專利名稱:適合于病人監(jiān)視的無線電信系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及可以用于醫(yī)療行業(yè)中的無線電信網(wǎng)絡(luò),并且更具體地涉及具有用于從 病人正被監(jiān)視的地點(diǎn)遠(yuǎn)程傳送病人參數(shù)的多個(gè)節(jié)點(diǎn)通信器的節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)。還公開了涉及沿該 網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程地傳送或傳播病人信息的方法以及用于這樣的無線電信網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備的發(fā)明。
背景技術(shù):
為了遠(yuǎn)程地監(jiān)視病人的物理參數(shù),例如血壓、動(dòng)脈血氧飽和度(SP02)、心率、心電 圖等等,通常將傳感器附著于病人,其中所述傳感器連接到傳送器(transmitter),所述傳 送器將病人信號(hào)傳送到中央護(hù)理站。通常通過硬連線(hardwire),并且最近通過無線方式 進(jìn)行這樣的傳輸。在護(hù)理站(所述護(hù)理站可以位于醫(yī)院的普通病房中或加護(hù)病房(ICU) 中),提供多個(gè)監(jiān)視器來監(jiān)視各個(gè)房間中的病人。在護(hù)理站總是有護(hù)士,該護(hù)士監(jiān)視從各個(gè) 病人房間傳送的不同病人的物理參數(shù),以便觀察病人的身體健康。這樣的中央護(hù)理站適用 于以下環(huán)境,其中病人被限制于他們相應(yīng)的房間,每個(gè)房間都包含用于傳送由連接到相應(yīng) 病人的(一個(gè)或多個(gè))傳感器所感測(cè)的物理參數(shù)的適當(dāng)傳送器。然而,在醫(yī)療領(lǐng)域中存在著包括無線通信以便為病人提供移動(dòng)性的趨勢(shì)。在醫(yī)療 領(lǐng)域中,例如在脈搏血氧測(cè)定(oximetry)的領(lǐng)域中,一種這樣的便攜式設(shè)備是具有遠(yuǎn)程電 信能力的指血氧計(jì),其在轉(zhuǎn)讓給本申請(qǐng)的受讓人的美國專利6,731,962中被公開。‘962專 利的公開通過引用合并于此?!?62設(shè)備適合于將病人數(shù)據(jù)傳送到遠(yuǎn)程接收器或監(jiān)視器。 在專利公布2005/0234317中公開了另一種能夠經(jīng)由無線通信鏈路與外部血氧計(jì)進(jìn)行通信 的脈搏血氧計(jì)。用于該血氧計(jì)的遠(yuǎn)程設(shè)備是顯示器。在專利公布2005/0113655中公開了 另一種無線脈搏血氧計(jì)。其中無線病人傳感器將把原始的病人數(shù)據(jù)傳送到脈搏血氧計(jì),所 述脈搏血氧計(jì)處理該數(shù)據(jù)并且進(jìn)一步配置該數(shù)據(jù)以生成網(wǎng)頁,所述網(wǎng)頁然后被無線地傳送 到無線接入點(diǎn),以使得網(wǎng)頁可以由通過網(wǎng)絡(luò)連接到該接入點(diǎn)的遠(yuǎn)程監(jiān)視站下載。在專利公 布2004/0102683中公開了遠(yuǎn)程監(jiān)視病人情況的另一種系統(tǒng)?!?83公布公開了一種由病人 佩戴的病人監(jiān)視設(shè)備。從病人收集的病人數(shù)據(jù)被無線傳送到本地集線器(hub)。該集線器 然后通過公共或?qū)S猛ㄐ啪W(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移到遠(yuǎn)程服務(wù)器。該服務(wù)器被配置為網(wǎng)絡(luò)入口(web portal)以使得醫(yī)師或被允許查看病人數(shù)據(jù)的其他指定方可以選擇性地訪問病人數(shù)據(jù)。當(dāng)前系統(tǒng)因此集中于傳送病人數(shù)據(jù)到遠(yuǎn)程集線器或接入點(diǎn)并因此被限于可以從 之遠(yuǎn)程審閱病人數(shù)據(jù)的特定地點(diǎn)。當(dāng)前使用的網(wǎng)絡(luò)或通信鏈路因此或者是在特定通信路徑 中傳送信息的預(yù)定義鏈路,或者利用具有特定服務(wù)器的公共通信網(wǎng)絡(luò),其中從所述特定服 務(wù)器可以許可選擇性接入。然而,所有這些現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)都不是特別適合于上述醫(yī)院環(huán)境, 在上述醫(yī)院環(huán)境中存在為病人提供移動(dòng)性的需要,以及監(jiān)視多個(gè)病人的需要。此外,存在著 將病人從固定于病人房間的監(jiān)視器解開(un-tether)以便為病人提供更多移動(dòng)性且同時(shí) 還允許(一個(gè)或多個(gè))看護(hù)者繼續(xù)監(jiān)視病人的身體健康的需要。因此存在著對(duì)以下便攜式設(shè)備的需要,所述便攜式設(shè)備可以由病人佩戴,且能夠 無線傳送從病人收集的數(shù)據(jù)。
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此外,考慮到看護(hù)者的不足,存在著以下需要減少特定護(hù)士或看護(hù)者為了監(jiān)視各 個(gè)病人的物理參數(shù)而駐扎于例如中央護(hù)理站的需求。而且可能有利的是,多于一個(gè)看護(hù)者 可以監(jiān)視各個(gè)病人的不同物理參數(shù)。因而還存在著使護(hù)士或看護(hù)者或者多個(gè)護(hù)士或看護(hù)者 或其他保健人員能夠基本上實(shí)時(shí)地遠(yuǎn)程監(jiān)視該通信網(wǎng)絡(luò)中的病人和/或各個(gè)病人的身體 健康的需要。為此,存在著對(duì)可以接收從各個(gè)病人收集的數(shù)據(jù)并且同時(shí)使所收集的不同數(shù) 據(jù)與各個(gè)病人相關(guān)的通信網(wǎng)絡(luò)的需要。為了充分地實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程監(jiān)視能力,因此還出現(xiàn) 了對(duì)由每個(gè)看護(hù)者攜帶便攜式設(shè)備由此將(一個(gè)或多個(gè))看護(hù)者從任何特定中央監(jiān)視位置 解開的需要。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明(在其本身可以構(gòu)成自我限定的發(fā)明的多個(gè)方面之中)試圖克服如現(xiàn)有技 術(shù)所講授的對(duì)中央服務(wù)器或集線器的需要,其中從病人收集的數(shù)據(jù)被路由到該中央服務(wù)器 或集線器。因此在一個(gè)方面,本發(fā)明旨在通過具有確定性配置的網(wǎng)絡(luò)(例如對(duì)等網(wǎng)絡(luò)或網(wǎng) 狀網(wǎng)絡(luò))提供遠(yuǎn)程監(jiān)視,這樣就不會(huì)依賴于單個(gè)集線器或接入點(diǎn)。在一個(gè)方面,本發(fā)明更特別地涉及一種無線通信網(wǎng)絡(luò),該無線通信網(wǎng)絡(luò)適于供醫(yī) 療設(shè)備使用并且具有以下架構(gòu),所述架構(gòu)可以采用醫(yī)療設(shè)備的對(duì)等網(wǎng)絡(luò)的形式而沒有網(wǎng)絡(luò) 控制器。每個(gè)醫(yī)療設(shè)備可以被認(rèn)為是網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn),其中使醫(yī)療設(shè)備或節(jié)點(diǎn)時(shí)間同步并且調(diào) 度設(shè)備間的通信,由此消除網(wǎng)絡(luò)干擾并且就節(jié)點(diǎn)間的通信和設(shè)備間散布(disseminate)的 消息類型這二者而言允許良好質(zhì)量。在設(shè)置于示例醫(yī)療環(huán)境中的本發(fā)明的實(shí)施例(例如血氧測(cè)定)中,生理參數(shù)或?qū)?性將被測(cè)量的病人將傳感器模塊附著于他或她,所述傳感器模塊具有用于測(cè)量該病人的物 理參數(shù)的傳感器。所獲得病人數(shù)據(jù)可以由傳感器路由到傳送器以供傳輸??商鎿Q地,傳感 器模塊本身可以包含用于傳送所測(cè)量的病人的物理參數(shù)的傳送器。在期望傳感器模塊與遠(yuǎn) 程接收器之間的雙向通信的情況下,也可以在傳感器模塊中提供收發(fā)器。在所討論的醫(yī)療 環(huán)境中,所述傳感器模塊可以被稱作無線血氧計(jì)傳感器。每個(gè)無線血氧計(jì)傳感器可以包括 血氧計(jì)及其相關(guān)聯(lián)的傳感器,以及用于輸出或傳送由傳感器獲得的病人數(shù)據(jù)的收發(fā)器或無 線電裝置(radio)。接收從附著于病人的傳感器輸出的信號(hào)的接收器可以是此后被稱為通信器 (communicator)的雙向通信設(shè)備,其具有用于接收和傳送信息或數(shù)據(jù)的收發(fā)器。在所述通 信器中提供至少一個(gè)存儲(chǔ)器以用于存儲(chǔ)它已經(jīng)接收到的最新信息。除了收發(fā)器和存儲(chǔ)器之 外,所述通信器還可以具有處理器、用戶接口、電源電路,并且在它與血氧計(jì)傳感器通信的 情況下,具有血氧計(jì)電路。所述通信器適于聚合(aggregate)所接收或收集的信息,以使得 可以向網(wǎng)絡(luò)散布或播出(broadcast out)來自通信器的數(shù)據(jù)。在本發(fā)明的通信網(wǎng)絡(luò)中可以存在多個(gè)通信器,其中每個(gè)通信器被認(rèn)為是網(wǎng)絡(luò)的節(jié) 點(diǎn)。因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)由多個(gè)均為通信器的節(jié)點(diǎn)組成,因此通過網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)通信是一致的且沒有控 制器。此外,因?yàn)槊總€(gè)通信器是可移動(dòng)的,所以網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋾?huì)改變且因此網(wǎng)絡(luò)是拓?fù)洫?dú)立的并 且類似對(duì)等架構(gòu)。網(wǎng)絡(luò)的大小依賴于網(wǎng)絡(luò)中的通信器或節(jié)點(diǎn)的數(shù)目。一個(gè)示例網(wǎng)絡(luò)可以包 括從最少兩個(gè)通信器到最多N個(gè)通信器或節(jié)點(diǎn)。每個(gè)通信器中的每個(gè)收發(fā)器或無線電裝置 具有預(yù)定距離的廣播或傳輸范圍,以使得從一個(gè)通信器廣播的信息將覆蓋給定收發(fā)區(qū)域。
6網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的在另一通信器的傳輸范圍內(nèi)的其他通信器或節(jié)點(diǎn)將接收從該另一通信器廣播的 數(shù)據(jù)。相反地,該另一通信器將接收從處于其自己的接收范圍內(nèi)的通信器廣播的數(shù)據(jù)。因 此,可以在網(wǎng)絡(luò)的不同通信器或節(jié)點(diǎn)間傳遞數(shù)據(jù)。因此在本發(fā)明的網(wǎng)絡(luò)中不存在專用接入 點(diǎn)、協(xié)調(diào)器或控制器。在網(wǎng)絡(luò)中并非所有節(jié)點(diǎn)都是通信器,因?yàn)橐庠诟街诓∪艘杂糜诒O(jiān)視或測(cè)量病人 的物理參數(shù)的無線血氧計(jì)或其他醫(yī)療設(shè)備也可以被認(rèn)為是網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)。對(duì)于本發(fā)明,這樣 的無線血氧計(jì)或者適于從病人測(cè)量或感測(cè)物理屬性的其他類型的醫(yī)療設(shè)備可以被認(rèn)為是 網(wǎng)絡(luò)的傳感器節(jié)點(diǎn)。可替換地,從病人收集信息并且將所收集的信息傳送到網(wǎng)絡(luò)的傳感器 節(jié)點(diǎn)也可以被稱為網(wǎng)絡(luò)的第一類型節(jié)點(diǎn)。因而本發(fā)明的網(wǎng)絡(luò)的第二類型節(jié)點(diǎn)是接收、聚合 和廣播經(jīng)由第一類型節(jié)點(diǎn)(即無線血氧計(jì)傳感器)從病人接收的數(shù)據(jù)的通信器。用于不同 類型的節(jié)點(diǎn)或無線傳感器和通信器間的通信協(xié)議可以基于IEEE標(biāo)準(zhǔn)802. 15. 4。這樣網(wǎng)絡(luò)的各個(gè)節(jié)點(diǎn)能夠彼此進(jìn)行通信,網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備被時(shí)間同步并且遵循給定通 信時(shí)程(schedule)。為了同步,網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)均被分配了時(shí)隙,其中每個(gè)時(shí)隙被分成子時(shí)隙。 每個(gè)節(jié)點(diǎn)或設(shè)備通過來自其(一個(gè)或多個(gè))鄰居的通信而被同步,以使得每個(gè)節(jié)點(diǎn)僅在分 派給它的時(shí)隙中傳送數(shù)據(jù)。通信時(shí)程是周期性的,以使得網(wǎng)絡(luò)上的所有節(jié)點(diǎn)都被調(diào)度來依 照形成網(wǎng)絡(luò)的不同通信器設(shè)備的相應(yīng)分配時(shí)隙傳送或廣播它們的存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。因?yàn)閿?shù)據(jù)被從一個(gè)節(jié)點(diǎn)散布或傳播到其他節(jié)點(diǎn),所以在接收到數(shù)據(jù)的每個(gè)節(jié)點(diǎn)中 聚合數(shù)據(jù)。聚合的數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)上散布,以使得在網(wǎng)絡(luò)上傳播的消息被不斷地更新。當(dāng)節(jié)點(diǎn) 所接收的消息比先前存儲(chǔ)在該節(jié)點(diǎn)中的消息更新時(shí)在該節(jié)點(diǎn)中發(fā)生聚合。在第一方面,本發(fā)明針對(duì)用于傳遞與病人的物理屬性有關(guān)的信息的系統(tǒng)。該系統(tǒng) 包括與病人相關(guān)聯(lián)的至少一個(gè)病人監(jiān)視設(shè)備,所述至少一個(gè)病人監(jiān)視設(shè)備具有用于檢測(cè)病 人的至少一個(gè)物理屬性的傳感器;以及用于將與所檢測(cè)的物理屬性相對(duì)應(yīng)的病人數(shù)據(jù)傳出 (transmitout)到設(shè)備傳輸區(qū)域的至少一個(gè)傳送器。在所述系統(tǒng)中還包括多個(gè)通信器,每個(gè) 通信器具有至少適于在其位于設(shè)備傳輸區(qū)域內(nèi)時(shí)接收從病人監(jiān)視設(shè)備傳送的數(shù)據(jù)的收發(fā) 器。每個(gè)通信器與處于其收發(fā)區(qū)域內(nèi)的其他通信器進(jìn)行通信。對(duì)于本發(fā)明的系統(tǒng),任何一 個(gè)通信器在位于設(shè)備傳輸區(qū)域內(nèi)時(shí)適于接收來自病人監(jiān)視設(shè)備的病人數(shù)據(jù),并且在接收到 病人數(shù)據(jù)之后,將病人數(shù)據(jù)廣播到位于其通信器收發(fā)區(qū)域內(nèi)的其他通信器。本發(fā)明的另一方面針對(duì)用于傳遞與病人的物理屬性有關(guān)的信息的系統(tǒng),所述系統(tǒng) 包括多個(gè)病人監(jiān)視設(shè)備,每個(gè)病人監(jiān)視設(shè)備與特定病人相關(guān)聯(lián)。這些病人監(jiān)視設(shè)備均具有 用于檢測(cè)與該設(shè)備相關(guān)聯(lián)的病人的至少一個(gè)物理屬性的傳感器裝置以及用于將與物理屬 性相對(duì)應(yīng)的病人數(shù)據(jù)傳送到該設(shè)備的傳輸區(qū)域的傳送器。在本發(fā)明系統(tǒng)中還包括多個(gè)通信 器,每個(gè)通信器具有適于在位于病人監(jiān)視設(shè)備的相應(yīng)傳輸區(qū)域內(nèi)時(shí)接收從病人監(jiān)視設(shè)備傳 送的病人數(shù)據(jù)的收發(fā)器。每個(gè)通信器適于與處于其收發(fā)區(qū)域內(nèi)的其他通信器進(jìn)行通信。因 此每個(gè)通信器在位于任何一個(gè)病人監(jiān)視設(shè)備的傳輸區(qū)域內(nèi)時(shí)適于接收來自所述任何一個(gè) 病人監(jiān)視設(shè)備的病人數(shù)據(jù)并且其后將所接收的病人數(shù)據(jù)播出到其自己的通信器收發(fā)區(qū)域。本發(fā)明的第三方面針對(duì)用于遠(yuǎn)程地散布與病人的物理屬性有關(guān)的信息的系統(tǒng),所 述系統(tǒng)包括與病人相關(guān)聯(lián)的至少一個(gè)血氧計(jì),所述血氧計(jì)具有用于至少檢測(cè)病人的SP02 的傳感器裝置。所述血氧計(jì)至少包括傳送器或收發(fā)器以用于至少將與所檢測(cè)的SP02相對(duì) 應(yīng)的病人數(shù)據(jù)傳送離開該設(shè)備。所述系統(tǒng)還包括多個(gè)通信器,每個(gè)通信器具有適于在位于病人血氧計(jì)的傳輸范圍內(nèi)時(shí)接收從病人血氧計(jì)傳送的數(shù)據(jù)的收發(fā)器。每個(gè)通信器適于與其 他通信器進(jìn)行通信,以使得在通信器之一位于血氧計(jì)的傳輸范圍內(nèi)時(shí),它將接收來自病人 血氧計(jì)的病人數(shù)據(jù)并且其后將所接收的病人數(shù)據(jù)廣播到位于其廣播范圍內(nèi)的其他通信器。本發(fā)明的第四方面針對(duì)一種通信網(wǎng)絡(luò),其中與病人的物理屬性有關(guān)的信息可以被 遠(yuǎn)程地傳送。本發(fā)明的通信網(wǎng)絡(luò)包括與病人相關(guān)聯(lián)的用于檢測(cè)病人的至少一個(gè)物理屬性的 至少一個(gè)無線傳感器。所述傳感器至少包括傳送器以用于將與所檢測(cè)的物理屬性相對(duì)應(yīng)的 病人數(shù)據(jù)傳送離開該傳感器。所述網(wǎng)絡(luò)還包括位于傳感器的傳輸范圍內(nèi)的第一通信器,其 具有適于接收從傳感器傳送的病人數(shù)據(jù)并且適于廣播所接收的病人數(shù)據(jù)的收發(fā)器。本發(fā)明 的通信網(wǎng)絡(luò)還包括與第一通信器通信但不與無線傳感器通信的第二通信器。第二通信器具 有適于接收由第一通信器廣播的病人數(shù)據(jù)的第二收發(fā)器。本發(fā)明的第五方面針對(duì)一種無線網(wǎng)絡(luò),其具有用于散布病人信息的多個(gè)節(jié)點(diǎn)。本 發(fā)明的無線網(wǎng)絡(luò)至少包括適于與病人相關(guān)聯(lián)的用于監(jiān)視病人的物理屬性的第一類型節(jié)點(diǎn)。 所述第一類型節(jié)點(diǎn)包括檢測(cè)病人的至少一個(gè)物理屬性的檢測(cè)器和將所檢測(cè)的病人的物理 屬性作為數(shù)據(jù)傳出到網(wǎng)絡(luò)的傳送器。在所述網(wǎng)絡(luò)中還可以包括不直接與病人相關(guān)聯(lián)的適于 在移動(dòng)到第一類型節(jié)點(diǎn)的廣播范圍內(nèi)時(shí)接收來自第一類型節(jié)點(diǎn)的信號(hào)和/或數(shù)據(jù)的多個(gè) 可移動(dòng)的第二類型節(jié)點(diǎn)。每個(gè)第二類型節(jié)點(diǎn)還適于接收來自其他第二類型節(jié)點(diǎn)的信號(hào)和/ 或數(shù)據(jù)并且適于將信號(hào)和/或數(shù)據(jù)廣播到網(wǎng)絡(luò)上。本發(fā)明的該方面的無線網(wǎng)絡(luò)允許任何一 個(gè)第二類型節(jié)點(diǎn)在移動(dòng)到第一類型節(jié)點(diǎn)的廣播范圍內(nèi)時(shí)接收從第一類型節(jié)點(diǎn)輸出的病人 數(shù)據(jù),并且其后將所接收的病人數(shù)據(jù)播出到網(wǎng)絡(luò),以使得位于一個(gè)第二類型節(jié)點(diǎn)的廣播范 圍內(nèi)的任何其他第二類型節(jié)點(diǎn)將接收從第一類型節(jié)點(diǎn)輸出的病人數(shù)據(jù)。本發(fā)明的第六方面針對(duì)一種無線網(wǎng)絡(luò),其具有用于散布病人信息的多個(gè)節(jié)點(diǎn)。本 發(fā)明的無線網(wǎng)絡(luò)包括多個(gè)第一類型節(jié)點(diǎn),每個(gè)第一類型節(jié)點(diǎn)適于與特定病人相關(guān)聯(lián)以用于 監(jiān)視特定病人的物理屬性。每個(gè)第一類型節(jié)點(diǎn)包括檢測(cè)特定病人的至少一個(gè)物理屬性的檢 測(cè)器和將所檢測(cè)的物理屬性作為病人數(shù)據(jù)傳出到網(wǎng)絡(luò)的傳送器。所述無線網(wǎng)絡(luò)還包括不直 接與任何病人相關(guān)聯(lián)的多個(gè)可移動(dòng)的第二類型節(jié)點(diǎn),其適于在移動(dòng)到任何第一類型節(jié)點(diǎn)的 廣播范圍內(nèi)時(shí)接收來自第一類型節(jié)點(diǎn)的信號(hào)和/或數(shù)據(jù)。每個(gè)第二類型節(jié)點(diǎn)還適于接收來 自其他第二類型節(jié)點(diǎn)的信號(hào)和/或數(shù)據(jù)并且適于將信號(hào)和/或數(shù)據(jù)播出到網(wǎng)絡(luò)上。在第二 類型節(jié)點(diǎn)中的一個(gè)第二類型節(jié)點(diǎn)移動(dòng)到任何第一類型節(jié)點(diǎn)的廣播范圍內(nèi)時(shí),該一個(gè)第二類 型節(jié)點(diǎn)將接收從該第一類型節(jié)點(diǎn)輸出的病人數(shù)據(jù)。該一個(gè)第二類型節(jié)點(diǎn)然后將把所接收病 人數(shù)據(jù)播出到網(wǎng)絡(luò),以使得位于該一個(gè)第二類型節(jié)點(diǎn)的廣播范圍內(nèi)的任何其他第二類型節(jié) 點(diǎn)將接收由該第一類型節(jié)點(diǎn)輸出的病人數(shù)據(jù)。本發(fā)明的第七方面針對(duì)一種用于散布與病人的物理屬性有關(guān)的信息的方法。所 述方法包括以下步驟a)將具有傳感器裝置并且至少具有傳送器的至少一個(gè)病人監(jiān)視設(shè) 備與病人相關(guān)聯(lián);b)使用傳感器裝置從病人檢測(cè)至少一個(gè)物理屬性;c)將與一個(gè)所檢測(cè)的 物理屬性相對(duì)應(yīng)的病人數(shù)據(jù)傳出到設(shè)備傳輸區(qū)域;d)提供多個(gè)通信器,每個(gè)通信器具有適 于接收從病人監(jiān)視設(shè)備傳送的數(shù)據(jù)并且適于將數(shù)據(jù)播出到通信器收發(fā)器區(qū)域的收發(fā)器;e) 將多個(gè)通信器中的一個(gè)通信器設(shè)置在一個(gè)病人監(jiān)視設(shè)備的設(shè)備傳輸區(qū)域內(nèi)以接收病人數(shù) 據(jù);以及f)從該一個(gè)通信器廣播所接收的病人數(shù)據(jù)到其通信器收發(fā)器區(qū)域,以使得不位于 設(shè)備傳輸區(qū)域內(nèi)但位于該一個(gè)通信器的收發(fā)器區(qū)域內(nèi)的其他通信器能夠接收從該一個(gè)病
8人監(jiān)視設(shè)備傳送的病人數(shù)據(jù)。本發(fā)明的第八方面針對(duì)一種用于傳遞與病人的物理屬性有關(guān)的信息的方法,包括 以下步驟a)提供多個(gè)病人監(jiān)視設(shè)備,每個(gè)病人監(jiān)視設(shè)備具有用于從病人檢測(cè)至少一個(gè)物 理屬性的傳感器裝置和用于傳送所檢測(cè)的物理屬性的傳送器;b)將所述多個(gè)病人監(jiān)視設(shè) 備與對(duì)應(yīng)病人相關(guān)聯(lián);c)提供多個(gè)通信器,每個(gè)通信器具有適于接收從任何一個(gè)病人監(jiān)視 設(shè)備傳送的病人數(shù)據(jù)并且適于與其他通信器進(jìn)行通信的收發(fā)器;d)將任何一個(gè)通信器設(shè) 置到用于檢測(cè)其相關(guān)聯(lián)的病人的物理屬性的一個(gè)病人監(jiān)視設(shè)備的傳輸區(qū)域;e)使該一個(gè) 通信器接收從該一個(gè)病人監(jiān)視設(shè)備傳送的病人數(shù)據(jù);以及f)使該一個(gè)通信器將所接收的 病人數(shù)據(jù)播出到其通信器收發(fā)區(qū)域。本發(fā)明的第九方面針對(duì)一種用于遠(yuǎn)程散布與病人的物理屬性有關(guān)的信息的方法, 包括以下步驟a)將病人與具有用于至少檢測(cè)病人的SP02的傳感器裝置的至少一個(gè)血氧 計(jì)相關(guān)聯(lián),所述血氧計(jì)包括收發(fā)器或至少包括傳送器以將與所檢測(cè)的SP02相對(duì)應(yīng)的病人 數(shù)據(jù)傳送離開該設(shè)備;b)提供多個(gè)通信器,每個(gè)通信器具有適于在位于病人血氧計(jì)的傳輸 范圍內(nèi)時(shí)接收從病人血氧計(jì)傳送的數(shù)據(jù)的收發(fā)器,每個(gè)通信器還適于與其他通信器進(jìn)行通 信;c)在病人血氧計(jì)的傳輸范圍內(nèi)設(shè)置一個(gè)通信器以使得該一個(gè)通信器接收來自病人血 氧計(jì)的病人數(shù)據(jù);以及d)從該一個(gè)通信器將所接收的病人數(shù)據(jù)廣播到位于該一個(gè)通信器 的傳輸范圍內(nèi)的其他通信器。本發(fā)明的第十方面針對(duì)一種用于在具有多個(gè)傳送和接收設(shè)備的無線通信網(wǎng)絡(luò)環(huán) 境中遠(yuǎn)程傳送與病人的物理屬性有關(guān)的信息的方法。所述方法包括以下步驟a)將至少一 個(gè)無線傳感器與病人相關(guān)聯(lián)以用于檢測(cè)病人的至少一個(gè)物理屬性,所述傳感器至少包括傳 送器;(b)將與所檢測(cè)的物理屬性相對(duì)應(yīng)的病人數(shù)據(jù)傳出到網(wǎng)絡(luò)上;c)在傳感器的傳輸范 圍內(nèi)設(shè)置第一通信器,所述第一通信器具有適于接收從傳感器傳送的病人數(shù)據(jù)的收發(fā)器; d)從第一通信器將所接收的病人數(shù)據(jù)播出到網(wǎng)絡(luò)上;以及e)在第二通信器與第一通信器 之間建立通信,所述第二通信器不與無線傳感器直接通信,所述第二通信器具有適于接收 由第一通信器廣播的病人數(shù)據(jù)的第二收發(fā)器。本發(fā)明的第十一方面針對(duì)一種用于在具有多個(gè)節(jié)點(diǎn)的無線網(wǎng)絡(luò)中散布病人信息 的方法。所述方法包括以下步驟a)將至少一個(gè)第一類型節(jié)點(diǎn)與病人相關(guān)聯(lián)以用于監(jiān)視病 人的物理屬性,所述第一類型節(jié)點(diǎn)包括檢測(cè)病人的至少一個(gè)物理屬性的檢測(cè)器和將所檢測(cè) 的物理屬性作為病人數(shù)據(jù)傳出到網(wǎng)絡(luò)的傳送器;b)在網(wǎng)絡(luò)中設(shè)置不直接與病人相關(guān)聯(lián)的 多個(gè)第二類型節(jié)點(diǎn),每個(gè)第二類型節(jié)點(diǎn)適于在移動(dòng)到第一類型節(jié)點(diǎn)的廣播范圍內(nèi)時(shí)接收來 自第一類型節(jié)點(diǎn)的信號(hào)和/或數(shù)據(jù),每個(gè)第二類型節(jié)點(diǎn)還適于接收來自其他第二類型節(jié)點(diǎn) 的信號(hào)和/或數(shù)據(jù)并且適于將信號(hào)和/或數(shù)據(jù)播出到網(wǎng)絡(luò);c)將一個(gè)第二類型節(jié)點(diǎn)移動(dòng)到 第一類型節(jié)點(diǎn)的廣播范圍內(nèi)以接收從第一類型節(jié)點(diǎn)輸出的病人數(shù)據(jù);以及d)從該一個(gè)第 二類型節(jié)點(diǎn)將所接收的病人數(shù)據(jù)播出到網(wǎng)絡(luò),以使得位于該一個(gè)第二類型節(jié)點(diǎn)的廣播范圍 內(nèi)的任何其他第二類型節(jié)點(diǎn)將接收由第一類型節(jié)點(diǎn)輸出的病人數(shù)據(jù)。本發(fā)明的第十二方面針對(duì)一種用于在具有多個(gè)節(jié)點(diǎn)的無線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中散布病人 信息的方法。所述方法包括以下步驟a)將多個(gè)第一類型節(jié)點(diǎn)中的每一個(gè)與特定病人相關(guān) 聯(lián)以用于監(jiān)視特定病人的物理屬性,每個(gè)第一類型節(jié)點(diǎn)包括檢測(cè)特定病人的至少一個(gè)物理 屬性的檢測(cè)器和將所檢測(cè)的物理屬性作為病人數(shù)據(jù)傳出到網(wǎng)絡(luò)上的傳送器;b)在網(wǎng)絡(luò)中
9定位不直接與任何病人相關(guān)聯(lián)的多個(gè)第二類型節(jié)點(diǎn);C)配置每個(gè)第二類型節(jié)點(diǎn)以在移動(dòng) 到任何第一類型節(jié)點(diǎn)的廣播范圍內(nèi)時(shí)接收來自第一類型節(jié)點(diǎn)的信號(hào)和/或數(shù)據(jù)并且在處 于其他第二類型節(jié)點(diǎn)的廣播范圍內(nèi)時(shí)接收來自其他第二類型節(jié)點(diǎn)的信號(hào)和/或數(shù)據(jù),并且 將信號(hào)和/或數(shù)據(jù)播出到網(wǎng)絡(luò);d)在任何第一類型節(jié)點(diǎn)的廣播范圍內(nèi)設(shè)置一個(gè)第二類型節(jié) 點(diǎn)以接收從任何第一類型節(jié)點(diǎn)輸出的病人數(shù)據(jù);以及e)其后從第二類型節(jié)點(diǎn)將所接收的 病人數(shù)據(jù)播出到網(wǎng)絡(luò),以使得位于該一個(gè)第二類型節(jié)點(diǎn)的廣播范圍內(nèi)的任何其他第二類型 節(jié)點(diǎn)將接收由第一類型節(jié)點(diǎn)輸出的病人數(shù)據(jù)。
通過參考以下結(jié)合附圖給出的本發(fā)明的描述,本發(fā)明的不同方面將變得很明顯并 且將被最好地理解,在附圖中圖Ia是示出諸如像對(duì)等網(wǎng)絡(luò)之類的互連網(wǎng)絡(luò)的本發(fā)明的系統(tǒng)的示例架構(gòu);圖Ib是網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)的簡化視圖,其示出節(jié)點(diǎn)是醫(yī)療器械環(huán)境中的包括無線電裝 置的醫(yī)療設(shè)備;圖2是將圖Ia的對(duì)等網(wǎng)絡(luò)與諸如無線血氧計(jì)之類的連接到該網(wǎng)絡(luò)的無線醫(yī)療設(shè) 備相結(jié)合的示例網(wǎng)絡(luò);圖3是形成本發(fā)明的網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)的通信器(在這種情況下是醫(yī)療通信器)的示例 簡單框圖;圖4是本發(fā)明的網(wǎng)絡(luò)的通信器或中繼節(jié)點(diǎn)的又一個(gè)更詳細(xì)的框圖;圖5是形成本發(fā)明的通信網(wǎng)絡(luò)的一部分的無線血氧計(jì)傳感器或傳感器節(jié)點(diǎn)的框 圖;圖6示出本發(fā)明的通信器,其擔(dān)當(dāng)中繼節(jié)點(diǎn),且通信地鏈接到(Iinkto)本發(fā)明網(wǎng) 絡(luò)的無線血氧計(jì)或傳感器節(jié)點(diǎn);圖7是示出傳感器(在這種情況下血氧計(jì)傳感器)通過電纜硬連線連接到本發(fā)明 的通信器以使得通信器可以擔(dān)當(dāng)傳感器的傳送器的框圖;圖8是本發(fā)明的示例系統(tǒng)的圖示,借此病人傳感器通信地鏈接到通信器,所述通 信器繼而通信地鏈接到網(wǎng)絡(luò)的其他通信器;圖9是用于在網(wǎng)絡(luò)的各個(gè)通信設(shè)備間調(diào)度通信的時(shí)隙的示例圖示;圖10示出在網(wǎng)絡(luò)的各個(gè)通信設(shè)備或節(jié)點(diǎn)間傳遞的示例消息類型;圖11是在網(wǎng)絡(luò)中如何聚合消息以及將其從一個(gè)節(jié)點(diǎn)通信器廣播到另一節(jié)點(diǎn)通信 器的示例圖示;圖12是在網(wǎng)絡(luò)的示例通信器或中繼節(jié)點(diǎn)與無線血氧計(jì)或傳感器節(jié)點(diǎn)之間的交互 式通信的示例圖示;圖13是更詳細(xì)地示出本發(fā)明的通信器的各個(gè)組件的框圖;圖14是圖13的本發(fā)明的通信器的示例電路示意圖;圖15是更詳細(xì)地示出本發(fā)明的示例無線血氧計(jì)或傳感器節(jié)點(diǎn)的各個(gè)組件的圖;圖16是可以用于本發(fā)明的無線血氧計(jì)傳感器中的無線電傳送器的主要狀態(tài)的圖 示;圖17是圖示本發(fā)明的通信器進(jìn)行處理以接收信息的操作步驟的流程圖18是圖示在通信器中以及在無線傳感器中的無線電傳送器進(jìn)行的傳送數(shù)據(jù)的 過程的流程圖;圖19是圖示在通信器中聚合數(shù)據(jù)的過程的流程圖;圖20是圖示用于更新通信器的存儲(chǔ)器中的數(shù)據(jù)的過程的流程圖;圖21是通信器廣播在其存儲(chǔ)器中已經(jīng)更新的消息的過程的流程圖;并且圖22是圖示本發(fā)明的無線血氧計(jì)或傳感器節(jié)點(diǎn)的操作處理步驟的流程圖。
具體實(shí)施例方式參考圖Ia和lb,示出了采用例如對(duì)等網(wǎng)絡(luò)的配置的通信網(wǎng)絡(luò)。對(duì)于在圖Ia中示 出的示例無線網(wǎng)絡(luò)2,存在四個(gè)節(jié)點(diǎn)1-4,以及表示該網(wǎng)絡(luò)能夠具有多個(gè)(N個(gè))節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn) N。對(duì)于圖Ia中示出的本發(fā)明實(shí)施例,假定所示出的每個(gè)節(jié)點(diǎn)可以由圖Ib的節(jié)點(diǎn)4表示, 因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)的每個(gè)節(jié)點(diǎn)可以是包括無線電裝置的醫(yī)療設(shè)備,所述無線電裝置可以是傳送器或 收發(fā)器。所述醫(yī)療設(shè)備可以是監(jiān)視或測(cè)量病人或主體的物理屬性或參數(shù)的多個(gè)設(shè)備中的任 何一個(gè)。這樣的醫(yī)療設(shè)備包括但不局限于血氧計(jì)、心率監(jiān)視器、二氧化碳分析儀或C02監(jiān)視 器、連接到病人的泵、以及監(jiān)視病人的特定物理屬性的其他設(shè)備。例如,就脈搏血氧計(jì)而言, 病人的動(dòng)脈血的含氧量(SP02)被監(jiān)視和/或測(cè)量。就二氧化碳分析儀而言,C02、ETC02(呼 氣末C02)和呼吸率被監(jiān)視和/或測(cè)量。這些醫(yī)療設(shè)備中的一些可以被組合。例如,本申請(qǐng) 的受讓人當(dāng)前銷售一種商標(biāo)名為CAPNOCHECK 的作為血氧計(jì)和二氧化碳分析儀的 組合的非無線電產(chǎn)品。對(duì)于本發(fā)明,這樣的組合設(shè)備可以配備有無線電裝置以使得它可以 擔(dān)當(dāng)本發(fā)明的網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)。設(shè)備4的無線電部分可以是在傳統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)電信協(xié)議(例如像IEEE標(biāo)準(zhǔn)802. 15. 4) 下操作的收發(fā)器,或至少是傳送器,以使得可以將數(shù)據(jù)從該設(shè)備傳出到該設(shè)備的給定廣播 或傳輸區(qū)域。如稍后將會(huì)討論的,在設(shè)備4中存在附加的組件。目前,只要說圖Ia的通信 網(wǎng)絡(luò)是可以包括能夠在沒有集線器或中央網(wǎng)絡(luò)控制器的情況下彼此間通信的(醫(yī)療的或 其他方面的)設(shè)備的對(duì)等網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)就足夠了。如稍后將更詳細(xì)地討論的,使網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)時(shí)間同步并且節(jié)點(diǎn)間的通信被調(diào)度,以 使得可能影響節(jié)點(diǎn)間通信的網(wǎng)絡(luò)干擾基本上被消除。而且,特定消息類型被提供以增強(qiáng)節(jié) 點(diǎn)間的通信質(zhì)量。如圖Ia中所示的網(wǎng)絡(luò)的特定架構(gòu)還實(shí)現(xiàn)了通過廣播數(shù)據(jù)而將數(shù)據(jù)散布 到所有節(jié)點(diǎn)。通過在每個(gè)節(jié)點(diǎn)中執(zhí)行的聚合過程,最近獲得的數(shù)據(jù)由節(jié)點(diǎn)廣播以使得被傳 遞的數(shù)據(jù)的完整性得以增強(qiáng)。這使得數(shù)據(jù)貫穿網(wǎng)絡(luò)的傳遞或傳播是可預(yù)測(cè)的、一致的并且 無需任何中央控制器或集線器。網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)鋾?huì)變化并且不受特定配置的約束,如網(wǎng)絡(luò)的大小可以從最少2個(gè)節(jié)點(diǎn) 變動(dòng)到最多N個(gè)節(jié)點(diǎn)。因?yàn)槊總€(gè)節(jié)點(diǎn)(其可以采用醫(yī)療設(shè)備的形式)是可移動(dòng)的,所以網(wǎng) 絡(luò)拓?fù)湓谌魏我粋€(gè)特定時(shí)間根據(jù)節(jié)點(diǎn)的相應(yīng)位置而變化。假定每個(gè)節(jié)點(diǎn)具有其自己的無線 電傳送器,每個(gè)節(jié)點(diǎn)能夠向預(yù)定傳輸范圍進(jìn)行廣播。因此,給定節(jié)點(diǎn)的廣播或接收范圍內(nèi)的 所有節(jié)點(diǎn)都能夠與之通信。此外,因?yàn)橥ㄐ挪挥商囟ü?jié)點(diǎn)或中央集線器控制,所以節(jié)點(diǎn)間的 通信不局限于特定接入點(diǎn)。如圖2所示,圖Ia的網(wǎng)絡(luò)通信地連接到多個(gè)無線血氧計(jì)或以上討論的其他醫(yī)療設(shè) 備。按照以上討論,圖Ia網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)被標(biāo)記為N I-NN并且也可以被稱為通信器C01-C0N。
11對(duì)于圖2的圖示,無線血氧計(jì)01、03和ON分別通信地連接到通信器C01、C03和CON。對(duì)于 本發(fā)明,按照以上討論,監(jiān)視病人的物理參數(shù)的無線血氧計(jì)或其他醫(yī)療設(shè)備可以被稱為第 一類型節(jié)點(diǎn),而通信器C01-C0N可以被稱為網(wǎng)絡(luò)的第二類型節(jié)點(diǎn)m-NN。無線血氧計(jì)還可以 稱為傳感器或感測(cè)節(jié)點(diǎn),而通信器還可以被稱為中繼或傳播節(jié)點(diǎn)。無線血氧計(jì)是可以由病人例如佩戴在手指上的設(shè)備或模塊,在其中裝入了傳感 器以檢測(cè)病人的SP02。這樣的無線血氧計(jì)模塊的例子在轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明受讓人的美國專利 6,731,962中公開?!?62專利的公開通過引用合并于此??梢杂刹∪伺宕骰蚺c病人相關(guān) 聯(lián)的其他類型的血氧計(jì)傳感器包括可以附著于病人前額或病人的其他基本上平坦的表面 的反射(reflective)類型,或者適于夾到病人耳朵上的耳朵類型。本發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn),本 發(fā)明的網(wǎng)絡(luò)即使在16個(gè)無線血氧計(jì)連接到該網(wǎng)絡(luò)時(shí)也高效地操作。這不是說圖2網(wǎng)絡(luò)不可以具有更小數(shù)目的血氧計(jì)-例如1個(gè),或多于16個(gè)血氧計(jì)。 類似地,已經(jīng)發(fā)現(xiàn),系統(tǒng)或網(wǎng)絡(luò)中的更可取的通信器或節(jié)點(diǎn)數(shù)目應(yīng)該在2到32之間,其中通 過調(diào)整系統(tǒng)的時(shí)間同步和時(shí)隙,大于32的通信器或節(jié)點(diǎn)的數(shù)目是可能的,如稍后將會(huì)討論 的那樣。參考圖3,本發(fā)明的通信器6被示出包括主機(jī)處理器(hOStprOCeSSOr)8,該主機(jī)處 理器執(zhí)行在存儲(chǔ)器(未示出)中存儲(chǔ)的程序10。該程序使處理器8能夠在操作中控制血 氧計(jì)電路12,該血氧計(jì)電路12與外部血氧計(jì)對(duì)接(interface),該外部血氧計(jì)或者通過諸 如像電纜之類的硬連線或者通過無線電耦合到通信器,以便產(chǎn)生數(shù)字血氧測(cè)定數(shù)據(jù)以供處 理器8處理。也連接到處理器8的用戶接口 14使通信器能夠與用戶對(duì)接。用戶接口可以 包括顯示器(例如LCD顯示器)、輸入源(例如小鍵盤)、以及音頻電路和可以用于警報(bào)的 揚(yáng)聲器。向通信器6提供功率的是電源電路16,該電源電路16可以包括電池或DC輸入以 及其他公知電源模擬電路,以使得經(jīng)調(diào)節(jié)的功率可以被送往通信器的所有有源電路。還在 通信器6中提供了電接口 18。這樣的電接口可以包括導(dǎo)電通信端口,例如像RS-232端口、 USB端口或允許從通信器對(duì)接和對(duì)接到通信器的其他類似輸入/輸出(IO)端口。為了收 發(fā)往返于通信器的數(shù)據(jù),提供了在該通信器與其他通信器之間、以及在該通信器與諸如圖2 中所示的無線血氧計(jì)傳感器之類的傳感器設(shè)備或適合于無線傳送數(shù)據(jù)的(醫(yī)療的或其他 方面的)其他傳感器設(shè)備之間無線收發(fā)或傳遞數(shù)據(jù)的無線電收發(fā)器20。圖4詳細(xì)說明了圖3中示出的通信器6的各個(gè)組件。例如,用戶接口 14被示出包 括顯示器、小鍵盤、揚(yáng)聲器和由“模擬”表示的模數(shù)(A/D)電路。眾所周知,A/D電路將模擬 輸入轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào),所述數(shù)字信號(hào)被發(fā)送到主機(jī)處理器8。如圖4中所示的通信器的電 源組件16包括電池、用于對(duì)電池充電的DC輸入、傳統(tǒng)的模擬電源電路和允許電源組件16 與主機(jī)處理器8進(jìn)行通信的數(shù)字電路。由電源組件提供的功率被送往通信器的所有有源電 路。如先前提到的,電接口組件18具有RS-232和USB端口的一者或兩者,或慣常使用的其 他對(duì)接端口。血氧計(jì)組件12具有用于分析接收自病人傳感器的模擬信號(hào)的模擬電路、存儲(chǔ) 血氧計(jì)組件的操作功能的存儲(chǔ)器程序、和處理接收自病人的數(shù)據(jù)以產(chǎn)生數(shù)字血氧測(cè)定數(shù)據(jù) 的微處理器,所述血氧測(cè)定數(shù)據(jù)然后被傳遞到主機(jī)處理器8。如前所述,包圍處理器8的主 機(jī)中的存儲(chǔ)器程序10向處理器8提供操作指令以用于通信器的整體操作。通信器6中的 最后的主要組件是無線電裝置20,其包括無線電IC模塊、存儲(chǔ)器存儲(chǔ)的控制無線電傳送器 的運(yùn)行的程序、用于控制無線電裝置的操作的模擬電路以及允許無線電收發(fā)器向通信器傳送信號(hào)和從通信器接收信號(hào)的天線。形成網(wǎng)絡(luò)的傳感器節(jié)點(diǎn)的無線血氧計(jì)設(shè)備在圖5中示出。無線血氧計(jì)22被示出 包括傳感器組件24。這樣的組件是傳統(tǒng)的并且包括兩個(gè)向指(digit)或諸如病人的前額 之類的某一其他區(qū)域輸出不同頻率的光的LED,以及檢測(cè)穿過病人或從病人反射的光的檢 測(cè)器。在無線血氧計(jì)22中還包括血氧計(jì)電路26,其包括處理器、分析從病人檢測(cè)到的波形 信號(hào)的模擬電路、以及存儲(chǔ)用于指示模擬電路分析來自病人的傳入信號(hào)并且將其轉(zhuǎn)換成血 氧測(cè)定數(shù)據(jù)的程序的存儲(chǔ)器。傳感器24的操作還由血氧計(jì)電路26控制。對(duì)接到血氧計(jì)組 件26和/或傳感器組件24并且與之協(xié)同工作的是無線電組件28,其包括天線、在存儲(chǔ)器中 存儲(chǔ)的程序、操作無線電IC模塊的模擬電路、以及向通信器傳送病人的血氧測(cè)定數(shù)據(jù)的天 線。電源組件30包括電池電源和向無線血氧計(jì)的其他組件供給功率的傳統(tǒng)模擬電源電路。 在本發(fā)明的網(wǎng)絡(luò)中,按照例如圖2中所示,圖5的無線血氧計(jì)設(shè)備將所收集的病人數(shù)據(jù)傳送 到處于其廣播范圍或傳輸區(qū)域內(nèi)的(一個(gè)或多個(gè))通信器。圖6更詳細(xì)地示出本發(fā)明的通信器與無線指血氧計(jì)設(shè)備的交互。這里在通信器6 與無線血氧計(jì)22之間建立無線通信鏈路32。如所示,通信器6的無線電收發(fā)器與血氧計(jì)22 的無線電傳送器進(jìn)行通信,以使得由傳感器24從病人獲得的血氧計(jì)數(shù)據(jù)被發(fā)送到通信器 6,所述通信器6然后可以通過將信息播出到其收發(fā)器區(qū)域來中繼所述信息。應(yīng)該注意到, 通信器6僅當(dāng)它處于血氧計(jì)設(shè)備的傳輸區(qū)域或廣播范圍內(nèi)時(shí)才會(huì)接收來自血氧計(jì)22的數(shù) 據(jù)。對(duì)于圖6的實(shí)施例,當(dāng)無線血氧計(jì)22中的血氧計(jì)電路主動(dòng)地分析和轉(zhuǎn)換病人數(shù)據(jù)時(shí), 通信器6中的血氧計(jì)電路可以不這樣做,因?yàn)椴∪藬?shù)據(jù)被從血氧計(jì)設(shè)備22傳送到通信器6。 被從血氧計(jì)設(shè)備22傳送到通信器6的信號(hào)在大多數(shù)情況下是數(shù)字信號(hào)。然而,可能有其中 原始數(shù)據(jù)可以被直接從血氧計(jì)設(shè)備發(fā)送到通信器的情況,如果希望除去血氧計(jì)中的模數(shù)電 路并且還降低血氧計(jì)的處理能力的話。換言之,如果必要的話,原始數(shù)據(jù)可以被從血氧計(jì)設(shè) 備發(fā)送到通信器,以使得通信器可以執(zhí)行將原始數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成所需的血氧測(cè)定數(shù)據(jù)的處理。代替圖6中示出的無線指血氧計(jì)設(shè)備22,本發(fā)明還適于與例如圖7中示出的傳統(tǒng) 血氧計(jì)傳感器34 —起使用。其中,具有為測(cè)量病人的SP02所必需的光源和檢測(cè)器的傳統(tǒng) 血氧計(jì)傳感器通過電纜36連接到本發(fā)明的通信器。這可以通過使傳感器的電連接器與作 為通信器6的電接口 18的一部分的端口配對(duì)來實(shí)現(xiàn)。接收自病人的信號(hào)然后被處理并存 儲(chǔ),并且然后由通信器播出到其收發(fā)區(qū)域。在該實(shí)施例中,通信器6通過與血氧計(jì)傳感器協(xié) 同工作而擔(dān)當(dāng)病人監(jiān)視設(shè)備的傳送器。此外,因?yàn)橥ㄐ牌?必須處于距血氧計(jì)傳感器34的 電纜距離內(nèi),所以它相對(duì)于血氧計(jì)傳感器被固定地設(shè)置并且接近于病人。圖8示出本發(fā)明的自組織(ad hoc)網(wǎng)狀通信網(wǎng)絡(luò),其中具有可能附著于病人(未 示出)的指的傳感器的無線血氧計(jì)傳感器設(shè)備22與通信器6a進(jìn)行通信。通信器6a又在 通信鏈路中與通信器6b和通信器6c進(jìn)行通信。通信器6b和6c這二者在通信鏈路中與通 信器6d進(jìn)行通信。通信器6d還通信地鏈接到通信器6e。如圖8中進(jìn)一步示出的,每個(gè)通信器具有能夠示出多個(gè)病人的數(shù)據(jù)的顯示器24。 對(duì)于圖8的示例通信器,(一個(gè)或多個(gè))病人的SP02和心率這二者分別被示出在顯示器26a 和26b上。此外,在示例通信器6b到6e的顯示器中的每一個(gè)上示出五個(gè)數(shù)據(jù)集,其中每個(gè) 數(shù)據(jù)集表示特定病人。雖然在圖8的示例通信器中示出表示五個(gè)病人的數(shù)據(jù),但是應(yīng)該理 解的是,每個(gè)通信器也可以顯示更小或更大數(shù)目的病人參數(shù)集。此外,應(yīng)該理解的是,如果
13圖8的通信器是不同于以上提到的血氧計(jì)的設(shè)備,則那些通信器中的每一個(gè)的顯示器可以 顯示表示其他病人屬性的病人數(shù)據(jù),例如像在設(shè)備為C02監(jiān)視器或組合的C02監(jiān)視器和血 氧計(jì)設(shè)備的情況下的C02和呼吸率。對(duì)于通信地連接到通信器6a的無線血氧計(jì)傳感器22,從病人1測(cè)量或感測(cè)的物理 參數(shù)可以作為血氧計(jì)數(shù)據(jù)消息數(shù)據(jù)文件(例如96字節(jié))被發(fā)送到通信器6a。在接收到來 自血氧計(jì)設(shè)備22的數(shù)據(jù)文件時(shí),通信器6a在其遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)顯示RDD表28a中將病人1的數(shù) 據(jù)文件存儲(chǔ)為P 1。通信器6a的存儲(chǔ)器中的病人1的先前存儲(chǔ)數(shù)據(jù)被來自病人1的最新數(shù) 據(jù)替換或更新。示例通信器6a的RDD表28a被示出具有能夠存儲(chǔ)多個(gè)病人的數(shù)據(jù)(例如 從病人Pl到病人PN)的容量。在通信器的存儲(chǔ)器存儲(chǔ)裝置中,可以為每個(gè)病人保留示例的 大約18字節(jié)存儲(chǔ)器。在每個(gè)通信器中可以存儲(chǔ)多個(gè)表,以使得在不同時(shí)間接收的病人數(shù)據(jù) 實(shí)際上可以被保持并且與最新信息相比較以用于稍后將更詳細(xì)地描述的聚合過程。在圖8 中示出通信器6a的附加的示例表28b和28c。無線血氧計(jì)22與通信器6之間的交互在無線血氧計(jì)22將表示病人的至少一個(gè)物 理屬性(例如病人的SP02)的信號(hào)傳送離開血氧計(jì)到預(yù)定傳輸范圍(即傳感器的傳輸區(qū) 域)時(shí)開始。對(duì)于圖8的示例網(wǎng)絡(luò),無線血氧計(jì)22可以被認(rèn)為是傳感器節(jié)點(diǎn)。如圖8的網(wǎng) 絡(luò)的通信鏈路30a所示,通信器6a位于無線血氧計(jì)22的傳輸區(qū)域或地帶內(nèi)。因此,當(dāng)無線 血氧計(jì)22輸出從病人1感測(cè)的病人數(shù)據(jù)時(shí),通信器6a將接收被傳送的病人數(shù)據(jù)。在收到 時(shí),病人數(shù)據(jù)可以在RDD表(例如28a)中被存儲(chǔ)為病人數(shù)據(jù)PI。如果存在病人1的先前 Pl數(shù)據(jù),則在RDD表中該先前數(shù)據(jù)被替換為剛剛接收的數(shù)據(jù)。所存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)可以在通信器 6a的顯示器24上被顯示為病人的SP02和/或脈搏率。注意到,病人數(shù)據(jù)還可以被顯示、分 析、導(dǎo)電傳遞(conductively communicated)、和/或存儲(chǔ)以用于趨勢(shì)(trending)RDD或高 速應(yīng)用。如圖8的示例網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)一步示出的,通信器6a已經(jīng)分別經(jīng)由通信鏈路30b和30c 與通信器6b和通信器6c建立了通信路徑。如先前所討論的,本發(fā)明的每個(gè)通信器具有其 自己的無線電收發(fā)器,以使得每個(gè)通信器適于接收來自無線血氧計(jì)或其他醫(yī)療傳感器和其 他通信器這二者的信號(hào)_只要它處于那些傳感器和/或通信器的傳輸范圍內(nèi)。相反地,每 個(gè)通信器適合于將信號(hào)播出到預(yù)定廣播范圍或它的收發(fā)區(qū)域。因此,對(duì)于圖8的示例網(wǎng)絡(luò), 因?yàn)橥ㄐ牌?b和6c中的每一個(gè)都處于通信器6a的收發(fā)區(qū)域內(nèi),所以那些通信器均與通信 器6a通信。對(duì)于圖8的示例網(wǎng)絡(luò),在接收到來自無線血氧計(jì)22的病人Pl數(shù)據(jù)時(shí),在將所接收 的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在其RDD表28a中之后,通信器6a將該最新P 1數(shù)據(jù)播出到其收發(fā)區(qū)域。均處 于通信器6a的傳送范圍內(nèi)的通信器6b和6c接收到相同的病人Pl數(shù)據(jù)。那些通信器6b和 6c中的每一個(gè)然后更新其自己的RDD表,并且可以在其顯示器上顯示最新的病人Pl數(shù)據(jù), 以使得那些通信器的持有者可以看到病人Pl的物理參數(shù),在該實(shí)例中為SP02和脈搏率。通 信器6b和6c中的每一個(gè)然后將最新的病人Pl數(shù)據(jù)傳出到其相應(yīng)的收發(fā)區(qū)域。注意,通信 器6b和6c中的每一個(gè)被示出與無線血氧計(jì)傳感器22不具有直接通信鏈路。因?yàn)橥ㄐ牌?d剛好處于通信器6b和6c這二者的傳輸范圍中,所以它分別經(jīng)由通 信鏈路30d和30e接收來自那些通信器中的每一個(gè)的病人Pl數(shù)據(jù)。在這種情況下,因?yàn)閬?自通信器6b和6c這二者的病人Pl數(shù)據(jù)是相同的,所以與病人Pl有關(guān)的任何數(shù)據(jù)更新引起在通信器6d的RDD表中相同數(shù)據(jù)被更新。然而,在其中通信器6b和6d之間的通信時(shí)程 完全不同于通信器6c和6d之間的通信時(shí)程的另一情況下,可能的是,由通信器6d從通信 器6b和6d接收的來自相同病人的數(shù)據(jù)可能由于病人數(shù)據(jù)沿相應(yīng)通信鏈路的傳播延遲的緣 故而不同。在那種情況下,更遲的病人數(shù)據(jù)被存儲(chǔ)作為通信器6d中的病人數(shù)據(jù)。為了在來 自多個(gè)節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)傳輸基本上花費(fèi)相同時(shí)間量的情況下防止沖突,為本發(fā)明的網(wǎng)絡(luò)提供稍 后將會(huì)討論的時(shí)隙調(diào)度通信協(xié)議。圖8的示例網(wǎng)絡(luò)中的最后的節(jié)點(diǎn)是通信器6e,其經(jīng)由通 信鏈路30f處于與通信器6d的通信范圍內(nèi)。通信器6e不在與任何其他通信器或無線血氧 計(jì)傳感器22的通信范圍內(nèi)。利用本發(fā)明,即使通信器6e遠(yuǎn)離傳感器22,由于跨越網(wǎng)絡(luò)的通 信器節(jié)點(diǎn)的RDD消息的數(shù)據(jù)跳躍或數(shù)據(jù)的傳播,通信器6e的持有者也能夠監(jiān)視病人1的物 理參數(shù)。雖然在圖8的示例網(wǎng)絡(luò)中僅示出一個(gè)無線血氧計(jì)傳感器22,但是應(yīng)該理解的是, 可能存在沿網(wǎng)絡(luò)通信地鏈接的多個(gè)無線血氧計(jì)傳感器設(shè)備,以使得網(wǎng)絡(luò)的不同通信器可以 將病人信息傳送到與之通信地連接的其他通信器。因此,多個(gè)病人的數(shù)據(jù)可以被顯示在每 個(gè)通信器上。這通過圖8網(wǎng)絡(luò)的通信器6b、6c、6d和6e的相應(yīng)顯示器24圖示,其中在那些 通信器中的每一個(gè)上顯示了五個(gè)數(shù)據(jù)集,每個(gè)數(shù)據(jù)集對(duì)應(yīng)于特定病人。那些通信器的用戶 或操作者因此均能夠監(jiān)視多個(gè)病人的物理參數(shù),即使他們可能不在那些病人中任何一個(gè)的 附近。因此,對(duì)于本發(fā)明的網(wǎng)絡(luò),只要遠(yuǎn)程通信器節(jié)點(diǎn)處于另一通信器節(jié)點(diǎn)的廣播范圍內(nèi), 該另一通信器節(jié)點(diǎn)又已經(jīng)經(jīng)由可能其他通信器節(jié)點(diǎn)接收到來自病人的數(shù)據(jù),該遠(yuǎn)程通信器 節(jié)點(diǎn)也將接收到相同的病人數(shù)據(jù)并且因此能夠遠(yuǎn)程監(jiān)視該病人的身體健康。為了防止本發(fā)明的網(wǎng)絡(luò)的各個(gè)節(jié)點(diǎn)間的沖突,規(guī)定了時(shí)隙調(diào)度通信協(xié)議。為此,網(wǎng) 絡(luò)的每個(gè)設(shè)備或節(jié)點(diǎn)具有給定時(shí)間段的一個(gè)時(shí)隙來傳送其數(shù)據(jù)。在圖9中圖示了該時(shí)隙調(diào) 度通信協(xié)議。如所示,在圖9的示例時(shí)間段中提供了多個(gè)時(shí)隙,例如時(shí)隙Sl到S10。時(shí)隙 的數(shù)目可以對(duì)應(yīng)于特定網(wǎng)絡(luò)中的通信器設(shè)備的數(shù)目。因此,如果網(wǎng)絡(luò)包括16個(gè)設(shè)備,則將 在該時(shí)間段中提供16個(gè)時(shí)隙。該時(shí)間段被重復(fù)以使得網(wǎng)絡(luò)中的各個(gè)設(shè)備間的通信被調(diào)度。 結(jié)果產(chǎn)生了可預(yù)測(cè)的且可靠的網(wǎng)絡(luò)通信。對(duì)于每個(gè)設(shè)備,分配給該設(shè)備的時(shí)隙使該設(shè)備能夠在該給定時(shí)隙獨(dú)占地傳送多個(gè) 消息。例如,對(duì)于圖8的示例網(wǎng)絡(luò),時(shí)隙Sl可以被分配給通信設(shè)備6a,時(shí)隙S2被分配給通 信器6b,時(shí)隙S3被分配給通信器6c,時(shí)隙S4被分配給通信器6d并且時(shí)隙S5被分配給通 信器6e。因此,通信器6a將在時(shí)隙Sl進(jìn)行傳送,通信器6b在時(shí)隙S2進(jìn)行傳送,通信器6c 在時(shí)隙S3進(jìn)行傳送,等等。對(duì)于圖8的示例網(wǎng)絡(luò),就每個(gè)時(shí)間段而言可能沒有必要具有10 個(gè)時(shí)隙。向每個(gè)設(shè)備分配特定時(shí)隙的一種可能方式是網(wǎng)絡(luò)所位于的機(jī)構(gòu)(例如醫(yī)院中ICU 病房)的操作者已經(jīng)在設(shè)備中編程輸入它們相應(yīng)的時(shí)隙。另一種可能的方式是網(wǎng)絡(luò)的操作 者向設(shè)備分配不同時(shí)隙。網(wǎng)絡(luò)中的各個(gè)設(shè)備被同步到射頻(rf)傳輸。在脈搏血氧測(cè)定(包括無線血氧測(cè)定)中存在需要被傳送的大量數(shù)據(jù)。除了網(wǎng)絡(luò) 中的設(shè)備數(shù)目之外,可以針對(duì)每個(gè)時(shí)隙選擇性地優(yōu)化消息數(shù)目。在圖9的通信協(xié)議中,假定 可能存在由每個(gè)中繼節(jié)點(diǎn)設(shè)備在其被分配的時(shí)隙傳送的六種類型的消息。這些消息采用消 息分組的形式并且在圖10中示出。在圖9中,消息(M)被標(biāo)注,其中Ml對(duì)應(yīng)于第一消息NWK 并且M6對(duì)應(yīng)于最后的消息WS。消息Ml-NWK消息指的是節(jié)點(diǎn)開銷信息消息或“網(wǎng)絡(luò)開銷信 息”。消息M2是RDD (遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)顯示)消息,其承載在通信器的存儲(chǔ)器中的RDD表中存儲(chǔ)的
15數(shù)據(jù),并且一旦被更新,就可以由通信器顯示。消息M3和M4是HSl (高速1)和HS2 (高速 2)消息,這些消息在需要時(shí)將數(shù)據(jù)擴(kuò)散或廣播到網(wǎng)絡(luò)中的其他節(jié)點(diǎn)設(shè)備。為了參考圖8的示例網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行說明,如果接收自病人(Pl)的病人數(shù)據(jù)向通信器6a 指示來自該病人的數(shù)據(jù)在預(yù)定規(guī)定或可接受范圍之外,則通信器6a將進(jìn)入發(fā)出警報(bào)的警 報(bào)模式,以使得通信器6a的用戶知道病人Pl出現(xiàn)問題。同時(shí),為了克服網(wǎng)絡(luò)的帶寬限制,利 用HSl和/或HS2消息,通信器6a在網(wǎng)絡(luò)中擴(kuò)散警報(bào)消息以便達(dá)到網(wǎng)絡(luò)中的其他通信器, 因?yàn)檫@可能是其中攜帶其他通信器的人應(yīng)該被通知的緊急情況。因此,通過發(fā)送HSl和HS2 消息,通信器6d和6e的操作者或醫(yī)療人員,盡管與無線血氧計(jì)傳感器22不具有直接通信 鏈路,也被通知了病人(Pl)的警報(bào)狀況,以使得那些保健人員可以采取適當(dāng)?shù)男袆?dòng)(如果 有的話)。而且,HSl和/或HS2消息可以被選擇性地用于(在用戶請(qǐng)求時(shí))以高速率向遠(yuǎn) 程通信器廣播所測(cè)量的(一個(gè)或多個(gè))物理屬性。用戶可以是與傳送數(shù)據(jù)的通信器相關(guān)聯(lián) 的人或者與數(shù)據(jù)將被傳送到的遠(yuǎn)程通信器相關(guān)聯(lián)的人。如果對(duì)使用HS 1和/或HS2消息 的請(qǐng)求來自遠(yuǎn)程通信器,則遠(yuǎn)程請(qǐng)求首先必須被傳送通信器接收并且被如此識(shí)別出來。下一個(gè)消息M2 (CTR)是從通信器到它的專用無線傳感器的控制消息,所述無線傳 感器通過消息M6WS (無線傳感器)來標(biāo)識(shí)。這是需要的,因?yàn)闊o線傳感器可能不具有配置 整體無線電裝置和血氧計(jì)所需的用戶控制機(jī)制。此外,網(wǎng)絡(luò)中的通信器節(jié)點(diǎn)可能未必與其 專用傳感器具有直接通信鏈路。例如,可能的是,通信器6e的攜帶者實(shí)際上是負(fù)責(zé)連接到 圖8示例網(wǎng)絡(luò)中的無線血氧計(jì)傳感器22的病人的護(hù)士。并且通信器6e不在無線血氧計(jì)傳 感器22附近的原因可能是護(hù)士必須照顧另一病人并且因此移出了無線血氧計(jì)傳感器22的 傳輸范圍。然而盡管如此,由于從網(wǎng)絡(luò)的其他通信器中繼病人Pl數(shù)據(jù),護(hù)士能夠不斷地監(jiān) 視病人Pl的物理參數(shù),例如SP02。消息M6因此向其他通信器標(biāo)識(shí)無線血氧計(jì)傳感器22 是通信器6e的專用傳感器。如果無線血氧計(jì)適于進(jìn)行無線雙向通信,則每個(gè)通信器還可以 通過發(fā)送M2控制消息CTR來控制其專用無線血氧計(jì)的操作,所述M2控制消息CTR由網(wǎng)絡(luò) 中的其他節(jié)點(diǎn)中繼到通過WS消息所標(biāo)識(shí)的無線血氧計(jì)。利用圖9中示出的時(shí)隙調(diào)度通信協(xié)議,網(wǎng)絡(luò)的各個(gè)設(shè)備間的通信變得可預(yù)測(cè)且可 靠。因此,該協(xié)議為本發(fā)明系統(tǒng)或網(wǎng)絡(luò)提供了確定性方法,因?yàn)橛糜诟鱾€(gè)節(jié)點(diǎn)的過程被同 步。此外,系統(tǒng)是確定性的,因?yàn)槊總€(gè)時(shí)隙被分配給特定設(shè)備,以使得每個(gè)設(shè)備在不是其“講 話(talk)”時(shí)間的時(shí)候能夠偵聽(listen)其他設(shè)備;并且在它是變成“講話”設(shè)備時(shí),網(wǎng) 絡(luò)的其他設(shè)備將會(huì)偵聽。換言之,網(wǎng)絡(luò)的每個(gè)設(shè)備已經(jīng)被分配或分派了給定時(shí)間段來傳遞 或散布信息到網(wǎng)絡(luò)的其他設(shè)備,而沒有任何中央控制器命令各個(gè)設(shè)備傳送什么以及何時(shí)傳 送。圖9的消息類型的消息分組被分配了足夠的大小,例如96字節(jié),以使得所有必需 的數(shù)據(jù)都可以被承載于那些消息分組中以用于在網(wǎng)絡(luò)上傳播。在圖10中更詳細(xì)地示出那 些消息的消息類型和在網(wǎng)絡(luò)上的相應(yīng)流。其中通信器被表示為“Co”。圖11圖示了在本發(fā)明的系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)中如何聚合遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)顯示消息以及如何將其 廣播或擴(kuò)散到各個(gè)中繼節(jié)點(diǎn)或通信器。這里假定在網(wǎng)絡(luò)中存在多個(gè)通信器(C01、C02到 CON),其中每個(gè)通信器將其RDD消息傳出到給定收發(fā)范圍或廣播范圍。如所示,通信器C02 在通信器COl的廣播范圍內(nèi)并且通信器CON在與至少通信器C02的通信范圍中。為了防止 混淆并且增強(qiáng)理解,對(duì)于圖11的討論,“RDD”可以指每個(gè)通信器中的存儲(chǔ)表并且當(dāng)其被從
16一個(gè)節(jié)點(diǎn)通信器傳送到另一節(jié)點(diǎn)通信器時(shí)還可以指消息。通信器COl在其存儲(chǔ)器中具有本地?cái)?shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置,其將RDD消息存儲(chǔ)為RDD表32, 所述通信器COl在其中包含了其從無線血氧計(jì)直接或間接接收的信息。對(duì)于RDD表32,“節(jié) 點(diǎn)”32a指的是節(jié)點(diǎn)_網(wǎng)絡(luò)的傳感器和通信器這二者,“時(shí)間”32b指的是在消息被記錄在節(jié) 點(diǎn)中時(shí)的時(shí)間戳,并且“數(shù)據(jù)” 32c指的是從節(jié)點(diǎn)傳送的且由通信器接收的數(shù)據(jù)的種類。因 此,通信器COl中的RDD表已經(jīng)在其中存儲(chǔ)了來自多個(gè)節(jié)點(diǎn)(1、2到N)的數(shù)據(jù),每個(gè)節(jié)點(diǎn)具 有對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)(xl、x2、xN),所述數(shù)據(jù)(xl、x2、xN)分別具有給定時(shí)間戳(til、t21到tNl)。 來自通信器COl的RDD表32由通信器的無線電收發(fā)器廣播到其收發(fā)范圍并且被通信器C02 作為RDD消息32'而接收。通信器C02還具有先前存儲(chǔ)的RDD表,該RDD表具有來自各個(gè)節(jié)點(diǎn)的多個(gè)數(shù)據(jù)集, 如RDD表34所示。接下來在通信器C02中進(jìn)行聚合過程,其中接收自通信器COl (即來自 RDD消息32')的數(shù)據(jù)與在RDD表34中先前存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)相比較。作為例示,來自節(jié)點(diǎn)1 的先前存儲(chǔ)的信息是RDD表34中的“tlO”,而RDD消息32'中節(jié)點(diǎn)1的信息具有時(shí)間戳 “til”。這意味著RDD消息32'中與節(jié)點(diǎn)1有關(guān)的信息是較新的。因此,節(jié)點(diǎn)1的數(shù)據(jù)被 更新到“xl”并且被存儲(chǔ)在新RDD表36中。對(duì)于與節(jié)點(diǎn)2有關(guān)的信息,進(jìn)行相同的聚合過 程。對(duì)于該節(jié)點(diǎn),在RDD表34中的其時(shí)間是“ t22”,而RDD消息32 ‘中的節(jié)點(diǎn)2的時(shí)間是 “t21”的情況下,存儲(chǔ)在RDD表34中的數(shù)據(jù)被判斷為是較新的數(shù)據(jù)。因此,RDD表34中的 數(shù)據(jù)“y2”被復(fù)制到RDD表36。針對(duì)RDD表34中的其余節(jié)點(diǎn)通過將其先前存儲(chǔ)數(shù)據(jù)與RDD 消息32'中的那些數(shù)據(jù)進(jìn)行比較來重復(fù)相同的聚合過程。一旦RDD表34中的數(shù)據(jù)全都已 經(jīng)被比較并且如果需要的話被更新,就由通信器C02將更新的RDD表36作為RDD消息36' 播出到其收發(fā)區(qū)域。 RDD消息36 ‘被通信器CON接收作為RDD表消息36 ‘。相同的聚合過程然后在通 信器CON中進(jìn)行,由此RDD消息36 ’中的信息與RDD表38中先前存儲(chǔ)的信息相比較以用于 生成更新的RDD表40。對(duì)于圖11中示例圖示,由通信器COl接收的節(jié)點(diǎn)1的數(shù)據(jù)被中繼 到通信器CON并且在其RDD表40中更新。此外,在通信器CON的RDD表40中反映的節(jié)點(diǎn) 2的數(shù)據(jù)被從通信器C02的RDD表34中先前存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)更新。在其中所有通信器在所有其他通信器的范圍內(nèi)的系統(tǒng)中,就傳送和接收的消息而 言將會(huì)有最小等待時(shí)間。然而,實(shí)際上,這通常不是在示例圖8中所示的情形,這樣就從一 個(gè)通信器傳播到下一個(gè)通信器的消息而言總是存在傳播延遲,因?yàn)镽DD消息將從一個(gè)通信 器節(jié)點(diǎn)“跳躍”到下一個(gè)通信器節(jié)點(diǎn),以便在網(wǎng)絡(luò)上傳播。盡管至此僅公開了 RDD消息在網(wǎng) 絡(luò)上傳播,但應(yīng)該理解的是,除RDD消息以外或者除RDD消息之外的消息也可以在網(wǎng)絡(luò)上從 節(jié)點(diǎn)到節(jié)點(diǎn)被散布或傳播。例如,通信器已經(jīng)嵌入警報(bào)功能,以使得如果從病人測(cè)量的(一 個(gè)或多個(gè))物理參數(shù)超過相應(yīng)的上限或降到低于相應(yīng)的下限,即在預(yù)定安全限度之外,則 觸發(fā)警報(bào)以警告通信器的用戶病人可能出現(xiàn)問題。本發(fā)明的另一方面是,代替?zhèn)鞑セ驍U(kuò)散 RDD消息,僅在網(wǎng)絡(luò)上傳播或擴(kuò)散警報(bào)信號(hào)以警告各種人、醫(yī)療人員或配備有通信器的其他 人特定病人可能處于痛苦中。為了可以在網(wǎng)絡(luò)上傳播附加信息,通信器均可以配備有文本信使(messenger)芯 片以使得它的顯示器可以被驅(qū)動(dòng)到文本模式以接收可能伴隨警報(bào)的文本消息,所述警報(bào)可 以是例如給定頻率或音量的聲音或閃屏。文本消息可以被特定地指向給定通信器,或者可以沿網(wǎng)絡(luò)被廣播或擴(kuò)散到所有通信器。本發(fā)明的通信器因此適于被用作能夠只是接收來自 特定病人或多個(gè)病人的警報(bào)的尋呼機(jī)(pager),或者用作更復(fù)雜的尋呼機(jī),其中當(dāng)所監(jiān)視的 特定病人或給定數(shù)目的病人的(一個(gè)或多個(gè))物理參數(shù)被認(rèn)為是異常時(shí)文本消息可以伴隨 有警報(bào)并且準(zhǔn)許更靠近的檢查。功耗是血氧測(cè)定中的重要因素,因?yàn)闊o線血氧計(jì)相對(duì)小并且還可能需要相當(dāng)大的 功率來操作它們的無線電傳送器。因此需要無線血氧計(jì)節(jié)省它們的能量。對(duì)于本發(fā)明的網(wǎng) 絡(luò),因?yàn)槊總€(gè)血氧計(jì)傳感器被編程為僅在給定時(shí)間段中分配給它的給定時(shí)隙中進(jìn)行通信, 所以無線血氧計(jì)不需要知道其他時(shí)隙發(fā)生了什么。無線血氧計(jì)因此能夠進(jìn)入休眠或暫停模 式以在它不處于通信模式時(shí)節(jié)省其功率。但是在無線血氧計(jì)運(yùn)行的時(shí)間期間,重要的是它 與通信器或至少在其信號(hào)范圍內(nèi)的通信器同步,并且能夠廣播它從其傳感器所附著的病人 感測(cè)的信息。本發(fā)明的時(shí)隙調(diào)度通信協(xié)議由于其確定性的特征而允許這樣的能量節(jié)省。參考圖12,示出了無線血氧計(jì)傳感器與通信器之間的交互。圖12中所示的傳感器 和通信器可以分別是圖8中所示的無線血氧計(jì)22 (傳感器1)和通信器6a(COl)。對(duì)于通信 器C01,圖12示出已經(jīng)被分派給通信器用于傳送其消息的時(shí)隙(0到T)。對(duì)于傳感器1,圖 12示出在大約相同時(shí)間段期間血氧計(jì)所經(jīng)歷的用于節(jié)省功率的一系列功能。如圖12中所示,在時(shí)間42a,通信器COl傳送例如RDD消息以及參考圖9和10所 公開的其他傳輸。在相同時(shí)間44a,連接到病人的傳感器1處于其休眠模式。在時(shí)間42b, 通信器COl繼續(xù)傳送其數(shù)據(jù)。在時(shí)間44b,傳感器1或者響應(yīng)于內(nèi)定時(shí)器或者根據(jù)傳感器的 初始化而醒來以開始從病人收集(一個(gè)或多個(gè))物理參數(shù)。該醒來時(shí)間在圖12中被稱為 TWU。在時(shí)間42c,通信器COl繼續(xù)傳送其數(shù)據(jù)。在對(duì)應(yīng)時(shí)間44c,傳感器1連續(xù)地接收來自 其傳感器的病人數(shù)據(jù)。在時(shí)間42d,通信器COl傳送信號(hào)到特定無線血氧計(jì),例如傳感器1。 在對(duì)應(yīng)時(shí)間44d,傳感器1接收來自通信器COl的射頻信號(hào),并且注意到該信號(hào)是特別標(biāo)識(shí) 它的信號(hào),將其定時(shí)與通信器COl的定時(shí)同步。其后,在時(shí)間44e,傳感器1傳送它已經(jīng)從病 人獲得的數(shù)據(jù)。在時(shí)間42e該數(shù)據(jù)被通信器COl接收,如由RX WS(接收無線傳感器)信號(hào) 所表示的那樣。其后(在時(shí)間T后),通信器COl進(jìn)入接收模式,其中它偵聽可能存在于網(wǎng) 絡(luò)中的各個(gè)血氧計(jì)和通信器,例如RX1、RX2到RXM設(shè)備。大約同時(shí),傳感器1進(jìn)入其休眠模 式(TGS)并且保持休眠直到它被內(nèi)定時(shí)器喚醒或被激活以開始監(jiān)視病人的物理參數(shù),例如 SP02。因此通過在無線血氧計(jì)傳感器不從病人測(cè)量物理參數(shù)時(shí)使其休眠,血氧計(jì)所需的 功率減少,因此血氧計(jì)的大小可以減小。另一方面,通信器(其是移動(dòng)設(shè)備)的無線電裝置 將保持蘇醒以便偵聽形成網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)的其他通信器和其他設(shè)備。對(duì)于先前所討論的本發(fā)明的警報(bào)尋呼機(jī)方面,應(yīng)該注意到,這樣的尋呼機(jī)將僅需 要偵聽沿網(wǎng)絡(luò)傳播的信息。換言之,以尋呼機(jī)名義操作的通信器不需要傳送任何信息。因 此,尋呼機(jī)通信器不進(jìn)行至此所描述的通信器的功能。但是通信器(作為其功能之一)通 過接收沿網(wǎng)絡(luò)傳播的數(shù)據(jù)并且尋找任何警報(bào)狀況來進(jìn)行尋呼功能。換句話說,就其通信功 能而言通信器是雙向的,而尋呼機(jī)不需要如此。參考圖13,示出本發(fā)明的通信器的更詳細(xì)的框圖。被用于圖4框圖的相同附圖標(biāo) 記在此被用于相同的組件。如所示,通信器6具有主主機(jī)板或模塊,其具有血氧計(jì)模塊12 和無線電模塊20。在血氧計(jì)模塊12中,存在著存儲(chǔ)器12a、專用于血氧計(jì)模塊的處理器控制器12b、以及傳感器電路12c。傳感器電路12c連接到傳感器連接器46,其中附著于病人 的傳感器可以通過電纜連接到所述傳感器連接器46。通信器的無線電模塊20還具有其專 用存儲(chǔ)器20a、專用處理器控制器20b、收發(fā)器20c和驅(qū)動(dòng)信號(hào)到天線20e的模擬電路20d, 所述天線20e用于收發(fā)往返于通信器的數(shù)據(jù)。在主主機(jī)板上,存在存儲(chǔ)器10和微處理器8,該微處理器8控制通信器的主機(jī)板或 模塊上的所有模塊以及驅(qū)動(dòng)器。處理器8從血氧計(jì)模塊或電路獲得血氧測(cè)定數(shù)據(jù)。該數(shù)據(jù) 可以通過視覺顯示、音頻警報(bào)、有線通信和RF通信來傳遞。如所示,存在著四個(gè)不同的驅(qū)動(dòng) 器48a、48b、48c和48d。驅(qū)動(dòng)器48a驅(qū)動(dòng)顯示器50,該顯示器50顯示例如病人的SP02和 脈搏率,并且當(dāng)需要比SP02和脈搏率更多的信息時(shí)或當(dāng)通信器被用作尋呼機(jī)時(shí)另外可能 顯示文本消息。驅(qū)動(dòng)器48b驅(qū)動(dòng)警報(bào)52,該警報(bào)52在所測(cè)量的病人參數(shù)被認(rèn)為不在可接 受范圍內(nèi)時(shí)觸發(fā)。驅(qū)動(dòng)器48c驅(qū)動(dòng)諸如像小鍵盤或定點(diǎn)設(shè)備之類的用戶輸入54以允許用 戶與通信器交互。驅(qū)動(dòng)器48d與有線通信模塊56 —起工作,所述有線通信模塊56又已經(jīng)
連接到通信連接器58,所述通信連接器58可以例如是如先前討論的RS-232端口或USB端□。通信器的功率由電源電路58提供,所述電源電路58調(diào)節(jié)電池60的功率電平。外 電源接口 62將電源電路58連接到電源連接器64,以使得外電源可以被提供給充電電池60 或從電源出口(power outlet)向通信器供電,例如當(dāng)通信器通過電纜連接到附著于病人的 傳感器時(shí)。用于運(yùn)行通信器的軟件程序被存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器10中。圖14是本發(fā)明的通信器的示例示意圖。如所示,主通信器印刷電路板或模塊66 被分成多個(gè)主模塊或電路。這些電路包括血氧計(jì)模塊68、電源模塊70、顯示器模塊72、主處 理器74及其在它所安裝到的PC板上的相關(guān)聯(lián)電路、存儲(chǔ)器模塊76、音頻模塊78和無線電 模塊80。還存在包括例如實(shí)時(shí)時(shí)鐘、A/D轉(zhuǎn)換器和外部通信電路的混雜(miscellaneous) 電路。擴(kuò)展塢和打印機(jī)(未示出)也可以被包含在系統(tǒng)中。血氧計(jì)模塊68包括由68a表示的受讓人的血氧計(jì)PCB (印刷電路板),其具有制造 商標(biāo)號(hào)PN 31392B1,或PN 31402Bx或PN 31392Bx的變體。該血氧計(jì)板通過邏輯電平、全 雙工、通用異步收發(fā)器(UART)從P12連接器向主機(jī)處理器74進(jìn)行通信。供給血氧計(jì)電路 板68a的功率由電源電路70通過開關(guān)電容器調(diào)節(jié)器U9經(jīng)由連接器P12以經(jīng)調(diào)節(jié)的3. 3伏 特的形式提供。板68處的連接器Pll提供到主板66處的連接器P14的連接,所述連接器 P14用于連接到有線血氧計(jì)傳感器。接收自血氧計(jì)傳感器的信號(hào)被路由通過板68a,并且經(jīng) 由連接器P12到達(dá)處理器74。電源模塊70適于被從多個(gè)源供電,所述多個(gè)源包括通用主線AC/DC 9V壁裝電源、 以5V、500mA供電的通用串行總線(USB)、用戶可更換的AA(4個(gè)6V的堿性拋棄式電池)以 及7. 4V的定制鋰離子可充電電池。供給哪個(gè)功率被自動(dòng)地裁定。AC/DC 9V功率和USB 5V 功率通過通用入塢(docking)/串行通信連接器P3進(jìn)入。堿性和鋰離子可充電電池占據(jù)相 同的內(nèi)部電池盒,以使得在任何給定時(shí)間能夠存在這一個(gè)或另一個(gè)并且均具有它們的單獨(dú) 連接。經(jīng)由連接器P9和P8將四個(gè)堿性電池串聯(lián)在一起,而鋰可充電電池組通過5位置連 接器PlO而連接。鋰離子可充電電池組包含整體的充電控制、燃料計(jì)(fuel gauge)和冗余 的安全電路。PlO上的附加信號(hào)是AC/DC 9V功率,USB 5V功率加上7. 4V輸出,接地和到主 處理器74的1-1有線邏輯接口(U21)以傳遞充電和燃料計(jì)信息。如所示,所有可能的電源
19供給被二極管“或”以便在被送往主開/關(guān)功率MOSFET晶體管Q2之前產(chǎn)生能夠介于4. 5V 和8. 5V之間的范圍中的源。電源然后通過降壓轉(zhuǎn)換器/可切換的調(diào)節(jié)器U3而高效地轉(zhuǎn)換 到2.7V。其他的1.8V和1.5V供給電壓也分別通過調(diào)節(jié)器U2和Ul而產(chǎn)生。主處理器U21 以2.7V、1.8V和1.5V供給進(jìn)行操作。閃速和SDRAM存儲(chǔ)器以1.5V供給進(jìn)行操作。無線電 裝置和大多數(shù)通用I/O以2. 7V供給進(jìn)行操作。顯示電路可以包括由Sharp Electronics Company制造的具有制造編號(hào)PN LQ030B7DD01的彩色TFT 3. 0英寸IXD顯示器。顯示分辨率是320Hx320V。處理器U21提 供整體的LCD控制器外圍設(shè)備,其能夠生成大多數(shù)所需的定時(shí)和LCD控制信號(hào)。示出四個(gè) 附加的IXD相關(guān)電路(在處理器U21外部)。對(duì)比度控制通過數(shù)字電位計(jì)(P0T)U12提供并 且由主處理器U21經(jīng)由I2C雙線總線來命令。AC和DC灰度級(jí)電壓由灰度級(jí)ASIC U8生成。 附加的+3V、+5V、+15V和-IOV的IXD供給電壓由電壓調(diào)節(jié)器U7和UlO生成。發(fā)光二極管 (LED)背光亮度由開關(guān)調(diào)節(jié)器TO控制。亮度通過來自主處理器U21的脈寬調(diào)制器(PWM)控 制信號(hào)的占空比來控制。LCD顯示控制信號(hào)通過連接到連接器P6的39導(dǎo)電柔性扁平電纜 而被從顯示模塊引出。顯示背光LED利用連接到連接器P7的四個(gè)導(dǎo)電柔性扁平電纜而從 該模塊引出。主處理器71(U21)可以是來自Freescale Company的制造編號(hào)為PN MC9328MX21VM的ARM-9架構(gòu)處理器。該處理器具有所需要的許多板上外圍設(shè)備,包括例如 IXD控制器、多個(gè)UART端口、I2C端口、外部存儲(chǔ)器總線、存儲(chǔ)器管理單元、多個(gè)PWM輸出、低 功率關(guān)閉模式、鍵掃描和鍵去抖動(dòng)(deboimce),這只是在本發(fā)明的通信器中使用的處理器 的組件的幾個(gè)例子。在存儲(chǔ)器模塊76中,存在三種不同類型的存儲(chǔ)器由U19和U20表示的兩個(gè)1. 8V 的8Mb χ 16SDRAM(同步動(dòng)態(tài)RAM),由U22表示的一個(gè)1. 8V的2Mb χ 16閃存(非易失性存 儲(chǔ)器),一個(gè)2. 7V的1Mb串行EEPR0M(電可擦PR0M)。程序代碼和非易失性的趨勢(shì)數(shù)據(jù)被 存儲(chǔ)在閃速存儲(chǔ)器中。在加電時(shí),程序代碼被從較慢的閃速存儲(chǔ)器轉(zhuǎn)移到更高速的SDRAM 以支持更快的處理器操作。非易失性串行EEPROM被用于存儲(chǔ)系統(tǒng)事件日志、系統(tǒng)序列號(hào)及 其他系統(tǒng)信息。非易失性串行閃速存儲(chǔ)器被用于趨勢(shì)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。顯示存儲(chǔ)在SDRAM存儲(chǔ)空 間之外執(zhí)行。音頻模塊78支持按照醫(yī)療設(shè)備的60601-1-8警報(bào)標(biāo)準(zhǔn)的音頻警報(bào)。由于警報(bào)標(biāo) 準(zhǔn)所規(guī)定的音量和音質(zhì),與使用壓電式換能器相對(duì)比,傳統(tǒng)的音圈揚(yáng)聲器被用于生成所需 的聲音。主處理器U21以11比特分辨率生成脈沖寬度調(diào)制的(PWM)控制信號(hào)以控制警報(bào) 信號(hào)的音量和音調(diào)(Pitch)這二者。信號(hào)調(diào)節(jié)電路U18將該P(yáng)WM流過濾成模擬音頻信號(hào), 該信號(hào)繼而被D類音頻放大器U15放大。U15差動(dòng)地(differentially)驅(qū)動(dòng)傳統(tǒng)橋接式負(fù) 載(BTL)配置中的8歐姆揚(yáng)聲器以用于獲得最高效率。無線電電路80具有無線電模塊RFl,所述無線電模塊RFl可以是單板收發(fā)器無線 電和PCB天線,其被設(shè)計(jì)成根據(jù)IEEE 802. 15. 4低數(shù)據(jù)速率無線個(gè)域網(wǎng)(WPAN)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行操 作。無線電模塊硬件由位于Cedarburg,Wisconsin的L. S. Research company以具有制造 編號(hào)PNMTXl2-101-MTN26的產(chǎn)品名稱Matrix來提供。矩陣模塊是2. 4GHz的基于802. 15. 4 的模塊,其被設(shè)計(jì)用于專有的ZigBee(低功率、無線網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn))數(shù)據(jù)收發(fā)器應(yīng)用。矩陣模塊 的處理器和傳送器可以基于諸如像Texas Instrument CC2430芯片之類的集成模塊。
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參考圖15,示出與圖5中示出的傳感器相對(duì)應(yīng)的更詳細(xì)的示例無線指血氧計(jì)傳感 器。與圖5中的那些組件相同的組件在此以相同方式標(biāo)記。圖15中的血氧計(jì)傳感器22被 示出包括血氧計(jì)模塊26和無線電模塊28。在血氧計(jì)模塊26中,存在存儲(chǔ)器26a、控制器 26b和傳感器電路26c。傳感器電路被連接到光源發(fā)射器26d以及檢測(cè)器26e并且向其提 供功率。光發(fā)射器和檢測(cè)器相結(jié)合地工作以檢測(cè)或監(jiān)視連接到發(fā)射器和檢測(cè)器的病人的血 液中的氧飽和度。從病人收集的數(shù)據(jù)被存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器26a中。血氧計(jì)模塊的整體操作由控 制器26b來控制。無線電模塊28具有存儲(chǔ)器28a、控制器28b、收發(fā)器28c、模擬電路28d和天線28e。 用于血氧計(jì)傳感器設(shè)備的無線電模塊28的操作類似于針對(duì)通信器所討論的操作。然而,大 多數(shù)情況下,只有被收集并存儲(chǔ)在血氧計(jì)模塊26中的數(shù)據(jù)由無線電傳送器傳出。然而,假 定收發(fā)器28c適于接收信號(hào)以及發(fā)出信號(hào),血氧計(jì)傳感器設(shè)備22的無線電模塊28可能能 夠接收來自遠(yuǎn)程源(例如通信器)的信號(hào),以便接收來自其的指令。一種這樣的指令可以是 由通信器發(fā)送的用于指示血氧計(jì)進(jìn)入休眠模式的休眠指令。另一可能的指令可以是喚醒指 令,用于使血氧計(jì)傳感器從其休眠模式醒來并且開始監(jiān)視病人的SP02。如針對(duì)圖12中所圖 示的定時(shí)功能所討論的那樣,血氧計(jì)傳感器設(shè)備適于接收來自其被指定的通信器的傳輸, 以使得在從病人收集的數(shù)據(jù)被血氧計(jì)傳感器傳送到通信器之前它可以與該通信器同步。由電源電路30向血氧計(jì)傳感器設(shè)備22的血氧計(jì)和無線電模塊提供功率,所述電 源電路30調(diào)節(jié)來自電池30a的功率。大多數(shù)情況下,血氧計(jì)傳感器設(shè)備22由病人佩戴,其 中傳感器被特別地置于指附近,例如病人的手指。也可以使用其他類型的傳感器,例如像附 著于病人前額的反射傳感器。在操作中,血氧計(jì)模塊26中的處理器控制器26b控制模擬傳感器電路,所述模擬 傳感器電路對(duì)與被測(cè)量的病人的物理參數(shù)相對(duì)應(yīng)的串行傳入的模擬波形信號(hào)進(jìn)行采樣。由 控制器26b處理程序以根據(jù)從傳感器電路26c獲得的采樣模擬波形計(jì)算數(shù)字血氧測(cè)定數(shù) 據(jù)。該數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)然后被傳遞到無線電模塊28,所述無線電模塊28將所述數(shù)據(jù)傳送到處于其 傳輸區(qū)域內(nèi)的通信器,以使得所述數(shù)據(jù)可以由通信器顯示。雖然無線電模塊28所利用的協(xié) 議與通信器的無線電模塊所利用的協(xié)議相同,但是在血氧計(jì)傳感器設(shè)備中的無線電模塊與 通信器中的無線電模塊之間可能存在硬件差異。這是因?yàn)槔缬捎跒檠跤?jì)傳感器設(shè)備所 必需的大小與性能的權(quán)衡而引起的天線的加強(qiáng)以及功率放大器的省略。在圖16中示出了無線電模塊的主要轉(zhuǎn)移狀態(tài),基于RF中斷,例如開始、接收和微 控制器控制。如所示,存在四個(gè)主狀態(tài)或模式。這些是空閑狀態(tài)82、接收狀態(tài)84、傳送狀 態(tài)86和休眠狀態(tài)88。還存在著在硬復(fù)位之后無線電模塊的正確操作所需的初始化狀態(tài)90。 在空閑狀態(tài)82下,無線電模塊偵聽并且在檢測(cè)到正確RF信號(hào)時(shí),它開始接收傳入的數(shù)據(jù)。 根據(jù)命令,無線電模塊進(jìn)入傳送狀態(tài)86,其中緩沖的數(shù)據(jù)分組通過RF接口被傳出到無線電 模塊的廣播范圍。休眠模式88允許無線電模塊在不失去其設(shè)置的情況下在低功率下操作。 無線電模塊能夠在任何狀態(tài)下被關(guān)閉。圖17-21是圖示本發(fā)明的通信器的操作的流程圖。在圖17中,在步驟92中無線電模塊進(jìn)入接收模式。該接收步驟遵循無線電協(xié)議和 任何附加的軟件控制。在檢測(cè)到基準(zhǔn)信號(hào)(fiducialsignal)時(shí),按照步驟94,無線電模塊 的控制器記錄其當(dāng)前時(shí)間。注意到,所述基準(zhǔn)信號(hào)在IEEE 802. 15. 4標(biāo)準(zhǔn)中被定義為起始幀定界符檢測(cè)信號(hào),并且應(yīng)該具有相對(duì)一致的時(shí)間性能。在步驟96中,進(jìn)行確定以驗(yàn)證所 接收的分組是否旨在送往特定設(shè)備,即是否存在正確的指定地址和格式。如果該消息不是 旨在送往該特定無線電模塊,則按照步驟98該過程返回到空閑狀態(tài)。在那時(shí),被認(rèn)為不是 旨在送往該無線電模塊的消息使得該無線電模塊停止接收數(shù)據(jù)并且在返回到空閑狀態(tài)之 前丟棄它已經(jīng)接收的數(shù)據(jù)。如果在步驟96中的確定驗(yàn)證了消息確實(shí)旨在送往該無線電模 塊,則該過程前進(jìn)到步驟100,其中消息被接收并且緩沖到該無線電模塊的本地存儲(chǔ)器中。 在步驟102中,確定所接收的消息是否將用于同步。如果否,則該過程前進(jìn)到步驟104,其中 消息被分類(sort)。但是如果消息確實(shí)旨在用于同步,則該過程前進(jìn)到步驟106,其中在步 驟104中對(duì)消息進(jìn)行分類之前基于基準(zhǔn)信號(hào)的時(shí)間來更新時(shí)隙定時(shí)器。其后,在步驟108 中消息被適當(dāng)?shù)鼐彌_以使得它可以被串行傳送到無線電模塊的主機(jī)。其后,按照步驟98,該 無線電模塊返回到其空閑狀態(tài)。圖18是圖示通信器的無線電模塊的傳送過程的流程圖。該無線電模塊根據(jù)來自 無線電微控制器的命令而開始傳送。這是步驟110。在該步驟中,微控制器將基于調(diào)度和 同步定時(shí)來發(fā)信號(hào)通知其時(shí)隙的開始。按照步驟112,在時(shí)隙開始時(shí),無線電模塊可以更新 其時(shí)隙定時(shí)器。如果在網(wǎng)絡(luò)中存在單獨(dú)節(jié)點(diǎn)(即,通信器不在其他通信器的收發(fā)范圍中但 是在無線血氧計(jì)傳感器的廣播范圍內(nèi))則這可能是重要的,并且初始化協(xié)議要求消息的定 期廣播。在步驟114中,確定對(duì)于給定時(shí)隙是否存在要傳送的數(shù)據(jù)。如果沒有,則按照步驟 116該過程返回到無線電模塊空閑狀態(tài)。如果存在,則按照步驟118傳送數(shù)據(jù)。在步驟120 中,確定該時(shí)隙是否足夠長來進(jìn)行另一傳輸。如果是這樣,則該過程返回步驟114以獲取附 加數(shù)據(jù)以供傳輸。只要存在足夠的時(shí)間來傳送更多消息,該過程就繼續(xù)進(jìn)行。如果在步驟 120中確定沒有足夠長的時(shí)間來進(jìn)行下一個(gè)傳輸,則按照步驟116該過程使無線電模塊返 回到其空閑狀態(tài),其中無線電模塊等待下一傳送、接收或休眠指令。通信器的聚合和廣播過程分別在圖19和20的流程圖中示出。在圖19中,按照步 驟122,通信器的主機(jī)處理器從無線電模塊接收RDD消息,或其他聚合和轉(zhuǎn)發(fā)類型消息。按 照步驟124,然后將所接收的數(shù)據(jù)與先前存儲(chǔ)的、或在無線電模塊的存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的消息的 本地副本進(jìn)行比較。在步驟126中,確定所接收的數(shù)據(jù)是否比先前存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)更新。如果是 這樣,則按照步驟128以所接收的RDD消息對(duì)本地存儲(chǔ)器進(jìn)行更新。通信器上的顯示可以 按照步驟130來更新。按照步驟132該過程然后停止直到存在下一開始。如果在步驟126 中確定所接收的數(shù)據(jù)沒有先前所述的數(shù)據(jù)新,則聚合過程退出到步驟132以等待下一傳入 的RDD消息。圖20是圖示本發(fā)明的通信器的轉(zhuǎn)發(fā)過程的流程圖。按照步驟134,以本地脈搏血 氧測(cè)定數(shù)據(jù)來對(duì)RDD表(其還包括HS數(shù)據(jù)和類似聚合和轉(zhuǎn)發(fā)消息)進(jìn)行更新。在步驟136 中,任何新的本地脈搏血氧測(cè)定數(shù)據(jù)被獲取并準(zhǔn)備就緒。在步驟138中,RDD消息被更新。 然后按照步驟140,該過程退出。在圖21中,圖示了用于聚合數(shù)據(jù)并從通信器的主處理器向無線電模塊轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù) 的處理步驟。起始于步驟142,用于無線電模塊的數(shù)據(jù)被更新。其后,在步驟144中,用于 無線電模塊的消息被排隊(duì)。在步驟146中,決定是否存在附加數(shù)據(jù)。如果存在,則按照步驟 148附加數(shù)據(jù)被串行傳送到無線電模塊。該過程繼續(xù)進(jìn)行直到按照步驟146確定不再有要 被路由到無線電模塊的數(shù)據(jù)。在那時(shí),該過程進(jìn)行到步驟150并且聚合和轉(zhuǎn)發(fā)過程結(jié)束。
22
圖22是圖示無線血氧計(jì)的操作的流程圖。如上所述,為了節(jié)省功率,無線血氧計(jì) 傳感器開始處于無線電模塊休眠模式。該過程因此開始于步驟152,其中通過外部信號(hào)或 者內(nèi)定時(shí)器中斷來喚醒血氧計(jì),如先前所討論的那樣。血氧計(jì)的無線電模塊于是按照步驟 154進(jìn)入空閑狀態(tài)。從空閑狀態(tài)起,無線電模塊可以接收數(shù)據(jù),被同步并且返回到空閑狀態(tài)。 這些過程開始于步驟156,其中起始幀定界符(SFD)被檢查以捕獲時(shí)間,按照參考圖11和 12的討論。如果在步驟158中確定SFD不是用于該血氧計(jì),則該過程返回到步驟154中的 空閑狀態(tài)以等待將該血氧計(jì)傳感器指定或標(biāo)識(shí)為正確血氧計(jì)傳感器的SFD。如果血氧計(jì)確 定它是要與通信器進(jìn)行通信的正確傳感器,則該過程進(jìn)行到步驟160,在該步驟中它接收消 息。如果按照步驟162確定消息是同步消息,則按照步驟164更新時(shí)隙定時(shí)器以使血氧計(jì) 與通信器同步。該過程然后進(jìn)行到步驟166,其中即將來臨的消息被緩沖。如果確定消息不 是同步消息,則也發(fā)生該相同的緩沖過程。其后,按照步驟168,該過程返回到無線電模塊空 閑狀態(tài)。血氧計(jì)保持在空閑狀態(tài)直到按照步驟170接收到開始RF傳輸中斷或命令。在那 時(shí),按照步驟172更新時(shí)隙定時(shí)器。在步驟174中,該過程確定是否存在要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)。如 果存在,則按照步驟176傳送數(shù)據(jù)。接下來按照步驟178確定是否存在足夠的時(shí)間來傳送下 一個(gè)消息。如果存在,則該過程返回到步驟174以獲取下一個(gè)消息,并且按照步驟176傳送 所獲取的消息。該過程重復(fù)直到按照步驟178確定沒有足夠長的時(shí)間來傳送下一個(gè)消息。 在那時(shí),按照步驟180該過程返回空閑狀態(tài)。如果在步驟174中確定不存在要傳輸?shù)臄?shù)據(jù), 則該過程也進(jìn)入空閑狀態(tài)。在空閑狀態(tài)之后,該過程可以按照步驟182接收其他命令。其 后,因?yàn)闊o線電模塊和血氧計(jì)被獨(dú)立地供電,為了節(jié)省功率,按照步驟184使無線電模塊進(jìn) 入休眠直到它被喚醒。應(yīng)該理解的是本發(fā)明在細(xì)節(jié)上可以進(jìn)行許多變化、修改和改變。例如,盡管已經(jīng)參 考醫(yī)療器械環(huán)境對(duì)所公開的網(wǎng)絡(luò)、系統(tǒng)和設(shè)備進(jìn)行了討論,但是應(yīng)該理解的是這樣的網(wǎng)絡(luò)、 系統(tǒng)和設(shè)備同樣適合于在非醫(yī)療環(huán)境中操作。因此,本發(fā)明人的目的在于貫穿本說明書所 描述的以及在附圖中所示出的所有內(nèi)容都被解釋為只是說明性的而非限制性的。因此,意 圖在于本發(fā)明僅由所附權(quán)利要求的精神和范圍來限定。
權(quán)利要求
一種適于接收與病人的物理屬性有關(guān)的數(shù)據(jù)并且將病人的物理屬性傳出到傳輸區(qū)域的通信器,包括數(shù)據(jù)接收電路,用于接收與病人的至少一個(gè)物理屬性有關(guān)的病人數(shù)據(jù);至少一個(gè)存儲(chǔ)器,用于存儲(chǔ)由所述數(shù)據(jù)接收電路所接收的病人數(shù)據(jù),在所述一個(gè)存儲(chǔ)器中病人數(shù)據(jù)被聚合以使得較新的病人數(shù)據(jù)被存儲(chǔ)在所述一個(gè)存儲(chǔ)器中;數(shù)據(jù)傳送電路,用于將存儲(chǔ)在所述一個(gè)存儲(chǔ)器中的較新的病人數(shù)據(jù)傳出到傳輸區(qū)域;以及處理器,用于控制數(shù)據(jù)接收和數(shù)據(jù)傳送電路的操作。
2.如權(quán)利要求1所述的通信器,其中所述一個(gè)存儲(chǔ)器包括用于存儲(chǔ)在不同時(shí)間從多個(gè) 其他通信器接收的病人數(shù)據(jù)的至少一個(gè)存儲(chǔ)表;并且其中將來自其他通信器的病人數(shù)據(jù)與先前存儲(chǔ)在所述一個(gè)存儲(chǔ)表中的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較, 并且如果新近更新,則使得所述一個(gè)存儲(chǔ)表存儲(chǔ)來自其他通信器的較新的病人數(shù)據(jù)。
3.如權(quán)利要求2所述的通信器,其中在所述一個(gè)存儲(chǔ)表中的數(shù)據(jù)已經(jīng)被比較之后,并 且如果需要更新,則所述數(shù)據(jù)傳送電路可以將來自所述存儲(chǔ)表的較新的病人數(shù)據(jù)廣播到所 述通信器的傳輸區(qū)域。
4.如權(quán)利要求1所述的通信器,進(jìn)一步包括用于顯示從所述數(shù)據(jù)接收電路獲得的病人 數(shù)據(jù)的顯示器,以及用于提供對(duì)病人數(shù)據(jù)的問題的警告的警報(bào)。
5.如權(quán)利要求1所述的通信器,進(jìn)一步包括適于將從多個(gè)電源自動(dòng)仲裁的經(jīng)調(diào)節(jié)的功 率提供給所述通信器中的電路和處理器的電源電路。
6.如權(quán)利要求1所述的通信器,其中所述數(shù)據(jù)接收電路包括與用于接收病人數(shù)據(jù)的無 線電模塊協(xié)同工作的血氧計(jì)模塊;并且其中所述數(shù)據(jù)傳送電路包括所述無線電模塊以用于 將包含存儲(chǔ)在所述一個(gè)存儲(chǔ)器中的較新病人數(shù)據(jù)的消息廣播到傳輸區(qū)域。
7.如權(quán)利要求1所述的通信器,其中所述一個(gè)存儲(chǔ)器包括多個(gè)存儲(chǔ)表,每個(gè)存儲(chǔ)表用 于存儲(chǔ)在不同時(shí)間從多個(gè)其他通信器接收的對(duì)應(yīng)病人的數(shù)據(jù),所述每個(gè)存儲(chǔ)表的對(duì)應(yīng)病人 的數(shù)據(jù)被聚合以使得對(duì)應(yīng)病人的較新數(shù)據(jù)被存儲(chǔ)于其中。
8.如權(quán)利要求1所述的通信器,其中通信器適于向用于從病人收集數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程傳感器 發(fā)送信號(hào)以向所述傳感器提供指令。
9.如權(quán)利要求1所述的通信器,其中從所述數(shù)據(jù)接收電路接收的數(shù)據(jù)包括SP02(動(dòng)脈 血的含氧量)、脈搏率、C02、ETC02 (呼氣末C02)和呼吸中的至少一個(gè)。
10.如權(quán)利要求1所述的通信器,其中當(dāng)所述通信器在其他通信器的相應(yīng)接收范圍中 或其他通信器在所述通信器的傳輸區(qū)域中時(shí)所述通信器能夠與其他通信器通信,所述通信 器和其他通信器均被分配了時(shí)隙調(diào)度通信協(xié)議的給定時(shí)隙以使得每個(gè)通信器都具有其自 己的用于信號(hào)和/或數(shù)據(jù)的傳輸、接收和/或廣播的通信時(shí)程。
11.一種通信器,其適于在它位于傳感器或其他通信器的傳輸范圍內(nèi)時(shí)或在其他通信 器在所述通信器的傳輸區(qū)域內(nèi)時(shí)無線接收和傳送與病人的物理屬性有關(guān)的數(shù)據(jù),包括無線電收發(fā)器,具有它在其中接收來自傳感器和/或其他通信器的信號(hào)的接收范圍和 它將信號(hào)發(fā)出到預(yù)定距離的廣播范圍;處理器,通信地連接到所述無線電收發(fā)器;以及存儲(chǔ)器,通信地連接到所述處理器以用于存儲(chǔ)從傳感器和/或其他通信器接收的病人數(shù)據(jù),所接收的數(shù)據(jù)和存儲(chǔ)器中先前存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)_如果有的話_在聚合過程中被所述處理 器處理以使得所接收的數(shù)據(jù)和先前存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)中的較新數(shù)據(jù)被存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)器中;其中較新的病人數(shù)據(jù)由所述無線電收發(fā)器廣播到其廣播范圍。
12.如權(quán)利要求11所述的通信器,進(jìn)一步包括血氧計(jì)模塊,所述血氧計(jì)模塊具有用于 分析從傳感器接收的模擬信號(hào)的模擬電路,用于存儲(chǔ)血氧計(jì)模塊的操作功能的模塊存儲(chǔ) 器,和用于將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的模塊處理器。
13.如權(quán)利要求11所述的通信器,其中所述無線電收發(fā)器包括用于存儲(chǔ)所述無線電收 發(fā)器的操作功能的模塊存儲(chǔ)器,用于控制所述無線電收發(fā)器的操作的模擬電路,用于從所 述無線電收發(fā)器接收信號(hào)和向所述無線電收發(fā)器傳送信號(hào)的天線。
14.如權(quán)利要求11所述的通信器,進(jìn)一步包括電源電路,適于將從多個(gè)電源自動(dòng)仲裁 的經(jīng)調(diào)節(jié)的功率提供給所述無線電收發(fā)器、所述存儲(chǔ)器和所述處理器。
15.如權(quán)利要求11所述的通信器,進(jìn)一步包括用于使得用戶能夠與所述通信器交互的 用戶接口,所述用戶接口包括顯示器、小鍵盤和用于警報(bào)的音頻電路。
16.如權(quán)利要求11所述的通信器,其中所述通信器適于被用作用于接收與一個(gè)或多個(gè) 病人有關(guān)的警報(bào)狀況的信號(hào)的尋呼機(jī)。
17.如權(quán)利要求11所述的通信器,進(jìn)一步包括顯示器,其能被驅(qū)動(dòng)到文本模式以接收 伴隨警報(bào)的與病人有關(guān)的文本消息。
18.如權(quán)利要求11所述的通信器,其中所述通信器通過以下方式擔(dān)當(dāng)通信器網(wǎng)絡(luò)的節(jié) 點(diǎn)當(dāng)它在傳感器和其他通信器的相應(yīng)接收范圍內(nèi)時(shí)接收相應(yīng)病人的數(shù)據(jù),并且在將所接 收的數(shù)據(jù)與先前存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)相聚合以更新相應(yīng)病人的數(shù)據(jù)之后,通過將經(jīng)更新數(shù)據(jù)傳送到 其傳輸區(qū)域以供處于其傳輸區(qū)域中的其他通信器接收來傳播相應(yīng)病人的經(jīng)更新數(shù)據(jù)。
19.如權(quán)利要求11所述的通信器,進(jìn)一步包括血氧計(jì)模塊,其通信地連接到傳感器以 用于接收來自病人的信號(hào);其中所述通信器適于在所述血氧計(jì)模塊接收來自病人的信號(hào)時(shí)接收來自相應(yīng)其他通 信器的多個(gè)其他病人的數(shù)據(jù)并且將存儲(chǔ)在存儲(chǔ)表中的其他病人的數(shù)據(jù)廣播到其廣播范圍。
20.一種適于接收和傳送數(shù)據(jù)的通信器,包括無線電收發(fā)器,具有它在其中接收來自傳感器及其他通信器的輸入信號(hào)的接收范圍和 它將輸出信號(hào)廣播到預(yù)定距離的傳輸區(qū)域;存儲(chǔ)器;以及處理器,用于通過將輸入數(shù)據(jù)與存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)器中的從傳感器和其他通信器中任何 對(duì)應(yīng)的一個(gè)所接收的先前數(shù)據(jù)_如果有的話_進(jìn)行聚合來處理作為所接收數(shù)據(jù)的輸入信 號(hào),以使得所接收數(shù)據(jù)和先前數(shù)據(jù)中的較新數(shù)據(jù)被存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)器中;并且其中所述無線電收發(fā)器將所接收數(shù)據(jù)和先前數(shù)據(jù)中的較新數(shù)據(jù)廣播到其傳輸區(qū)域。
21.如權(quán)利要求20所述的通信器,其中所述通信器通過以下方式來擔(dān)當(dāng)通信器網(wǎng)絡(luò)的 節(jié)點(diǎn)當(dāng)它在其他通信器的相應(yīng)接收范圍內(nèi)時(shí)接收信號(hào)并且將存儲(chǔ)在其存儲(chǔ)器中的較新數(shù) 據(jù)廣播到其傳輸區(qū)域以供其他通信器接收。
22.如權(quán)利要求20所述的通信器,其中所述通信器適于在它接收到其用戶的警報(bào)狀況 的信號(hào)時(shí)被用作尋呼機(jī),所述用戶能夠啟動(dòng)所述通信器中的文本模式以接收與警報(bào)狀況有 關(guān)的文本消息。
23.如權(quán)利要求20所述的通信器,其中傳感器和其他通信器均被看作節(jié)點(diǎn);并且其中 所述存儲(chǔ)器包括用于存儲(chǔ)來自多個(gè)節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)表,從多個(gè)節(jié)點(diǎn)接收的相應(yīng)數(shù)據(jù)與存 儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中的先前數(shù)據(jù)相聚合以使得多個(gè)節(jié)點(diǎn)中的每一個(gè)的較新數(shù)據(jù)被存儲(chǔ)在所述存 儲(chǔ)表中,所述無線電收發(fā)器將存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)表中的較新數(shù)據(jù)廣播到其傳輸區(qū)域。
24.如權(quán)利要求20所述的通信器,其中所接收的輸入信號(hào)包括所監(jiān)視的病人的物理屬 性中的至少一個(gè)。
全文摘要
一種用于醫(yī)療器械環(huán)境中的具有類似對(duì)等網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)的無線網(wǎng)絡(luò)具有以下類型的節(jié)點(diǎn)第一發(fā)送器類型節(jié)點(diǎn)和第二接收器/中繼類型節(jié)點(diǎn)。第一類型節(jié)點(diǎn)可以是監(jiān)視病人的物理參數(shù)的無線設(shè)備,例如無線血氧計(jì)。第二類型節(jié)點(diǎn)是移動(dòng)無線通信器,其接收來自處于無線設(shè)備的傳輸范圍內(nèi)的無線設(shè)備的數(shù)據(jù)。在涉及所接收的數(shù)據(jù)的聚合過程之后,每個(gè)節(jié)點(diǎn)通信器通過廣播范圍內(nèi)的任何中繼通信器節(jié)點(diǎn)將所接收的其最新的數(shù)據(jù)廣播或散布到網(wǎng)絡(luò)上。因此,無線設(shè)備的傳送范圍之外的通信器被告之以病人狀況。每個(gè)通信器能夠接收和顯示來自多個(gè)無線設(shè)備的數(shù)據(jù)。
文檔編號(hào)A61B5/00GK101902954SQ200880121483
公開日2010年12月1日 申請(qǐng)日期2008年10月17日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月19日
發(fā)明者G·A·史密斯, M·E·艾利斯, M·L·布朗, M·T·奧斯瓦德 申請(qǐng)人:史密斯醫(yī)療Pm公司