開發(fā)模塊370使用的方法可以根據(jù)應(yīng)用、可獲得的數(shù)據(jù)和需要的輸出進(jìn)行改變。在本發(fā)明的實(shí)施例中，例如，該處理可基于回歸分析，決策樹、聚類算法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、專家系統(tǒng)等。此外，預(yù)測模型開發(fā)模塊還可以以特定的疾病狀態(tài)或醫(yī)學(xué)狀況或事件為目標(biāo)，或者可以是非狀態(tài)指定的。例如，在已知數(shù)據(jù)與特定醫(yī)學(xué)狀態(tài)相關(guān)時，該模塊可以在于根據(jù)所有由資源和知識庫中可獲得的信息提煉用于識別這種狀況發(fā)生可能性的規(guī)則和方法。然而，更一般的，數(shù)據(jù)挖掘和分析功能結(jié)合模型開發(fā)算法可以用于識別疾病狀態(tài)和這些疾病狀態(tài)和以前未識別的可獲得的數(shù)據(jù)之間的關(guān)系。
在預(yù)測模型開發(fā)模塊370被修改以改進(jìn)計(jì)算機(jī)輔助處理CAX的應(yīng)用中，該模塊可以識別或提煉執(zhí)行這種處理中有用的參數(shù)。因此，該模塊370的輸出可以由視為與特定病癥、事件或診斷相關(guān)的一個或多個參數(shù)組成。來自預(yù)測模型開發(fā)模塊370的輸出(通常采用數(shù)據(jù)關(guān)系的形式)可以進(jìn)一步被提煉或映射到圖24所描述的CAX處理85所獲得和使用的參數(shù)上。因此，在本實(shí)施例中，提供了參數(shù)提煉函數(shù)372，其中在CAX處理85中所使用的參數(shù)被識別，如參考數(shù)字374所表示的。并且“最好”或最優(yōu)化的值或該值的范圍被識別，或如參考數(shù)字376所示。然后，參數(shù)和它們的值或范圍被提供給CAX處理算法以進(jìn)一步用于特定處理中。作為一種一般規(guī)則，CAX處理產(chǎn)生一些輸出，如參考數(shù)字378所表示的。
應(yīng)當(dāng)注意，上面描述的預(yù)測建模系統(tǒng)364中的各種功能可以在一個或多個處理系統(tǒng)并根據(jù)各種輸入數(shù)據(jù)執(zhí)行。因此，如上所述，綜合知識庫和由此用于預(yù)測模型開發(fā)的數(shù)據(jù)本質(zhì)上是可擴(kuò)展的，使得在可獲得改進(jìn)的或額外的信息時，該模型可以用不同方式開發(fā)或改進(jìn)。也應(yīng)當(dāng)注意，圖24所描述的該系統(tǒng)的各個部分提供了高度交互式的模型開發(fā)。即，各種模塊和功能可以彼此影響以進(jìn)一步改進(jìn)模塊開發(fā)。
例如，根據(jù)特定的數(shù)據(jù)挖掘，在由模塊370開發(fā)的預(yù)測模型處，該模型開發(fā)模塊可以識別另外的或補(bǔ)充數(shù)據(jù)也在改進(jìn)CAX處理的功能上非常有用。然后，該模型開發(fā)模塊可以基于這種洞察影響數(shù)據(jù)挖掘和分析功能。同樣，在參數(shù)提煉過程中進(jìn)行的參數(shù)識別和參數(shù)優(yōu)化過程能夠影響預(yù)測模型開發(fā)模塊。而且，CAX處理85能夠同樣的影響預(yù)測模型開發(fā)模塊，例如用于開發(fā)或提煉其他CAX處理。
在圖24說明的所述部件和功能之間的交互作用的稍后的可能性非常有利。尤其是，應(yīng)當(dāng)識別預(yù)測模型開發(fā)模塊370其本身在某些方面可以作為CAX處理85，例如用于識別可獲得的數(shù)據(jù)之間的關(guān)系，以及將這種關(guān)系與潛在的疾病狀態(tài)、事件、資源需求、經(jīng)濟(jì)上的考慮等相匹配。然而，該過程不僅限于任何特別的CAX過程。而是，雖然模型開發(fā)可以集中在疾病狀態(tài)的診斷上，例如，CAX處理的輸出(例如計(jì)算機(jī)輔助診斷或檢測)可以導(dǎo)致識別需要處理的數(shù)據(jù)的處理和模型化方面的改進(jìn)。同樣，CAX處理在處理中的結(jié)果可以導(dǎo)致識別在用于計(jì)算機(jī)輔助數(shù)據(jù)采集(CAA)模型中的改進(jìn)。其他計(jì)算機(jī)輔助處理，包括健康或經(jīng)濟(jì)狀態(tài)、預(yù)后、開藥、治療的計(jì)算機(jī)輔助評估(CAAx)和其他決策可以同樣地受到預(yù)測模型開發(fā)模塊和來自改進(jìn)的其他處理反饋的影響。
如圖24所述，在臨床和非臨床預(yù)測模型開發(fā)中涉及的特定步驟可以受到確認(rèn)或由系統(tǒng)元件或?qū)＜疫M(jìn)行輸入。因此，CAX輸出378通常由專家6進(jìn)行查看。同樣，可能影響預(yù)測模型開發(fā)模塊370的CAX輸出優(yōu)選地被確認(rèn)，如圖24中地塊380所示。這種確認(rèn)可以由該系統(tǒng)自身執(zhí)行(例如通過相互校驗(yàn)數(shù)據(jù)或算法輸出，或通過一個或多個專家)。然后，該經(jīng)過確認(rèn)的輸出可以鏈接到資源，包括初始資源本身18和綜合知識庫12。例如，鏈接或預(yù)處理一定數(shù)據(jù)或?qū)υ谟砷_發(fā)模型中執(zhí)行的CAX處理中使用的特定數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)記可能是有用的。
在使用時，開發(fā)或改進(jìn)的模型通常可用于遠(yuǎn)程處理，或可以下載到系統(tǒng)，包括計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、醫(yī)學(xué)診斷成像裝置等，這些系統(tǒng)使用該模型改進(jìn)數(shù)據(jù)采集、處理、診斷、決策支持或由CAX處理執(zhí)行的其他任何功能。
在預(yù)測模型開發(fā)模塊370中，可存在幾種功能并且它們可以或在常規(guī)的基礎(chǔ)上執(zhí)行，或用戶或由系統(tǒng)進(jìn)行專業(yè)編程或啟動。圖25說明了由模型開發(fā)模塊執(zhí)行的某種這種處理的例子。如圖25所示，根據(jù)所挖掘和分析的數(shù)據(jù)(即由資源采集或提取的數(shù)據(jù))，該模型通常識別如圖25的塊282可獲得的數(shù)據(jù)之間的關(guān)系。這種關(guān)系可以基于數(shù)據(jù)間已知的相互關(guān)系，或基于上述的識別算法(例如回歸分析，決策樹，聚類算法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、專家輸入等)。而且，應(yīng)當(dāng)注意這種關(guān)系識別可以基于任何可獲得的數(shù)據(jù)。即，這些數(shù)據(jù)在被認(rèn)為與它的類型、模式、實(shí)行區(qū)域等分離時可能是在系統(tǒng)使用中最有用的。例如，臨床數(shù)據(jù)可以從成像系統(tǒng)中使用，并且與特定患者的人口統(tǒng)計(jì)學(xué)的信息結(jié)合，并且與組織學(xué)信息結(jié)合。數(shù)據(jù)也可以包括非患者特異性(例如一般人群)數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)可進(jìn)一步指示特定疾病狀態(tài)等的危險或可能性。依據(jù)所識別出的關(guān)系，如塊384所示，規(guī)則識別被執(zhí)行。這種規(guī)則可以包括在所識別出的關(guān)系中用于鏈接各種數(shù)據(jù)項(xiàng)或輸入的比較、布爾關(guān)系、回歸方程等。
塊386表示執(zhí)行的輸入改進(jìn)步驟。其中這種關(guān)系與各種從所述資源或數(shù)據(jù)庫或知識庫中可獲得的各種數(shù)據(jù)輸入相聯(lián)系。如圖25所述，這種輸入388可以是非參數(shù)的，即，涉及不是特別地受CAX處理的設(shè)置或參數(shù)的影響的原始的數(shù)據(jù)或處理后的數(shù)據(jù)。如框圖390所表示，其他輸入識別用于參數(shù)輸入，其能夠受CAX處理的改變的影響。根據(jù)上述輸入識別、規(guī)則識別和關(guān)系識別，能夠使模型一致并得到改進(jìn)，如框圖390所示。此外，這種一致和改進(jìn)又可包括添加或刪除某些輸入，其中包括數(shù)據(jù)的某些條件和包含物、一些輸入的加權(quán)等。這種一致和改進(jìn)可以由該系統(tǒng)執(zhí)行，或通過專家的輸入執(zhí)行，如圖25中的參考數(shù)字6所示。接著，整個過程可能進(jìn)行某些重復(fù)，如圖25的返回箭頭所示。這樣該一致和改進(jìn)過程可能進(jìn)一步影響對相互關(guān)系、規(guī)則和輸入的識別。
借助上述技術(shù)可以開發(fā)許多模型。例如在臨床環(huán)境中，上述不同類型的數(shù)據(jù)可以由CAX算法訪問，諸如圖像數(shù)據(jù)、人口數(shù)據(jù)和非患者特定數(shù)據(jù)。例如，對于特定年齡段的女性，她們患有乳腺癌的風(fēng)險會升高，模型可以被開發(fā)用于診斷特定年齡段的在國家特定地區(qū)居住的女性乳腺癌。被認(rèn)為可用的另一種因素是從患者完成的問卷調(diào)查中獲得的既往癥(例如，煙癮、飲食習(xí)慣等)。
作為另一個例子，說明了各種處理之間的相互作用，采集數(shù)據(jù)或處理數(shù)據(jù)的模型可以被計(jì)算機(jī)輔助診斷(CADx)算法影響。例如在一個例子中，根據(jù)計(jì)算機(jī)輔助診斷，在突出從掃描數(shù)據(jù)中導(dǎo)出的異常圖像的同時，治療算法的輸出可以被改變。因此，圖像數(shù)據(jù)可以在下腹部以較薄的層片被采集或處理，在那里治療算法被稱為闌尾切除術(shù)。其余數(shù)據(jù)可以按正常方式以較厚的層片被處理。因此，不僅在預(yù)測模型的開發(fā)和改進(jìn)中不同焦點(diǎn)的CAX算法能夠彼此影響，而且不同類型和來自不同模態(tài)的數(shù)據(jù)能夠被用于改善診斷和治療疾病以及非臨床用途的模型。
算法和專業(yè)訓(xùn)練如上所述，許多計(jì)算機(jī)輔助算法可以在本技術(shù)中被實(shí)現(xiàn)。在這里通常被稱為CAX算法的這類算法可以包括多種數(shù)據(jù)的處理和分析，諸如醫(yī)學(xué)診斷圖像數(shù)據(jù)。本技術(shù)提供用于改進(jìn)上述處理的增強(qiáng)工具，并且通過學(xué)習(xí)或訓(xùn)練過程改進(jìn)上述處理以增強(qiáng)檢測、分段、分類和其它被上述處理執(zhí)行的功能。本技術(shù)也提供了在各種水平為醫(yī)學(xué)專業(yè)人員提供反饋(諸如訓(xùn)練目的)的可能，這些醫(yī)學(xué)人員包括放射科醫(yī)生、內(nèi)科醫(yī)生、技術(shù)人員、臨床醫(yī)生、護(hù)士等。圖26說明了在上述訓(xùn)練過程中針對算法和醫(yī)學(xué)專業(yè)人員的典型步驟。
參考圖26，圖解說明了算法和專業(yè)人員訓(xùn)練過程394。處理過程可以包括彼此分開卻又相互依賴的模式，諸如專業(yè)人員訓(xùn)練模式396和算法訓(xùn)練模式398。通常，這兩種模式可以在一個或多個操作環(huán)境中被編程和運(yùn)行，并根據(jù)用戶當(dāng)前如何執(zhí)行上述處理過程改變所執(zhí)行的實(shí)際功能。
通常，處理過程考慮到了計(jì)算機(jī)輔助算法(諸如CAD算法)之間的交互和由醫(yī)學(xué)專業(yè)人員執(zhí)行的功能。處理過程在這里根據(jù)CAD程序的前后關(guān)系被解釋，其中CAD程序用于對醫(yī)學(xué)診斷圖像數(shù)據(jù)的特性進(jìn)行檢測和分類。然而，應(yīng)當(dāng)理解的是，對于其它CAX算法和不同類型的醫(yī)學(xué)診斷數(shù)據(jù)(包括來自不同模態(tài)和資源類型的數(shù)據(jù))，類似的處理過程能夠被實(shí)現(xiàn)。
處理過程394可以認(rèn)為是從步驟400開始，在該步驟中專家或醫(yī)學(xué)專業(yè)人員執(zhí)行特征檢測和分類。正如本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的，上述功能通常作為診斷圖像讀出過程的一部分被執(zhí)行，并且通常從重建圖像或按檢查順序排列的一組圖像開始。專家通常從綜合知識庫12中或從各種資源18中提取數(shù)據(jù)，并利用來自上述資源的補(bǔ)充數(shù)據(jù)支持特征檢測和分類的“讀出”過程。然后，專家產(chǎn)生標(biāo)記為D1的數(shù)據(jù)集，數(shù)據(jù)集D1在圖26中用參考數(shù)字406標(biāo)記，該數(shù)據(jù)集可以是在特殊應(yīng)用中附有注解的醫(yī)學(xué)診斷圖像。任何合適的技術(shù)均可以用于產(chǎn)生數(shù)據(jù)集，諸如傳統(tǒng)注釋、指令、交互式標(biāo)記和類似技術(shù)。
同專家特征檢測和分類功能并行，算法(例如CAD算法)在步驟404中執(zhí)行類似的特征檢測和分類功能。如上所述，各種程序可以用于上述功能，通常是利用原始或已處理圖像數(shù)據(jù)，并根據(jù)參數(shù)設(shè)置識別分割和分類鑒別特征。上述設(shè)置包括由數(shù)學(xué)或邏輯限定的特征識別步驟，基于亮度或顏色的特征檢測、自動或半自動特征分割和基于鑒別或分割特征和鑒別病理學(xué)已知特征比較的分類。作為步驟404的結(jié)果，在圖26中參考數(shù)字為406的第二數(shù)據(jù)集D2被生成，為了顯示該數(shù)據(jù)集同樣可以被注釋。
由專家產(chǎn)生的數(shù)據(jù)集402在步驟408中經(jīng)受相同或不同計(jì)算機(jī)算法的驗(yàn)證。當(dāng)系統(tǒng)工作在算法訓(xùn)練模式時，由于該步驟的任選特性，算法驗(yàn)證步驟408在圖26中用虛線說明。也就是說，如下所述，在反饋被提供給專家的地方優(yōu)選專家讀出的算法驗(yàn)證。作為選擇，算法驗(yàn)證步驟可以在所有情況下被實(shí)現(xiàn)，以致于后續(xù)被處理數(shù)據(jù)集包括通過專家和通過算法的讀出，和在算法驗(yàn)證步驟產(chǎn)生的專家識別和分類特征的篩選。通常，算法驗(yàn)證步驟用于消除由專家產(chǎn)生的假肯定讀出。應(yīng)當(dāng)理解在步驟408中的特殊算法和/或被算法使用的參數(shù)設(shè)置可以不同于在步驟404中使用的算法和參數(shù)設(shè)置。也就是說，算法驗(yàn)證步驟可以由不同的算法執(zhí)行或使用不同的參數(shù)設(shè)置，以致于和步驟404中使用的算法特征檢測和分類相比，在步驟408提供了不同精確程度的過濾器。步驟408形成了另一個精確數(shù)據(jù)集D3，在圖26中參考數(shù)字為410的數(shù)據(jù)集D3可以形成重建圖像，該圖像被添加注釋以便在需要的地方指出專家特征檢測和分類結(jié)果以及由算法驗(yàn)證引起的上述結(jié)果的改變。
同樣，由算法特征檢測和分類產(chǎn)生的數(shù)據(jù)集406在步驟402經(jīng)受專家驗(yàn)證。和步驟408的情況一樣，步驟412可以是任選步驟，特別是在系統(tǒng)按專業(yè)人員訓(xùn)練模式運(yùn)行的地方。也就是說，在計(jì)劃將反饋提供給醫(yī)學(xué)專業(yè)人員或?qū)＜业牡胤?，步驟可以被刪除，以便提供算法特征檢測和分類和由醫(yī)學(xué)專業(yè)人員產(chǎn)生的特征檢測和分類的比較。應(yīng)當(dāng)理解在步驟412中的特殊專家和/或被專家使用的判定閾值可以不同于在步驟400中使用的專家和判定閾值。當(dāng)數(shù)據(jù)代表圖像時，在圖26中參考數(shù)字為414的結(jié)果數(shù)據(jù)集D4可以被重建，并且數(shù)據(jù)集D4可以被注釋以指出由算法識別的特征和由專家或醫(yī)學(xué)專業(yè)人員對上述識別或分類做出的改變。
在本實(shí)施方式中，數(shù)據(jù)集410和414被加入到共用數(shù)據(jù)集416中，共用數(shù)據(jù)集416可以包括一個或多個圖像，這些圖像顯示了被檢測和被分類的特殊特征的起源以及在驗(yàn)證期間由算法或?qū)＜易龀龅母淖儭D26中的塊418代表可以是醫(yī)學(xué)專業(yè)人員(和執(zhí)行特征檢測和分類或驗(yàn)證是否相同的醫(yī)學(xué)專業(yè)人員)的協(xié)調(diào)單元，或者協(xié)調(diào)單元可以包括自動或半自動處理。協(xié)調(diào)單元418的用途是解決由算法和專家執(zhí)行的檢測和分類之間的沖突和可能由修改產(chǎn)生的沖突，上述修改是指在步驟408和412的驗(yàn)證之后的修改。
一旦協(xié)調(diào)單元已經(jīng)在算法訓(xùn)練模式398中對圖26中參考數(shù)字為416的數(shù)據(jù)集DS起作用，由步驟412中的專家驗(yàn)證和協(xié)調(diào)單元418做出的改變在步驟420中被分析。分析可以由比較所做的改變和確定為什么改變是必需的組成。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解CAX處理通常包括各種設(shè)置，這些設(shè)置能夠被變更以改變可能已經(jīng)被執(zhí)行的特征識別、檢測、分割和分類。然后，在步驟420中執(zhí)行的分析能夠?qū)Ｗ⒂诖_定有多少參數(shù)輸入能夠被修改以允許驗(yàn)證和協(xié)調(diào)的結(jié)果一致。然而，應(yīng)當(dāng)理解在步驟420中執(zhí)行的分析不一定非要表明期望算法中存在改變。也就是說，為了增強(qiáng)算法功能的“第二讀出器”或“獨(dú)立第一讀出器”特性，在某些情況下算法沒有生成和專家完全一樣的結(jié)果是合乎需要的。然后，在步驟422中，諸如通過專家或?qū)＜覉F(tuán)隊(duì)，檢查任何可能的算法改變的有效性。在有效性步驟形成“算法改變狀態(tài)良好”結(jié)論的地方，上述修改可以在步驟424中實(shí)現(xiàn)。盡管在本處理過程中涉及的是上述算法的參數(shù)修改，但是也應(yīng)當(dāng)理解上述修改可以包括其它輸入(諸如可以從綜合知識庫12獲得的輸入，如圖24所述)的識別和研究。
當(dāng)工作在專業(yè)人員訓(xùn)練模式396時，可以在圖26的步驟426中完成數(shù)據(jù)集416的類似分析。上述分析可以用于確定為什么由驗(yàn)證408中的算法做出了專家讀出的改變，并確定上述性能如何能夠達(dá)到一致。根據(jù)上述分析，在步驟428中結(jié)果可以被報告，而且指令可以提供給醫(yī)學(xué)專業(yè)人員。應(yīng)當(dāng)理解上述報告和指令可以向醫(yī)學(xué)專業(yè)人員只提供反饋，以便指出算法驗(yàn)證已經(jīng)對數(shù)據(jù)集402做出的改變。然而，報告或治療也可以提供有用的教導(dǎo)性輸入，涉及教學(xué)材料、例子、基于圖像的數(shù)據(jù)檢索等，以便醫(yī)學(xué)專業(yè)人員獲悉性能改善的相關(guān)考慮。
在數(shù)據(jù)集416創(chuàng)建之后，結(jié)果可以在步驟430中以傳統(tǒng)方式被報告和顯示。此外，作為可選步驟，其它處理過程可以在結(jié)果數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上被執(zhí)行，上述結(jié)果數(shù)據(jù)同樣可以在改進(jìn)CAX算法或教導(dǎo)醫(yī)學(xué)專業(yè)人員上提供幫助。圖26的參考數(shù)字432和434說明了上述處理過程。
應(yīng)當(dāng)理解在需要的地方上述處理過程能夠按正常的操作程序被執(zhí)行。也就是說，連同補(bǔ)充(complimentary)算法和專家驗(yàn)證過程以及協(xié)調(diào)單元的使用，補(bǔ)充算法和專家讀出過程可以用于診斷和其它用途數(shù)據(jù)的正規(guī)處理。但是，在專業(yè)人員訓(xùn)練模式中，相對“重的(heavy)”過濾器可以在算法驗(yàn)證步驟中使用，以便將更多的陽性讀數(shù)識別成潛在的假陽性讀數(shù)，以達(dá)到訓(xùn)練目的。不同的或“輕的(lighter)”過濾器可以在正常操作期間使用，并且可以用于在步驟404中形成的算法特征檢測分類。此外，在步驟420或426中執(zhí)行的分類可以進(jìn)一步依靠綜合數(shù)據(jù)庫以識別以患者特有數(shù)據(jù)、非患者特有數(shù)據(jù)、患者特有和非患者特有特征的時間數(shù)據(jù)等為基礎(chǔ)的趨勢、預(yù)測等。如上所述，也應(yīng)當(dāng)理解作為訓(xùn)練操作的結(jié)果能夠?qū)AX算法做出各種改變。上述改變可以包括處理過程的改變，而且可以是“患者特有的”，同時為了進(jìn)一步分析涉及同一個患者的數(shù)據(jù)，上述改變被保存起來。也就是說，例如針對涉及患者某些解剖特征(例如，體重、骨質(zhì)量、大小、植入物、假肢等)的圖像數(shù)據(jù)，通過改變參數(shù)設(shè)置，算法可以對患者特別適合，從而增強(qiáng)算法進(jìn)一步應(yīng)用的實(shí)用性，并根據(jù)算法所做的決定對專家讀出做出進(jìn)一步的校正或建議。此外，根據(jù)學(xué)習(xí)模式的輸出，也能夠?qū)C合知識庫本身做出改變，以便調(diào)節(jié)保存在知識庫中的數(shù)據(jù)的“正常范圍”。
體外特征識別如上所述，在本技術(shù)可以獲得的許多資源和資源類型中，某些資源將產(chǎn)生可以經(jīng)受體外數(shù)據(jù)采集和分析的數(shù)據(jù)或樣本。出于多種原因，本技術(shù)在上述數(shù)據(jù)和樣本的處理過程中提供了一種特別有用的工具。首先，根據(jù)多種資源類型的數(shù)據(jù)輸入，樣本可以被分析，包括數(shù)據(jù)采集、基于內(nèi)容的信息檢索、檢索和/或采集數(shù)據(jù)的分析、特征識別和基于識別特征的數(shù)據(jù)分類在內(nèi)的各種計(jì)算機(jī)輔助處理可以被實(shí)現(xiàn)。此外，當(dāng)體外樣本的特征涉及先前已識別的特征時，通過使用諸如來自于綜合知識庫的已知數(shù)據(jù)，時間分析可以被執(zhí)行以分析體外樣本的特征。信息檢索過程可以進(jìn)一步以體外樣本的特定屬性為基礎(chǔ)，諸如空間屬性(例如，特定組件或特征的大小)、時間屬性(例如，特征隨時間的變化)、或譜特性(例如，能級、亮度、顏色等)。可以在可能的地方從綜合知識庫保存的信息中識別出上述內(nèi)容，這些內(nèi)容可以包括生物標(biāo)志物、圖像、關(guān)系表、標(biāo)準(zhǔn)化矩陣等。因此，通過參考可用的數(shù)據(jù)，尤其是綜合知識庫中的信息，多種屬性可以被用于增強(qiáng)體外樣本的采集、處理和分析。
圖27通常表示根據(jù)上述改進(jìn)技術(shù)的體外樣本處理過程的步驟。在圖27中通常用參考數(shù)字436表示的體外特征識別過程從步驟438開始，在步驟438中體外診斷樣本被采集。如上所述，任何合適的技術(shù)均能夠用于采集樣本，這些樣本通?？梢园w液、組織等。在步驟440中，對采集樣本進(jìn)行分析。如方框442所示，由來自綜合知識庫的輸入激活分析。輸入可以包括涉及其它模態(tài)、資源類型的數(shù)據(jù)，或涉及患者類型樣本的時間數(shù)據(jù)。在步驟440中執(zhí)行的分析可以包括上述數(shù)據(jù)的特定比較，而且這種分析實(shí)際上是初步分析。因此，在沒有從整個處理過程的采集步驟出發(fā)的情況下，樣本采集可以適應(yīng)步驟444所示處理的需求。這種調(diào)整可以包括其它樣本的采集、特定條件下的樣本采集(例如，就診期間的后半段時間、在患者活動或休息期間、來自身體的其它部分等)。因此，體外診斷樣本采集的處理過程可以被影響樣本自身采集的計(jì)算機(jī)分析改進(jìn)。
在樣本采樣之后，可以在步驟446中執(zhí)行樣本的處理。在步驟446中執(zhí)行的處理通常是樣本處理，而不是數(shù)據(jù)處理，以使樣本能夠適應(yīng)手動或在半自動或全自動過程中的數(shù)據(jù)提取。在步驟446的處理之后，處理結(jié)果在步驟448中被分析。如上所述，在步驟448中執(zhí)行的分析可以包括來自綜合知識庫的數(shù)據(jù)的研究，上述數(shù)據(jù)包括來自其它模態(tài)、資源類型和時間的數(shù)據(jù)。和步驟440所執(zhí)行的分析一樣，步驟448中的分析實(shí)際上是初步分析，或進(jìn)一步的分析可以被步驟452所示的調(diào)整處理執(zhí)行。因此，在體外診斷樣本的最終分析之前，附加處理可以處于工作狀態(tài)，諸如載玻片準(zhǔn)備、針對存在的各種化學(xué)藥品、組織、病原體的分析等。
在步驟454中，分析結(jié)果和諸如來自綜合知識庫的已知簡檔進(jìn)行比較以確定可能的診斷。如上所述，在步驟454所做的比較可以基于來自不同模態(tài)、資源類型和時間的數(shù)據(jù)。如步驟458所示，比較可以導(dǎo)致用于表示病狀、醫(yī)學(xué)事件等的特定數(shù)據(jù)的分類。比較和分類可以進(jìn)一步表示特定患者(或患者群體)正在經(jīng)受用于表明了潛在診斷、預(yù)測等的特定趨勢。在步驟458做出的分類結(jié)果可以在步驟460中諸如由醫(yī)學(xué)專業(yè)人員進(jìn)行有效性檢查。
通常，針對當(dāng)前的用途，在特殊疾病的生物樣品特征中或在病狀或情況的誘因中，量化標(biāo)記、癥狀和/或分析物(例如，化學(xué)藥品、組織等)可以被稱為疾病或情況的“生物標(biāo)志物”。盡管參考通常在此處做出分析和比較，但是上述生物標(biāo)志物可以包括許多特征，不僅可以包括上述的空間、時間和譜屬性，而且可以包括遺傳標(biāo)記(例如，特定基因的出現(xiàn)或缺失)等。
例如，在典型應(yīng)用中，患者組織可以被采樣并被送到實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行分析。實(shí)驗(yàn)室人員在計(jì)算機(jī)的輔助下使用恰當(dāng)?shù)臋z測器(諸如顯微鏡、熒光探針、微陣列等)采集數(shù)據(jù)。諸如生物標(biāo)志物、圖像信號等的數(shù)據(jù)內(nèi)容被處理和分析。如上所述，采集和處理步驟自身可以被諸如來自綜合知識庫的其它數(shù)據(jù)影響。因此，上述數(shù)據(jù)可以從知識庫中獲取用于參與采集、分析、比較和分類步驟。
在處理過程中所做的比較實(shí)際上可以是參數(shù)或非參數(shù)比較。也就是說，如上所述，參數(shù)比較可以基于被測量和參數(shù)，在那里特征在參數(shù)空間被添加索引或被引用，并且根據(jù)一個數(shù)據(jù)集和另一個數(shù)據(jù)集關(guān)于特定索引的相對相似性(諸如在兩組特征向量之間的歐基里德距離測量)執(zhí)行比較。例如對于顯微鏡，上述索引可以包括典型細(xì)胞結(jié)構(gòu)、顏色、試劑、索引等。其它例子可以包括基因組成、特定基因或基因序列的出現(xiàn)或缺失等。
非參數(shù)比較包括在沒有涉及索引的情況下所做的比較，諸如針對經(jīng)歷了一段時間的特殊患者。這種比較可以以一個數(shù)據(jù)集的數(shù)據(jù)內(nèi)容為基礎(chǔ)進(jìn)行，該數(shù)據(jù)集可以同另一個數(shù)據(jù)集的數(shù)據(jù)內(nèi)容進(jìn)行特征的相似性比較。本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠理解這種比較中的一個或兩個可以被執(zhí)行，而且在特定情況下一個比較可以優(yōu)于另一個比較。當(dāng)在給定樣品和特征已知的不同樣品(諸如根據(jù)來自綜合知識庫的信息)之間進(jìn)行比較時，通常使用參數(shù)方法。例如，除了在組織病理學(xué)圖像中獲得細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和形狀模式以外，參數(shù)還可以從人口數(shù)據(jù)、電診斷數(shù)據(jù)、圖像診斷數(shù)據(jù)、生物流體中的生物標(biāo)志物濃度或這些數(shù)據(jù)的組合中導(dǎo)出。因此，如上所述，比較能夠根據(jù)來自不同模態(tài)和不同資源類型的數(shù)據(jù)被做出。非參數(shù)比較通?？梢杂糜跁r間比較用途。例如，可以展示出特定例子濃度動態(tài)變化和數(shù)據(jù)屬性(例如，值、值的比率等)時間變化的樣品可以被分析以得出最終的臨床決策。
計(jì)算機(jī)輔助數(shù)據(jù)操作算法如上所述，本技術(shù)為計(jì)算機(jī)輔助數(shù)據(jù)操作算法中的操作的高度綜合做準(zhǔn)備。如上所述，某些上述算法已經(jīng)被開發(fā)，但在各種領(lǐng)域中的用途相當(dāng)有限，諸如用于疾病的計(jì)算機(jī)輔助檢測或診斷、數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)輔助處理或采集等。但是，在本技術(shù)中，通過算法之間的交互提供了更高層次的綜合和互操作性，上述算法之間的交互在算法的開發(fā)(如上所述關(guān)于模型的開發(fā))中以及在算法的使用中均會發(fā)生。此外，上述算法可以在臨床和非臨床應(yīng)用中使用。臨床應(yīng)用包括數(shù)據(jù)分析、處理、采集和下面將要進(jìn)一步討論的其它技術(shù)，而非臨床應(yīng)用可以包括各種類型的資源管理、財政分析、保險索賠處理等。
圖28提供了上述算法之間互操作性的概述，在本文中上述算法通常被稱為計(jì)算機(jī)輔助數(shù)據(jù)操作算法或CAX。如上所述，本文中的CAX算法可以根據(jù)當(dāng)前使用的算法被建立，或根據(jù)附加數(shù)據(jù)源、上述數(shù)據(jù)源的綜合、或算法中的上述數(shù)據(jù)源之間和本文討論的算法之間的互操作性，CAX算法可以被修改或被完全重建。例如，在圖28的概述中舉例說明了整個CAX系統(tǒng)462，CAX系統(tǒng)包括許多步驟、處理過程或可以被包括在全綜合系統(tǒng)中的模塊。如上所述，還可以設(shè)想到更多有限的實(shí)施方式，其中一些或僅有幾個上述處理過程、功能或模塊被提出。此外，在當(dāng)前預(yù)期的實(shí)施方案中，上述CAX系統(tǒng)在綜合知識庫的基礎(chǔ)上被實(shí)現(xiàn)，以便信息能夠被收集以允許算法自身和算法操控數(shù)據(jù)的修改和最優(yōu)化。如上所述，通過這里描述的模型開發(fā)模塊上述開發(fā)和最優(yōu)化可以被執(zhí)行，而且單個CAX算法的多個方面可以被修改，包括規(guī)則或在算法中的實(shí)現(xiàn)過程以及各種設(shè)置。下面將詳細(xì)說明關(guān)于圖29的CAX算法的上述方面。
如圖28所述，通常CAX算法從步驟464開始，在步驟464中數(shù)據(jù)被采集。如本討論所述，數(shù)據(jù)采集可以采用多種形式，尤其是根據(jù)提供數(shù)據(jù)的資源類型和資源模態(tài)。因此，數(shù)據(jù)可以被人工輸入，諸如通過表格或傳統(tǒng)終端，或者數(shù)據(jù)可以通過實(shí)驗(yàn)室報告技術(shù)、成像系統(tǒng)、自動或人工生理學(xué)參數(shù)采集系統(tǒng)等被采集。數(shù)據(jù)通常被保存在如上所述的一個或多個存儲設(shè)備中，一些存儲設(shè)備可以被合并到數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中，諸如成像系統(tǒng)、圖片存檔系統(tǒng)等。
在步驟466中，感興趣數(shù)據(jù)或被CAX算法執(zhí)行的功能的實(shí)用工具被訪問。然后，根據(jù)被訪問數(shù)據(jù)，參考數(shù)字通常為468的一系列操作可以被執(zhí)行。通過上述處理，實(shí)際上在步驟466中綜合知識庫12可以被全部或部分訪問以便在CAX算法運(yùn)行期間提取數(shù)據(jù)、檢查數(shù)據(jù)有效性、同步數(shù)據(jù)、下載數(shù)據(jù)或上傳數(shù)據(jù)。
盡管許多上述計(jì)算機(jī)輔助數(shù)據(jù)操作算法可以被設(shè)計(jì)，但是當(dāng)前有十種這樣的算法被預(yù)計(jì)用于執(zhí)行臨床和非臨床的特定功能。因此，在圖28中總結(jié)的是計(jì)算機(jī)輔助特征檢測(CAD)算法和計(jì)算機(jī)輔助醫(yī)學(xué)情況診斷(CADx)算法的步驟。此外，計(jì)算機(jī)輔助臨床決策算法(CADs)被執(zhí)行，其中根據(jù)分析和處理，臨床決策被自動做出。同樣，通過另外的例程(CATx)，治療或療法決策可以被執(zhí)行。在上面詳細(xì)描述的特定計(jì)算機(jī)輔助采集(CAA)和計(jì)算機(jī)輔助處理(CAP)算法可以被執(zhí)行。此外，如下所述，計(jì)算機(jī)輔助分析(CAAn)算法可以被執(zhí)行。和處方確認(rèn)、建議或處理算法(CARx)一樣，計(jì)算機(jī)輔助預(yù)測或預(yù)后(CAPx)算法也可以在醫(yī)學(xué)背景中被設(shè)計(jì)。最后，計(jì)算機(jī)輔助評估算法(CAAx)可以在臨床和非臨床的多種情況下被設(shè)計(jì)。
詳細(xì)地考慮在圖28中總結(jié)的數(shù)據(jù)操作步驟，在步驟470中被訪問數(shù)據(jù)通常被處理，諸如進(jìn)行數(shù)字濾波、數(shù)據(jù)調(diào)理、動態(tài)范圍調(diào)整、數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)等。本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠理解在步驟470中執(zhí)行的特殊處理依靠在分析或被執(zhí)行功能類型中被分析的數(shù)據(jù)類型。但是，應(yīng)當(dāng)理解來自上述任何一種資源的數(shù)據(jù)均可以被處理，而且毫無疑問來自多個模態(tài)或資源類型的數(shù)據(jù)也可以被處理，諸如用于存在風(fēng)險的復(fù)雜分析或醫(yī)學(xué)情況的治療等。同樣，在步驟472中數(shù)據(jù)分析可以被執(zhí)行。此外，上述分析取決于數(shù)據(jù)特性和執(zhí)行分析的算法特性。
在上述處理和分析之后，在步驟474中感興趣特征按照常規(guī)方式被分割或被限定。此外，在圖像數(shù)據(jù)中上述特性分割可以識別解剖學(xué)或病理學(xué)等的范圍。然而，一般而言，在步驟474中執(zhí)行的分割可以僅能用于辨別任何一種特征類型的范圍，這些特征包括數(shù)據(jù)之間的各種關(guān)系、相關(guān)程度等。在上述分割之后，如步驟476所述，特征可以在數(shù)據(jù)中被識別。盡管上述特征識別可以在圖像數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上被完成以識別特定解剖學(xué)結(jié)構(gòu)或病理學(xué)表現(xiàn)，但是應(yīng)當(dāng)理解在步驟476中執(zhí)行的特征識別實(shí)際上可以具有更寬廣的范圍。也就是說，由于許多數(shù)據(jù)可以被整合到本發(fā)明系統(tǒng)中，所以特征識別可以包括數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)，諸如來自模態(tài)所有類型的臨床數(shù)據(jù)、非臨床數(shù)據(jù)、人口數(shù)據(jù)等。通常，特征識別可以包括數(shù)據(jù)之間相互關(guān)系的識別，上述數(shù)據(jù)是指在由CAX算法執(zhí)行的處理中感興趣的數(shù)據(jù)。在步驟478上述特征被分類。上述分類通常包括已分割特征的簡檔和已知情況的已知簡檔的比較。分類通?？梢杂蓞?shù)設(shè)置、值等產(chǎn)生，在研究中它們將數(shù)據(jù)集已知群體的上述簡檔和一個數(shù)據(jù)集進(jìn)行匹配。但是，分類也可以基于非參數(shù)簡檔匹配，諸如通過針對特殊患者或患者群體的隨時間變化的趨勢分析。
根據(jù)算法所執(zhí)行的處理，可以作出許多種決策。如步驟462所述，上述決策可以包括臨床決策480、治療決策482、數(shù)據(jù)采集決策484、數(shù)據(jù)處理決策486、數(shù)據(jù)分析決策488、情況預(yù)測或預(yù)后決策490、處方建議或確認(rèn)決策492和情況評估決策494。如上所述，出于如圖28所述的非患者特有原因和患者特有原因，由本技術(shù)提供的處理操作的高度綜合和來自多種資源的數(shù)據(jù)綜合可以允許CAX算法所執(zhí)行功能的任一種分類被修改或被優(yōu)化。因此，作為任一個算法所做決策的結(jié)果，在相同或不同CAX算法中的修改可以包括選擇不同的算法類型、修改、添加或刪除一種或多種由算法執(zhí)行的功能、或在執(zhí)行功能中被算法使用的參數(shù)和設(shè)置的修改。因此，在圖28的流程圖中，反饋可以是任何一個上述步驟，包括數(shù)據(jù)采集、處理、分析、特征識別、特征分割、特征分類或在CAX算法中執(zhí)行的任何其它功能。通常，如步驟498所述，算法結(jié)果的報告或顯示的一些形式將被提供。
通常，在本文中，每一個決策子模塊均由與之相關(guān)的任務(wù)(例如，采集)和用途(例如，癌癥檢測)。根據(jù)任務(wù)和預(yù)期用途，決策規(guī)則被建立。在一個實(shí)現(xiàn)中，領(lǐng)域?qū)＜夷軌虼_定用于指定任務(wù)和用途的規(guī)則。在另一個實(shí)現(xiàn)方式中，涉及所有可能任務(wù)和用途的規(guī)則庫能夠由專家小組確定并被子模塊使用。在另一個實(shí)現(xiàn)方式中，規(guī)則庫能夠從綜合知識庫中被訪問。在另一個實(shí)現(xiàn)方式中，新規(guī)則可以被保存在綜合知識庫中，而且新規(guī)則可以從以前保存在綜合知識庫中的其它方法中導(dǎo)出。在典型實(shí)現(xiàn)方式中，當(dāng)前數(shù)據(jù)和規(guī)則的組合被用于形成針對數(shù)據(jù)假設(shè)決策選擇的摘要信息。這些選擇可以導(dǎo)致若干結(jié)果，在這些結(jié)果中一些是希望得到的，一些是不希望得到的。為了獲得最佳結(jié)果，度量標(biāo)準(zhǔn)被建立以提供每一個結(jié)果的分?jǐn)?shù)。然后結(jié)果被評估，而且被選擇(例如，最佳)的結(jié)果確定在決策框中提供的功能。
如上所述，各種CAX算法可以被單獨(dú)使用或一定程度上的聯(lián)合使用。此外，在本技術(shù)中算法可以沒有修改的情況下被使用，或者通過另外的數(shù)據(jù)源的整合和本系統(tǒng)的處理，一定程度或高度的適應(yīng)性可以被提供。上述修改可以被實(shí)時執(zhí)行或在數(shù)據(jù)采集事件之后或之前執(zhí)行。此外，如上所述，CAX算法的執(zhí)行或適應(yīng)的觸發(fā)可以通過任何一種起始因素被啟動，諸如預(yù)定時間、操作人員的干預(yù)、數(shù)據(jù)狀態(tài)的改變等。通常，CAX系統(tǒng)或特定CAX算法的許多方面可以被修改。如圖29所述，本技術(shù)提供了一種全新的不同方法以編輯、分析和修改上述提供適應(yīng)和最優(yōu)化的CAX算法。
參考圖29，參考數(shù)字通常為500的整個CAX公式可以用分離功能性或參數(shù)[i][j][k]表示。在本公式中，CAX算法的這些方面首先代表由算法執(zhí)行的功能的基本類型(如圖29中的列表502所示)，被算法執(zhí)行的功能(如圖29中的參考數(shù)字504所示)和算法中使用的特定數(shù)據(jù)屬性506。盡管本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠理解諸如通過子例程、子模塊等不只一個上述功能性能夠被使用，但是算法設(shè)計(jì)502可以遵循針對算法功能性的一般規(guī)定。算法中功能性的[j]層可以包括多個在各種算法中被執(zhí)行的整合或模塊功能，一些功能可以被不同的算法共享。尤其應(yīng)當(dāng)注意在圖29中功能是指數(shù)據(jù)訪問、特征識別、分析、分割、分類、決策、比較、預(yù)測、有效性檢查和協(xié)調(diào)。當(dāng)然，其它功能也可以被使用。通常，在本文中上述功能性作為算法子模塊被實(shí)現(xiàn)，而且上述功能通?？梢宰鳛椤肮ぞ唛_發(fā)包”、專家系統(tǒng)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和上述其它系統(tǒng)被實(shí)現(xiàn)，其中上述工具開發(fā)包被算法訪問并被編程開發(fā)。
CAX算法的[k]層通常代表被CAX使用用于執(zhí)行[j]層特定功能的變量或輸入。例如，在本實(shí)施方案中，位于[k]層的項(xiàng)目可以包括參數(shù)、設(shè)置、值、范圍、特定患者數(shù)據(jù)、特定器官數(shù)據(jù)、特定情況數(shù)據(jù)、時間數(shù)據(jù)等。上述參數(shù)和設(shè)置可以在上述方式中被修改，諸如針對特定患者的CAX算法的實(shí)現(xiàn)或關(guān)于患者群體、機(jī)構(gòu)等的更大范圍的改變。應(yīng)當(dāng)理解在如上所述關(guān)于建模的方面在CAX算法中做出的改變可以包括在修改之前未被考慮的數(shù)據(jù)的研究。也就是說，和新數(shù)據(jù)或新關(guān)系被識別一樣，CAX算法可以被修改以適應(yīng)新數(shù)據(jù)的研究。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解本技術(shù)高度的綜合允許新的有用關(guān)系在來自多個資源的數(shù)據(jù)之間被識別，而且上述知識被整合到CAX算法中以增強(qiáng)它的應(yīng)用。在可以獲得的地方，然后當(dāng)數(shù)據(jù)被CAX算法訪問時，數(shù)據(jù)可以從綜合知識庫中或一部分知識庫中被提取以執(zhí)行功能。
應(yīng)當(dāng)注意的是，雖然可以根據(jù)本技術(shù)實(shí)現(xiàn)單獨(dú)的CAX算法，但各種CAX算法可以并行地和串行地實(shí)現(xiàn)以用于針對相當(dāng)多的病癥。例如，如圖30所總結(jié)的，多個CAX工具580可包括第一類型算法510，其可以是上面總結(jié)的任一算法。此外，所選擇的算法類型可以并行實(shí)現(xiàn)，例如多個不同的或補(bǔ)充功能可以被執(zhí)行。這種算法的每一個通常都包括基本操作，如參考數(shù)字512所示。這種操作通常類似于那些CAD算法的操作，例如包括特征分割514、特征識別516和特征分類518這樣的操作。根據(jù)這些步驟，可以制定決策，例如對將來行動的特定推薦。如上所述，根據(jù)這些操作可以修改算法，如步驟522所示。然后通過返回到系統(tǒng)或用于產(chǎn)生或處理數(shù)據(jù)的系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)這種修改，如步驟524所示。如上所述，修改可以在該算法的不同級進(jìn)行，例如上述的級[j]和[k]。
如圖30所總結(jié)的，多個不同類型的CAX算法(即CAX[i])可以并行執(zhí)行，以便識別不同類型的感興趣特征，或者來自不同類型或模態(tài)的數(shù)據(jù)的特征。由參考數(shù)字526和528指示的這種額外的算法可包括上述的任何一種類型的算法。同樣，相同或不同類型的CAX算法可以串行執(zhí)行，如圖30的參考數(shù)字530和532所示。事實(shí)上，可以根據(jù)前面執(zhí)行的算法的結(jié)果執(zhí)行這種算法。
雖然上面討論的所有CAX算法可以在多個臨床和非臨床情況中應(yīng)用，但是對它們中間的某些的更完整的描述對于理解由這些模塊或其中的子模塊執(zhí)行的數(shù)據(jù)操作類型非常有用。
計(jì)算機(jī)輔助診斷(CADX)計(jì)算機(jī)輔助診斷模塊有助于識別和診斷特定病癥，其典型地用于醫(yī)學(xué)成像領(lǐng)域。然而，根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)，這種模塊可包括相當(dāng)多的數(shù)據(jù)，其來自成像類型和模態(tài)，以及來自資源的各種和模態(tài)。下面是對典型的計(jì)算機(jī)輔助診斷模塊的一般說明。如在圖28所顯示的和上面描述的，CADx由計(jì)算機(jī)輔助檢測(CAD)模塊和特征分類塊組成。
如上所述，醫(yī)務(wù)工作者從各種源得到關(guān)于醫(yī)學(xué)病癥的信息。本技術(shù)提供了從來自多模和多維投影中訪問這些源以對在臨床相關(guān)區(qū)域的多個醫(yī)學(xué)病癥進(jìn)行檢測和分類的計(jì)算機(jī)輔助算法和技術(shù)，所述相關(guān)區(qū)域包括(但不限于)腫瘤學(xué)、放射線、病理學(xué)、神經(jīng)學(xué)、心臟病學(xué)、整形外科學(xué)和外科協(xié)。所述病癥識別可以采用使用體液分析和單獨(dú)檢測(例如確定懷疑的測試對象是否存在損傷)的篩查方式或采用診斷的方式(例如，用于將被測試的損傷分類為良性和惡性)。為了簡明起見，將對本實(shí)施例中的一個將在CADx模塊診斷良性或惡性損傷方面進(jìn)行說明。
在本發(fā)明環(huán)境中，CADx模塊具有多個部分，例如數(shù)據(jù)源，最佳特征選擇和分類、訓(xùn)練和顯示結(jié)果。如上所述，數(shù)據(jù)源通常包括圖像采集系統(tǒng)信息、診斷圖像數(shù)據(jù)集、電子診斷數(shù)據(jù)和患者人口統(tǒng)計(jì)/癥狀/病史，例如吸煙史，性別、年齡、臨床癥狀。
特征選擇本身可包括多種類型的分析和處理，例如分割和特征提取。在這些數(shù)據(jù)中，感興趣區(qū)可能被定義以計(jì)算特征。可通過幾種方式定義感興趣區(qū)，例如通過“按照原樣”使用整個數(shù)據(jù)，或通過使用一部分?jǐn)?shù)據(jù)，例如在肺野頂部區(qū)域的候選結(jié)節(jié)區(qū)域。感興趣區(qū)的分割可以人工或自動進(jìn)行。人工分割包括顯示數(shù)據(jù)并勾畫該區(qū)域，例如通過用戶與系統(tǒng)的接口利用計(jì)算機(jī)鼠標(biāo)。自動分割算法能夠使用現(xiàn)有知識(例如結(jié)節(jié)的形狀和尺寸)自動勾畫感興趣區(qū)。也可以使用組合上述兩種方法的半自動方法。
特征提取過程包括對數(shù)據(jù)源進(jìn)行計(jì)算。例如，對于基于圖像的數(shù)據(jù)和感興趣區(qū)，能夠計(jì)算諸如形狀、尺寸、密度、曲率這樣的統(tǒng)計(jì)結(jié)果。對于基于采集和基于患者的數(shù)據(jù)。一旦這些特征被計(jì)算，預(yù)訓(xùn)練分類算法能夠用于將感興趣區(qū)分為良性或惡性結(jié)節(jié)。貝葉斯分類器、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、基于規(guī)則的方法、模糊邏輯或其他合適的技術(shù)能夠用于進(jìn)行分類。這里應(yīng)當(dāng)注意，一旦從所有數(shù)據(jù)合并了特征，CADx操作可以被執(zhí)行，或者能夠以并行方式執(zhí)行。并行操作包括對數(shù)據(jù)集單獨(dú)執(zhí)行CADx操作并將一些或所有CADx操作結(jié)果組合起來(例如通過AND、OR操作或它們的組合)。另外，用于檢測多種疾病狀態(tài)或醫(yī)學(xué)病癥或事件的CADx操作能夠以串行或并行方式執(zhí)行。
在該例子中，使用了CAD算法對諸如結(jié)節(jié)進(jìn)行分類之前，可以執(zhí)行訓(xùn)練該模塊的先驗(yàn)知識。該訓(xùn)練階段可包括對已知良性或惡性結(jié)節(jié)樣本計(jì)算幾種候選特征。然后，使用特征選擇算法按照候選特征進(jìn)行排序并僅選擇有用的特征，除去那些沒有提供信息或提供冗余信息的特征。這種決策根據(jù)用不同候選特征的組合的分類結(jié)果。特征選擇算法也用于從實(shí)用的角度減少數(shù)據(jù)維數(shù)。因此在乳房質(zhì)量分析的例子中，能夠最佳地區(qū)分良性結(jié)節(jié)和惡性結(jié)節(jié)的特征組被導(dǎo)出。這種最佳特征組在CAD模塊的感興趣區(qū)域被提取，優(yōu)化特征選擇能夠使用公知的距離測量技術(shù)執(zhí)行，這種技術(shù)包括分散測量、Bhattacharya距離、Mahalanobis距離等。
已經(jīng)提出的方法適使得例如能夠使用多種分子標(biāo)記物便于人或機(jī)器觀察者查看。CAD技術(shù)可以對一些或所有所述數(shù)據(jù)進(jìn)行操作，并對每種或每組數(shù)據(jù)顯示結(jié)果，或合成該結(jié)果進(jìn)行顯示。這通過簡化分割處理提供了改進(jìn)CAD執(zhí)行性能的優(yōu)點(diǎn)，而沒有增加待查看的數(shù)據(jù)的數(shù)量或類型。
繼續(xù)那個損傷分析的例子，在對懷疑的候選損傷進(jìn)行識別和分類后，它的位置和特征可以以數(shù)據(jù)形式顯示給觀察員。在特定的CADx應(yīng)用中，這通過將標(biāo)準(zhǔn)重疊在靠近或圍繞該懷疑的損傷部分上完成。在其他例子中，CAD和CADx提供了分別在多個數(shù)據(jù)集中的任何一個上顯示計(jì)算檢測和診斷標(biāo)記的能力。照此，觀察員就可以觀察單獨(dú)的數(shù)據(jù)集，據(jù)此由一組CADx操作得到的結(jié)果能夠被疊加(由單值分割(即感興趣區(qū)))，特征提取和分類過程限定)。
計(jì)算機(jī)輔助采集(CAA)可以執(zhí)行計(jì)算機(jī)輔助采集處理模塊以從一種或多種資源和在每種類型的一個或多個模態(tài)下采集更多的數(shù)據(jù)，用于輔助提供對患者病癥的理解和診斷。數(shù)據(jù)采集可能承擔(dān)一個或多個患者的訪問或會談(例如，包括與患者的遠(yuǎn)程會談)，其中根據(jù)由數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)10發(fā)出的決定進(jìn)行附加數(shù)據(jù)采集。所述信息優(yōu)選地以在綜合知識庫12中獲得的信息為基礎(chǔ)，以提供用于診斷和分析的此前不能獲得的對附加數(shù)據(jù)的綜合和采集。
例如，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，在存在或不存在額外的人工操作者的幫助下，啟動CAD處理可用于引導(dǎo)附加數(shù)據(jù)采集。CT肺部篩查可作為這種相互作用的一個例子，首先假設(shè)用5mm層厚采集原始CT數(shù)據(jù)，這對于許多具有臨床意義的部位來說是一種獲得診斷精確性、或者劑量和要觀察的圖像數(shù)量之間的平衡的常規(guī)操作。一旦CAD算法識別出懷疑部位，計(jì)算機(jī)可自動地指引CT掃描器(或指示CT操作員)在懷疑位置重新采集一組薄切片(例如1mm層厚)。另外，增加的X線流量可用于獲得更好的信噪比。因?yàn)樵撐恢檬蔷_確定的，對患者施加的額外劑量可保持最小化。薄切片成像提供了較好的空間分辨率，并因此提高了診斷精確度。這種交換式作用的優(yōu)點(diǎn)包括改進(jìn)圖像質(zhì)量和避免患者重建排定時間。應(yīng)當(dāng)注意，大多數(shù)診斷過程通常是在患者已經(jīng)離開CT掃描室很長時間以后發(fā)生的。在傳統(tǒng)的方法中，如果放射醫(yī)生需要薄切片，那么患者不得不被召回并再次被掃描。因?yàn)閽呙铇?biāo)記是由勘察圖像執(zhí)行的，隨后對感興趣的特征點(diǎn)位置的定位通常非常不好。結(jié)果是，患者的大量器官不得不進(jìn)行重新掃描，這不但浪費(fèi)時間，而且增加了患者所受的輻射劑量。
雖然這個例子只用于一種模態(tài)，這種方法學(xué)可用于不同的模態(tài)，甚至可以在上述的不同類型資源之間使用，并可經(jīng)歷很長時間。例如，通過第一模態(tài)采集的圖像生成的初始CAD信息可被CAA算法使用以引導(dǎo)通過模態(tài)B的數(shù)據(jù)采集。這種交互作用的特殊例子是在胸部X線引導(dǎo)薄切片胸部螺旋CT檢查中檢查可疑瘤。
計(jì)算機(jī)輔助處理(CAP)計(jì)算機(jī)輔助處理模塊允許提高對通過一種或多種采集會話得到的數(shù)據(jù)的分析。該處理過程可以基于一種或多種類型的資源，以及在每種類型中的一種或多種模態(tài)。如上所述，雖然在過去計(jì)算機(jī)輔助處理模塊已經(jīng)用于單模態(tài)，典型地用于醫(yī)學(xué)成像環(huán)境下，本發(fā)明設(shè)計(jì)了通過使用各種可獲得的資源和綜合知識庫將這種模塊應(yīng)用于更廣闊的環(huán)境中。
例如，CAD產(chǎn)生的信息可用于進(jìn)一步優(yōu)化獲得的新圖像的處理中，雖然數(shù)據(jù)采集和初始化數(shù)據(jù)格式(或根據(jù)沒有進(jìn)行圖像重建的未處理或部分處理的數(shù)據(jù))，CAD模塊可用于執(zhí)行初始特征檢測。一旦已經(jīng)識別和提取了可能的病理位置的特征，可以由CAA模塊根據(jù)這些發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生一組新的圖像。新的一組圖像可以被產(chǎn)生以輔助人工觀察者的檢測/分類工作，或改進(jìn)氣筒CAX算法的執(zhí)行。
為了進(jìn)行描述，考慮CT肺篩查的例子，雖然該方法當(dāng)然可以對其他成像模態(tài)，其他資源類型和其他病理都是普遍適用的。假設(shè)最初用“Bone”(高分辨率)過濾內(nèi)核對圖像進(jìn)行重建，并采用40cm的重建視野(FOV)。一旦懷疑的肺部結(jié)節(jié)被識別，CAP模塊在懷疑部位用原始掃描的數(shù)據(jù)重建一組新的圖像。例如，可以首先重建具有“標(biāo)準(zhǔn)”(低分辨率內(nèi)核)過濾內(nèi)核的第一圖像。雖然該標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)核產(chǎn)生較差的空間分辨率，但它具有保持CT值準(zhǔn)確性的特性。將這種圖像與通過Bone算法生成的圖像進(jìn)行組合，CAP算法能夠根據(jù)它們的CT值區(qū)分鈣化結(jié)節(jié)和非鈣化結(jié)節(jié)。另外，CAP模塊可以在懷疑位置進(jìn)行有目標(biāo)的重建，以提供改進(jìn)的空間分辨率，或者提供算法的執(zhí)行和/或促進(jìn)人工觀察者的分析。通過進(jìn)一步舉例的放射，對于本發(fā)明的CT掃描器，典型的圖像尺寸是512×512象素。對于40cm的重建視野，沿著一側(cè)的每個象素大約0.8mm，對于視圖的尼奎斯特采樣點(diǎn)，這不足以支持高分辨率采樣。然而，當(dāng)CAP模塊重新產(chǎn)生圖像時，在懷疑位置具有10cm重建視野時，沿著一側(cè)的每個象素大約0.2mm，并且，因此能夠支持更高的空間分辨率。因?yàn)檫@種額外的重建和處理過程只對孤立部位進(jìn)行，而不是對整個體積，所以成像處理、重建和存儲的量都是非常便于管理的。應(yīng)當(dāng)注意，這里為了說明只舉了一個簡單的例子，在CAP模塊的引導(dǎo)下其他處理過程(例如圖像增強(qiáng)、局部3D建模、圖像修改等)也能夠被執(zhí)行，例如根據(jù)初始CAD結(jié)果和進(jìn)一步處理結(jié)果。額外的圖像或者可以用于改進(jìn)CAD處理最初得到的結(jié)果，作為CAX分析的進(jìn)一步輸入，或者可以提供給放射醫(yī)生。
計(jì)算機(jī)輔助預(yù)后(CAPX)醫(yī)學(xué)預(yù)后是對一個患者或一組患者的治愈、并發(fā)癥、復(fù)發(fā)、在健康護(hù)理機(jī)構(gòu)住院時間和存活率的估計(jì)，預(yù)后的簡單含義是對疾病以后的病程和結(jié)果的一種估計(jì)，以及對從疾病中恢復(fù)的可能性的指示。
根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)，計(jì)算機(jī)預(yù)后可用于預(yù)測疾病的自然過程或在治療后期望的結(jié)果。預(yù)后形成了進(jìn)行治療選擇和治療計(jì)劃的系統(tǒng)的一個完整部分。此外，預(yù)后模塊在引導(dǎo)診斷問題的解決中也發(fā)揮了重要的作用，例如僅僅通過詢問有關(guān)測試的信號，其結(jié)果影響預(yù)后的知識。
近些年，人工智能、決策理論和統(tǒng)計(jì)領(lǐng)域的一些方法和技術(shù)引入到患者的醫(yī)學(xué)管理(診斷、治療、隨后的過程)中；在某些這種模型中，對期望的預(yù)后的評價構(gòu)成了一個完整的部分。通常，近來的預(yù)后方法依靠明確的病理一生理學(xué)模型，它們可以與傳統(tǒng)的生存分析模型結(jié)合。這種領(lǐng)域模型的例子有病因模型和人體調(diào)節(jié)機(jī)制的生理模型。這種基于模型的方面能夠促進(jìn)基于知識的系統(tǒng)的開發(fā)，因?yàn)檫@些醫(yī)學(xué)領(lǐng)域模型能夠部分地從醫(yī)學(xué)文獻(xiàn)中獲得。
各種方法已經(jīng)被建議用于表現(xiàn)這些領(lǐng)域模型，這些方法的范圍從定量的和概率統(tǒng)計(jì)的方法到符號的和定性的方法，例如時間等對調(diào)整機(jī)構(gòu)的漸進(jìn)性改變建模的語義概念形成了一種重要的、有挑戰(zhàn)性的建模觀點(diǎn)。而且，已經(jīng)提出了這種模型的自動學(xué)習(xí)技術(shù)。當(dāng)模型的建立困難時，可以研究不是那么明確的領(lǐng)域模型，例如使用基于病例的表現(xiàn)方法及它與多種明確的領(lǐng)域模型的組合。
計(jì)算機(jī)輔助評估(CAAX)計(jì)算機(jī)輔助評估模塊可包括用于分析眾多病癥或情況的算法，例如，這種算法可以用于評價醫(yī)學(xué)處置(例如手術(shù))的結(jié)果，對損害(例如脊柱損傷)的治療結(jié)果，狀況(例如懷孕)，情況(例如外傷)，過程(例如保險、補(bǔ)償、設(shè)備使用)和個體(例如患者、學(xué)生、醫(yī)務(wù)人員)。
圖31中通常描述了CAAX算法的示范性步驟，該算法534首先在步驟536中輸入密碼數(shù)據(jù)，根據(jù)該算法的目的，這種數(shù)據(jù)包括對情況、任務(wù)、可獲得的結(jié)果、人員、請求信息等的設(shè)計(jì)或描述。該數(shù)據(jù)用于識別理想的軟件工具，如在步驟538所表示的，其可以采用“向?qū)?wizard)”的形式，該向?qū)?wizard)作為引導(dǎo)用戶通過該評價過程的接口。該接口可以至少部分的基于由算法執(zhí)行的操作或要執(zhí)行的數(shù)據(jù)或評價的領(lǐng)域的專業(yè)人士或?qū)＜业妮斎搿?br> 在步驟540，更多特定的信息可以從一個或多個用戶啟動，或者從上述各種資源自動地采集或訪問。當(dāng)數(shù)據(jù)由個人輸入時，利用來自綜合數(shù)據(jù)庫12和數(shù)據(jù)資源18的信息，可以以上面描述的方式提供自定義的界面，例如通過非聯(lián)合的接口層222。如上所述，這種接口可以自定義以用于特定用戶、執(zhí)行的功能、被提供或訪問的數(shù)據(jù)等。
根據(jù)提供的信息進(jìn)行評價，如步驟542所表示的。這種評價通常根據(jù)癥狀、情況或其他評價的內(nèi)容由相當(dāng)大的變化。在本實(shí)施方式中，由這種評價確定分?jǐn)?shù)，并且在步驟544中根據(jù)該分?jǐn)?shù)進(jìn)行比較。任何這種比較是采取進(jìn)一步行動的建議的基礎(chǔ)，或者可以簡單地作為報告評價結(jié)果地基礎(chǔ)。而且，該過程的結(jié)果可選擇地是一致的，如步驟546所表示的，其潛在的沖突或判斷狀況良好，在需要時包括來自人工專家的輸入。
商業(yè)模型實(shí)現(xiàn)前面的技術(shù)允許以相對多的方式實(shí)現(xiàn)，例如，如重復(fù)說明的，使用的數(shù)據(jù)和在數(shù)據(jù)和模塊之間的交互可以以非常小的規(guī)模實(shí)現(xiàn)，包括在單個工作站上實(shí)現(xiàn)。由在各種類型資源和工作站之間的網(wǎng)絡(luò)和以如上所述的網(wǎng)絡(luò)元件之間的各個級之間連接提供較高水平的集成。也應(yīng)當(dāng)主要，本發(fā)明中的技術(shù)可以作為在工業(yè)或部分工業(yè)中的完整的商業(yè)模型實(shí)現(xiàn)。
本發(fā)明技術(shù)的商業(yè)實(shí)現(xiàn)模型可包括安裝在一個或多個存儲裝置或機(jī)器可讀取介質(zhì)上的軟件，例如磁盤，硬盤驅(qū)動器、閃存等。然后用戶可以個人地使用該技術(shù)或通過網(wǎng)絡(luò)訪問特定地點(diǎn)、鏈接、服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫等。同樣，可以開發(fā)基于該技術(shù)的商業(yè)模型，使得該技術(shù)按照按次計(jì)費(fèi)、預(yù)訂、或其他合適的方式提供。
在任何或所有上述技術(shù)中都可以使用這種商業(yè)模型，并且可以以基于“模塊化”方式加以提供。例如，機(jī)構(gòu)可訂閱或訂購服務(wù)以進(jìn)行患者人群評價、服務(wù)和資源制定、預(yù)測患者病癥模塊的開發(fā)、訓(xùn)練目的等。個人或機(jī)構(gòu)可以訂閱或購買類似的服務(wù)以維護(hù)各個患者記錄、對記錄進(jìn)行綜合等。這些技術(shù)中的一些可以與其他資源或服務(wù)結(jié)合而提供，例如成像系統(tǒng)、工作站、管理網(wǎng)絡(luò)等。
如本領(lǐng)域技術(shù)人員所理解的，在前述基礎(chǔ)上建立的商業(yè)模式可以使用多種支持軟件和硬件，包括服務(wù)器、驅(qū)動器、轉(zhuǎn)換器等，它們提供或促進(jìn)與數(shù)據(jù)庫、處理資源和上面所述數(shù)據(jù)和可控制和可指定資源之間的交互。提供安全性、驗(yàn)證、接口和數(shù)據(jù)同步的支持部件可包括在這樣的系統(tǒng)中，或可以在這些系統(tǒng)、各個用戶或客戶之間分布。包括允許跟蹤和開服務(wù)發(fā)票的模塊的財政支持模塊也可以用同樣的方式包括在這種系統(tǒng)中。
同樣可以設(shè)想前面的一些技術(shù)也可以以部分范圍(sector-wide)或工業(yè)范圍(industry-wide)的方式實(shí)現(xiàn)。因此，通過適當(dāng)對用于訪問、交換、上傳、下載、變化、處理等數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化或標(biāo)記，可以獲得高等級的集成。
雖然本發(fā)明容易進(jìn)行各種修改和變換，但本發(fā)明只是在附圖中以舉例的方式顯示了特定的實(shí)施方案，并在這里對它們進(jìn)行了詳細(xì)的描述。不過，應(yīng)當(dāng)理解本發(fā)明不僅限于上面公開的特定形式，而是本發(fā)明將覆蓋所有落入由附加的權(quán)利要求限定的本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)的所有修改、等同物和替換方式。
權(quán)利要求
1.一種計(jì)算機(jī)輔助方法，包括從多個可控制和可指定的數(shù)據(jù)資源(40)中的至少一個訪問數(shù)據(jù)(442，450)；通過計(jì)算機(jī)輔助數(shù)據(jù)操作算法分析(440，448)所訪問的數(shù)據(jù)以識別可能從體外測試樣本獲得的感興趣特征；和根據(jù)所述分析推薦體外數(shù)據(jù)采集(438)。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中被訪問和分析的數(shù)據(jù)是體外數(shù)據(jù)。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其包括從數(shù)據(jù)資源訪問(442，450)附加數(shù)據(jù)，通過計(jì)算機(jī)輔助數(shù)據(jù)操作算法(22)分析(440，448)該附加數(shù)據(jù)以識別測試樣本中可能的附加特征；并根據(jù)對所述附加數(shù)據(jù)的分析修改體外采集。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，包括根據(jù)所述分析自動執(zhí)行推薦的數(shù)據(jù)采集(438)。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其中感興趣的特征包括醫(yī)學(xué)病癥的生物標(biāo)記物。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其中可控制和可指定的資源(18)選自由電資源(62)、成像資源(64)、實(shí)驗(yàn)室資源(66)、組織學(xué)資源(68)、財政資源(72)和人口統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)資源(74)組成的組。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其中被訪問數(shù)據(jù)包括來自至少兩種不同類型資源(40)的數(shù)據(jù)。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其中被訪問數(shù)據(jù)是特別對于產(chǎn)生體外樣本的患者的。
9.如權(quán)利要求1所述的方法，其中該數(shù)據(jù)包括對感興趣單個患者在不同時間生成的數(shù)據(jù)。
10.如權(quán)利要求1所述的方法，其中該數(shù)據(jù)包括用于受試人群的醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)。
11.如權(quán)利要求1所述的方法，其中該數(shù)據(jù)從綜合知識庫(12)訪問，該綜合知識庫包括從該多個可控制和可指定數(shù)據(jù)資源(40)得出的數(shù)據(jù)。
12.如權(quán)利要求1所述的方法，其中數(shù)據(jù)操作算法選擇由下面組成的組計(jì)算機(jī)輔助檢測算法(CAD)，計(jì)算機(jī)輔助診斷算法(CADx)，計(jì)算機(jī)輔助決策支持算法(CADs)，計(jì)算機(jī)輔助采集算法(CAA)，計(jì)算機(jī)輔助分析算法(CAAn)，計(jì)算機(jī)輔助處理算法(CAP)，計(jì)算機(jī)輔助預(yù)后算法(CAPx)，計(jì)算機(jī)輔助治療算法(CATx)，計(jì)算機(jī)輔助指定算法(CARx)，和計(jì)算機(jī)輔助評價算法(CAAx)。
13.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述推薦包括用于體外樣本的特定組織或流體。
14.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述推薦包括用于體外樣本的特定協(xié)議。
15.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述推薦包括對感興趣的生物標(biāo)記物進(jìn)行測試。
16.一種計(jì)算機(jī)輔助方法，包括從多個可控制和可指定的數(shù)據(jù)資源(40)中的至少一個訪問數(shù)據(jù)(442，450)；通過計(jì)算機(jī)輔助數(shù)據(jù)操作算法分析(440，448)所訪問的數(shù)據(jù)以識別可能從來自體外測試樣本的數(shù)據(jù)獲得的感興趣特征；和根據(jù)所述分析對體外數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)操作(440，448，444，452)。
17.如權(quán)利要求16所述的方法，其中被訪問和分析的數(shù)據(jù)是體外數(shù)據(jù)。
18.如權(quán)利要求16所述的方法，包括從數(shù)據(jù)資源訪問(442，450)附加數(shù)據(jù)，通過計(jì)算機(jī)輔助數(shù)據(jù)操作算法(22)分析(440，448)該附加數(shù)據(jù)以識別測試樣本數(shù)據(jù)中可能的附加特征；并根據(jù)對所述附加數(shù)據(jù)的分析修改數(shù)據(jù)操作。
19.如權(quán)利要求16所述的方法，其中該至少一個感興趣的特征包括醫(yī)學(xué)病癥的生物標(biāo)記物。
20.如權(quán)利要求16所述的方法，其中對體外測試數(shù)據(jù)進(jìn)行的數(shù)據(jù)操作包括將體外測試數(shù)據(jù)與至少一個已知醫(yī)學(xué)病癥的多參數(shù)簡檔比較。
21.如權(quán)利要求20所述的方法，其中該多參數(shù)簡檔包括從產(chǎn)生體外測試樣本的患者處得到的數(shù)據(jù)。
22.如權(quán)利要求20所述的方法，其中該多參數(shù)簡檔包括從受試人群中得到的數(shù)據(jù)。
23.如權(quán)利要求16所述的方法，其中對體外測試數(shù)據(jù)執(zhí)行的數(shù)據(jù)操作包括對測試數(shù)據(jù)的非參數(shù)分析。
24.如權(quán)利要求16所述的方法，其中該被訪問數(shù)據(jù)包括對感興趣單個患者在不同時間生成的數(shù)據(jù)。
25.如權(quán)利要求16所述的方法，其中可控制和可指定的資源(18)選自于包括下列資源的組中，所述資源包括電資源(62)、成像資源(64)、實(shí)驗(yàn)室資源(66)、組織學(xué)資源(68)、財政資源(72)和人口統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)資源(74)。
26.如權(quán)利要求16所述的方法，其中該被訪問數(shù)據(jù)從綜合知識庫(12)中訪問，該綜合知識庫包括從該多個可控制和可指定數(shù)據(jù)資源(40)得出的數(shù)據(jù)。
27.一種計(jì)算機(jī)輔助方法，包括訪問體外測試數(shù)據(jù)；從包括來自多個可控制和可指定的數(shù)據(jù)資源(40)得出的數(shù)據(jù)的綜合知識庫(12)訪問數(shù)據(jù)(442，450)；通過計(jì)算機(jī)輔助數(shù)據(jù)操作算法分析(440，448)體外測試數(shù)據(jù)和所訪問的數(shù)據(jù)以識別體外測試樣本的至少一個感興趣特征；和修改對該體外測試樣本的采集(444，452)，根據(jù)所述比較處理(446)體外測試樣本或處理(446)從體外測試樣本得到的數(shù)據(jù)。
全文摘要
本發(fā)明用于處理體外測試樣本數(shù)據(jù)。該體外測試樣本數(shù)據(jù)被訪問，并且附加數(shù)據(jù)可以被訪問，例如來自綜合知識庫(12)，來自多個可控制和可指定的數(shù)據(jù)資源(40)的數(shù)據(jù)。可對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析(440，448)，例如通過自動計(jì)算機(jī)輔助數(shù)據(jù)操作算法(22)識別可從或可能從體外測試數(shù)據(jù)獲得的感興趣特征。根據(jù)該分析對數(shù)據(jù)或體外樣本進(jìn)行處理(446，454，458，460)，處理結(jié)果可包括采集(438)另外的測試樣本、修改(444，452)測試樣本或樣本數(shù)據(jù)的處理過程等。
文檔編號G06F19/00GK1751309SQ200380109823
公開日2006年3月22日 申請日期2003年11月13日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月18日
發(fā)明者G·B·阿維納什, M·J·沃爾克, J·M·薩波爾 申請人:Ge醫(yī)療系統(tǒng)環(huán)球技術(shù)有限公司