使用来自非侵入式分析物传感器的分析物数据建立分析物数据库

技术领域

本技术公开涉及使用已使用一个或多个非侵入式分析物传感器获得的分析物数据来建立分析物数据库以及使用该分析物数据库来分析使用非侵入式分析物传感器获得的数据的装置、系统和方法。

背景技术

美国专利10,548,503中公开了一种使用电磁频谱的射频或微波频带用于非侵入式收集受试者的分析物数据的传感器。美国专利申请公开2019/0008422和美国专利申请公开2020/0187791中公开了声称能够使用电磁频谱的射频或微波频带来检测人体内的分析物的传感器的附加示例。

发明内容

本公开总体上涉及使用已使用(多个)非侵入式分析物传感器获得的分析物数据来建立分析物数据库，以及使用该分析物数据库来分析使用非侵入式分析物传感器获得的数据。一旦建立了分析物数据库，就可以用新分析物数据来更新分析物数据库，并且可以使用分析物数据库来分析新分析物数据以从新分析物数据导出信息。

用于建立分析物数据库的分析物数据是在一时间段内从多个人类或动物受试者(或统称为受试者)、从多个有生命或无生命的材料、或从多个其他对象获得的。使用非侵入式分析物传感器从其获得分析物数据的人类或动物受试者、有生命或无生命材料以及任何其他对象可以统称为目标。用于建立分析物数据库的目标彼此相似。例如，目标可以是人类；目标可以是同一种类的动物，诸如牛(或牛品种)；目标可以是同一种类的树木(诸如苹果树)或同一种类的流体，诸如燃料、油、液压液、食用或饮用液体等。

在另一个实施例中，用于建立分析物数据库的分析物数据是在一时间段内从单个目标获得的，使得分析物数据库特定于单个目标。然后可以从目标获得附加分析物数据，用附加分析物数据来更新分析物数据库。

本文使用的术语“分析物”是指其成分被识别和/或测量的物质。例如，例如，葡萄糖是一种糖，是许多碳水化合物的组成部分。分析物存在于宿主中，宿主可以是液体、气体、固体、凝胶及其组合。

存储在分析物数据库中的分析物数据可以是由(多个)分析物传感器获得的原始的、未处理的数据。然后可以分析原始的、未处理的数据来提取出关于分析物的数据，诸如分析物的存在和/或分析物的浓度。存储在分析物数据库中的分析物数据可以替代地是关于分析物的处理数据，诸如分析物的存在和/或分析物的浓度。存储在数据库中的分析物数据还可以是原始的、未处理的数据和已处理的数据的组合。无论存储在分析物数据库中的分析物数据的形式如何，分析物数据都包含关于目标中的至少一种分析物的信息。在目标是人类或动物受试者的示例中，分析物可以是受试者的异常(或正常)医疗病理的指标。在目标是有生命或无生命材料的示例中，分析物可以是材料的异常(或正常)状况的指标，诸如但不限于，材料中的污染物或其他杂质、材料的疾病状况、土壤中的矿物质等等。

用于建立分析物数据库的分析物数据是在足以消除或最小化目标的分析物中的临时变化或畸变的影响的一时间段内收集的。这有助于确保能够基于分析物数据库确定后续获得的分析物数据中准确的实际或可能的异常(或正常)指标。该时间段可以基于多种因素而变化，多种因素包括但不限于目标、被检测的分析物、时间因素(例如一天中的时间、一周中的一天或多天、一年中的月)，以及其他因素。

收集分析物数据的时间段可以以小时、天、月甚至年为单位来测量。在一个实施例中，可以选择时间段以最小化或避免收集包含目标的分析物中可能发生的自然或非异常变化的分析物数据，并且这些变化可能不指示实际或可能的异常状况。在另一个实施例中，所选择的时间段可以包括收集分析物数据，该分析物数据包含目标的分析物中的自然或正常变化，无论所收集的分析物数据是否指示实际或可能的异常状况，该变化都可能发生。

使用非侵入式分析物传感器收集分析物数据，非侵入式分析物传感器使用电磁频谱的非光学频率(诸如射频或微波频率范围中的非光学频率)或电磁频谱的可见光范围中的光学频率经由光谱技术检测目标中的分析物。在一个实施例中，本文所描述的分析物传感器可以用于分析物数据的体内检测或用于来自目标的分析物数据的体外检测。

在一个实施例中，还可以使用第二传感器从目标收集数据，其中来自第二传感器的数据与分析物传感器收集的分析物数据一起可以用于预测目标的实际或可能的异常(或正常)状况。

在一个实施例中，本文所描述的技术可以用于人类或动物受试者以确定异常(或可选地正常)医疗病理。例如，在一个实施例中，本文所描述的方法可以包括建立基于通过非侵入式分析物传感器从受试者获得的分析物数据的分析物数据库，非侵入式分析物传感器对受试者进行多个分析物感测例程以在一时间段内(包括但不包括限于，至少二十四小时)从受试者获得的分析物数据，分析物数据包含关于受试者中的至少一种分析物的信息，其中该至少一种分析物是异常医疗病理的指标。每个非侵入式分析物传感器系统包括具有至少一个发射元件和至少一个接收元件的检测器阵列，并且对于多个感测例程中的每个感测例程，该至少一个发射元件被定位且被布置成用于将电磁发射信号传送到相应受试者中，并且该至少一个接收元件被定位且被布置成用于检测由该至少一个发射元件将电磁发射信号传送到相应受试者中而产生的响应。发射电路能电连接到至少一个发射元件，其中该发射电路被配置成用于生成要由至少一个发射元件传送的电磁发射信号，并且电磁发射信号在电磁频谱的射频范围或可见光范围中。此外，接收电路能电连接到至少一个接收元件，其中该接收电路被配置成用于接收由至少一个接收元件检测到的响应。

一旦建立了分析物数据库，就可以通过非侵入式分析物传感器从受试者获得新分析物数据。可以基于新分析物数据来更新分析物数据库，并且可以基于分析物数据库来分析新分析物数据。

在另一个实施例中，使用本文所描述的一个或多个分析物传感器在一时间段内从单个目标获得的分析物数据可用于建立分析物数据库，由此该分析物数据库特定于单个目标。然后可以从目标获得附加分析物数据，用附加分析物数据来更新分析物数据库。

在另一个实施例中，本文所描述的分析系统可以包括分析物数据库和至少一个非侵入式分析物传感器。

附图说明

图1是根据实施例的具有相对于目标的非侵入式分析物传感器的分析物传感器系统的示意性描绘。

图2A-图2C图示出可以在本文所描述的传感器系统的实施例中使用的天线阵列的不同示例定向。

图3A-图3C图示出具有不同几何形状的发射天线和接收天线的不同示例。

图4A、图4B、图4C和图4D图示出发射天线和接收天线的端部可以具有的不同形状的附加示例。

图5图示出可以使用的天线阵列的另一个示例。

图6是具有使用光形式的电磁能量来执行本文中描述的分析物感测的分析物传感器的分析物传感器系统的另一实施例的部分的示意性描绘。

图7图示出具有使用光形式的电磁能量来执行本文中描述的分析物感测的分析物传感器的分析物传感器系统的另一个示例。

图8描绘了图6的传感器系统的示例操作。

图9图示出根据实施例的具有非侵入式分析物传感器的分析物传感器系统的另一个实施例。

图10图示出根据实施例的具有非侵入式分析物传感器的分析物传感器系统的另一个实施例。

图11图示出根据实施例的具有相对于目标的非侵入式分析物传感器的分析物传感器系统的另一个实施例。

图12图示出根据实施例的具有相对于目标的非侵入式分析物传感器的分析物传感器系统的另一个实施例。

图13是根据实施例的用于检测分析物的方法的流程图。

图14是根据实施例的对响应的分析的流程图。

图15是本文所描述的预测式医疗分析系统的示意性描绘。

图16是本文所描述的建立分析物数据库并预测目标的状况的方法的示意性描绘。

图17是使用来自单个目标的分析物数据来建立分析物数据库的方法的示意性描绘。

相同的附图标记自始至终表示相同的部件。

具体实施方式

以下是对使用已由分析物传感器(例如非侵入式分析物传感器)从目标(或从单个目标)收集到的分析物数据来建立分析物数据库并且使用分析物数据库来分析使用分析物传感器(例如非侵入式分析物传感器)从目标获得的数据的详细描述。一旦建立了分析物数据库，就可以用收集到的新分析物数据来更新分析物数据库，并且可以使用分析物数据库来分析新分析物数据以从新分析物数据导出信息。该信息可以用于预测或导出目标的实际或可能的状况(异常或正常)。

存储在分析物数据库中的分析物数据可以是由(多个)分析物传感器获得的原始的、未处理的数据。原始未处理数据是由(多个)分析物传感器获得的、并且未经(多个)分析物传感器处理并且在被存储在分析物数据库中之前不经历任何其他处理的数据。然后可以分析原始的、未处理的数据来提取出关于分析物的数据，诸如分析物的存在和/或分析物的浓度。存储在分析物数据库中的分析物数据可以替代地是关于分析物的经处理的数据(诸如分析物的存在和/或分析物的浓度)，其中经处理的数据由(多个)分析物传感器和/或由另一设备在被存储在分析物数据库中之前对原始未处理数据的进行处理而产生的。存储在数据库中的分析物数据还可以是原始的、未处理的数据和经处理的数据的组合。

用于建立分析物数据库的分析物数据是在一时间段内从多个目标或从单个目标获得的。目标可以是人类或动物受试者(或统称为受试者)、多个有生命或无生命的材料、或多个其他对象。用于建立分析物数据库的目标彼此相似。例如，目标可以是人类；目标可以是同一种类的动物，诸如狗(或狗品种)；目标可以是同一种类的树木(诸如苹果树)或同一种类的流体，诸如燃料、油、液压液、食用或饮用液体等。

收集的分析物数据包含关于目标中的至少一种分析物的信息。在目标是人类或动物受试者的示例中，分析物可以是受试者的异常(或正常)医疗病理的指标。在目标是有生命或无生命材料的示例中，分析物可以是材料的异常(或正常)状况的指标，诸如但不限于，材料中的污染物或其他杂质、材料的疾病状况、土壤中的矿物质、以及许多其他状况。

用于建立分析物数据库以及用于更新数据库和用于分析的后续分析物数据可以使用非侵入式分析物传感器来收集，非侵入式分析物传感器使用电磁频谱的非光学频率(诸如在射频或微波频率范围中)或者在电磁频谱的可见光范围中的光学频率经由光谱技术来检测目标中的分析物。本文所描述的分析物传感器可以用于分析物的体内检测和分析物的体外检测。

可以检测一种或多种分析物。检测到的(多种)分析物是目标的状况(异常或正常)的指标。例如，当目标是人类时，分析物可以是人类目标的异常医疗病理的指标。例如，分析物可以包括但不限于，葡萄糖、酮、C反应蛋白、酒精、白细胞、促黄体激素或作为人类目标的实际或可能的异常医疗病理的指标的任何其他分析物中的一种或多种。异常医疗病理可以包括但不限于，前驱糖尿病、糖尿病、癌症、肝硬化和可以基于来自人类目标的一种或多种可检测的分析物来预测的其他医疗病理。

收集分析物数据(用于建立分析物数据库以及随后的分析物数据收集)的时间段可以基于多种因素而变化，多种因素包括但不限于目标、被检测的分析物、时间因素(例如一天中的时间、周、月或年中的一天或多天)，以及其他因素。收集分析物数据的时间段可以以小时、天、月甚至年为单位来测量。在一个实施例中，可以选择该时间段以最小化或避免收集包含(多个)目标的分析物中可能发生的、并且可能不指示目标的实际或可能的异常(或正常)状况的自然或非异常变化的分析物数据。在另一个实施例中，所选择的时间段可以包括收集分析物数据，该分析物数据包含目标的分析物中的可能发生的、可能不指示实际或可能的异常状况的自然或正常变化。

在一个实施例中，还可以使用第二传感器从(多个)目标收集数据，其中来自第二传感器的数据与(多个)分析物传感器收集的分析物数据一起可以用于预测目标的实际或可能的状况。在另一个实施例中，还可以从一个或多个附加目标收集分析物数据，并且每个目标的收集到的分析物数据可以用于预测相应目标的实际或可能的状况。

可以使用电磁频谱的非光学频率(诸如射频或微波频带中的非光学频率)或电磁频谱的可见光范围中的光学频率经由光谱技术来检测(多种)分析物。本文中描述的分析物传感器包括具有至少一个发射元件和至少一个接收元件的检测器阵列。发射元件和接收元件可以是天线(图1-图5)或诸如发光二极管(图6-图8)之类的发光元件。在以下描述中，无论发射元件和接收元件是天线还是发光二极管，它们各自都可以被称为检测器元件。

以下描述结合图1-图5将首先将分析物传感器系统描述为包括具有两个或更多个天线的检测器阵列。稍后在以下描述中，结合图6-图8，分析物传感器系统被描述为包括包含两个或更多个诸如发光二极管(LED)之类的发光设备的检测器阵列。具有两个或更多个LED的检测器阵列也可以被描述为LED阵列。图9图示出具有身体可佩戴传感器形式(例如绕着手腕佩戴)的非侵入式分析物传感器的分析物传感器系统。图10图示出具有桌面设备形式的非侵入式分析物传感器的分析物传感器系统。图11图示出具有与体外目标一起使用的体外传感器的形式的非侵入式分析物传感器的分析物传感器系统。图12图示出具有可以用于工业过程的非侵入式分析物传感器的分析物传感器系统。

为了方便起见，以下描述可以将(多个)目标描述为人类或动物受试者，并将受试者的状况描述为受试者的异常医疗病理。然而，目标不限于人类或动物受试者，并且状况也不限于异常医疗病理。目标可以是可以使用本文描述的分析物传感器从中检测一种或多种分析物的任何对象。此外，预测的状况可以是对象的任何正常或异常状况。状况的附加示例可包括但不限于，目标中是否存在污染物或其他杂质，污染物或其他杂质可以是气体、液体、固体、凝胶及其组合；目标的疾病状况或不存在疾病状况；土壤中的矿物质或缺乏矿物质；以及许多其他因素。

在一个实施例中，可以检测目标中的至少一种分析物的存在。在另一个实施例中，可以确定目标中的该至少一种分析物的量或浓度。目标可以是包含人们可能会希望检测的、并且指示实际或可能的异常或正常状况(诸如异常医疗病理)的至少一种感兴趣的分析物的任何目标。目标可以是人类或动物。在另一个实施例中，可以从非人类或非动物受试者(例如植物或树木)检测分析物，并且检测到的分析物可以指示目标的异常状况(例如在植物或树木的情况下的疾病)。可以从流体(例如，血液、间质液、脑脊髓液、淋巴液或尿液)、人类组织、动物组织、植物组织、无生命对象、土壤、遗传物质或微生物检测分析物。

由本文描述的传感器进行的检测可以是非侵入式的，这意味着传感器保持在目标(诸如人体)外部，并且分析物的检测在不需要从目标(诸如人体)移除流体或移除其他的情况下发生。在人体中的感测的情况下，这种非侵入式感测也可以称为体内感测。在其他实施例中，本文描述的传感器可以是体外传感器，其中包含分析物的目标已经被从宿主(例如从人体)移除。

(多个)分析物可以是人们可能会希望检测的、可以指示实际或可能的异常或正常状况(诸如异常医疗病理)的任何分析物。例如，在人类目标的情况下，(多种)分析物可以包括但不限于葡萄糖、血糖、酮、C反应蛋白、血液酒精、白细胞或促黄体激素中的一种或多种。(多种)分析物可以包括但不限于化学物质、化学物质的组合、病毒、细菌等。分析物可以是包括在另一种介质中的化学物质，此类介质的非限制性示例包括包含至少一种分析物的流体(例如，血液、间质液、脑脊髓液、淋巴液或尿液)、人类组织、动物组织、植物组织、无生命对象、土壤、遗传物质或微生物。(多种)分析物还可以是诸如矿物质或污染物之类的非人类、非生物颗粒。

(多种)分析物可以包括例如，天然存在的物质、人造物质、代谢物和/或反应产物。作为非限制性示例，至少一种分析物可包括但不限于：胰岛素、羧基凝血酶原；酰基肉毒碱；腺嘌呤磷酸核糖转移酶；腺苷脱氨酶；白蛋白；甲胎蛋白；氨基酸谱(精氨酸(克雷布斯(Krebs)循环)、组氨酸/尿烷酸、同型半胱氨酸、苯丙氨酸/酪氨酸、色氨酸)；雄烯二酮；安替比林；阿糖醇对映体；精氨酸酶；苯甲酰胆碱(可卡因)；生物素酶；生物蝶呤；c反应蛋白；肉毒碱；促BNP；BNP；肌钙蛋白；肌肽酶；CD4；铜蓝蛋白；鹅去氧胆酸；氯喹；胆固醇；胆碱酯酶；共轭1-β羟基胆酸；皮质醇；肌酸激酶；肌酸激酶MM同工酶；环孢菌素A；d-青霉胺；去乙基氯喹；脱氢表雄酮硫酸盐；脱氧核糖核酸(乙酰化酶多态性、乙醇脱氢酶、α1-抗胰蛋白酶、囊性纤维化、杜兴/贝克尔肌营养不良、分析物-6-磷酸脱氢酶、血红蛋白A、血红蛋白S、血红蛋白C、血红蛋白D、血红蛋白E、血红蛋白F、D旁遮普邦、β-地中海贫血、乙型肝炎病毒、HCMV、HIV-1、HTLV-1、莱伯(Leber)遗传性视神经病变、MCAD、RNA、PKU、间日疟原虫、性别差异离子，21-脱氧皮质醇)；去丁基卤代三烯；二氢蝶呤还原酶；白喉/破伤风抗毒素；红细胞精氨酸酶；红细胞原卟啉；酯酶D；脂肪酸/酰基甘氨酸；游离β-人绒毛膜促性腺激素；游离红细胞卟啉；游离甲状腺素(FT4)；游离三碘甲状腺原氨酸(FT3)；富马酸乙酰乙酸酶；半乳糖/半乳糖-1-磷酸；半乳糖-1-磷酸尿苷基转移酶；庆大霉素；分析物-6-磷酸脱氢酶；谷胱甘肽；谷胱甘肽周氧化酶；甘胆酸；糖化血红蛋白；卤代三烯；血红蛋白变体；己糖胺酶A；人红细胞碳酸酐酶I；17-α-羟基孕酮；次黄嘌呤磷酸核糖转移酶；免疫反应胰蛋白酶；乳酸；铅、脂蛋白((a)，B/a-l，β)；溶菌酶；甲氟喹；奈替米星；苯巴比妥；苯妥英钠；植酸酶/三酸；黄体酮；催乳素；脯氨酸；嘌呤核苷磷酸化酶；奎宁；反向三碘甲状腺原氨酸(rT3)；硒；血清胰脂肪酶；剑麻素；生长抑素C；特异性抗体(腺病毒、抗核抗体、抗ζ抗体、虫媒病毒、奥耶斯基(Aujeszky)病病毒、登革热病毒、麦地龙线虫、细粒棘球蚴、溶组织内阿米巴、肠道病毒、十二指肠贾第鞭毛虫、幽门螺杆菌、乙型肝炎病毒、疱疹病毒、HIV-1、IgE(特应性疾病)、流感病毒、杜氏利什曼原虫、钩端螺旋体、麻疹/腮腺炎/风疹，麻风分枝杆菌、肺炎支原体、肌红蛋白、扭转锥虫、副流感病毒、恶性疟原虫、脊髓灰质炎病毒、铜绿假单胞菌、呼吸道合胞病毒、立克次体(恙虫病)、曼氏血吸虫、弓形虫、梅毒螺旋体、克氏锥虫/兰格里锥虫、水泡性口炎病毒、班氏乌切氏菌、黄热病病毒)；特异性抗原(乙型肝炎病毒、HIV-1)；琥珀酰丙酮；磺胺多辛；茶碱促甲状腺激素；甲状腺素(T4)；甲状腺素结合球蛋白；微量元素；转铁蛋白；UDP-半乳糖-4-差向异构酶；尿素；尿卟啉原I合成酶；维生素A；白细胞；和锌原卟啉。

(多种)分析物还可以包括引入目标中的一种或多种化学物质。(多种)分析物可以包括诸如造影剂、放射性同位素或其他化学试剂的标记物。(多种)分析物可以包括基于氟碳化合物的合成血液。(多种)分析物可以包括药物或药物组合物，非限制性示例包括：乙醇；大麻(大麻草、四氢大麻酚、大麻糊)；吸入剂(一氧化二氮、亚硝酸戊酯、亚硝酸丁酯、氯代烃、碳氢化合物)；可卡因(快克可卡因)；兴奋剂(苯丙胺、甲基苯丙胺、利他林、Cylert、Preludin、Didrex、PreState、Voranil、Sandrex、Plegine)；镇静剂(巴比妥类、甲喹酮、镇静剂(诸如Valium、Librium、Miltown、Serax、Equanil、Tranxene))；致幻剂(苯环利定、麦角酸、仙人球毒碱、仙人掌毒碱、裸盖菇素)；麻醉剂(海洛因、可待因、吗啡、鸦片、哌替啶、Percocet、Percodan、Tussionex、芬太尼、Darvon、Talwin、Lomotil)；设计药物(芬太尼、哌替啶、苯丙胺、甲基苯丙胺和苯环定的类似物，例如摇头丸)；合成代谢类固醇；以及尼古丁。(多种)分析物可以包括其他药物或药物组合物。(多种)分析物可以包括神经化学物质或体内生成的其他化学物质，诸如例如，抗坏血酸、尿酸、多巴胺、去甲肾上腺素、3-甲氧基酪胺(3MT)、3，4-二羟基苯乙酸(DOPAC)、高香草酸(HVA)、5-羟基色胺(5HT)和5-羟基吲哚乙酸(FHIAA)。

本文描述的传感器系统通过使用诸如发射天线或发射LED之类的发射元件朝向目标传送(无论是在图1-图5和图9-图12中的电磁频谱的射频或微波频率范围中，还是在图6-图8中的电磁频谱的可见光范围中的)电磁信号并将电磁信号传送到目标中进行操作。由发射信号的传送而产生的返回信号由诸如接收天线或光电检测器之类的接收元件检测。由接收元件检测到的(多个)信号可以被分析，以基于接收到的(多个)信号的强度以及发射信号的分析物吸收的一个或多个频率处的强度的降低来检测分析物。

图1-图5图示出使用两个或更多个天线(包括发射天线和接收天线)的非侵入式分析物传感器系统。发射天线和接收天线可以位于目标附近并且如本文进一步描述的那样操作以辅助检测目标中的至少一种分析物。发射天线朝向目标传送信号并将信号传送到目标中，该信号具有射频或微波频率范围中的至少两个频率。具有至少两个频率的信号可以由单独的信号部分形成，每个信号部分具有离散的频率，这些信号部分在每个频率处在分开的时间单独地传送。在另一实施例中，具有至少两个频率的信号可以是包括多个频率的复信号的一部分，该多个频率包括该至少两个频率。复信号可以通过将多个信号混合或多路复用在一起来生成，然后传送复信号，由此多个频率同时被传送。用于生成复信号的一种可能的技术包括但不限于使用逆傅里叶变换技术。接收天线检测由发射天线将信号传送到包含至少一种感兴趣的分析物的目标中而产生的响应。

发射天线和接收天线彼此解耦合(也可以被称为去谐(detune)等)。解耦合是指有意地制造发射天线和接收天线的配置和/或布置，以优选地在不存在屏蔽的情况下最小化发射天线与接收天线之间的直接通信。可以利用发射天线与接收天线之间的屏蔽。然而，即使没有屏蔽的存在，发射天线和接收天线也会解耦合。

使用在电磁频谱的射频或微波频率范围中操作的非侵入式光谱传感器检测分析物的示例描述于WO 2019/217461中，其全部内容通过引用并入本文中。由接收天线检测到的(多个)信号可以是包括多个信号分量的复信号，每个信号分量处于不同的频率。在实施例中，可以将检测到的复信号例如通过傅里叶变换分解成处于不同频率中的每个频率的信号分量。在实施例中，只要检测到的信号提供足够的信息来进行分析物检测，就可以对由接收天线检测到的复信号进行整体分析(即，无需对复信号进行解复用)以检测分析物。此外，由接收天线检测到的(多个)信号可以是单独的信号部分，每个信号部分具有离散的频率。

现在参考图1，图示出具有非侵入式分析物传感器5的非侵入式分析物传感器系统的实施例。传感器5相对于包含感兴趣的分析物9的目标7(在该示例中以人类或动物的形式)被描绘。在该示例中，传感器5被描绘为包括天线阵列，该天线阵列包括发射天线/元件11(下文中“发射天线11”)和接收天线/元件13(下文中“接收天线13”)。传感器5进一步包括发射电路15、接收电路17和控制器19。如下文进一步讨论的，传感器5还可以包括电源，诸如电池(图1中未示出)。在一些实施例中，功率可以从干线功率中提供，例如通过将传感器5经由连接到传感器5的线缆插入墙壁插座中。传感器5可以被配置为可佩戴设备，可佩戴设备被配置为围绕手腕佩戴(参见图9)、被配置为桌面设备(图10)、用在体外检测器中(参见图11)、或用在非人类/动物版本中(例如在工业过程(诸如在流动的流体中(参见图12))中的检测)。

发射天线11被定位、被布置和被配置成用于将电磁频谱的射频(RF)范围或微波范围中的信号21传送到目标7中。发射天线11可以是电极或任何其他合适的射频(RF)范围或微波范围中的电磁信号的发射器。发射天线11可以具有足以允许进行分析物感测的、相对于目标7的任何布置和定向。在一个非限制性实施例中，发射天线11可以被布置为面向基本上朝向目标7的方向。

由发射天线11传送的信号21由能电连接到发射天线11的发射电路15生成。发射电路15可以具有适合于生成要由发射天线11传送的发射信号的任何配置。用于生成RF或微波频率范围中的发射信号的发射电路在本领域中是众所周知的。在一个实施例中，发射电路15可以包括例如到功率源的连接、频率发生器、以及可选的滤波器、放大器或用于生成RF或微波频率电磁信号的电路的任何其他合适的元件。在实施例中，由发射电路15生成的信号可以具有至少两个离散频率(即，多个离散频率)，该至少两个离散频率中的每个离散频率在从大约10kHz到大约100GHz的范围中。在另一实施例中，该至少两个离散频率中的每个离散频率可以在从大约300MHz到大约6000MHz的范围中。在实施例中，发射电路15可以被配置成用于扫过大约10kHz到大约100GHz的范围内的频率范围，或者在另一实施例中扫过大约300Mhz到大约6000MHz的范围。在实施例中，发射电路15可以被配置成用于产生复发射信号，该复信号包括多个信号分量，信号分量中的每个信号分量具有不同的频率。复信号可以通过将多个信号混合或多路复用在一起来生成，然后传送复信号，由此多个频率同时被传送。

接收天线13被定位、被布置和被配置成用于检测一个或多个电磁响应信号23，该一个或多个电磁响应信号23由发射天线11将发射信号21传送到目标7中并撞击(impinge)在分析物9上而产生。接收天线13可以是电极或任何其他合适的射频(RF)范围或微波范围中的电磁信号的接收器。在实施例中，接收天线13被配置成用于检测具有至少两个频率的电磁信号，该至少两个频率中的每个频率在约10kHz到约100GHz的范围内，或在另一实施例中在约300MHz到约6000MHz的范围内。接收天线13可以具有足以允许检测(多个)响应信号23以允许进行分析物感测的、相对于目标7的任何布置和定向。在一个非限制性实施例中，接收天线13可以被布置为面向基本上朝向目标7的方向。

接收电路17能电连接到接收天线13并将从接收天线13接收到的响应传达到控制器19。接收电路17可以具有适合于与接收天线13对接(interface)以将由接收天线13检测到的电磁能量转换为反映(多个)响应信号23的一个或多个信号的任何配置。接收电路的构造在本领域中是众所周知的。接收电路17可以被配置成用于在向控制器19提供(多个)信号之前例如通过放大(多个)信号、对(多个)信号进行滤波等来调节(多个)信号。因此，接收电路17可以包括滤波器、放大器或用于调节被提供到控制器19的(多个)信号的任何其他合适的组件。在实施例中，接收电路17或控制器19中的至少一者可以被配置成用于将由接收天线13检测到的复信号分解或解复用到组成信号分量中的每个组成信号分量中，该复信号包括各自处于不同频率的多个信号分量。在实施例中，对复信号进行分解可以包括对检测到的复信号应用傅立叶变换。然而，对接收到的复信号进行分解或解复用是可选的。相反，在实施例中，只要检测到的信号提供足够的信息来进行分析物检测，就可以对由接收天线检测到的复信号进行整体分析(即，无需对复信号进行解复用)以检测分析物。

控制器19控制传感器5的操作。例如，控制器19可以指示发射电路15生成要由发射天线11传送的发射信号。控制器19进一步接收来自接收电路17的信号。控制器19可以可选地处理来自接收电路17的信号以检测目标7中的(多种)分析物9。在一个实施例中，控制器19可以可选地例如通过一个或多个无线连接(诸如蓝牙)、无线数据连接(诸如4G、5G、LTE等)、或Wi-Fi与至少一个外部设备25(诸如用户设备和/或远程服务器27)通信。如果提供外部设备25和/或远程服务器27，则外部设备25和/或远程服务器27可以处理(或进一步处理)控制器19从接收电路17接收到的信号，例如以检测(多种)分析物9并且开发分析物数据库。如果提供外部设备25，则外部设备25可以用于提供传感器5与远程服务器27之间的通信，例如使用有线数据连接或经由外部设备25的无线数据连接或Wi-Fi来提供到远程服务器27的连接。

继续参考图1，传感器5可包括限定内部空间31的传感器外壳29(以虚线示出)。传感器5的组件可以附接至外壳29和/或设置在外壳29内。例如，发射天线11和接收天线13附接到外壳29。在一些实施例中，天线11、13可以完全或部分地位于外壳29的内部空间31内。在一些实施例中，天线11、13可以附接到外壳29但至少部分或全部地位于内部空间31之外。在一些实施例中，发射电路15、接收电路17和控制器19附接到外壳29并且完全布置在传感器外壳29内。

接收天线13相对于发射天线11解耦合或去谐，使得发射天线11与接收天线13之间的电磁耦合减少。发射天线11与接收天线13的解耦合增加了由接收天线13检测到的(多个)信号的部分(即，来自目标7的(多个)响应信号)，并且最小化了接收天线13对发射信号21的直接接收。与具有耦合的发射天线和接收天线的天线系统相比，发射天线11和接收天线13的解耦合导致从发射天线11到接收天线13的传送具有输出处减少的前向增益(S

在实施例中，发射天线11与接收天线13之间的耦合是95％或更小。在另一实施例中，发射天线11与接收天线13之间的耦合是90％或更小。在另一实施例中，发射天线11与接收天线13之间的耦合是85％或更小。在另一实施例中，发射天线11与接收天线13之间的耦合是75％或更小。

可以使用用于减少发射天线11与接收天线13之间的耦合的任何技术。例如，发射天线11与接收天线13之间的解耦合可以通过发射天线11与接收天线13之间的一种或多种有意制造的配置和/或布置来实现，该配置和/或布置足以使发射天线11与接收天线13彼此解耦合。

例如，在下文进一步描述的一个实施例中，可以通过有意地将发射天线11和接收天线13配置为具有彼此不同的几何形状来实现发射天线11与接收天线13的解耦合。有意地不同的几何形状指的是对发射天线11和接收天线13的有意不同的几何配置。有意几何形状差异不同于发射天线与接收天线的几何形状差异，后者可能例如由于制造误差或公差而偶然或无意地发生。

实现发射天线11与接收天线13的解耦合的另一种技术是在每个天线11、13之间提供足以使天线11、13解耦合并迫使发射信号21的电磁力线的一部分进入目标7中的适当的间距，由此尽可能地最小化或消除由接收天线13直接从发射天线11直接接收而不进入目标7中的电磁能量。每个天线11、13之间的适当的间距可以基于包括但不限于来自发射天线11的信号的输出功率、天线11、13的大小、发射信号的一个或多个频率以及天线之间任何屏蔽的存在的因素来确定。该技术有助于确保由接收天线13检测到的响应正在测量分析物9，而不仅仅是直接从发射天线11流到接收天线13的发射信号21。在一些实施例中，天线11、13之间的适当的间距可以与天线11、13的几何形状的有意差异一起使用，以实现解耦合。

在一个实施例中，由发射天线11传送的发射信号可以具有至少两个不同的频率，例如，上至7到12个不同且离散的频率。在另一实施例中，发射信号可以是一系列离散的、单独的信号，其中每个单独的信号具有单个频率或多个不同的频率。

在一个实施例中，发射信号(或发射信号中的每个发射信号)可以在小于、等于或大于大约300ms的传送时间内被传送。在另一实施例中，传送时间可以小于、等于或大于大约200ms。在又另一实施例中，传送时间可以小于、等于或大于大约30ms。传送时间还可以具有以秒(例如，1秒、5秒、10秒或更长)为单位测量的幅度。在实施例中，相同的发射信号可以多次被传送，然后传送时间可以被求平均。在另一实施例中，发射信号(或发射信号中的每个发射信号)可以以小于或等于约50％的占空比被传送。

图2A-图2C图示出可以在传感器系统5中使用的天线阵列33的示例以及天线阵列33可以如何被定向。天线阵列33的许多定向是可能的，并且只要传感器5能够执行其感测分析物9的主要功能，任何定向即可以被使用。

在图2A中，天线阵列33包括设置在可以基本上是平面的衬底35上的发射天线11和接收天线13。该示例描绘了基本上设置在X-Y平面中的阵列33。在该示例中，天线11、13在X轴方向和Y轴方向上的维度可以被认为是横向维度，而天线11、13在Z轴方向上的维度可以被认为是厚度维度。在该示例中，天线11、13中的每个天线具有(在X轴方向和/或在Y轴方向上测量的)至少一个横向维度，该横向维度大于(在Z轴方向上的)天线的厚度维度。换句话说，与在X轴方向和/或在Y轴方向上测量的至少一个其他横向维度相比，发射天线11和接收天线13各自在Z轴方向上相对平坦或具有相对较小的厚度。

在使用图2A中的实施例时，传感器和阵列33可以相对于目标7定位，使得目标7在Z轴方向上处于阵列33下方，或在Z轴方向上处于阵列33上方，由此天线11、13的面中的一个面朝向目标7。替代地，目标7可以在X轴方向上被定位在阵列33的左侧或右侧，由此天线11、13中的每个天线的端部中的一个端部面向目标7。替代地，目标7可以在Y轴方向上被定位在阵列33的侧面，由此天线11、13中的每个天线的侧面中的一个侧面面向目标7。

除了天线阵列33之外，传感器5还可以设置有一个或多个附加天线阵列。例如，图2A还描绘了可选的第二天线阵列33a，其包括设置在可以基本上是平面的衬底35a上的发射天线11和接收天线13。与阵列33一样，阵列33a也可以基本上设置在X-Y平面中，其中阵列33、33a在X轴方向上彼此间距开。

在图2B中，天线阵列33被描绘为基本上设置在Y-Z平面中。在该示例中，天线11、13在Y轴方向和Z轴方向上的维度可以被认为是横向维度，而天线11、13在X轴方向上的维度可以被认为是厚度维度。在该示例中，天线11、13中的每个天线具有(在Y轴方向和/或在Z轴方向上测量的)至少一个横向维度，该横向维度大于(在X轴方向上的)天线的厚度维度。换句话说，与在Y轴方向和/或在Z轴方向上测量的至少一个其他横向维度相比，发射天线11和接收天线13各自在X轴方向上相对平坦或具有相对较小的厚度。

在使用图2B中的实施例时，传感器和阵列33可以相对于目标7定位，使得目标7在Z轴方向上处于阵列33下方，或在Z轴方向上处于阵列33上方，由此天线11、13中的每个天线的端部中的一个端部面向目标7。替代地，目标7可以在X轴方向上被定位在阵列33的前面或后面，由此天线11、13中的每个天线的面中的一个面面向目标7。替代地，目标7可以在Y轴方向上被定位到阵列33的侧面中的一个侧面，由此天线11、13中的每个天线的侧面中的一个侧面面向目标7。

在图2C中，天线阵列33被描绘为基本上设置在X-Z平面中。在该示例中，天线11、13在X轴方向和Z轴方向上的维度可以被认为是横向维度，而天线11、13在Y轴方向上的维度可以被认为是厚度维度。在该示例中，天线11、13中的每个天线具有(在X轴方向和/或在Z轴方向上测量)的至少一个横向维度，该横向维度大于(在Y轴方向上的)天线的厚度维度。换句话说，与在X轴方向和/或在Z轴方向上测量的至少一个其他横向维度相比，发射天线11和接收天线13各自在Y轴方向上相对平坦或具有相对较小的厚度。

在使用图2C中的实施例时，传感器和阵列33可以相对于目标7定位，使得目标7在Z轴方向上处于阵列33下方，或在Z轴方向上处于阵列33上方，由此天线11、13中的每个天线的端部中的一个端部面向目标7。替代地，目标7可以在X轴方向上被定位到阵列33的左侧或右侧，由此天线11、13中的每个天线的侧面中的一个侧面面向目标7。替代地，目标7可以在Y轴方向上被定位在阵列33的前面或后面，由此天线11、13中的每个天线的面中的一个面面向目标7。

图2A-图2C中的阵列33、33a不需要完全被定向在诸如X-Y平面、Y-Z平面或X-Z平面之类的平面内。相反，阵列33、33a可以与X-Y平面、Y-Z平面和X-Z平面成角度设置。

使用天线几何形状的差异对天线进行解耦合

如上文所提及的，用于将发射天线11与接收天线13解耦合的一种技术是有意地将发射天线11和接收天线13配置成具有有意不同的几何形状。有意不同的几何形状是指发射天线11和接收天线13的有意的、几何形状配置的差异，并且该差异不同于在制造天线11、13时(例如由于制造误差或公差)可能意外或无意发生的发射天线11和接收天线13的几何形状的差异。

天线11、13的不同几何形状可以以多种不同的方式表现其自身并且可以被描述。例如，在天线11、13中的每个天线的平面图中(诸如图3A-图3C中)，天线11、13的周边边缘的形状可以彼此不同。不同的几何形状可以导致天线11、13在平面图中具有不同的表面积。不同的几何形状可以导致天线11、13在平面图中具有不同的纵横比(即，它们在不同维度上的大小的比率；例如，如下文进一步详细讨论的，天线11的长度除以宽度的比率可以与天线13的长度除以宽度的比率不同)。在一些实施例中，不同的几何形状可以导致天线11、13具有在平面图中的不同的周边边缘形状、在平面图中的不同的表面积和/或不同的纵横比的任何组合。在一些实施例中，天线11、13可以具有在周边边缘边界内形成的一个或多个孔(参见图2B)，或者在周边边缘中形成的一个或多个凹口(参见图2B)。

因此，如本文中所使用，天线11、13的几何图形差异或几何形状差异是指当在平面图中观察各个天线11、13时在图形、长度、宽度、大小、形状、由边界(即，周边边缘)封闭的区域等方面的任何有意差异。

天线11、13可以具有任何配置并且可以由允许它们执行如本文中描述的天线11、13的功能的任何合适的材料形成。在一个实施例中，天线11、13可以由材料带形成。材料带可以包括这样的配置，其中当在平面图中观察天线时，带具有大于其厚度维度的至少一个横向维度(换句话说，与至少一个其他横向维度(诸如当在图3A-图3C的平面图中观察天线时的长度或宽度)相比，带相对平坦或具有相对较小的厚度)。材料带可以包括电线。天线11、13可以由任何合适的(一种或多种)导电材料形成，这些材料包括金属和导电非金属材料。可以被使用的金属的示例包括但不限于铜或金。可以被使用的材料的另一示例是掺杂有金属材料以使非金属材料导电的非金属材料。

在图2A-图2C中，阵列33、33a中的每一者内的天线11、13具有彼此不同的几何形状。此外，图3A-图3C图示出具有彼此不同的几何形状的天线11、13的附加示例的平面图。图2A-图2C和图3A-图3C中的示例并不是穷尽的，并且许多不同的配置是可能的。

图3A图示出具有有着不同几何形状的两个天线的天线阵列的平面图。在该示例中，天线11、13被图示为基本上线性的带，每个带具有横向长度L

图3B图示出与图3A有些类似的、具有有着不同几何形状的两个天线的天线阵列的另一个平面图。在该示例中，天线11、13被图示为基本上线性的带，每个带具有横向长度L

图3C图示出与图3A和图3B有些类似的、具有有着不同几何形状的两个天线的天线阵列的另一个平面图。在该示例中，天线11、13被图示为基本上线性的带，每个带具有横向长度L

图4A-图4D是发射天线11和接收天线13的端部可以具有以实现几何形状的差异的不同形状的附加示例的平面图。或天线11、13的端部中的一个端部或天线11、13的端部中的两者可具有图4A-图4D中的形状，这包括在图3A-图3C中的实施例中。图4A将端部描绘为大致矩形。图4B将端部描绘为具有一个圆角，而另一个角保持直角。图4C将整个端部描绘成圆角或向外凸出。图4D将端部描绘为向内凹入。许多其他形状是可能的。

图5图示出具有图示为基本上线性带的六个天线的天线阵列的另一平面图。在该示例中，天线在几何形状上彼此不同，因为天线的端部的形状、天线的横向长度和/或横向宽度彼此不同。

实现天线解耦合的另一种技术是在每个天线之间使用适当的间距，其中该间距足以迫使由发射天线传送的(多个)信号中的大部分或全部信号进入目标中，由此最小化由接收天线直接从发射天线直接接收到的电磁能量。适当的间距可以由自身使用来实现天线的解耦合。在另一实施例中，适当的间距可以与天线的几何形状的差异一起使用以实现解耦合。

参考图2A，在所指示的位置处，在发射天线11与接收天线13之间存在间距D。天线11、13之间的间距D可以在每个天线11、13的整个长度上(例如，在X轴方向上)恒定，或者天线11、13之间的间距D可以变化。只要间距D足以导致由发射天线11传送的(多个)信号中的大部分或全部信号到达目标并且最小化由接收天线13直接从发射天线11直接接收到的电磁能量，由此使天线11、13彼此解耦合，则任何间距D即可以被使用。

此外，在发射天线11与接收天线13之间优选地存在最大间距和最小间距。最大间距可以由外壳29的最大大小决定。在一个实施例中，最大间距可为大约50mm。在一个实施例中，最小间距可为从大约1.0mm至大约5.0mm。

图9图示出图1的传感器5的示例使用，该传感器5以身体可佩戴传感器的形式，特别是围绕手腕佩戴的类似手表的设备90的形式。传感器5被并入传感器主体92中，传感器主体92通过围绕手腕延伸的带94紧固至手腕。

图10图示出以桌面设备100形式的图1的传感器5的示例使用。术语“桌面”与“工作台面”可互换使用，并且指的是旨在在使用期间驻留在结构的顶表面上的设备，该结构诸如但不限于桌、柜台、架子、另一设备或类似的。在一些实施例中，设备100可以安装在垂直墙壁上。设备100被配置成用于获得用户中的分析物的实时按需读数，诸如但不限于使用并入设备100中的非侵入式分析物传感器5来获得用户的葡萄糖水平读数。设备100被图示为大致矩形盒形状。然而，设备100可以具有其他形状，诸如柱形、方盒、三角形和许多其他形状。设备100包括外壳102、(例如在外壳102的顶表面上的)读取区域104和显示屏106(例如在外壳102的顶表面上，用于显示诸如传感器5的读取的结果之类的数据)，其中传感器5的天线11、13定位成能够获得读数。设备100的功率可以经由插入墙壁插座中的电源线108提供。设备100还可以包括一个或多个电池，一个或多个电池用作设备100的主要电源，而不是经由电源线108提供的功率，或者一个或多个电池可以在电源不可经由电源线108获得的情况下作为备用电源。设备100的读取可以用触发按钮110来触发。开/关电源按钮或开关112可以设置在设备100上的任何位置以打开和关闭设备100的电源。开/关电源按钮或开关112也可以替代触发按钮110用作触发按钮。替代地，触发按钮110可以充当开/关电源按钮以打开和关闭设备100的电源，以及触发读取。

图11图示出并入体外传感器120的图1的传感器5，该体外传感器120被配置成用于对容纳在含有待分析样本的样本容器122中的体外样本进行操作，其中容器122被容纳在样本室124中。传感器120可包括与美国专利9041920中公开的外壳的特征类似的附加特征，该专利的全部内容通过引用并入本文。

图12将图1的传感器5图示为工业过程中的体外传感器130，例如具有体外流体通道132，体外流体如箭头A所指示流动通过该通道。如图所示，传感器130可以定位在通道132外部，或者传感器130可定位在通道132内。传感器130可以用在可以将(多个)信号传送到目标中并接收响应的任何应用中。

图6示意性地描绘了非侵入式分析物传感器50的另一示例，其形成非侵入式分析物传感器系统的另一实施例的一部分。非侵入式分析物传感器50使用处于所选择的电磁频率的光波形式的电磁能量来执行本文中描述的非侵入式分析物感测。传感器50包括外壳52和传感器阵列，传感器阵列包括多个发射元件54，多个发射元件54中的每个发射元件54可以发射光形式的电磁能量。在该示例中，发射元件54被设置在围绕接收元件56的阵列中，接收元件56可以是光电检测器。所图示的示例将阵列描绘为具有围绕接收元件56布置成圆形阵列的总共十二个元件54。然而，可以在阵列中提供更多或更少数量的元件54。此外，阵列可以具有除圆形阵列之外的布置。如果元件54中的一个元件54被控制为用作接收元件，则单独的接收元件56不是必需的，如下文关于可以既起到发射光又起到检测光的作用的LED详细描述的那样。

图7图示出类似于图6的另一个实施例。在图7中，元件54中的每个元件以一种方式被控制，由此元件54中的任何一个或多个元件54可以发射光(并且由此用作发射元件)以及元件54中的任何一个或多个元件54可以充当光检测器(并且由此用作接收元件)。在图7中，由于元件54可以用作发射元件或接收元件，所以不要求使用如图6中的单独的接收元件56。然而，如果期望，单独的接收元件56可以被包括。所图示的示例将阵列描绘为具有布置成3x4或4x3阵列的总共十二个元件54。然而，可以在阵列中提供更多或更少数量的元件54。此外，阵列可以具有包括以圆形阵列设置的元件54的其他布置。

在一个实施例中，图6和图7中的元件54可以是发光二极管(LED)并且包括LED的阵列可以被称为LED阵列。可以选择性地被控制以发射光的LED(即，光电发射器)或检测光的LED(即，光电检测器)是已知的。参见Stojanovic等人，“An optical sensing approachbased on light emitting diodes”(“基于发光二极管的光学感测方法”)，《物理学杂志：会议系列》第76期(2007年)；Rossiter等人，“A novel tactile sensor using amatrix ofLEDs operating in both photoemitter and photodetector modes”(“使用在光电发射器和光电检测器模式下操作的LED矩阵的新型触觉传感器”)，《第四届IEEE国际传感器会议论文集》(IEEE传感器2005)。还参见美国专利4202000，其全部内容通过引用并入本文中。

参考图8，在图6和图7的实施例中，一些或所有元件54可以与外壳52的表面58齐平，使得由每个发射元件54发射的光可以被从传感器50传送并且接收元件56(或充当接收元件的元件54中的一个元件54)检测返回光。在另一实施例中，发射元件54中的一些或全部可以凹入外壳52内，但是来自每个发射元件54的光被适当地引导到外部并且返回光被适当地引导到接收元件54。在又一实施例中，发射元件54中的一些或全部可以从外壳52的表面58(部分地或完全地)突出。

在图6和图7中，当元件54是LED时，LED可以以LED中的任何一个或多个LED可以发射光的方式被控制。此外，图6的接收元件56可以充当光检测器，或者图6和图7中的LED中的任何一个或多个LED可以被控制以充当光检测器。所使用的LED优选地准许至少两种不同波长的光被发射。在另一实施例中，至少三种或更多种不同波长的光可以被发射。在一个实施例中，LED中的每个LED可以发射不同波长的光。在一个实施例中，LED中的两个或更多个LED可以发射相同波长的光。LED可以发射人类可见光频谱中的波长(例如，大约380至大约760nm)，包括但不限于视觉感知为蓝光、红光、绿光、白光、橙光、黄光和其他颜色的波长；以及发射不在人类可见光频谱中的波长，这些波长包括但不限于红外波长。还可以使用可见光频谱和不可见光频谱中的波长的组合。由传感器50发射的光波以与由图1-图5中的传感器5发射的RF波类似的方式起作用，因为两者都是电磁波。例如，参考图8，由元件54发射的光波60穿透到目标中并从目标中的分析物反射以形成返回光波62，该返回光波62例如被接收元件56(或被充当接收元件的LED)检测。

现在参考图13，描绘了用于检测目标中的至少一种分析物的方法70的一个实施例。图13中的方法可以使用本文中描述的包括传感器5和传感器50的传感器设备的实施例中的任何实施例来实践。为了检测分析物，传感器5、50被放置在相对紧邻近目标的位置。相对紧邻近意味着传感器5、50可以接近但不与目标直接物理接触，或者替代地，传感器5、50可以被放置为与目标直接、紧密物理接触。传感器5、50与目标之间的间距(如果有的话)可以取决于多个因素，诸如发射信号的功率。假设传感器5、50相对于目标被恰当地定位，则在框72处，发射信号例如由发射电路15生成。然后，发射信号被提供到发射元件(11或54)，发射元件在框74处朝向目标传送发射信号并将发射信号传送到目标中。在框76处，由发射信号接触(多种)分析物而产生的响应然后由接收天线(13、54或56)检测。接收电路获得从接收元件检测到的响应并将检测到的响应提供到控制器。在框78处，检测到的响应然后可以被分析以检测至少一种分析物。分析可以由控制器19和/或由外部设备25和/或由远程服务器27来执行。

参考图14，方法70中的框78处的分析可以采取多种形式。在一个实施例中，在框80处，分析可以简单地检测分析物的存在，即分析物是否存在于目标中。替代地，在框82处，分析可以确定存在的分析物的量。

例如，在传感器是传感器5并且信号在射频范围中的情况下，发射信号与分析物之间的相互作用在一些情况下可以增加由接收天线检测到的(多个)信号的强度，并且在其他情况下，可以降低由接收天线检测到的(多个)信号的强度。例如，在一个非限制性实施例中，当分析检测到的响应时，目标中的化合物(包括正在被检测的感兴趣的分析物)可以吸收发射信号中的一些发射信号，其中吸收基于发射信号的频率而改变。由接收天线检测到的响应信号可以包括在其中目标中的化合物(诸如分析物)吸收发射信号的频率处的强度的下降。吸收频率对于不同的分析物是特定的。由接收天线检测到的(多个)响应信号可以在与感兴趣的分析物相关联的频率处被分析，以基于与由分析物的吸收相对应的信号强度的下降、基于此类信号强度的下降是否在与由感兴趣的分析物的吸收相对应的频率处被观察到来检测分析物。关于由分析物引起的(多个)信号强度的增加，类似的技术可以被采用。

例如，对分析物存在的检测可以通过标识由接收天线检测到的信号强度在与分析物相关联的已知频率处的改变来实现。该改变可以是信号强度的降低或信号强度的增加，这取决于发射信号如何与分析物相互作用。例如，与分析物相关联的已知频率可以通过测试已知包含分析物的溶液来建立。例如，对分析物的量的确定可以通过标识已知频率处的信号的改变的幅度(例如使用其中输入变量是信号的改变的幅度且输出变量是分析物的量的函数)来实现。对分析物的量的确定进一步可用于例如基于目标的已知质量或体积来确定浓度。在实施例中，分析物的存在和对分析物的量的确定两者都可以例如通过首先标识检测到的信号的改变以检测分析物的存在并且然后处理(多个)检测到的信号以标识改变的幅度来确定量而被确定。

在图1-图12的传感器5、50中的任一个传感器的操作中，一个或多个频率扫掠或扫描例程可以被实现。频率扫掠可以在一频率范围内的多个离散频率(r个频率目标)处被实现。使用在射频/微波频率范围中的频率的非侵入式分析物传感器的频率扫掠的示例描述于WO 2019/217461中，其全部内容通过引用并入本文中。在传感器50的情况下，频率扫掠可以用传感器50在基于LED的不同波长的电磁频率范围上的可见光波长范围中的多个离散电磁频率处被实现。响应谱由接收元件56或由用作光电检测器的元件54检测，其中响应谱与特定分析物和分析物浓度相关。

在另一实施例中，非侵入式传感器可以包括传感器5、50两者的方面。例如，传感器可以包括本文中描述的两个或更多个天线以及本文中描述的LED中的两个或更多个LED。天线和LED可以一起被使用以检测分析物。在另一实施例中，天线可以用于执行初级检测，而LED可以确认由天线执行的初级检测。在另一实施例中，LED可以用于执行初级检测，而天线可以确认由LED执行的初级检测。在另一实施例中，天线(或LED)可以用于校准传感器，而LED(或天线)可以执行感测。

现在参考图15和图16，描述涉及使用分析物传感器(例如类似于本文描述的那些传感器)来预测描述的目标的实际或可能的异常或正常状况(诸如异常医疗状况)的系统和方法。为了方便起见，系统和方法将被描述为使用本文关于图1-图12描述的分析物传感器5、50。在另一个实施例中，系统和方法可以使用美国专利10,548,503、美国专利申请公开2019/0008422或美国专利申请公开2020/0187791中公开的分析物传感器，每一篇均通过引用以其整体并入本文。可以使用本文描述的传感器5、50和美国专利10,548,503、美国专利申请公开2019/0008422或美国专利申请公开2020/0187791中公开的传感器的特征的组合。

首先参考图15，图示出根据一个实施例的预测式医疗分析系统200。类似的系统可以与其他目标一起实现。系统200包括接收设备202，接收设备202被配置成用于直接或间接地从分析物传感器5、50中的一个或多个分析物传感器接收分析物数据。每个传感器5、50能与相应的受试者204(例如人类或动物)对接，用于检测受试者204中的至少一种分析物。例如，传感器5、50可以由受试者204佩戴(例如围绕受试者手腕佩戴)，或者传感器5、50可以并入设备中(诸如桌面设备或手持设备)用于检测受试者204中的(多种)分析物。(多个)传感器204进行多个分析物感测例程以感测受试者204中的至少一种分析物，其中该至少一种分析物是受试者204的异常医疗病理的指标。

分析物可以是由于分析物的存在和/或由于分析物的浓度而作为异常医疗病理指标的任何分析物。许多分析物都有可能作为异常医疗病理的指标，不胜枚举。例如，分析物可以是葡萄糖，其中一时间段内的葡萄糖浓度水平(高(即高血糖)或低(即低血糖))是前驱糖尿病或糖尿病的众所周知的指标。

在另一个示例中，分析物可以是C反应蛋白，其中高水平的C反应蛋白是糖尿病、血栓事件(包括心肌梗塞)以及一些癌症(诸如肺癌和乳腺癌)的指标。参见Mankowski等人，“Association of C-Reactive Protein And Other Markers Of Inflammation WithRisk Of Complications In Diabetic Subjects”(“C-反应蛋白和其他炎症标记物与糖尿病受试者并发症风险的关联”)，国际临床化学和实验室医疗联合会杂志，2006年3月；Allin等人，“Elevated C-reactive protein in the diagnosis,prognosis,and cause ofcancer”(“癌症诊断、预后和病因中的C反应蛋白升高”)，Crit Rev Clin Lab Sci，2011年7月至8月。

在另一个示例中，分析物可以是酮，其中高水平的酮是高血糖和糖尿病的指标。参见Mahendran等人，“Association of Ketone Body Levels With Hyperglycemia andType 2Diabetes in 9,398Finnish Men”(“9,398名芬兰男性的酮体水平与高血糖和2型糖尿病的关联”)，糖尿病，第62卷，2013年10月。

在另一个示例中，分析物可以是白细胞，其中高水平的白细胞是酒精性肝硬化的指标。参见酒精性肝硬化，https://www.healthline.com/health/anol-liver-cirrosis#symptoms，2018年9月。

在另一个示例中，分析物可以是促黄体激素(LH)，其中过多或过少的LH可以是异常医疗病理的指标，包括不孕症、女性月经困难、男性性欲低下以及儿童青春期提前或延迟。参见促黄体激素(LH)水平测试，https://medlineplus.gov/lab-tests/luteinizing-hormone-lh-levels-test/#:～:text＝This％20test％20measures％20the％20level,helps％20control％20the％20menstru al％20cycle。

如图15所示，分析物传感器5、50可以与中间设备206无线或有线通信，中间设备206进而与接收设备202无线或有线通信，由此接收设备202间接接收来自传感器5、50的分析物数据。中间设备206可以是能够与分析物传感器5、50以及接收设备202对接的任何设备，包括但不限于，移动设备(诸如移动电话、平板计算机、膝上型计算机等)。中间设备206还可以是个人计算机。中间设备206还可以是专门创建用于与分析物传感器5、50和接收设备202对接的专门设计的设备。中间设备206可以设置具有由控制接收设备202的实体设计的应用程序，该应用程序允许中间设备206与分析物传感器5、50和接收设备202一起工作。中间设备206可以由受试者204拥有，或者如果受试者204是儿童则由父母拥有，或者如果受试者204在护理人员的照顾下则由护理人员拥有。替代地或附加地，接收设备202可以与分析物传感器204直接有线或无线通信，由此接收设备202直接接收来自传感器5、50的分析物数据。

如本文所使用的，接收分析物数据包括从分析物传感器5、50接收分析物读数，由此分析物传感器5、50和/或中间设备206处理在扫描例程期间由传感器5、50的接收元件检测到的信号，以确定分析物的存在和/或浓度，经处理的分析物数据(即分析物存在和/或浓度读数)被发送到接收设备202。因此，检测到的信号可以完全由分析物传感器5、50处理，检测到的信号可以完全由中间设备206处理，或者检测到的信号可以部分由分析物传感器5、50处理并且部分由中间设备206处理。如本文所使用的接收分析物数据还包括从分析物传感器5、50和/或中间设备206接收原始分析物读数，由此将由传感器5、50的接收元件检测到的原始信号发送到接收设备202并且接收设备202处理原始信号以确定分析物的存在和/或浓度。因此，检测到的信号可以完全由接收设备202处理，或者接收设备202可以完成对已经由分析物传感器5、50和/或中间设备206部分处理的检测到的信号的处理。在另一个实施例中，接收元件202可以接收已处理的分析物数据和原始分析物数据两者，其中接收元件202处理原始数据以确定分析物的存在和/或浓度，用于与接收的已处理的分析物数据进行比较。

分析物数据由传感器5、50在足以指示受试者204的实际或可能的异常医疗病理或状况的时间段内收集。收集分析物数据的时间段可以基于多种因素而变化，多种因素包括但不限于受试者204、被检测的分析物、时间因素(例如一天中的时间、一周中的一天或多天、一年中的月)，以及其他因素。收集分析物数据的时间段可以以分钟、小时、天、月甚至年为单位来测量。在一个实施例中，可以选择该时间段以最小化或避免收集包含受试者204的分析物中可能发生的并且可能不能指示受试者204的实际或可能的异常医疗病理的自然或非异常变化的分析物数据。在另一个实施例中，为了在医疗上谨慎起见，所选择的时间段可以包括收集分析物数据，该分析物数据包含受试者204的分析物中的自然或正常变化，无论所收集的全部分析物数据是否指示实际或可能的异常医疗病理，该变化都可能发生。例如，多个分析物感测例程可以在至少二十四小时、5天、1周、1个月、3个月、6个月、9个月、1年等的时间段内进行。在又另一个实施例中，代替收集一时间段内的分析物数据，可以使用单个分析物读数来预测实际或可能的异常医疗病理。

由分析物传感器5、50进行以获得分析物数据的扫描例程可以在该时间段内连续发生，或者在该时间段内以规则或不规则的间隔发生。扫描例程可以在控制系统的控制下自动进行。在另一个实施例中，扫描例程可以由受试者204手动触发。在又另一个实施例中，扫描例程可以自动进行，受试者204也能够根据需要触发一个或多个手动扫描例程。

分析物数据可以在多次传输中被传送至接收设备202并由接收装备202接收。例如，由分析物传感器5、50收集的分析物数据可以在感测周期中在每个感测例程期间或之后传送至接收设备202。在另一个实施例中，分析物数据可以在单次传输中被传送至接收设备202并由接收装备202接收。例如，传感器5、50或中间设备206可以存储来自每个扫描例程的分析物数据，并且在感测周期结束时，可以将来自所有扫描例程的所有分析物数据传送至接收设备202。

在实施例中，第二传感器208能与受试者204对接以检测受试者204的第二数据，该第二数据被传送到接收设备202。第二传感器208可以是能够检测与传感器5、50相同或不同的分析物的第二分析物传感器5、50，或者第二传感器208可以是检测受试者204的另一个变量的传感器，该另一个变量诸如但不限于心率、血压、含氧水平、温度、水合作用等。来自第二传感器208的数据可以与来自传感器5、50的分析物数据一起使用以预测受试者204的异常医疗病理。

接收设备202包括一个或多个处理器210、一个或多个非瞬态机器/计算机可读存储介质(即，(多个)存储设备)212、以及一个或多个数据存储214。接收设备202可以是服务器或其他计算机硬件。接收设备202还可以在云计算环境中实现。

(多个)处理器210可以具有适合于处理由接收设备202接收的分析物数据的任何构造。(多个)处理器210可以是微处理器、微控制器、嵌入式处理器、数字信号处理器或任何其他类型的逻辑电路。(多个)处理器210可以是单核或多核。

数据存储214存储由接收设备202接收的分析物数据，并且还存储由接收设备202执行的数据分析的结果。数据存储214还可以存储根据在一时间段内从受试者204获得的分析物读数建立的分析物数据库。数据存储214可以是任何形式的长期数据存储。数据存储214可以通过云存储来实现，或者通过在单个位置处的数据存储来实现。

至少一个存储设备212包括能够由一个或多个处理器210执行的程序指令，以将接收设备202配置为能够接收分析物数据、将数据和/或命令传送至分析物传感器5、50和/或传送至中间设备206，并且可选地与一个或多个医疗保健提供者216通信。医疗保健提供者216可以是受试者204的医疗保健提供者，例如护士、医生或其他医疗保健提供者。至少一个存储设备212的程序指令可以进一步控制接收设备202的其他功能，包括接收设备202的一般操作，包括内部和外部通信，以及接收设备202的各个元件之间的交互等等。

至少一个存储设备212可以进一步包括能够由一个或多个处理器210执行以用作数据分析器218的程序指令，该数据分析器218对从传感器5、50和/或从中间设备206接收到的分析物数据进行分析。数据分析器218用于分析接收到的分析物数据，以便以上述方式确定(多种)分析物的存在和/或(多种)分析物的浓度。

至少一个存储设备212可以进一步包括能够由一个或多个处理器210执行以用作医疗病理预测器220的程序指令，该医疗病理预测器220使用对分析物数据的分析的结果来预测受试者204的异常医疗状况。例如，医疗病理预测器220可以使用分析物数据来检测表明实际或可能的异常医疗状况的分析物的趋势。例如，仅仅分析物的存在可以指示可能的或实际的异常医疗状况。在另一个示例中，检测到的分析物水平在一时间段内超过某个阈值或低于某个阈值可以表明实际或可能的异常医疗状况。在另一个示例中，分析物水平的显著变化可以表明实际或可能的异常医疗状况。

接收设备202可以基于对接收到的分析物数据的分析的结果生成电子报告。该报告可以包括分析的结果，分析的结果包括正面或正常分析(即不存在异常医疗病理)，或包括预测的异常医疗病理。在预测的异常医疗病理的情况下，报告还可以包括对受试者204的关于如何纠正异常医疗病理的指导、或寻求医疗关注以确认和解决异常医疗病理的指导、或其他指导。接收设备202可以包括显示报告的显示器，或者接收设备202可以将电子报告传送至远离接收设备202的位置。例如，电子报告可以被传送至中间设备206和/或分析物传感器5、50以供显示。电子报告可以被传送至(多个)医疗保健提供者216，医疗保健提供者进而可以将报告提供给受试者204或以其他方式将结果报告给受试者204。

在一个实施例中，系统200的所有元件，包括分析物传感器5、50、中间设备206和接收设备202，可以从单个实体提供并由单个实体控制。或者实体可以提供并控制分析物传感器5、50和接收设备202，并且提供用于由受试者204下载到中间设备206(例如受试者204拥有的移动电话或平板计算机)上的应用程序，应用程序将中间设备配置为与分析物传感器5、50和中间设备202一起起作用。或者实体可以提供并控制接收设备202，并且提供用于由受试者204下载到中间设备206(例如受试者204拥有的移动电话或平板计算机)、并且用于下载到分析物传感器5、50(例如以受试者204拥有的类似智能手表的设备的形式)的(多个)应用程序，应用程序将中间设备和分析物传感器5、50配置为与中间设备202一起起作用。

图16中示出了使用图15的预测式医疗分析系统200的方法230。方法230包括在步骤232处从多个目标(诸如图15中的目标204)获得分析物数据。使用本文描述的分析物传感器在一时间段(例如至少24小时)内从本文描述的每个目标获得分析物数据。例如，分析物数据可以从从分析物传感器5、50接收分析物数据的中间设备206发送到接收设备202。分析物数据可以在多次传输中或在单次传输中被发送到接收设备202。此外，分析物数据可以是原始的、未处理的分析物数据，或者分析物数据可以是已经由中间设备206和/或由分析物传感器5、50处理的经处理的数据。

在步骤234，基于已从目标获得的分析物数据来建立分析物数据库。分析物数据库中的分析物数据提供关于分析物数据中的一种或多种分析物的信息。例如，在来自人类目标的分析物数据的情况下，分析物数据可以指示诸如本文先前描述的葡萄糖的分析物的存在和浓度。使用在长时间段内来自多个目标的分析物数据有助于提高所获得的数据是准确的置信度，并减少目标中分析物水平随机变化的影响。

一旦建立了分析物数据库，在步骤236处，可以使用本文描述的分析物传感器中的一个分析物传感器从目标获得新或者附加分析物数据。新分析物数据是在一时间段(例如24小时或更长时间)内从目标获得的。目标可以是用于建立分析物数据库的目标中的一个目标，或者目标可以是与用于建立分析物数据库的目标不同的新目标。在步骤238中，新分析物数据可以可选地添加到分析物数据库以更新分析物数据库。

在步骤240中，基于分析物数据库分析新分析物数据。例如，可以例如使用图15的医疗病理预测器220通过将新分析物数据与分析物数据库中的分析物数据进行比较来分析新分析物数据以确定一种或多种分析物的存在(或不存在)和/或使用分析物数据库确定该一种或多种分析物的浓度。在步骤242处，然后可以基于对新分析物数据的分析来预测目标的实际或可能的状况。例如，如果分析揭示了新分析物数据中特定分析物的存在，或者揭示了特定分析物的特定浓度，则这可以是异常(或正常)状况的指标，诸如人类目标的异常医疗病理。

图17图示出了使用图15的预测式医疗分析系统200的方法250的另一个示例。在此示例中，建立了特定于单个个体的分析物数据库。方法250包括在步骤252处从单个目标(诸如图15中的目标204中的一个目标)获得分析物数据。使用一个或多个本文描述的分析物传感器在一时间段(例如至少24小时)内从本文描述的目标获得分析物数据。例如，分析物数据可以从从分析物传感器5、50接收分析物数据的中间设备206发送到接收设备202。分析物数据可以在多次传输中或在单次传输中被发送到接收设备202。此外，分析物数据可以是原始的、未处理的分析物数据，或者分析物数据可以是已经由中间设备206和/或由分析物传感器5、50处理的经处理的数据。

在步骤254处，基于已从单个目标获得的分析物数据来建立分析物数据库。分析物数据库中的分析物数据提供关于分析物数据中的一种或多种分析物的信息。例如，在来自人类目标的分析物数据的情况下，分析物数据可以指示诸如本文先前描述的葡萄糖的分析物的存在和浓度。使用在长时间段内来自单个目标的分析物数据有助于提高所获得的数据是准确的置信度，并减少目标中分析物水平随机变化的影响。

一旦建立了分析物数据库，在步骤256处，可以使用本文描述的分析物传感器中的一个分析物传感器从目标获得新分析物数据或者附加分析物数据。新分析物数据是在一时间段(例如24小时或更长时间)内从目标获得的。在步骤258中，新分析物数据可以可选地添加到分析物数据库以更新分析物数据库。

在步骤260中，基于分析物数据库分析新分析物数据。例如，可以例如使用图15的医疗病理预测器220通过将新分析物数据与分析物数据库中的分析物数据进行比较来分析新分析物数据以确定一种或多种分析物的存在(或不存在)和/或使用分析物数据库确定该一种或多种分析物的浓度和/或确定分析物的变化。在步骤262处，然后可以基于对新分析物数据的分析来预测目标的实际或可能的状况。例如，如果分析揭示了新分析物数据中特定分析物的存在，或者揭示了特定分析物的特定浓度，或者揭示了分析物的显著变化，则这可以是异常(或正常)状况的指标，诸如人类目标的异常医疗病理。

在图16和图17中，分析物数据库的建立、更新分析物数据库、新分析物数据的分析以及预测目标的状况中的任何一项或多项可以使用人工智能技术(诸如使用机器学习技术)来执行。例如，人工智能软件可以被训练来识别由本文描述的分析物传感器获得的、与不同频率处的不同分析物相对应的不同信号。人工智能软件还可以被训练以将所识别的信号和相应的(多个)分析物与一个或多个相应的确定相关，诸如与相应的(多个)分析物相关的异常医疗病理。

本文描述的技术的附加方面可以包括以下内容：

方面1.一种方法可以包括：

建立基于已通过体外非侵入式分析物传感器从受试者(例如，从受试者的间质液)获得的分析物数据的分析物数据库，体外非侵入式分析物传感器对受试者进行多个分析物感测例程以在一时间段内从受试者获得分析物数据，分析物数据包含关于受试者中的至少一种分析物的信息，其中该至少一种分析物是异常医疗病理的指标，并且每个体外非侵入式分析物传感器包括：

检测器阵列，检测器阵列具有至少一个发射元件和至少一个接收元件，并且对于多个感测例程中的每个感测例程，该至少一个发射元件被定位且被布置成用于将电磁发射信号传送到相应受试者中，并且该至少一个接收元件被定位且被布置成用于检测由该至少一个发射元件将电磁发射信号传送到相应受试者中而产生的响应；发射电路，该发射电路能电连接到该至少一个发射元件，发射电路被配置成用于生成要由该至少一个发射元件传送的电磁发射信号，电磁发射信号具有在从大约10kHz至大约100GHz范围中的至少一个频率；以及接收电路，接收电路能电连接到该至少一个接收元件，接收电路被配置成用于接收由该至少一个接收元件检测到的响应。

方面2.方面1的方法可以进一步包括使用附加分析物数据来更新分析物数据库，附加分析物数据是已使用体外非侵入式传感器中的一个体外非侵入式传感器从至少一个受试者(例如从间质液)获得的，并且使用附加分析物数据与来自分析物数据库的数据一起来预测该至少一个受试者具有异常医疗病理。

方面3.方面1至方面2中的任一项的方法可以进一步包括使用附加分析物数据来更新分析物数据库，附加分析物数据是已使用体外非侵入式传感器中的一个附加体外非侵入式传感器从附加受试者(例如从间质液)获得的，并且使用附加分析物数据与来自分析物数据库的数据一起来预测附加受试者具有异常医疗病理。

方面4.方面1至方面3中的任一项的方法，其中分析物数据库中的分析物数据是由体外非侵入式分析物传感器获得的原始未处理数据，并且进一步包括分析分析物数据库中的原始未处理数据，其中分析原始未处理数据包括确定该至少一种分析物的存在和/或该至少一种分析物的浓度。

方面5.方面1至方面4中任一项的方法，其中分析物数据是在多次传输中或在单次传输中被接收的。

方面6.方面1至5中任一项的方法，其中直接从体外非侵入式分析物传感器接收分析物数据，或者从与体外非侵入式分析物传感器通信的中间设备接收分析物数据。

方面7.方面1至方面6中的任一项的方法，其中该至少一种分析物包括葡萄糖、酮和C反应蛋白中的一种或多种。

方面8.方面7中的方法，其中异常医疗病理包括糖尿病或前驱糖尿病或癌症。

方面9.一种预测式医疗分析系统，可以包括：

接收设备，接收设备包括一个或多个处理器以及至少一个存储设备；

该至少一个存储设备包括指令，指令在由该一个或多个处理器执行时将接收设备配置成用于：

建立基于通过体外非侵入式分析物传感器从受试者(例如，从受试者的间质液)获得的分析物数据的分析物数据库，体外非侵入式分析物传感器对受试者进行多个分析物感测例程以在一时间段内从受试者获得分析物数据，分析物数据包含关于受试者中的至少一种分析物的信息，其中该至少一种分析物是异常医疗病理的指标，并且每个体外非侵入式分析物传感器包括：

检测器阵列，该检测器阵列具有至少一个发射元件(或发射天线)和至少一个接收元件(或接收天线)，并且对于多个感测例程中的每个感测例程，该至少一个发射元件被定位且被布置成用于将电磁发射信号传送到相应受试者中，并且该至少一个接收元件被定位且被布置成用于检测由至少一个发射元件将电磁发射信号传送到相应受试者中而产生的响应；发射电路，该发射电路能电连接到至少一个发射元件，发射电路被配置成用于生成要由至少一个发射元件传送的电磁发射信号，电磁发射信号具有在从大约10kHz至大约100GHz范围中的至少一个频率；以及接收电路，接收电路能电连接到至少一个接收元件，接收电路被配置成用于接收由至少一个接收元件检测到的响应。

方面10.方面9的预测式医疗分析系统可以进一步包括体外非侵入式分析物传感器，并且体外非侵入式分析物传感器与接收设备直接和/或间接通信。

方面11.方面9或方面10的预测式医疗分析系统，可以进一步包括与体外非侵入式分析物传感器以及与接收设备通信的中间设备。

方面12.方面9至方面11中的任一项的预测式医疗分析系统，其中分析物数据库中的分析物数据是由体外非侵入式分析物传感器获得的原始未处理数据，并且其中指令在由该一个或多个处理器执行时将接收设备进一步配置成用于：使用一个或多个处理器分析原始未处理数据以生成可以预测异常医疗病理的已分析的数据，并存储已分析的数据。

方面13.方面9至方面11中的任一项的预测式医疗分析系统，其中分析物数据库中的分析物数据是由体外非侵入式分析物传感器获得的原始未处理数据，并且其中指令在由该一个或多个处理器执行指令时将接收设备进一步配置成用于：分析原始未处理数据以确定至少一种分析物的存在和/或至少一种分析物的浓度。

方面14.方面9至方面11中的任一项的预测式医疗分析系统，其中指令在由该一个或多个处理器执行指令时将接收设备进一步配置成用于在多次传输或在单次传输中接收分析物数据。

方面15.一种方法可以包括：

接收通过体外非侵入式分析物传感器从受试者(例如，从受试者的间质液)获得的分析物数据，体外非侵入式分析物传感器对受试者进行多个分析物感测例程以在一时间段内从受试者获得分析物数据，分析物数据包含关于受试者中的至少一种分析物的信息，其中至少一种分析物是异常医疗病理的指标，并且体外非侵入式分析物传感器包括：

检测器阵列，该检测器阵列具有至少一个发射元件和至少一个接收元件，并且对于多个感测例程中的每个感测例程，该至少一个发射元件被定位且被布置成用于将电磁发射信号传送到第一受试者中，并且该至少一个接收元件被定位且被布置成用于检测由该至少一个发射元件将电磁发射信号传送到受试者中而产生的响应；发射电路，该发射电路能电连接到该至少一个发射元件，发射电路被配置成用于生成要由该至少一个发射元件传送的电磁发射信号，电磁发射信号具有在从大约10kHz至大约100GHz范围中的至少一个频率；以及接收电路，接收电路能电连接到该至少一个接收元件，接收电路被配置成用于接收由该至少一个接收元件检测到的响应；

基于接收到的分析物数据来更新分析物数据库，分析物数据库基于从多个受试者获得的分析物数据；以及

基于分析物数据库分析接收到的分析物数据。

方面16.方面15的方法，其中分析物数据库中的分析物数据是原始未处理数据，并且接收到的分析物数据是原始未处理数据，并且其中分析接收到的分析物数据包括预测受试者的异常医疗病理。

方面17.方面15的方法，其中分析物数据库中的分析物数据是原始未处理数据，并且接收到的分析物数据是原始未处理的数据，其中分析接收到的分析物数据包括确定受试者中该至少一种分析物的存在和/或受试者中该至少一种分析物的浓度。

方面18.方面15至方面17中任一项的方法，包括在多次传输或在单次传输中接收从受试者获得的分析物数据。

方面19.方面15至方面18中任一项的方法，包括直接从体外非侵入式分析物传感器接收从受试者获得的分析物数据，或者从与体外非侵入式分析物传感器通信的中间设备接收从受试者获得的分析物数据。

方面20.方面15至方面19中的任一项的方法，其中从受试者获得的分析物数据包含关于受试者中的至少两种分析物的信息。

方面21.一种预测式医疗分析系统，可以包括：

基于使用体外非侵入式分析物传感器从受试者(例如，从受试者的间质液)获得的分析物数据的分析物数据库，体外非侵入式分析物传感器对受试者进行多个分析物感测例程以在一时间段内从受试者获得分析物数据，分析物数据包含关于受试者中的至少一种分析物的信息，其中该至少一种分析物是异常医疗病理的指标，并且每个体外非侵入式分析物传感器包括：

检测器阵列，该检测器阵列具有至少一个发射元件(或发射天线)和至少一个接收元件(或接收天线)，并且对于多个感测例程中的每个感测例程，该至少一个发射元件被定位且被布置成用于将电磁发射信号传送到相应受试者中，并且该至少一个接收元件被定位且被布置成用于检测由该至少一个发射元件将电磁发射信号传送到相应受试者中而产生的响应；发射电路，该发射电路能电连接到该至少一个发射元件，发射电路被配置成用于生成要由该至少一个发射元件传送的电磁发射信号，电磁发射信号具有在从大约10kHz至大约100GHz范围中的至少一个频率；以及接收电路，接收电路能电连接到该至少一个接收元件，接收电路被配置成用于接收由该至少一个接收元件检测到的响应；以及

至少一个体外非侵入式分析物传感器。

方面22.方面21的预测式医疗分析系统，可以进一步包括两个或更多个体外非侵入式分析物传感器。

方面23.方面21和方面22中的任一项的预测式医疗分析系统，可以进一步包括与至少一个体外非侵入式分析物传感器以及与分析物数据库通信的中间设备。

方面24.方面21-方面23中的任一项的预测式医疗分析系统，可以进一步包括能与受试者对接的第二传感器。

方面25.一种方法，包括：

建立基于已通过体外非侵入式分析物传感器从相似目标(例如，从相似目标的间质液)获得的分析物数据的分析物数据库，体外非侵入式分析物传感器对相似目标进行多个分析物感测例程以在一时间段内从相似目标获得分析物数据，分析物数据包含关于相似目标中的至少一种分析物的信息，每个体外非侵入式分析物传感器包括：

检测器阵列，该检测器阵列具有至少一个发射元件(或发射天线)和至少一个接收元件(或接收天线)，并且对于多个感测例程中的每个感测例程，该至少一个发射元件被定位且被布置成用于将电磁发射信号传送到相应相似目标中，并且该至少一个接收元件被定位且被布置成用于检测由该至少一个发射元件将电磁发射信号传送到相应相似目标中而产生的响应；发射电路，该发射电路能电连接到该至少一个发射元件，发射电路被配置成用于生成要由该至少一个发射元件传送的电磁发射信号，电磁发射信号在电磁频谱的射频或可见光范围中；以及接收电路，接收电路能电连接到该至少一个接收元件，接收电路被配置成用于接收由该至少一个接收元件检测到的响应。

方面26.方面25的方法，其中分析物数据库中的分析物数据是由体外非侵入式分析物传感器获得的原始未处理数据，并且进一步包括分析分析物数据库中的原始未处理数据。

方面27.方面26中的方法，其中分析原始未处理数据包括确定该至少一种分析物的存在和/或该至少一种分析物的浓度。

方面28.方面25至方面27中任一项的方法，其中分析物数据是在多次传输中或在单次传输中被接收的。

方面29.方面25至28中任一项的方法，其中直接从体外非侵入式分析物传感器接收分析物数据，或者从与体外非侵入式分析物传感器通信的中间设备接收分析物数据。

方面30.方面25至方面29中的任一项的方法，其中分析物数据包含关于至少两种分析物的信息。

方面31.一种分析系统，包括：

接收设备，接收设备包括一个或多个处理器以及至少一个存储设备；

该至少一个存储设备包括指令，指令在由该一个或多个处理器执行时将接收设备配置成用于：

建立基于通过体外非侵入式分析物传感器从相似目标(例如，从相似目标的间质液)获得的分析物数据的分析物数据库，体外非侵入式分析物传感器对相似目标进行多个分析物感测例程以在一时间段内从相似目标获得分析物数据，分析物数据包含关于相似目标中的至少一种分析物的信息，并且在单次传输从每个体外非侵入式分析物传感器接收分析物数据，分析物数据由每个体外非侵入式分析物传感器进行的多个分析物感测例程而产生，并且每个体外非侵入式分析物传感器包括：

天线阵列，该天线阵列具有至少三个彼此并排设置的天线，该至少三个天线中的每一个天线包括具有纵轴的导电材料的细长带，该至少三个天线中的每一个天线具有纵向端部，并且该至少三个天线的纵向端部的几何形状彼此不同，该至少三个天线中的至少一个天线被控制以作为发射天线操作，并且该至少三个天线中的至少一个天线被控制以作为接收天线操作，并且对于多个分析物感测例程中的每个分析物感测例程，发射天线将包括在10kHz至100GHz范围中的至少一个频率的电磁发射信号传送到目标中，并且接收天线检测由发射天线将电磁发射信号传送到目标中而产生的响应；发射电路，该发射电路能电连接到发射天线，发射电路被配置成用于生成要由发射天线传送的电磁发射信号；以及接收电路，接收电路能电连接到至接收天线，接收电路被配置成用于接收由接收天线检测到的响应。

方面32.方面31的分析系统可以进一步包括体外非侵入式分析物传感器，并且体外非侵入式分析物传感器与接收设备直接和/或间接通信。

方面33.方面31或方面32的分析系统，可以进一步包括与体外非侵入式分析物传感器以及与接收设备通信的中间设备。

方面34.方面31至方面33中的任一项的分析系统，其中分析物数据库中的分析物数据是由体外非侵入式分析物传感器获得的原始未处理数据，并且其中指令在由该一个或多个处理器执行时将接收设备进一步配置成用于：使用该一个或多个处理器分析原始未处理数据以生成已分析的数据，并存储已分析的数据。

方面35.方面31至方面33中的任一项的分析系统，其中分析物数据库中的分析物数据是由体外非侵入式分析物传感器获得的原始未处理数据，并且其中指令在由该一个或多个处理器执行时将接收设备进一步配置成用于：分析原始未处理数据以确定该至少一种分析物的存在和/或该至少一种分析物的浓度。

方面36.一种方法可以包括：

接收已通过体外非侵入式分析物传感器从第一目标(例如，从第一目标的间质液)获得的分析物数据，体外非侵入式分析物传感器对第一目标进行多个分析物感测例程以在一时间段内从第一目标获得分析物数据，分析物数据包含关于第一目标中的至少一种分析物的信息，并且体外非侵入式分析物传感器包括：

检测器阵列，该检测器阵列具有至少一个发射元件(或发射天线)和至少一个接收元件(或接收天线)，并且对于多个感测例程中的每个感测例程，该至少一个发射元件被定位且被布置成用于将电磁发射信号传送到第一目标中，并且该至少一个接收元件被定位且被布置成用于检测由该至少一个发射元件将电磁发射信号传送到第一目标中而产生的响应；发射电路，该发射电路能电连接到该至少一个发射元件，发射电路被配置成用于生成要由该至少一个发射元件传送的电磁发射信号，电磁发射信号在电磁频谱的射频或可见光范围中；以及接收电路，接收电路能电连接到该至少一个接收元件，接收电路被配置成用于接收由该至少一个接收元件检测到的响应；

基于接收到的分析物数据来更新分析物数据库，分析物数据库基于从与第一目标相似的多个目标(例如从间质液)获得的分析物数据；以及基于分析物数据库分析接收到的分析物数据。

方面37.方面36的方法，其中分析物数据库中的分析物数据是原始未处理数据，并且接收到的分析物数据是原始未处理的数据，并且其中分析接收到的分析物数据包括确定第一目标中该至少一种分析物的存在和/或第一目标中该至少一种分析物的浓度。

方面38.方面36和方面37中任一项的方法，包括在多次传输中接收从第一目标获得的分析物数据。

方面39.方面36至方面38中任一项的方法，包括在单次传输中接收从第一目标获得的分析物数据。

方面40.方面36至方面39中任一项的方法，包括直接从非侵入式分析物传感器接收从第一目标获得的分析物数据，或者从与非侵入式分析物传感器通信的中间设备接收从第一目标获得的分析物数据。

方面41.方面36至方面40中的任一项的方法，其中从第一目标获得的分析物数据包含关于至少两种分析物的信息。

方面42.方面36至方面41中任一项的方法，进一步包括：接收已使用第二传感器从第一目标获得的第二数据，并将第二数据存储在数据存储中。

方面43.方面36至方面42中的任一项的方法，其中该至少一个发射元件和该至少一个接收元件包括天线，并且该至少一个电磁发射信号在电磁频谱的射频范围中。

方面44.一种分析系统，可以包括：

基于使用体外非侵入式分析物传感器从相似目标(例如，从间质液)获得的分析物数据的分析物数据库，体外非侵入式分析物传感器对相似目标进行多个分析物感测例程以在一时间段内从相似目标获得分析物数据，分析物数据包含关于相似目标中的至少一种分析物的信息，并且每个体外非侵入式分析物传感器包括：

检测器阵列，该检测器阵列具有至少一个发射元件(或发射天线)和至少一个接收元件(或接收天线)，并且对于多个感测例程中的每个感测例程，该至少一个发射元件被定位且被布置成用于将电磁发射信号传送到相应相似目标中，并且该至少一个接收元件被定位且被布置成用于检测由该至少一个发射元件将电磁发射信号传送到相应相似目标中而产生的响应；发射电路，该发射电路能电连接到该至少一个发射元件，发射电路被配置成用于生成要由该至少一个发射元件传送的电磁发射信号，电磁发射信号在电磁频谱的射频或可见光范围中；以及接收电路，接收电路能电连接到该至少一个接收元件，接收电路被配置成用于接收由该至少一个接收元件检测到的响应；以及

至少一个体外非侵入式分析物传感器。

方面45.方面44的分析系统，包括两个或更多个体外非侵入式分析物传感器。

方面46.方面44和方面45中的任一项的分析系统，进一步包括与该至少一个体外非侵入式分析物传感器以及与分析物数据库通信的中间设备。

方面47.方面44至方面46中的任一项的方法，其中分析物数据包含关于相似目标中至少两种分析物的信息。

方面48.方面44至方面47中的任一项的分析系统，进一步包括能与相似目标对接的第二传感器。

方面49.方面44至方面48中的任一项的分析系统，其中该至少一个发射元件和该至少一个接收元件包括天线，并且该至少一个电磁发射信号在电磁频谱的射频范围中。

方面50.一种方法可以包括：

建立基于已通过体外非侵入式分析物传感器从目标(例如间质液)获得的分析物数据的分析物数据库，体外非侵入式分析物传感器对目标进行多个分析物感测例程以在一时间段内从目标的间质液获得分析物数据，分析物数据包含关于目标的间质液中的至少一种分析物的信息，体外非侵入式分析物传感器包括：

检测器阵列，该检测器阵列具有至少一个发射元件和至少一个接收元件(或天线)，并且对于多个感测例程中的每个感测例程，该至少一个发射元件被定位且被布置成用于将电磁发射信号传送到目标中，并且该至少一个接收元件(或天线)被定位且被布置成用于检测由该至少一个发射元件将电磁发射信号传送到目标中而产生的响应；发射电路，该发射电路能电连接到该至少一个发射元件，发射电路被配置成用于生成要由该至少一个发射元件传送的电磁发射信号，电磁发射信号包括在电磁频谱的射频或可见光范围中的从大约10kHz至大约100GHz范围中的至少一个频率；以及接收电路，接收电路能电连接到该至少一个接收元件，接收电路被配置成用于接收由该至少一个接收元件检测到的响应。

方面51.方面50的方法，其中分析物数据库中的分析物数据是由体外非侵入式分析物传感器获得的原始未处理数据，并且进一步包括分析分析物数据库中的原始未处理数据。

方面52.方面50或方面51中的方法，其中分析原始未处理数据包括确定该至少一种分析物的存在和/或该至少一种分析物的浓度。

方面53.方面50至方面52中任一项的方法，其中分析物数据是在多次传输中或在单次传输中被接收的。

方面54.方面50至53中任一项的方法，其中直接从体外非侵入式分析物传感器接收分析物数据，或者从与体外非侵入式分析物传感器通信的中间设备接收分析物数据。

方面55.方面50至方面54中的任一项的方法，其中分析物数据包含关于至少两种分析物的信息。

方面56.方面50至方面55中任一项的方法，其中目标是人类、动物、有生命的材料或无生命的材料。

方面57.一种分析系统，可以包括：

接收设备，接收设备包括一个或多个处理器以及至少一个存储设备；

该至少一个存储设备包括指令，指令在由该一个或多个处理器执行指令时将接收设备配置成用于：

建立基于通过体外非侵入式分析物传感器从目标(例如间质液)获得的分析物数据的分析物数据库，体外非侵入式分析物传感器对目标进行多个分析物感测例程以在一时间段内从目标的间质液获得分析物数据，分析物数据包含关于目标的间质液中的至少一种分析物的信息，并且体外非侵入式分析物传感器包括：

天线阵列，该天线阵列具有至少三个彼此并排设置的天线，该至少三个天线中的每一个天线包括具有纵轴的导电材料的细长带，该至少三个天线中的每一个天线具有纵向端部，并且该至少三个天线的纵向端部的几何形状彼此不同，该至少三个天线中的至少一个天线被控制以作为发射天线操作，并且该至少三个天线中的至少一个天线被控制以作为接收天线操作，并且对于多个分析物感测例程中的每个分析物感测例程，发射天线将电磁频谱的射频中的电磁发射信号传送到相应相似目标的间质液中，该电磁频谱包括从大约10kHz至大约100GHz范围中的至少一个频率，并且接收天线检测由发射天线将电磁发射信号传送到相应相似目标的间质液中而产生的响应；发射电路，该发射电路能电连接到发射天线，发射电路被配置成用于生成要由该至少一个发射元件传送的电磁发射信号；以及接收电路，接收电路能电连接到至接收天线，接收电路被配置成用于接收由接收天线检测到的响应。

方面58.方面57的分析系统进一步包括体外非侵入式分析物传感器，并且体外非侵入式分析物传感器与接收设备直接和/或间接通信。

方面59.方面57至方面58中的分析系统，其中目标是人类、动物、有生命的材料或无生命的材料。

方面60.方面57至方面59中的任一项的分析系统，其中分析物数据库中的分析物数据是由体外非侵入式分析物传感器获得的原始未处理数据，并且其中指令在由该一个或多个处理器执行时将接收设备进一步配置成用于：使用该一个或多个处理器分析原始未处理数据以生成已分析的数据，并存储已分析的数据。

方面61.方面57至方面60中的任一项的分析系统，其中分析物数据库中的分析物数据是由体外非侵入式分析物传感器获得的原始未处理数据，并且其中指令在由该一个或多个处理器执行时将接收设备进一步配置成用于：分析原始未处理数据以确定间质液中该至少一种分析物的存在和/或间质液中该至少一种分析物的浓度。

方面62.方面57至方面61中的任一项的分析系统，其中指令在由该一个或多个处理器执行指令时将接收设备进一步配置成用于在多次传输中接收分析物数据。

方面63.方面57至方面62中的任一项的分析系统，其中指令在由该一个或多个处理器执行指令时将接收设备进一步配置成用于在单次传输中接收分析物数据。

方面64.一种方法可以包括：

接收已通过体外非侵入式分析物传感器从目标(例如间质液)获得的分析物数据，体外非侵入式分析物传感器对目标进行多个分析物感测例程以在一时间段内从目标的间质液获得分析物数据，分析物数据包含关于目标的间质液中的至少一种分析物的信息，并且体外非侵入式分析物传感器包括：

检测器阵列，该检测器阵列具有至少一个发射元件天线和至少一个接收元件(或天线)，并且对于多个感测例程中的每个感测例程，该至少一个发射元件天线被定位且被布置成用于将电磁发射信号传送到目标的间质液中，并且该至少一个接收元件天线被定位且被布置成用于检测由该至少一个发射元件将电磁发射信号传送到目标的间质液中而产生的响应；发射电路，该发射电路能电连接到该至少一个发射元件，发射电路被配置成用于生成要由该至少一个发射元件传送的电磁发射信号，电磁发射信号在电磁频谱的射频或可见光范围中，电磁频谱包括在从大约10kHz至大约100GHz范围中的至少一个频率；以及接收电路，接收电路能电连接到该至少一个接收元件(或天线)，接收电路被配置成用于接收由该至少一个接收元件检测到的响应；

基于接收到的分析物数据来更新分析物数据库，分析物数据库基于从目标的间质液获得的分析物数据；以及

基于分析物数据库分析接收到的分析物数据。

方面65.方面64的方法，其中分析物数据库中的分析物数据是原始未处理数据，并且接收到的分析物数据是原始未处理的数据，并且其中分析接收到的分析物数据包括确定目标的间质液中该至少一种分析物的存在和/或目标的间质液中该至少一种分析物的浓度。

方面66.方面64至方面65中任一项的方法，包括在多次传输中接收从目标的间质液获得的分析物数据。

方面67.方面64至方面66中任一项的方法，包括在单次传输中接收从目标的间质液获得的分析物数据。

方面68.方面64至方面67中任一项的方法，包括直接从体外非侵入式分析物传感器接收从目标的间质液获得的分析物数据，或者从与体外非侵入式分析物传感器通信的中间设备接收从目标的间质液获得的分析物数据。

方面69.方面64至方面68中的任一项的方法，其中从目标的间质液获得的分析物数据包含关于至少两种分析物的信息。

方面70.方面64至方面69中任一项的方法，进一步包括：接收已使用第二传感器从目标的间质液获得的第二数据，并将第二数据存储在数据存储中。

方面71.一种分析系统，可以包括：

分析物数据库，该分析物数据库基于使用体外非侵入式分析物传感器从目标(例如从间质液)获得的分析物数据，体外非侵入式分析物传感器对目标进行多个分析物感测例程以在一时间段内从目标的间质液获得分析物数据，分析物数据包含关于目标的间质液中的至少一种分析物的信息，并且体外非侵入式分析物传感器包括：

检测器阵列，该检测器阵列具有至少一个发射元件天线和至少一个接收元件(或天线)，并且对于多个感测例程中的每个感测例程，该至少一个发射元件天线被定位且被布置成用于将电磁发射信号传送到目标的间质液中，并且该至少一个接收元件天线被定位且被布置成用于检测由该至少一个发射元件天线将电磁发射信号传送到目标中而产生的响应；发射电路，该发射电路能电连接到该至少一个发射元件，发射电路被配置成用于生成要由该至少一个发射元件传送的电磁发射信号，电磁发射信号在电磁频谱的射频或可见光范围中，电磁频谱包括在从大约10kHz至大约100GHz范围中的至少一个频率；以及接收电路，接收电路能电连接到该至少一个接收元件(或天线)，接收电路被配置成用于接收由该至少一个接收元件检测到的响应；以及

体外非侵入式分析物传感器。

方面72.方面71的分析系统，包括两个或更多个体外非侵入式分析物传感器。

方面73.方面71或方面72的分析系统，进一步包括与体外非侵入式分析物传感器以及与分析物数据库通信的中间设备。

方面74.方面71至方面73中的任一项的分析系统，其中分析物数据包含关于目标的间质液中的至少两种分析物的信息。

方面75.方面71至方面74中的任一项的分析系统，进一步包括能与目标对接的第二传感器。

本说明书中使用的术语旨在描述特定实施例并且不旨在进行限制。除非另外清楚地指示，术语“一”(“a”、“an”)、和“该”(“the”)也包括复数形式。术语“包括”和/或“包括有”当在本说明书中使用时指明所陈述的特征、整数、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元素、组件的存在或添加。

本申请中公开的示例在所有方面都应被认为是说明性的而非限制性的。本发明的范围由所附权利要求而不是前述描述来指示；并且落入权利要求的等同物的含义和范围内的所有改变都旨在被包含在其中。