Результат интеллектуальной деятельности: СИСТЕМА И СПОСОБ ВЫСОКОНАДЕЖНОЙ ДОСТАВКИ ЖИЗНЕННО ВАЖНЫХ ТРЕВОЖНЫХ СИГНАЛОВ ПО СОВМЕСТНО ИСПОЛЬЗУЕМЫМ БЕСПРОВОДНЫМ КАНАЛАМ

Нижеследующее относится к медицинской технике, технике связи и родственным областям техники. В частности, это применимо для улучшения связи в системах медицинского мониторинга, медицинских системах тревожной сигнализации и т.п., по проложенным сетям в больницах, центрах неотложной помощи, домах, домах с медицинским обслуживанием, учреждениях по уходу, транспортных средствах и системах для экстренной медицинской помощи и т.п.

В настоящее время, системы мониторинга пациентов непрерывно осуществляют мониторинг физиологического состояния пациента, например, в отделении интенсивной терапии (ICU). Физиологические данные, собранные у пациента, анализируются, например, в прикроватном мониторе или сервере информации о пациенте. Анализ показывает, дает ли состояние пациента основание для уведомления соответствующего медицинского ответственного работника посредством генерации тревожных сигналов. Когда медицинскими устройствами генерируются тревожные сигналы, данные сигналы должны проходить по каналам связи для доставки соответствующему медицинскому ответственному работнику.

В областях применения с жизненно важными медицинскими данными, таких как мониторинг в реальном времени за амбулаторными пациентами по беспроводным линиям связи, пациенты часто носят устройства мониторинга с батарейным питанием или мобильные устройства мониторинга, например, пациенты носят мобильное ЭКГ устройство. Тревожные сигналы, генерируемые устройством мониторинга, требуется своевременно передавать медицинскому ответственному работнику, обычно назначенному распорядительными органами. Однако желательно использовать существующую беспроводную инфраструктуру в лечебных учреждениях, например сеть IEEE 802.11, для переноса медицинских данных, включающих в себя данные для жизненно важных медицинских областей применения. Однако беспроводные каналы по своему существу подвержены ошибкам из-за шума, перегрузки сети и т.п.

Настоящая заявка предоставляет новые и улучшенные систему и способ мониторинга пациента, которые преодолевают вышеупомянутые и другие проблемы.

В соответствии с одним аспектом предоставляется способ передачи тревожного сигнала. Между многорежимным устройством мониторинга пациента и точкой доступа по сети устанавливают линию связи, по которой устройство мониторинга пациента осуществляет связь, с использованием больничной сети, поддерживающей Интернет-протокол, через точку доступа. Физиологические данные, собранные устройством мониторинга пациента, обрабатывают для определения, дает ли состояние пациента основание для генерации тревожного сигнала. Тревожный сигнал передают с использованием первичного канала между монитором пациента и точкой доступа. Тревожный сигнал передают с использованием вторичного канала между монитором пациента и точкой доступа в ответ на сбой попыток передачи тревожного сигнала с использованием первичного канала.

В соответствии с другим аспектом предоставляется монитор пациента. Множество устройств мониторинга собирают данные о пациенте. Блок оценки определяет состояние пациента по собранным данным и генерирует тревожный сигнал, если состояние пациента дает основание для уведомления соответствующего медицинского ответственного работника. Блок связи, который передает тревожный сигнал в точку доступа по больничной сети, поддерживающей Интернет-протокол (IP), устройство связи включает в себя первый передатчик для передачи тревожного сигнала с использованием первичного канала, и второй передатчик для передачи тревожного сигнала с использованием вторичного канала в ответ на сбой передачи с использованием первичного канала.

Одним из преимуществ является надежная доставка медицинских тревожных сигналов соответствующему медицинскому ответственному работнику с использованием существующей беспроводной инфраструктуры.

Другим преимуществом является экономия энергии устройством мониторинга пациента.

Дополнительные преимущества настоящего изобретения станут очевидными специалистам в данной области техники после прочтения и изучения нижеследующего подробного описания.

Изобретение может принимать форму различных компонентов и компоновок компонентов, и различных этапов и компоновок этапов. Чертежи предназначены только для иллюстрации предпочтительных вариантов осуществления и не подлежат истолкованию в смысле ограничения изобретения.

Фиг. 1 - схематическое изображение системы мониторинга пациента в соответствии с настоящей заявкой.

Фиг. 2 - схематическое изображение взаимосвязи между устройством мониторинга пациента и сервером информации о пациенте.

Фиг. 3 и 4 - блок-схемы последовательности операций устройства мониторинга пациента в соответствии с настоящей заявкой.

Как показано на фиг. 1, пациент (не показан) находится под мониторингом различных медицинских устройств мониторинга или датчиков 10, которые измеряют физиологические параметры пациента и генерируют характеризующие его физиологические данные. Эти медицинские устройства 10 мониторинга могут включать в себя электрокардиографический (ЭКГ) прибор с ЭКГ электродами и запястный медицинский монитор, который может быть, например, сконфигурирован для мониторинга артериального давления, оксигенации крови (SpO₂), пульса или одного или более других физиологических параметров. С пациентом могут быть связаны другие медицинские устройства 10 мониторинга, но не обязательно все из вышеупомянутых медицинских устройств 10 мониторинга должны быть связаны с пациентом в любой данный момент времени. Следует понимать, что, хотя показано всего два медицинских устройства 10 мониторинга, предполагается возможность применения большего числа медицинских устройств мониторинга. Используемый в настоящей заявке термин «медицинские устройства мониторинга» означает источники данных, показывающих состояние здоровья пациента и т.п. Электронные устройства для приема сигналов из медицинского устройства мониторинга и, необязательно, для обработки сигналов, выполняемой над такими сигналами, реализованы в проиллюстрированном варианте осуществления в качестве многофункционального устройства 12 мониторинга пациента (PMD) или могут быть реализованы, частично или полностью, в качестве встроенных электронных устройств, расположенных с одним или более из медицинских устройств 10 мониторинга и т.д. Следует также понимать, что медицинские устройства 10 мониторинга и PMD 12 могут быть также реализованы в виде единственного устройства. PMD 12, например, может быть монитором, который перемещается с пациентом, например, передатчиком системы мониторинга, носимой пациентом, и т.п.

Медицинские устройства 10 мониторинга сообщают измеренные или другие физиологические данные в PMD 12. PMD 12 служит в качестве точки сбора физиологических данных, измеренных медицинскими устройствами мониторинга, и обеспечивает временное хранение этих данных. Собранные физиологические данные одновременно передаются в контроллер 14 в PMD 12. Блок 16 оценки физиологического состояния или компьютерная программа в PMD оценивает физиологические данные, собранные у пациента, и определяет, дает ли состояние пациента основание для уведомления соответствующего медицинского ответственного работника посредством генерации тревожного сигнала. Например, PMD 12 проверяет, приближается ли к пороговым значениям каждый измеренный параметр, приближается ли к порогу тенденция любого параметра, является ли какой-либо параметр неустойчивым или излишне флуктуирующим, приближаются ли к порогу сочетания параметров, и другие показатели пациента, которые, в той или иной степени, нуждаются в медицинском мониторинге или поддержке. Пороги включают в себя значения, превышающие или падающие ниже предела, основанного на времени, степени тяжести, обострении и т.п.

PMD 12 включает в себя также блок 18 связи для передачи тревожного сигнала беспроводным образом по больничной сети 20 в сервер 22 информации о пациенте, в котором отображаются и сохраняются тревожные сигналы пациента. Тревожные сигналы пациента могут также передаваться по больничной сети 20 в мобильные системы 24 отображения информации о пациенте. Например, медицинская сестра может наблюдать или слышать тревожные сигналы пациента на сестринском посту 24', на прикроватном мониторе 24” пациента, другом прикроватном мониторе пациента, центральной станции мониторинга, PDA и т.п. Следует понимать, что, хотя показано всего три мобильных устройства 24 отображения информации о пациенте, предусмотрена возможность применения большего числа мобильных устройств отображения информации о пациенте. Блок 18 связи управляет первым передатчиком 26 и вторым передатчиком 28, чтобы передавать физиологические данные, принимаемые контроллером 14, и принимать подтверждения приема данных, по первичному и вторичному каналам в больничную сеть 20. Первый передатчик 26 сначала делает попытки передать тревожный сигнал в больничную сеть 20 с использованием первичного канала. Первичный канал является каналом, который предварительно запрограммирован на использование, когда система мониторинга пациента работает нормально. Например, первичный канал может быть совместно используемым беспроводным каналом, использующим сетевые технологии IEEE 802.11 или Wi-Fi. Первичный канал может быть также выбран из списка доступных беспроводных каналов, использующих сеть IEEE 802.11 или Wi-Fi. Первичный канал может быть конкретной полосой радиочастот или протоколом связи. Выбор первичного канала может выполняться посредством конфигурации пользователем или может выполняться динамически в системе, например, посредством исполнения алгоритмов выбора канала либо в PMD, либо другими объектами системы, например, инфраструктурными точками доступа или функциями управления беспроводными каналами.

Если попытка(и) передачи тревожного сигнала в первичном канале первым передатчиком 26 терпит(ят) неудачу, то блок 18 связи управляет вторым передатчиком 28 для передачи тревожного сигнала по вторичным каналам одновременно с первым передатчиком 26, чтобы максимизировать вероятность доставки тревожного сигнала. В предпочтительном варианте, передачи во втором канале передаются в широковещательном режиме. В качестве альтернативы, передачи во втором канале отправляются одноадресно по предварительно определенному списку приемников во вторичном(ых) канале(ах). В предпочтительном варианте, передачи во вторичном(ых) канале(ах) будут иметь место после того, как передача(и) в первичном канале оказывается(ются) безуспешной(ыми) и, по существу, немедленно после такого определения, без выполнения протоколов управления ассоциациями беспроводной сети вторичного канала. Предполагается, что вторичный(ые) канал(ы) должен(ны) быть одним или более из следующего: конкретной полосы радиочастот, протокола связи или, в частности одного или более каналов, используемых для меток отслеживания параметров, протокола(ов) связи, используемого(ых) для меток отслеживания параметров в сетях IEEE 802.11, одного или более каналов, используемых для RFID меток, одного или более каналов, используемых для радиопередач по IEEE 802.15.4, одного или более каналов, используемых для радиопередач по Zigbee, одного или более каналов, используемых для радиопередач по Bluetooth, одного или более предварительно определенной(ых) продолжительности(тей) времени и местоположения(ний) в течение периода времени маячковых сигналов в сети IEEE 802.11, одного или более периодов времени в течение периода времени маячковых сигналов, который, как ожидается, должен характеризоваться высокой вероятностью готовности, например, периода времени непосредственно перед периодами времени передачи маячковых сигналов (TBTT) в сети IEEE 802.11, одного или более выделенных беспроводных каналов IEEE 802.11, зарезервированных для передач, которые должны делать попытки передачи при сбое первичного канала, одного или более каналов, применяемых для сотовых сетевых технологий, например, Мультимедийной подсистемы IP (IMS), GPRS, UMTS, CDMA2000, IS-95, GSM, CDMA, CDMA 1x, CDMA 1X EV-DO, UMTS по W-CDMA, UMTS по TDD, CDMA 3X EV-DO, HSPA D, HSPA U, EDGE, одного или более каналов, используемых для широкополосного беспроводного доступа, например, IEEE 802.16, WiMAX, IEEE 802.22 и т.п.

Тревожный сигнал передается в больничную сеть 20 по беспроводной линии 30 связи между PMD 12 и точкой беспроводного доступа (WAP) 32. Линия 30 связи использует протокол IEEE 802.11, включающий в себя расширения качества обслуживания (QoS), обозначаемый, в общем, как протокол 802.11-QoS в настоящей заявке. В некоторых вариантах осуществления, протокол 802.11-QoS соответствует стандарту IEEE 802.11e. В некоторых вариантах осуществления, протокол 802.11-QoS соответствует стандарту IEEE 802.11 EDCA, где сокращение «EDCA» означает «улучшенный распределенный канальный доступ». Протокол 802.11-QoS может также использовать сокращенную версию стандартного протокола IEEE 802.11e (т.е. без реализации некоторых функциональных возможностей) или может использовать расширенную версию протокола по стандарту IEEE 802.11e (с добавлением дополнительных функциональных возможностей), или может использовать модифицированный протокол, основанный на IEEE 802.11e, но с некоторыми функциональными возможностями, добавленными в стандарт, и без реализации некоторых стандартных функциональных возможностей. Следует понимать, что линии 30 связи изображают примеры, и что обычно система связи, исполняющая протокол 802.11-QoS, может поддерживать несколько, несколько десятков или больше таких линий связи. Аналогично, хотя показана всего одна WAP 32, система связи, исполняющая протокол 802.11-QoS обычно может включать в себя один, два, три, четыре, десять, двадцать или более точек беспроводного доступа, распределенных по больнице или другому медицинскому учреждению, для обеспечения требуемой зоны покрытия для системы связи. Кроме того, хотя показана единственная больничная сеть 20, система связи может включать в себя одну, две, три, четыре, десять или более сетей, распределенных по больнице или другому медицинскому учреждению, для обеспечения требуемой зоны покрытия для системы связи. В некоторых вариантах осуществления, вторичный передатчик 28 осуществляет связь с больничной сетью 20 через другие точки 32' доступа, чем первый передатчик 26, в другой полосе радиочастот или посредством других беспроводных протоколов. В другом варианте осуществления, первый 26 и второй 28 передатчики осуществляют связь в одной и той же полосе частот и по одному и тому же беспроводному протоколу, но принадлежат к разным логическим беспроводным сетям.

Как видно из фиг. 2, PMD 12 передает тревожные сигналы 40 в сервер 22 информации о пациенте и мобильные системы 24 отображения информации о пациенте. В ответ на прием тревожных сигналов 40 из PMD 12, сервер 22 информации о пациенте и мобильные системы 24 отображения информации о пациенте передают подтверждающее сообщение 42, например, сообщение ACK, в передающее PMD 12, информирующее PMD 12, что тревожный сигнал 40 принят сервером 22 информации о пациенте и мобильными системами 24 отображения информации о пациенте.

В одном варианте осуществления, первый передатчик 26 PMD 12 передает тревожный сигнал в сервер 22 информации о пациенте и мобильные системы 24 отображения информации о пациенте по больничной сети 20 беспроводным образом, с использованием первичного канала. Если передача тревожного сигнала была успешной, то блок 18 связи PMD 12 примет подтверждающее сообщение и продолжит обработку физиологических данных пациента для определения, дает ли состояние пациента основание для генерации тревожного сигнала. Если PMD 12 не принимает подтверждающего сообщения 42 от передачи с использованием первичного канала после предварительно выбранного числа попыток, то PMD 12 передает тревожный сигнал в поднаборе набора вторичных каналов одновременно с передачей тревожного сигнала в первичном канале, пока по одному из каналов не будет принято подтверждающее сообщение.

В другом варианте осуществления, PMD 12 конфигурирует себя для использования автоматического энергосберегающего режима доставки, например, протокола IEEE 802.11 APSD и т.п. Первый передатчик 26 PMD 12 передает тревожный сигнал в первичном канале с использованием протокола IEEE 802.11 APSD в сервер 22 информации о пациенте и мобильные системы 24 отображения информации о пациенте по больничной сети 20 беспроводным образом в течение предварительно определенного количества времени или предварительно определенное число раз. Если передача тревожного сигнала была успешной, то PMD 12 примет подтверждающее сообщение и продолжит обработку физиологических данных пациента для определения, дает ли состояние пациента основание для генерации тревожного сигнала. Если PMD 12 не примет подтверждающего сообщения 42 от передачи с использованием первичного канала в течение предварительно определенного количества времени или предварительно определенного числа раз, то PMD 12 будет передавать тревожный сигнал в сокращенной версии протокола вторичного канала в течение предварительно определенного количества времени или предварительно определенное число раз, при одновременном использовании протокола IEEE 802.11 APSD в первичном канале. Если PMD 12 не примет подтверждающего сообщения 42 от передачи с использованием вторичного канала в течение предварительно определенного количества времени или предварительно определенного числа раз, то PMD 12 вернется к передаче тревожного сигнала в первичном канале с использованием протокола IEEE 802.11 APSD в течение предварительно определенного количества времени или предварительно определенное число раз. Это будет повторяться, пока PMD 12 не примет подтверждающее сообщение.

Следует понимать, что каждый объект из PMD 12, WAP 32, больничной IP-сети 20, сервера 22 информации о пациенте и мобильных систем 24 отображения информации о пациенте, описанных в различных вариантах осуществления и на фигурах в настоящей заявке, включает в себя память или компьютерно-считываемый носитель (не показан), который хранит, и один или более процессоров (не показаны), которые исполняют компьютерно-исполняемые команды для выполнения различных функций, действий, этапов, способов и т.п., описанных в настоящей заявке. Память может быть компьютерно-считываемым носителем, на котором хранится управляющая программа, например, диском, жестким диском и т.п. Обычные формы компьютерно-считываемых носителей включают в себя, например, дискеты, гибкие диски, жесткие диски, магнитную ленту или любой другой магнитный запоминающий носитель, CD-ROM, DVD или любой другой оптический носитель, RAM, ROM, PROM, EPROM, FLASH-EPROM, их варианты, другую микросхему или кассету памяти или любой другой материальный носитель, с которого возможно считывание и исполнение процессором. В этом контексте, системы, описанные в настоящей заявке, могут быть реализованы в составе или в форме одного или более компьютеров общего назначения, компьютера(ов) специального назначения, программируемого микропроцессора или микроконтроллера и периферического элемента интегральной схемы, ASIC или другой интегральной схемы, процессора цифровых сигналов, аппаратно-реализованной электронной или логической схемы, например, схемы дискретного компонента, программируемого логического устройства, например, PLD, PLA, FPGA, центрального процессора графической карты (GPU), PAL и т.п.

На фиг. 3 показана блок-схема последовательности операций PMD. На этапе 100, PMD соединяется с точкой доступа в первичном канале, с использованием предпочтительной беспроводной технологии первичного канала, например, IEEE 802.11. На этапе 102, PMD собирает физиологические данные у соответствующего пациента и анализирует данные для определения, существует ли состояние, дающее основание для генерации тревожного сигнала. На этапе 104 выполняется определение, обнаруживается ли тревожное состояние. Если обнаруживается, то на этапе 106 выполняется одна или более попыток передачи тревожного сигнала в первичном канале. На этапе 106 попытки передачи тревожного(ых) сигнала(ов) по первичному каналу выполняются, максимум, в течение первой предварительно определенной продолжительности времени, которая короче, чем допустимая задержка передачи тревожного сигнала, или первое предварительно определенное число раз. На этапе 108 выполняется определение, была ли успешной передача тревожного сигнала. Если передача тревожного сигнала не была успешной в течение первой предварительно определенной продолжительности времени или после первого предварительно определенного числа попыток, то выполняется одна или более попыток передачи тревожного сигнала в поднаборе набора вторичных каналов максимум в течение второй предварительно определенной продолжительности времени или второе предварительно определенное число раз на этапе 110. В конце второй предварительно определенной продолжительности времени или после второго предварительно определенного числа попыток выполняется проверка в первичном канале для обнаружения, принято ли подтверждение передачи тревожного сигнала от приемника на этапе 112. В альтернативном варианте, на этапе 110 возможна проверка подтверждающего сообщения после каждой передачи из первичного канала или одной или более передач во вторичном канале. Если подтверждение приема передачи принято, то PMD переходит к обработке физиологических данных для определения дополнительного тревожного состояния на этапе 102. Однако, если подтверждение приема передачи не принято, то PMD продолжает делать попытки передачи один или более раз в поднаборе набора вторичных каналов максимум в течение второй предварительно определенной продолжительности времени или второе предварительно определенное число попыток на этапе 112.

На фиг. 4 представлена блок-схема последовательности операций PMD. В другом варианте осуществления, PMD соединяется с точкой доступа в первичном канале, с использованием беспроводной технологии IEEE 802.11 в первичном канале, на этапе 120. Затем, на этапе 122, PMD конфигурирует себя для использования протокола IEEE 802.11 APSD. На этапе 124 PMD собирает физиологические данные у соответствующего пациента и анализирует данные для определения, существует ли состояние, дающее основание для генерации тревожного сигнала. На этапе 126 выполняется определение, обнаруживается ли тревожное состояние. Если обнаруживается, то выполняется одна или более попыток передачи тревожного сигнала в первичном канале. Попытки передачи тревожного(ых) сигнала(ов) по первичному каналу выполняются максимум в течение первой предварительно определенной продолжительности времени, которая короче, чем допустимая задержка передачи тревожного сигнала, или первое предварительно определенное число раз, на этапе 128. В конце первой предварительно определенной продолжительности времени или после первого предварительно определенного числа попыток передачи PMD проверяет, принято ли подтверждение приема передачи, на этапе 130. В одном варианте осуществления PMD выполняет проверку подтверждения после каждой попытки передачи. Если подтверждение приема передачи принято, то PMD переходит к обработке физиологических данных для обнаружения тревожного состояния на этапе 124. Однако, если подтверждение приема передачи не принято, то выполняется одна или более попыток передачи тревожного сигнала в поднаборе набора вторичных каналов максимум в течение второй предварительно определенной продолжительности времени или второе предварительно определенное число раз на этапе 132. В конце второй предварительно определенной продолжительности времени или после второго предварительно определенного числа попыток PMD переходит к попыткам передачи тревожного сигнала в первичном канале один или более раз на этапе 128. И процесс повторяется, пока не будет принято подтверждение приема передачи. Процесс может быть прекращен ручным вмешательством пользователя, например, сбросом тревожного состояния.

Описание изобретения приведено выше со ссылкой на предпочтительные варианты осуществления. После прочтения и изучения вышеприведенного подробного описания, специалистами могут быть созданы модификации и внесены изменения. Подразумевается, что изобретение следует интерпретировать, как включающее в себя все упомянутые модификации и изменения до тех пор, пока они находятся в пределах объема прилагаемой формулы изобретения или ее эквивалентов.