[发明专利]用于收集、存储、处理、发送和呈现极低幅度信号的系统和方法

权利要求书

1.一种用于从样本提供分子信号的设备，该设备包括：

(a)至少部分从样本生成的信号源；

(b)用于检测在样本附近的电磁发射信号的装置；

(c)超导量子干涉装置(SQUID)，被电连接到电磁发射检测线圈， 其中所述SQUID放置在用于低温冷却的装置内；

(d)用于用噪声包围所述信号源和所述用于检测信号的装置的装 置，其中所述用于用噪声包围的装置生成足够的噪声来引发样本中的 随机谐振，以便放大样本特性信号；

(e)用于电磁屏蔽所述信号源、电磁发射检测线圈、SQUID和噪声 装置不受外部电磁辐射干扰的装置；

(f)用于控制所述SQUID的装置；

(g)用于观察和存储由所述用于检测信号的装置检测到的信号的 装置；

(h)用于根据用户定义的准则修改存储的信号的装置；以及

(i)用于将修改后的信号无线地提供给化学或生物系统以便引起该 化学或生物系统中的效应的装置。

2.一种响应于化学或生物试剂产生该化学或生物试剂对系统的影 响的方法，包括：

(a)通过以下步骤生成多个低频时域信号：

(i)把包含所述试剂的样本放置在具有磁屏蔽和电磁屏蔽的容 器中，其中所述样本用作分子信号的信号源，并且其中所述磁屏蔽处 在低温容器的外面；

(ii)在不存在来自另一个信号源的另一个信号的情况下将噪声 以足够产生随机谐振的噪声幅度注入到所述样本中，其中所述噪声在 多个频率上具有基本均匀的幅度；

(iii)记录在不存在另一个生成的信号的情况下，由叠加在注入 所述低温容器中的噪声上的样本源辐射组成的电磁时域信号；以及

(iv)如果所述样本源辐射不足以与注入的噪声区分，那么在选 择的噪声电平范围内的多个噪声电平的每一个上重复进行步骤 (ii)-(iii)，直至叠加的信号通过随机谐振呈现由所述信号源产生的信号 的特性；

(b)通过分析在(a)中产生的信号，识别代表所述时域信号的主要特 性的频率；

(c)通过以下步骤合成响应产生信号：

从样本的已识别频率中选择至少一个频率；或

组合从两个或更多个试剂样本的已识别频率中选择的频率；以 及

(d)通过把试剂响应系统放置在电磁换能器的磁场内而把试剂响 应系统暴露于合成的响应产生信号，并且由换能器以足以在试剂响应 系统中产生试剂特定的效应的信号幅度和时间段内施加合成的信号。

3.根据权利要求2所述的方法，其中合成的响应产生信号是以下 的频率的组合：

代表样本的化学或生物效应的一个或多个试剂样本的已识别 频率；或

从代表每个试剂样本的化学或生物效应的某些方面的一个或 多个试剂样本的已识别频率中选择的频率。

4.根据权利要求2所述的方法，其中分析(b)通过以下步骤之一 被实行：

(i)生成直方图，显示对于在DC到8kHz范围内选择的频率范围 上的每个事件采样点f，在每个采样点处事件计数的数目，其中f是用 于采样时域信号的采样率，分配给直方图一个与在给定的阈值以上的 采样点的数目有关的分数；以及根据该分数选择时域信号；

(ii)对时域信号进行自相关，生成在DC到8kHz范围内选择的频 率范围上的自相关信号的FFT(快速傅立叶变换)，分配给FFT信号一 个与超过平均的噪声均值的峰值的数目有关的分数，以及根据分数选 择时域信号；以及

(iii)在DC到8kHz之间选择的频率范围上计算在多个定义的时间 段的每个时间段上的时域信号的一系列傅立叶谱，对傅立叶谱求平均； 分配给该求平均后的FFT信号一个与超过平均的噪声均值的峰值的数 目有关的分数，以及根据分数选择时域信号。

5.根据权利要求2所述的方法，其中所述电磁换能器包括在暴露 之前植入到生物系统中的可植入线圈、手持移动设备或二者，其中信 号经由有线或无线地到达换能器，并且其中无线信号直接或经由卫星 传送。