АРХИТЕКТУРА БЕСПРОВОДНОЙ СЕТИ МЕДИЦИНСКОГО УСТРОЙСТВА Российский патент 2015 года по МПК G06F19/00 G06Q50/22 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

[001] Настоящее изобретение относится к сетевым архитектурам для обеспечения сетевой связи между различными медицинскими устройствами и удаленными отслеживающими устройствами, в частности к сетевым архитектурам для обеспечения сетевой связи между различными медицинскими устройствами и удаленными отслеживающими устройствами с помощью беспроводных радиорелейных сетей и сетей беспроводной связи, доступной через объединенную сеть.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

[002] Время взаимодействия между лицом, обслуживающим больного, и самим пациентом является критически важным в центрах интенсивной терапии, таких как больницы, клиники, дома престарелых и тому подобное, а также при медицинском обслуживании на дому. Кроме того, время реакции лиц, обслуживающих больных, при критическом состоянии здоровья и событиях может иметь решающее значение. Системы централизованного наблюдения были разработаны для более эффективного управления временем взаимодействия между лицом, обслуживающим больного, и самим пациентом. В таких системах физиологические данные от каждого пациента передаются в информационный центр. В данном информационном центре один или большее количество технических специалистов контролируют полученную информацию, чтобы определить состояние пациента. Информация, указывающая на опасное состояние пациента, побуждает технических специалистов и/или систему сообщить местному медицинскому персоналу о том, что их пациент нуждается в неотложной медицинской помощи, например, через беспроводные пейджеры и/или сотовые телефоны и/или посредством вывода широкополосного звукового сообщения.

[003] Внедрение данных централизованных систем отслеживания, использующих беспроводные сети, может столкнуться с различными трудностями. Для того чтобы эффективно контролировать состояние пациента, с помощью информации, полученной от различных медицинских устройств, которые могут динамически назначаться пациентам в разных помещениях и на разных этажах в учреждении, необходимо установить связь между медицинскими устройствами и информационным центром, посредством локальной сети, такой как, например, сеть "Wi-Fi" на основе стандарта IEEE 802.11. Однако, поскольку такие сети, как правило, уже применяются в помещениях для поддержки различных других функций (например, доступа врача к электронным медицинским картам (ЭМК), для систем административных помещений и других функций), часто нежелательно обеспечивать широкий доступ к локальной коммуникационной сети, которая используется для обеспечения централизованного наблюдения. Более того, когда пациент находится на удалении от медицинского центра интенсивной терапии (например, дома), доступ к традиционной локальной коммуникационной сети медицинского центра, например, через сеть Wi-Fi может быть недоступным или недостаточно надежным для поддержки программного обеспечения по наблюдению за состоянием пациента.

[004] Очевидно, что для повышения эффективности централизованного наблюдения центров интенсивной терапии и ухода на дому необходимо обеспечить единый информационный центр для наблюдения за несколькими географически удаленными медицинскими центрами интенсивной терапии.

[005] Одной из альтернатив обычной сети WiFi или локальной сети на основе стандарта IEEE 802.11 являются сети ZIGBEE на основе стандарта IEEE 802.15.4 для беспроводных персональных сетей, которые используются для сбора информации от различных медицинских устройств в соответствии со Спецификацией устройств IEEE 11073 для связи медицинских устройств в месте наблюдения за пациентом, включая, например, пульсоксиметры, мониторы артериального давления, пульсотахометры, весы и глюкометры. Смотрите, например, ZIGBEE Wireless Sensor Applications for Health, Wellness and Fitness, the ZIGBEE Alliance, март 2009 г., которая включена здесь в качестве ссылки в полном объеме. Сети ZIGBEE обеспечивают преимущество динамической конфигурации, например в сети самовосстановления конфигурации, и работают с низким энергопотреблением (например, позволяя приемо-передающим устройствам ZIGBEE быть интегрально соединенными с медицинскими устройствами при питании от батареи). Тем не менее дальность передачи между отдельными приемо-передающими устройствами ZIGBEE, как правило, ограничивается не более несколькими сотнями метров. Как следствие, такие сети, как правило, непригодны для централизованных мест контроля, расположенных за пределами помещения. Кроме того, в соответствии с действующими нормами конфиденциальности данных пациента Закона об ответственности и переносе данных о страховании здоровья граждан от 1996 года (HIPAA) желательно разработать сетевую архитектуру, которая обеспечит защищенную от несанкционированного доступа передачу информации между контролируемыми медицинскими устройствами и централизованным местом контроля.

[006] Таким образом, желательно обеспечить сетевую архитектуру для централизованного контроля медицинских устройств, связанных через беспроводные персональные сети связи с удаленно отслеживаемыми медицинскими устройствами, которая сможет преодолеть недостатки, ранее описанных сетевых архитектур.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[007] Настоящее изобретение относится к сетевой архитектуре для обеспечения сетевого взаимодействия между различными медицинскими устройствами и удаленными отслеживающими устройствами. В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения одно или большее количество медицинских устройств, включая, например, устройства внешнего питания, термометры, пульсоксиметры, респираторы, мониторы артериального давления, пульсотахометры, весы и глюкометры, обеспечиваются в Медицинском учереждении. Интерфейсная схема соединена с каждым медицинским устройством и выполнена для связи с одним из множества беспроводных релейных модулей через беспроводную радиорелейную сеть. Беспроводные релейные модули выполнены с возможностью связи с удаленным отслеживающим устройством по сети беспроводной связи, доступной через объединенную сеть, и, предпочтительно, по беспроводным глобальным сетям (WWAN), таким как сети мобильной телефонной связи, например, сетям 3G или 4G. Кроме того, в соответствии с нормами Закона об ответственности и переносе данных о страховании здоровья граждан, связь по каждой из беспроводных сетей должна быть защищенной от несанкционированного доступа.

[008] Каждый из множества беспроводных релейных модулей содержит: приемное устройство, выполненное с возможностью осуществления беспроводного приема данных медицинского устройства от соответствующих интерфейсных схем через беспроводную радиорелейную сеть; первое передающее устройство, выполненное с возможностью осуществления беспроводной передачи данных медицинского устройства к другим беспроводным модулям через беспроводную радиорелейную сеть; второе передающее устройство, выполненное с возможностью осуществления беспроводной передачи данных по сети беспроводной связи, доступной через объединенную сеть; управляющее устройство, соединенное с первым, а также вторым передающими устройствами. Указанное управляющее устройство выполнено с возможностью определения состояния доступа указанной сети беспроводной связи, доступной через объединенную сеть, а также выбора первого или второго передающих устройств на основании этого состояния. Например, когда состояние доступа к сети указывает, что сети беспроводной связи доступны для беспроводного релейного модуля, управляющее устройство выбирает второе передающее устройство для передачи данных медицинского устройства через интерфейсную схему в сеть беспроводной связи, доступной через объединенную сеть. Когда состояние доступа к сети указывает на то, что сеть беспроводной связи, доступной через объединенную сеть, не доступна, то управляющее устройство выбирает первое передающее устройство для передачи данных медицинского устройства к другим беспроводным релейным модулям. Таким образом, дополнительная попытка для передачи данных медицинского устройства по сети беспроводной связи, доступной через объединенную сеть, может быть предпринята другим беспроводным релейным модулем (и, при необходимости, другими беспроводными релейными модулями) пока не будет достигнута успешная передача.

[009] Беспроводной релейный модуль может также успешно передавать свое состояние и состояние других беспроводных релейных модулей через беспроводную радиорелейную сеть, а также по сети беспроводной связи, доступной через объединенную сеть. Кроме того, беспроводной релейный модуль может дополнительно содержать второе приемное устройство для приема данных и команд от сети беспроводной связи, доступной через объединенную сеть, для обмена данными с определенными интерфейсными схемами и соответствующими медицинскими устройствами.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0010] Изобретение станет более понятным после изучения подробного описания изобретения, которое выполнено со ссылкой на прилагаемые чертежи, в которых:

[0011] на ФИГ.1 представлено схематическое изображение архитектуры для системы контроля медицинского устройства в соответствии с настоящим изобретением;

[0012] на ФИГ.2 представлено схематическое изображение, дополнительно иллюстрирующее примерные компоненты беспроводной сети архитектуры согласно ФИГ.1;

[0013] на ФИГ.3 представлено схематическое изображение, иллюстрирующее примерный беспроводной релейный модуль, связанный с архитектурой согласно ФИГ.1;

[0014] на ФИГ.4 представлена блок-схема, иллюстрирующая первый примерный способ работы для архитектуры согласно ФИГ.1, а также

[0015] на ФИГ.5 представлена блок-схема, иллюстрирующая второй примерный способ работы для архитектуры согласно ФИГ.1.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0016] Далее приводится подробное описание настоящего изобретения, в том числе предпочтительные варианты, предусмотренные авторами изобретения для его осуществления. Примеры этих вариантов осуществления изобретения проиллюстрированы на прилагаемых чертежах. Хотя настоящее изобретение и раскрывается с помощью предлагаемых вариантов реализации, это ни в коей мере не ограничивает рамки данного изобретения. Напротив, изобретение также охватывает альтернативные варианты, модификации и эквиваленты, которые могут быть включены в сущность и объем изобретения, как определено прилагаемой формулой изобретения.

[0017] В последующем описании изложены конкретные детали для того, чтобы обеспечить полное понимание настоящего изобретения. Настоящее изобретение может быть реализовано без некоторых или всех этих конкретных деталей. В других случаях хорошо известные аспекты не описаны подробно, чтобы без необходимости не затруднять понимание настоящего изобретения.

[0018] В целях иллюстрации настоящего изобретения, примерные варианты его реализации описываются со ссылкой на ФИГ.1-5.

[0019] В данном описании и прилагаемой формуле изобретения, обозначения, представленные в единственном числе, включают также эти обозначения во множественном числе, если из контекста явно не следует иное. Если не определено иначе, все технические и научные термины, используемые здесь, имеют то же значение, которое обычно понимает любой специалист в области, к которой относится настоящее изобретение.

[0020] Принципиальная схема примерной архитектуры 100 для системы контроля медицинского устройства в соответствии с настоящим изобретением показана на ФИГ.1. Одно или большее количество медицинских устройств 10 предусмотрены в медицинском учреждении 20 для отслеживания состояния здоровья и/или управления необходимостью проведения медицинского лечения одного или большего количества пациентов. Медицинское учреждение 20 может иметь в своем составе необходимый центр интенсивной терапии (например, больницы, клиники, дома престарелых и тому подобное) для обслуживания большего количества пациентов, а также домашнее оборудование для обслуживания одного или большего количества пациентов или индивидуальное электрооборудование (например, ранец), которое может быть назначено амбулаторным пациентам и носиться амбулаторными пациентами. С каждым медицинским устройством 10 связана интерфейсная схема 15, которая содержит приемо-передающее устройство для передачи и приема сигналов в беспроводной сети, ориентированной на помещение, такой как, например, низкоскоростные беспроводные персональные сети или "LR-WPAN", сети ZIGBEE или в других маломощных персональных сетях, таких как Bluetooth сети низкой мощности, например существующие Bluetooth 2.0, или находящихся в стадии разработки или рассмотрения в настоящее время. В соответствии с настоящим изобретением следует понимать, что интерфейсная схема 15 может содержаться внутри или с внешней стороны по отношению к медицинским устройствам 10. Также в медицинском учреждении 20 выполнены один или более релейных модулей 30.

[0021] Как описано более подробно со ссылкой на ФИГ.3, каждый модуль 30 содержит в себе первое приемо-передающее устройство для приема сигналов от интерфейсных схем 15, а также передачи сигналов в интерфейсные схемы 15 в беспроводной сети, ориентированной на помещение. Релейные модули 30a, как показано на ФИГ.3, соответствуют релейным модулям 30, а также дополнительно содержат второе приемо-передающее устройство для беспроводной передачи сигналов и приема сигналов от точки доступа 40, как показано на ФИГ.2, через беспроводную глобальную сеть или "WWAN". Подходящие беспроводные глобальные сети для использования в соответствии с настоящем изобретении, содержат, например, сети на основе глобальной системы мобильной связи (GSM) или множественного доступа с кодовым разделением (CDMA), сети сотовой связи или связанные сети 2G, 3G, 3G стандарта "Долгосрочное развитие сетей связи", 4G, сети WiMAX сотовых беспроводных стандартов Международного союза электросвязи - Сектора радиосвязи (МСЭ-Р). Для соответствия нормам Закона об ответственности и переносе данных о страховании здоровья граждан, связь по каждой беспроводной сети, ориентированной на помещение, и беспроводной глобальной сети, предпочтительно, выполнена защищенной от несанкционированного доступа, используя, например, протокол защиты информации (SSL) или протокол защиты транспортного уровня (TLS).

[0022] Как показано на ФИГ.1, подходящая точка доступа 40, пригодная к использованию по настоящему изобретению, может содержать входящий веб-сервер 41, который включает в себя, либо иным образом имеет, доступ к приемо-передающему устройству для связи с релейными модулями 30a через беспроводную глобальную сеть. Данные медицинского устройства, полученные от входящего веб-сервера 41 через беспроводную глобальную сеть, направляются в сервер 42 безопасного хранения данных, который выполнен, например, для регистрации полученных данных в связи с идентификационной информацией соответствующих медицинских устройств. Исходящий веб-сервер 43 выполнен, например, для приема и сортировки данных поисковых запросов, представленных одним или несколькими удаленными отслеживающими устройствами 61, 62 и 63 в широких диапазонах сетей 50 (например, через Интернет) с запросом данных медицинского устройства, которые должны быть извлечены из защищенного сервера хранения данных 42, для форматирования и передачи полученных данных к одному или более удаленным отслеживающим устройствам 61, 62 и 63 для вывода на экраны, связанных с ними устройств. Хотя, данная раскрытая архитектура для точки доступа 40 проиллюстрирована с примерным вариантом реализации настоящего изобретения, следует понимать, что любая архитектура для точки доступа 40, которая позволяет получение, хранение и извлечение данных медицинского устройства, которые находятся на экране одного или большего количества удаленных отслеживающих устройств 61, 62 и 63, пригодна для включения в объем настоящего изобретения.

[0023] На ФИГ.2 представлена блок-схема, иллюстрирующая примерные компоненты архитектуры настоящего изобретения, которые расположены в пределах или иным образом связаны с медицинским учреждением 20, показанным на ФИГ.1. На ФИГ.2 ряд интерфейсных схем 15 и релейных модулей 30, 30a расположены в сотовой сети 16 в пределах расположения пациента 20. Интерфейсные схемы 15 и релейные модули 30, 30a выполнены с возможностью связи друг с другом через связанные беспроводные сети. В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения, представленного на ФИГ.2, сотовая сеть 16 является сетью ZIGBEE на основе стандарта IEEE 802.15.4. Однако сеть 16 может быть организована в соответствии с различными другими форматами беспроводных локальных сетей (WLAN) или WPAN, включая, например, сети Wi-Fi WLAN на основе стандарта IEEE 802.11, а также сети BLUETOOTH WPANs на основе стандарта IEEE 802.15.1.

[0024] В показанной сотовой сети ZIGBEE 16, каждая из интерфейсных схем 15 содержит интерфейс связи, такой как, например, интерфейс проводной связи, связанный с медицинским устройством 10. Кроме того, каждый из релейных модулей 30, 30a содержит, по меньшей мере, одно приемо-передающее устройство, выполненное для связи с другими релейными модулями 30, 30a в сотовой сети ZIGBEE 16. Релейные модули 30a дополнительно содержат, по меньшей мере, второе приемо-передающее устройство для связи через беспроводную глобальную сеть с точкой доступа 40.

[0025] Сотовая сеть ZIGBEE 16 обеспечивает преимущества быть самостоятельно конфигурируемой, когда одна или более интерфейсных схем 15 и/или релейных модулей 30, 30a добавляются к сети, и самовосстанавливаются, когда одна или большее количество интерфейсных схем 15 и/или релейных модулей 30, 30a удаляются или иным образом отключаются от сети. Подгруппа из интерфейсных схем 15, а также релейных модулей 30, 30a может быть предусмотрена в определенном географическом пространстве (например, на полу или в пределах отдельных областей этажа в многоэтажных домах или медицинских учреждениях).

[0026] На ФИГ.3 представлена блок-схема, иллюстрирующая примерные компоненты релейного модуля 30a. Релейный модуль 30a на ФИГ.3 содержит первое приемо-передающее устройство 31 для беспроводной связи с интерфейсной схемой 15 и другими релейными модулями 30, 30a в сетях WLAN или WPAN 16 на ФИГ.2 через антенну 31a. Релейный модуль 30a дополнительно содержит второе приемо-передающее устройство 32 для беспроводной связи с точкой доступа 40, через беспроводную глобальную сеть, посредством антенны 32a. Каждое из приемо-передающих устройств 31, 32 связано со схемой 33 обработки данных, которая выполнена с возможностью работать под управлением процессора 34, для принятия данных, полученных от приемо-передающих устройств 31, 32, и хранения полученных данных в буфере элемента 35. Кроме того, схема 33 обработки данных дополнительно выполнена с возможностью извлечения данных из буфера элемента 35 под управлением процессора 34 и предоставления полученных данных выбранным приемо-передающим устройствам 31 или 32 для дальнейшей передачи данных. Для того чтобы сделать выбор, процессор 34 выполнен с возможностью связи с соответствующими модулями состояния 31b, 32b приемо-передающих устройств 31, 32 для того, чтобы определить состояние связи каждого из приемо-передающих устройств 31, 32.

[0027] Процессор 34 который выдает сигналы на один или большее количество элементов экрана (не показаны) релейного модуля 30a, предпочтительно связан с входной/выходной схемой 36, например, для индикации запуска или текущего состояния релейного модуля 30a, в том числе состояния связи или соединения сетей WLAN или WPAN 16, а также WWAN. Входные/выходные схемы 36 также могут быть соединены с кнопками, дисками или механизмами ввода пользователя, а также устройствами модуля 30a. Входные/выходные схемы 36 также могут быть использованы для обеспечения сигналов тревоги, которые указывают, например, на потерю мощности тока или потерю доступа к беспроводной глобальной сети или беспроводной радиорелейной сети.

[0028] Релейный модуль 30a может быть выполнен в виде небольшого физического корпуса (не показан), со встроенным разъемом питания и цепью электропитания, так чтобы непосредственно подключать релейный модуль 30a, а питание поддерживать с помощью обычной настенной розетки, предоставляющей коммерческий переменный ток. Релейный модуль 30a может также содержать схему резервного батарейного питания (не показана), чтобы обеспечить бесперебойное питание в случае отключения электроэнергии, а также для амбулаторного использования релейного модуля. Кроме того, релейный модуль 30a может быть обеспечен аккумуляторной и/или сменной батареей в качестве основного источника питания для амбулаторного использования.

[0029] На ФИГ.4 представлена блок-схема, показывающая примерный способ работы 400 для архитектуры согласно ФИГ.1, и компонентов релейного модуля 30, 30a на ФИГ.2, 3, относящихся к передаче данных медицинского устройства, полученных от медицинского устройства 10 к точке доступа 40. На этапе 402 способа 400 данные медицинского устройства принимаются на первом из релейных модулей 30a одной из интерфейсных схем 15 и/или другие релейные модули 30, 30a через сотовую сеть ZIGBEE 16. На этапе 404 процессор 34 релейного модуля 30a определяет, является ли WWAN доступной для релейного модуля 30a.

[0030] Определение на этапе 404 может быть выполнено различными способами. Например, процессор 34 может опрашивать модуль 32b состояния приемо-передающего устройства 32 во время получения данных медицинского устройства, чтобы определить состояние доступа для приемо-передающего устройства 32 к WWAN (например, в результате обнаружения приемо-передающим устройством 32 хорошего сигнала доступа к WWAN). Кроме того, процессор 34 может опрашивать модуль 32b состояния в разное время, например, при запуске системы и/или периодически (например, каждый час), а также следить за индикатором состояния, таким как индикатор состояния в буфере 35 или на другом носителе, который будет получен в момент получения медицинских данных. В качестве еще одной альтернативы, релейным модулям 30, 30a может быть назначена заданная фиксированная роль в пределах сети 16. Например, релейные модули 30a в сети 16 могут быть применены для маршрутизации данных, заданных управляющим устройством или главным релейным модулем. По определению, WWAN состояние релейного модуля 30, который не обладает возможностью доступа к WWAN, должно иметь фиксированное состояние «WWAN недоступен».

[0031] Если, как это предусмотрено в пункте 404, модуль 32b состояния указывает, что сеть WWAN доступна для приемо-передающего устройства 32, тогда процессор 34 переходит к этапу 406, и поручает обработку данных из схемы 33 одному релейному модулю 30 для получения данных медицинского устройства из буфера 35 (при необходимости) и направляет данные медицинского устройства к приемо-передающему устройству 32 для передачи в точку доступа 40 через WWAN.

[0032] Кроме того, на этапе 404 модуль 32b состояния может сообщать, что сеть WWAN не доступна с помощью приемо-передающего устройства 32. Например, если один релейный модуль 30a расположен на цокольном этаже здания в районе, который существенно экранирован по отношению к сигналам беспроводной глобальной сети, то сеть WWAN может быть недоступна в одном из релейных модулей 30a. В этом случае на этапе 408, процессор 34 определяет, является ли второй релейный модуль 30a доступным через WLAN или WPAN. Опять же, это определение может быть выполнено в различных вариациях, в том числе путем инструктирования приемо-передающего устройства 31 на квитирование установленной связи со вторым релейным модулем 30a и прослушиванием ответа, или путем извлечения хранимого индикатора состояния для второго релейного модуля 30a.

[0033] Если второй релейный модуль 30a доступен, то процессор 34 предписывает устройству обработки данных схемы 33 одного релейного модуля 30a извлечь данные медицинского устройства из буфера 35 (при необходимости) и передать данные медицинского устройства на приемо-передающее устройство 31 для передачи на второй релейный модуль 30a через WLAN или WPAN на этапе 410. Альтернативно, если второй релейный модуль 30a недоступен на этапе 408, эта часть процесса 400 может быть повторена для поиска других релейных модулей 30a, которые будут доступны. Альтернативно или в том случае, если все релейные модули 30a недоступны, процессор 34 одного релейного модуля 30a может выдать уведомление о неисправности на этапе 412. Такое уведомление о неисправности может, например, содержать одну или более местных визуальных и звуковых сигнализаций, в соответствии с указаниями процессора 34 через входные/выходные схемы 36 одного релейного модуля 30a. Тревожные сообщения направляются с помощью процессора 34 на другие доступные WPAN, WLAN или WWAN через одно или большее количество приемо-передающих устройств 31, 32, и/или сообщения о сигнале тревоги, создаются входящим веб-сервером 41 точки доступа 40 на ФИГ.1, после превышения определенного периода времени, в течение которого квитирование установленной связи с релейным модулем 30a должно быть получено входящим веб-сервером 41.

[0034] На ФИГ.5 представлена блок-схема, которая показывает другой пример способа 500 для архитектуры согласно ФИГ.1, относящийся к передаче сообщений от точки доступа 40, которые должны быть получены одним из медицинских устройств 10. Это позволяет точке доступа 40, например, поддерживать связь с медицинскими устройствами для того, чтобы загружать новое программное обеспечение, чтобы отвечать на сообщения об ошибке, инициированные медицинскими устройствами (например, повторно установить устройство, извлечь его из эксплуатации или выполнить диагностику устройства), а также управлять медицинским устройством (например, для регулировки скорости потока на подающем насосе).

[0035] На этапе 502 способа 500 сообщение принимается на первом релейном модуле 30a от точки 40 доступа через WWAN. На этапе 504 один релейный модуль 30 определяет, предназначено ли сообщение для достижения одной из интерфейсных схем 15 и/или других релейных модулей 30, 30a, расположенных в системе 20. Это может быть достигнуто, например, путем поддержания списка активных устройств 15 и модулей 30, 30a в буфере 35 или способом с иным доступом для одного релейного модуля 30a или кодированием идентификатора интерфейсной схемы 15 и модуля 30, 30a, включая идентичность объекта 20, чтобы включить идентификацию системы 20, которая хранится в буфере 35, или иначе будет идентифицируемый один релейный модуль 30. В качестве альтернативы, полученное сообщение может содержать идентификаторы устройства, такие как серийный номер или присвоенный идентификатор. Такое полученное сообщение затем будет транслироваться на все или подмножество интерфейсных схем 15 в системе, а каждая интерфейсная схема 15 определяет, был ли это предполагаемый получатель, необходимо ли действовать иначе или проигнорировать сообщение.

[0036] Если один релейный модуль 30a на этапе 506 определяет, что интерфейсная схема 15 или модуль 30, 30a не находятся в системе, один релейный модуль 30 может приступить к отмене сообщения на этапе 508 и/или альтернативно уведомить точку доступа 40 о недоставке сообщения. Если интерфейсная схема 15 расположена на объекте 20, то один релейный модуль 30 определяет на этапе 510, является ли интерфейсная схема 15 или модуль 30, 30a доступными для одного релейного устройства 30 через WLAN или WPAN (например, путем обращения к списку, который сохраняется в буфере 35 или доступен иным образом для одного релейного модуля 30, или посредством инструктирования приемо-передающего устройства 31 для квитирования установления связи или тестовым сигналом, направленным на интерфейсную схему 15 и для прослушивания ответа).

[0037] Если один релейный модуль 30a на этапе 512 определяет, что устройство 10 и релейный модуль 30, 30a доступны, то на этапе 514 он передает сообщение через сеть 16 к этому устройству или релейному модулю через приемо-передающее устройство 31. Если один указанный релейный модуль 30a на этапе 512 альтернативно определяет, что устройство или релейный модуль не доступны, то он переходит на этап 516 для определения того, является ли доступным второй модуль 30, 30a через WLAN или WPAN, (например, посредством инструктирования приемо-передающего устройства 31 для квитирования установления связи или отправки тестового сигнала, направленного на второй модуль и для прослушивания ответов). Если второй релейный модуль 30, 30a доступен, то один релейный модуль 30 пересылает сообщение на приемо-передающее устройство 31 для передачи на второй релейный модуль 30, 30a через WLAN или WPAN. Если второй релейный модуль 30, 30a не доступен, то эта часть процесса 500, предпочтительно, может быть повторена для поиска третьего релейного модуля 30, 30a, который доступен. В качестве альтернативы или в том случае, когда никакой другой релейный модуль 30, 30a недоступен, один релейный модуль 30, предпочтительно, может выдать уведомление о сигнале тревоги на этапе 522, предпочтительно, в одном из тех же способов, описанных выше со ссылкой на способ 400 на ФИГ.4.

[0038] Новая архитектура, описанная здесь, для обеспечения связи в сетях между группами медицинских устройств и удаленных отслеживающих устройств, предоставляет ряд явных преимуществ по сравнению с другими системами мониторинга. При использовании сети ZIGBEE на основе стандарта IEEE 802.15.4, для беспроводной связи между медицинскими устройствами 10 и модулями 30, 30a, требования к мощности и размеру могут быть сведены к минимуму, так что интерфейсные схемы 15 могут быть легко и недорого применены и/или интегрированы с медицинскими устройствами 10.

[0039] При использовании релейных модулей 30a, которые являются частью сетей ZIGBEE и напрямую получают доступ к устройствам отслеживания за пределами участка через WWAN, доступ и использование существующих и потенциально ненадежных LAN устройств в системе можно избежать. Включения функций реле в релейные модули 30a, которые выступают в качестве реле связи первого релейного модуля 30a со вторым релейный модулем 30a в том случае, когда WWAN доступ к первому релейному модулю 30a был нарушен, повышает надежность и позволяет использовать обычные, недорогие сотовые приемо-передающие устройства в релейных модулях 30a для доступа к WWAN.

[0040] Можно ограничить конфигурацию сотовых приемо-передающих устройств и использовать только релейные модули 30a в системе, чтобы дополнительно сократить расходы. Кроме того, ввиду предоставления релейных модулей 30a в компактном корпусе релейные модули 30a легко подключаются к надежным коммерческим источникам питания и легко перемещаются, когда необходимо перенастроить сети ZIGBEE согласно изменениям системы.

[0041] Следует, конечно, понимать, что в то время как настоящее изобретение описывалось с указанием на раскрытые варианты реализации, возможны многочисленные вариации без отклонения от сущности и объема настоящего изобретения, как определено в формуле изобретения. Например, данное изобретение может быть основано на любом из нескольких текущих и будущих WPAN, WLAN и WWAN стандартов помимо тех, которые описаны в данном документе. Следует также понимать, что можно использовать только релейный модуль 30 в сетях WLAN или WPAN 16 (см. ФИГ.1 и 2) с приемо-передающими устройствами для связи с другими релейными модулями так же, как и посредством WWAN.

[0042] Кроме того, соответствующие интерфейсные схемы, используемые с данным изобретением, могут включать в себя компоненты и выполнять функции модуля 30 для обеспечения большей гибкости в соответствии с данным изобретением. Также многочисленные конфигурации компонентов для релейного модуля 30a могут использоваться в данном изобретении в качестве компонентов, показанных на ФИГ.3. Например, буфер ввода-вывода может быть использован с соответствующими переключателями под управлением процессора для направления данных медицинских устройств приемо-передающим устройствам 31, 32 по мере необходимости. Более того, предполагается, что данное изобретение содержит все другие обозримые эквиваленты элементов и конструкций, как описано здесь со ссылками на схемы. В соответствии с этим изобретение ограничивается только объемом формулы изобретения и ее эквивалентов.

Изобретение относится к архитектуре для связи в сети между различными медицинскими устройствами и удаленными отслеживающими устройствами. Техническим результатом является обеспечение сетевого взаимодействия между различными медицинскими устройствами и удаленными отслеживающими устройствами. Интерфейсная схема каждого медицинского устройства выполнена с возможностью обмена данными с одним из релейных модулей посредством беспроводной радиорелейной сети. Релейные модули связаны с удаленными отслеживающими устройствами по сети беспроводной связи, доступной через объединенную сеть. Каждый релейный модуль содержит приемное устройство, первое передающее устройство, второе передающее устройство и управляющее устройство. Управляющее устройство определяет состояние сети беспроводной связи, доступной через объединенную сеть. Когда состояние показывает, что сеть беспроводной связи, доступной через объединенную сеть, доступна для беспроводного релейного модуля, выбирают второе передающее устройство для передачи данных от медицинских устройств. Когда сеть беспроводной связи, доступной через объединенную сеть, не доступна, выбирают первое передающее устройство для передачи данных на другой беспроводный релейный модуль. 3 н. и 30 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Система для обеспечения связи между медицинским устройством и удаленным устройством, подключенным к объединенной сети, содержащая:
по меньшей мере одну интерфейсную схему, соединенную с одним или большим количеством медицинских устройств и выполненную с возможностью передачи данных медицинского устройства с помощью беспроводного соединения передачи данных;
по меньшей мере два релейных модуля, каждый из которых беспроводным способом соединен с формированием сотовой сети беспроводных релейных модулей, в которой каждый из по меньшей мере двух релейных модулей содержит:
первое приемное устройство, выполненное с возможностью беспроводного приема данных медицинского устройства по беспроводной радиорелейной сети;
первое передающее устройство, выполненное с возможностью беспроводной передачи данных медицинского устройства к другому из по меньшей мере двух релейных модулей по указанной сотовой сети беспроводной радиорелейной сети;
второе передающее устройство, выполненное с возможностью беспроводной передачи данных медицинского устройства по сети беспроводной связи, доступной через объединенную сеть, а также
процессор, соединенный со вторым передающим устройством для определения доступности сети беспроводной связи, доступной через объединенную сеть, для второго передающего устройства и соединенный с первым передающим устройством для передачи данных медицинского устройства через сотовую сеть беспроводных релейных модулей к другому из по меньшей мере двух релейных модулей, в случае если сеть беспроводной связи, доступная через объединенную сеть, недоступна для второго передающего устройства;
причем по меньшей мере один из поменьше мере двух релейных модулей в сотовой сети беспроводных релейных модулей выполнен с возможностью определения состояния доступа сотовой сети беспроводных релейных модулей и обеспечения состояния доступа процессору для выбора первого или второго передающего устройства для передачи данных медицинского устройства на основе по меньшей мере двух из следующего: (1) состояния доступа сотовой сети беспроводных релейных модулей; (2) состояния устройства одного или большего количества медицинских устройств; и (3) состояния соединения каждого из первого и второго передающих устройств в беспроводных релейных модулях;
причем состояние соединения первого передающего устройства показывает, доступна ли сеть беспроводной связи, доступная через объединенную сеть, для беспроводных релейных модулей, и состояние соединения второго передающего устройства показывает доступность сотовой сети беспроводных релейных модулей для указанных беспроводных релейных модулей;
причем каждый из релейных модулей в беспроводной сотовой сети выполнен с возможностью определения своего собственного текущего состояния и с возможностью передачи своего текущего состояния каждому из других релейных модулей в беспроводной сотовой сети.

2. Система по п. 1, в которой процессор выполнен с возможностью определения состояния соединения сети беспроводной связи, доступной через объединенную сеть, и с возможностью передачи данных медицинского устройства по каналу связи посредством второго передающего устройства, если указанное состояние соединения удовлетворяет определенным критериям, и выполнен с возможностью передачи данных медицинского устройства посредством первого передающего устройства, связанного с указанной сотовой сетью беспроводных релейных модулей, при условии, что указанное состояние соединения не удовлетворяет определенным критериям.

3. Система по п. 1, дополнительно содержащая второе приемное устройство, выполненное с возможностью приема команд и/или данных медицинского устройства из указанной сети беспроводной связи, доступной через объединенную сеть, причем первое передающее устройство также выполнено с возможностью передачи команд и/или данных медицинского устройства указанному по меньшей мере одному медицинскому устройству.

4. Система по п. 3, в которой по меньшей мере один релейный модуль дополнительно содержит:
запоминающее устройство, электрически соединенное с процессором и выполненное с возможностью буферизации указанных принятых команд и/или данных медицинского устройства, предназначенных для соответствующих медицинских устройств, причем процессор выполнен с возможностью управления порядком и/или приоритетом передачи указанных команд и/или данных медицинского устройства соответствующим медицинским устройствам.

5. Система по п. 3, в которой по меньшей мере один релейный модуль содержит:
запоминающее устройство, электрически соединенное с процессором и выполненное с возможностью буферизации указанных принятых команд и/или данных медицинского устройства, предназначенных для соответствующих медицинских устройств, причем процессор выполнен с возможностью управления передачей указанных команд и/или данных медицинского устройства для всех или части указанных медицинских устройств.

6. Система по п. 1, в которой сотовая сеть беспроводных релейных модулей выполнена с возможностью работы в соответствии с сетевым протоколом ZIGBEE.

7. Система по п. 1, в которой сеть беспроводной связи, доступная через объединенную сеть, представляет собой сеть мобильной связи.

8. Система по п. 7, в которой сеть мобильной связи представляет собой сеть на основе CDMA или GSM.

9. Система по п. 1, в которой указанная интерфейсная схема содержит:
передающее устройство, выполненное с возможностью беспроводной передачи данных медицинского устройства по указанной беспроводной радиорелейной сети.

10. Система по п. 1, в которой указанная интерфейсная схема дополнительно содержит:
приемное устройство, выполненное с возможностью беспроводного приема команд по сотовой сети беспроводных релейных устройств для их выполнения посредством по меньшей мере одним из одного или большего количества медицинских устройств.

11. Система по п. 1, в которой каждый из по меньшей мере двух релейных модулей образует полносвязанную сотовую сеть беспроводных релейных модулей.

12. Система по п. 1, в которой по меньшей мере один релейный модуль в сотовой сети беспроводных релейных модулей выполнен с возможностью определения состояния доступа сотовой сети беспроводных релейных модулей и обеспечения состояния доступа процессору для выбора первого или второго передающего устройства для передачи данных на основе по меньшей мере двух из следующего:
(1) состояния доступа сотовой сети беспроводных релейных модулей;
(2) состояния устройства одного или большего количества медицинских устройств; и
(3) состояния соединения каждого из первого и второго передающих устройств в релейном модуле.

13. Система по п. 12, в которой состояние соединения первого передающего устройства показывает доступность сети беспроводной связи, доступной через объединенную сеть, для беспроводного релейного модуля, а состояние соединения второго передающего устройства показывает доступность сотовой сети беспроводных релейных модулей для беспроводного релейного модуля.

14. Система по п. 1, в которой каждый из по меньше мере двух релейных модулей образует полносвязанную сотовую сеть беспроводных релейных модулей, и
по меньшей мере один релейный модуль в сотовой сети беспроводных релейных модулей выполнен с возможностью определения состояния доступа сотовой сети беспроводных релейных модулей и обеспечения состояния доступа процессору для выбора первого или второго передающего устройства для передачи данных на основе по меньшей мере двух из следующего:
(1) состояния доступа сотовой сети беспроводных релейных модулей;
(2) состояния устройства одного или большего количества медицинских устройств; и
(3) состояния соединения каждого из первого и второго передающих устройств в релейном модуле.

15. Способ передачи данных медицинского устройства от одного или большего количества медицинских устройств по беспроводной сети, согласно которому:
формируют беспроводную сотовую сеть из множества релейных модулей;
принимают данные медицинского устройства на первом релейном модуле через беспроводную сотовую сеть посредством по меньшей мере одной интерфейсной схемы, соединенной с соответствующим медицинским устройством;
определяют состояние доступа первого релейного модуля к беспроводной сети связи, доступной через объединенную сеть, посредством указанного первого релейного модуля;
передают указанные данные медицинского устройства посредством первого релейного модуля по указанному беспроводному каналу связи, доступному через объединенную сеть, когда указанная беспроводная сеть связи, доступная через объединенную сеть, является доступной; и
передают указанные данные медицинского устройства посредством первого релейного модуля на второй релейный модуль по беспроводной сотовой сети, когда указанная беспроводная сеть связи, доступная через объединенную сеть, является недоступной;
причем по меньшей мере один релейный модуль в беспроводной сотовой сети выполнен с возможностью определения состояния доступа сотовой сети беспроводных релейных модулей и обеспечения состояния доступа процессору первого релейного модуля для выбора первого или второго передающего устройства для передачи данных медицинского устройства на основе по меньшей мере двух из следующего:
(1) состояния доступа сотовой сети беспроводных релейных модулей;
(2) состояния устройства одного или большего количества медицинских устройств; и
(3) состояния соединения каждого из первого и второго передающих устройств в беспроводных релейных модулях;
причем состояние соединения первого передающего устройства показывает доступна ли сеть беспроводной связи, доступная через объединенную сеть, для первого беспроводного релейного модуля, а состояние соединения второго передающего устройства показывает доступность беспроводной сотовой сети для первого беспроводного релейного модуля; и
каждый из релейных модулей в беспроводной сотовой сети выполнен с возможностью определения своего собственного текущего состояния и с возможностью передачи своего текущего состояния каждому из других релейных модулей в беспроводной сотовой сети.

16. Способ по п. 15, согласно которому дополнительно:
определяют состояние доступа второго релейного модуля к сети беспроводной связи, доступной через объединенную сеть, посредством указанного второго релейного модуля;
передают указанные данные медицинского устройства посредством второго релейного модуля по указанной сети связи, доступной через объединенную сеть, когда указанный второй релейный модуль имеет доступ к сети беспроводной связи, доступной через объединенную сеть; и
передают указанные данные медицинского устройства посредством второго релейного модуля на третий релейный модуль по беспроводной сотовой сети, когда указанный второй релейный модуль не имеет доступа к сети беспроводной связи, доступной через объединенную сеть.

17. Способ по п. 15, согласно которому дополнительно:
получают команды и/или данные медицинского устройства по сети беспроводной связи, доступной через объединенную сеть, предназначенные для по меньшей мере одного из указанных медицинских устройств; и
передают указанные принятые команды и/или данные медицинского устройства с помощью по меньшей мере первого релейного модуля к предназначенному по меньшей мере одному из указанных медицинских устройств.

18. Способ по п. 17, согласно которому дополнительно:
буферизируют указанные принятые команды и/или данные медицинского устройства, предназначенные для соответствующих медицинских устройств, посредством указанного первого релейного модуля; и
управляют порядком и/или приоритетом передачи указанных команд и/или данных медицинского устройства соответствующим медицинским устройствам.

19. Способ по п. 17, согласно которому дополнительно:
передают указанные принятые команды и/или данные медицинского устройства, предназначенные для соответствующих медицинских устройств, всем или группе указанных медицинских устройств.

20. Способ по п. 15, согласно которому дополнительно:
выполняют индикацию потенциальных связей по указанной сети беспроводной связи, доступной через объединенную сеть, во время последовательного включения питания первого релейного модуля.

21. Способ по п. 15, согласно которому дополнительно:
выполняют индикацию потенциальных связей по указанной беспроводной сотовой сети во время последовательного включения питания указанного первого релейного модуля.

22. Способ по п. 15, в котором указанная беспроводная сотовая сеть действует в соответствии с сетевым протоколом ZIGBEE.

23. Способ по п. 15, в котором указанная беспроводная сотовая сеть представляет собой радиорелейную Bluetooth сеть.

24. Способ по п. 15, в котором указанная сеть беспроводной связи, доступная через объединенную сеть, содержит канал связи сети мобильной связи.

25. Способ по п. 24, в котором указанная сеть беспроводной связи, доступная через объединенную сеть, действует в соответствии с одним из: сетевым протоколом CDMA или сетевым протоколом GSM.

26. Способ по п. 15, в котором этап определения состояния доступа первого релейного модуля дополнительно включает следующие этапы, на которых:
измеряют состояние указанной беспроводной сотовой сети и
определяют указанное состояния доступа указанной беспроводной сотовой сети в зависимости от указанного измеренного состояния указанной беспроводной сотовой сети.

27. Способ по п. 15, согласно которому указанное состояние доступа первого релейного модуля определяют в зависимости от значения, хранимого в запоминающем элементе указанного первого релейного модуля.

28. Система для обеспечения связи между медицинскими устройствами, содержащая:
по меньшей мере одно медицинское устройство, причем каждое из указанного по меньшей мере одного из медицинских устройств имеет по меньшей мере одну интерфейсную схему, соединенную с ним и выполненную с возможностью приема данных медицинского устройства от по меньшей мере одного из указанного по меньшей мере одного из медицинских устройств и с возможностью передачи данных медицинского устройства, предоставленных ему с помощью беспроводного соединения передачи данных; и
по меньшей мере два релейных модуля, причем каждый из по меньшей мере двух релейных модулей беспроводным образом соединен с каждым из указанного по меньшей мере одного из медицинских устройств посредством соответствующей интерфейсной цепи таким образом, что каждый из указанных по меньшей мере двух релейных модулей и по меньшей мере некоторые из указанного по меньшей мере одного из медицинских устройств образуют беспроводную сотовую радиорелейную сеть, по которой каждый из указанных по меньшей мере двух релейных модулей выполнен с возможностью беспроводного получения данных медицинского устройства, переданных одним или большим количеством указанных интерфейсных схем, и в котором по меньшей мере один релейный модуль выполнен с возможностью определения состояния доступа беспроводной сотовой радиорелейной сети и выбора беспроводного пути связи для передачи данных, и в котором по меньшей мере один из по меньшей мере двух релейных модулей выполнен с возможностью передачи данных, предоставленных ему по сети беспроводной связи, доступной через объединенную сеть, и в которой каждый из по меньшей мере двух релейных модулей выполнен с возможностью выбора беспроводного пути связи на основе по меньшей мере двух из следующего:
(1) состояния доступа беспроводной сотовой радиорелейной сети;
(2) состояния устройства для каждого из по меньшей мере одного из медицинских устройств; и
(3) состояния соединения по меньшей мере одного релейного модуля к сети беспроводной связи, доступной через объединенную сеть.

29. Система по п. 28, в которой состояние соединения содержит:
первое состояние соединения, которое показывает доступность сети беспроводной связи, доступной через объединенную сеть, посредством беспроводного релейного модуля;
второе состояние соединения, показывающее доступность беспроводной сотовой радиорелейной сети посредством беспроводного релейного модуля.

30. Система по п. 28, в которой каждый из релейных модулей в беспроводной сотовой радиорелейной сети выполнен с возможностью определения своего текущего состояния и с возможностью передачи своего текущего состояния каждому из других релейных модулей в беспроводной сотовой радиорелейной сети.

31. Система по п. 28, в которой:
каждый из релейных модулей в беспроводной сотовой радиорелейной сети выполнен с возможностью определения своего текущего состояния и передачи своего текущего состояния каждому из других релейных модулей в беспроводной сотовой радиорелейной сети; и
каждый из релейных модулей в беспроводной сотовой радиорелейной сети выполнен с возможностью приема текущего состояния каждого из других релейных модулей в беспроводной сотовой радиорелейной сети.

32. Система по п. 28, в которой по меньшей мере один из релейных модулей содержит:
первое приемопередающее устройство, выполненное с возможностью беспроводного приема данных медицинского устройства, переданных каждой из указанной по меньшей мере одной интерфейсной схемы, и выполненное с возможностью беспроводной передачи данных медицинского устройства к другому релейному модулю в беспроводной сотовой радиорелейной сети;
второе приемопередающее устройство, выполненное с возможностью беспроводной передачи данных по сети беспроводной связи, доступной через объединенную сеть; и
процессор, соединенный с первым и вторым приемопередающими устройствами и выполненный с возможностью определения доступности беспроводной сотовой радиорелейной сети для первого приемопередающего устройства релейного модуля и с возможностью определения доступности сети беспроводной связи, доступной через объединенную сеть, для второго приемопередающего устройства релейного модуля.

33. Система по п. 31, в которой в ответ на отсутствие доступа к сети беспроводной связи, доступной через объединенную сеть, для второго приемопередающего устройства первое приемопередающее устройство передает данные медицинского устройства по беспроводной сотовой радиорелейной сети к другому из по меньшей мере двух релейных модулей, содержащих беспроводную сотовую радиорелейную сеть.