ИНТЕРФЕЙС АВТОМАТИЧЕСКОГО СОПРЯЖЕНИЯ ВНЕШНИХ ДАТЧИКОВ Российский патент 2018 года по МПК A61N1/02 G06F17/00 

Область техники

Изобретение относится к медицинским инструментам и, в частности, к системе интерфейсного соединения для обеспечения использования в медицине подходящих аппаратных средств.

Уровень техники

Медицинские устройства, которые отслеживают основные показатели состояния пациента, используют различные типы датчиков для преобразования физиологической активности пациента в электрические сигналы. Электрические сигналы могут обеспечивать основания для численных измерений и волн с временной зависимостью, которые могут быть отображены и использованы для обнаружения тревожной ситуации. Примером является датчик, который измеряет углекислый газ в конце спокойного выдоха, EtCO2, посредством измерения инфракрасного излучения, поглощенного выдыхаемым пациентом воздухом.

Датчики могут быть физически смонтированы внутри устройства для мониторинга пациента. В альтернативном варианте они могут быть изготовлены как отдельные модули с кабелем, который подключается к разъему устройства для мониторинга. Потенциальное преимущество внешнего датчика состоит в том, что конечный пользователь может выбирать, какой из нескольких альтернативных совместимых типов датчиков использовать.

Обычные системы используют интерфейсные протоколы промышленного стандарта и универсальные соединители. Иллюстративным примером интерфейсного протокола промышленного стандарта для медицинских устройств является профиль Bluetooth для медицинских устройств (HDP, Bluetooth Health Device Profile.) Этот стандарт определяет интерфейсы прикладного программирования (API, application programmer interface) для обмена данными с медицинским устройством. Специально поддерживаемые устройства содержат датчики, такие как пульсовые оксиметры, мониторы для контроля кровяного давления, глюкометры и термометы. Поставщики могут разрабатывать свои датчики так, чтобы они соответствовали этим стандартным протоколам. Любое устройство для мониторинга пациента, которое реализует соответствующий профиль HDP, может обмениваться данными с совместимыми датчиками.

Универсальный соединитель похож на протокол промышленного стандарта тем, что он определяет интерфейсы стандартного протокола. Кроме того, он определяет электрический и механический или физический интерфейсы. Примером является универсальная последовательная шина (USB, Universal Serial Bus). Шина USB обеспечивает возможность соединения многочисленных типов устройств с главным устройством.

Протоколы промышленного стандарта и универсальные соединители предназначены для неограниченного применения, обеспечивая в любое время возможность введения новых совместимых изделий. Такая универсальность делает невозможным для производителя устройств мониторинга пациента верификацию совместимости и безопасности с каждым датчиком. В публикации США №2004/0122490 раскрыта система для связи имплантируемого медицинского устройства.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В соответствии с настоящими принципами описаны механизмы и способы для обеспечения разъема на устройстве для мониторинга пациента, которое будет принимать множество различных типов датчиков и автоматически определять, какой тип датчика присоединен. Указанные механизмы также обеспечивают меры безопасности, для гарантии, что используются только авторизованные датчики. Кроме того, посредством указанного механизма могут быть оценены возможности совместимых датчиков для обеспечения того, что все признаки или возможности поняты и могут быть использованы.

В соответствии с одним вариантом осуществления устройство для мониторинга, имеющее интерфейс датчика, содержит соединительную часть, выполненную с возможностью механического сопряжения с одним или большим количеством датчиков заранее заданного типа. Совместимость могут определять, используя многоуровневый подход. Например, слой аппаратного интерфейса, который может быть реализован в программном обеспечении, выполнен с возможностью определения типа датчика и установления интерфейса связи с этим типом датчика. Слой аппаратных абстракций, который может содержать аппаратную и программную части, выполнен с возможностью хранения множества протоколов, соответствующих указанному одному или большему количеству датчиков заранее заданного типа. Слой аппаратных абстракций осуществляет связь с датчиком, используя выбранный протокол для этого типа через интерфейс связи для разрешения взаимодействия между устройством и этим типом датчика.

Другое устройство для мониторинга, имеющее интерфейс датчика, содержит соединительную часть, выполненную с возможностью механического взаимодействия с одним или большим количеством датчиков заранее заданного типа. Для идентификации совместимости датчика и обеспечения связи только с совместимыми типами датчиков содержится трехуровневый механизм. Трехуровневый механизм дополнительно содержит слой аппаратного интерфейса, выполненный с возможностью определения типа датчика и установления интерфейса связи с этим типом датчика; слой аппаратных абстракций, выполненный с возможностью хранения множества протоколов, соответствующих указанному одному или большему количеству датчиков заранее заданного типа, при этом слой аппаратных абстракций осуществляет связь с датчиком, используя выбранный протокол для этого типа через интерфейс связи для разрешения взаимодействия между устройством и этим типом датчика; и приложение устройства, выполненное с возможностью взаимодействия с совместимым датчиком через слой аппаратного интерфейса и слой аппаратных абстракций.

Способ верификации совместимости типа датчика, включающий определение, является ли тип датчика механически совместимым с устройством для мониторинга, посредством попыток соединения датчика с этим устройством для мониторинга; в случае, если механически совместим, тогда идентификацию типа датчика, используя схему обнаружения датчика; установление интерфейса связи с механически совместимым типом датчика через слой аппаратного интерфейса; и осуществление связи с этим типом датчика через интерфейс связи, используя выбранный протокол для этого типа датчика, при этом выбранный протокол хранят в слое аппаратных абстракций для разрешения взаимодействия между устройством для мониторинга и этим типом датчика.

Эти и другие объекты, признаки и преимущества настоящего изобретения станут очевидны из нижеследующего подробного описания его иллюстративных вариантов осуществления, которое подлежит прочтению в связи с сопутствующими чертежами.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Настоящее раскрытие будет подробно представлено в нижеследующем описании предпочтительных вариантов осуществления со ссылкой на следующие чертежи, на которых:

на фиг. 1 показана блок-схема/структурная схема, изображающая устройство для мониторинга или систему, имеющую интерфейс датчика и воспринимающую систему в соответствии с одним вариантом осуществления;

на фиг. 2 показан перспективный вид, изображающий иллюстративные конфигурации для штепсельных разъемов и приемных разъемов для намеренного обеспечения механически совместимых и механически несовместимых соединительных пар в соответствии с полезными вариантами осуществления;

на фиг. 3 показана блок-схема/структурная схема, изображающая трехуровневый механизм для идентификации и осуществления связи с датчиками в соответствии с одним вариантом осуществления;

на фиг. 4 показана блок-схема/структурная схема, более подробно изображающая трехуровневый механизм, показанный на фиг. 3, в соответствии с одним вариантом осуществления; и

на фиг. 5 показана блок-схема, изображающая способ идентификации и осуществления связи с датчиками в соответствии с иллюстративными вариантами осуществления.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

В соответствии с настоящими принципами описаны механизмы и способы для обеспечения разъема на устройстве для мониторинга пациента, который будет принимать множество различных типов датчиков и автоматически определять, какой тип датчика присоединен. Указанные механизмы также обеспечивают меры безопасности, для гарантии, что используются только авторизованные датчики.

Медицинское устройство необходимо подвергать верификации для обеспечения того, что это устройство удовлетворяет своим утвержденным требованиям, и что это устройство является безопасным и эффективным для клинического использования. Когда с устройством для мониторинга пациента используют внешний датчик, этот внешний датчик рассматривают, как часть всего медицинского устройства. Следовательно, устройство для мониторинга пациента необходимо верифицировать и подтверждать его пригодность в отношении функциональности, безопасности и эффективности с каждым из совместимых с ним датчиков.

В отличие от универсальных или стандартизированных соединителей, настоящие механизмы предназначены для очень ограниченной применимости таким образом, что изготовитель устройства для мониторинга пациента может предварительно выбирать ограниченный набор совместимых датчиков и верифицировать, что каждый авторизированный датчик удовлетворяет всем требованиям системного уровня для функциональности, безопасности и эффективности.

Также следует понимать, что настоящее изобретение будет описано в терминах медицинских инструментов; однако идеи настоящего изобретения намного шире и применимы для любых соединяемых инструментов или систем. В соответствии с вариантами осуществления настоящие принципы использованы в применении для сложных биологических или механических систем. В частности, настоящие принципы применимы к внутренним отслеживающим или тестирующим устройствам биологических систем, процедур во всех частях тела, таких как легкие, желудочно-кишечный тракт, органы выделения, кровеносные сосуды и т.д. Элементы, показанные на чертежах, могут быть реализованы в различных комбинациях аппаратного и программного обеспечения и обеспечивают функции, которые могут быть объединены в одном элементе или множестве элементах.

Функции различных элементов, показанных на чертежах, могут быть обеспечены с помощью использования специализированного аппаратного обеспечения, а также аппаратного обеспечения, выполненного с возможностью выполнения программного обеспечения совместно с надлежащим программным обеспечением. При обеспечении посредством процессора, указанные функции могут быть обеспечены посредством одного специализированного процессора, посредством одного совместно используемого процессора или посредством множества индивидуальных процессоров, некоторые из которых могут быть совместно используемыми. Кроме того, явное использование термина "процессор " или "контроллер" не следует толковать, как ссылку исключительно на аппаратное обеспечение, выполненное с возможностью выполнения программного обеспечения, и может подразумеваемым образом содержать среди прочего оборудование цифрового сигнального процессора (ЦСП), постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) для хранения программного обеспечения, оперативное запоминающее устройство (ОЗУ), энергонезависимое хранилище и т.д.

Кроме того, подразумевается, что все утверждения настоящего документа, излагающие принципы, аспекты и варианты осуществления настоящего изобретения, а также его специальные примеры охватывают как конструктивные, так и функциональные его эквиваленты. Дополнительно, подразумевается, что такие эквиваленты содержат как известные в настоящее время эквиваленты, так и эквиваленты, разработанные в будущем (т.е., любые разработанные элементы, которые выполняют ту же функцию, независимо от конструкции). Таким образом, например, специалистам в области техники следует понимать, что структурные схемы, представленные в настоящем документе, представляют концептуальные представления иллюстративных системных компонентов и/или схем, воплощающих принципы настоящего изобретения. Аналогично, следует понимать, что любые блок-схемы, потоковые диаграммы и тому подобное представляют различные процессы, которые могут быть по существу представлены на читаемом с помощью компьютера носителе информации и так выполнены посредством компьютера или процессора, независимо от того, такой компьютер или процессор показан явно или нет.

Кроме того, варианты осуществления настоящего изобретения могут принимать вид компьютерного программного продукта, доступного из используемого или читаемого с помощью компьютера носителя информации, обеспечивающего программный код для использования посредством компьютера или любой системы для выполнения инструкций или в связи с ними. Для целей настоящего описания используемый или читаемый с помощью компьютера носитель информации может быть любым устройством, которое может содержать, хранить, передавать, распространять или перемещать указанную программу для использования посредством системы, аппарата или устройства для выполнения инструкций или в связи с ними. Указанный носитель может быть электронной, магнитной, оптической, электромагнитной, инфракрасной или полупроводниковой системой (или аппаратом или устройством) или средой распространения. Примеры читаемого с помощью компьютера носителя информации содержат полупроводниковую или твердотельную память, магнитную ленту, съемную компьютерную дискету, оперативное запоминающее устройство (ОЗУ), постоянное запоминающее устройство (ПЗУ), жесткий магнитный диск и оптический диск. Текущие примеры оптических дисков содержат постоянное запоминающее устройство на компакт-диске (CD-ROM, compact disk - read only memory), перезаписываемый компакт-диск (СD-R/W, compact disk - read/write), оптический диск формата Blu-Ray^™ и DVD.

Теперь обратимся к чертежам, на которых подобные цифровые обозначения представляют одинаковые или аналогичные элементы, сначала обратимся к фиг. 1, на которой показана система 100, имеющая модуль 106 обнаружения датчика и осуществления связи. В соответствии с одним вариантом осуществления система 100 содержит устройство 112 для мониторинга пациента, такое как дефибриллятор или другое устройство для мониторинга. Дефибриллятор или устройство для мониторинга использованы иллюстративно в качестве примера. Также могут использовать другие устройства или системы в соответствии с настоящими принципами. Устройство 112 может содержать один или большее количество процессоров 114 и запоминающее устройство 116 для хранения программ и приложений. Модуль 106 обнаружения датчика и осуществления связи может содержать схемы обнаружения датчика. Модуль 106 может содержать аппаратное обеспечение (логические схемы), программное обеспечение или их комбинации. В соответствии с одним вариантом осуществления модуль 106 содержит логические вентили или схемы, выполненные с возможностью идентификации и определения категории датчиков и типов датчиков. Следует понимать, что вместо этого логика может быть реализована в программном обеспечении, или может быть использована комбинация аппаратного и программного обеспечения. Программные части могут быть сохранены в запоминающем устройстве 116, хотя могут быть использованы другие запоминающие элементы, например буферы.

Модуль 115 для восприятия соединителя выполнен с возможностью интерпретации сигналов обратной связи от соединителей. Модуль 115 для восприятия соединителя может содержать логические схемы или может использовать любую комбинацию программного обеспечения и схем. Модуль 115 для восприятия соединителя осуществляет связь с датчиками 108 для определения совместимости между этими датчиками 108 и устройством 112 для мониторинга. Каждый из совместимых датчиков 108 может иметь кабель 105 с соединительным штепсельным разъемом 110, который сопрягается с приемным портом или разъемом 104 на устройстве 112 для мониторинга пациента.

Электрическая энергия и сигналы направляются через заранее заданные штыри в соединителе 104. В добавление к энергии электрическое соединение может содержать одно или большее количество последовательных соединений для данных, сигнальную линию идентификации типа датчика, а также дополнительно может содержать другие аналоговые или цифровые сигнальные линии. Сигнальные линии или кабели 105 могут содержать электрический провод, волоконную оптику и т.д. Внутри устройства 112 для мониторинга находится многоуровневый механизм для осуществления связи с датчиками 108. При идентификации датчика или датчиков 108 приложения 124 датчиков, сохраненные в запоминающем устройстве 116, могут быть выполнены для обеспечения надлежащего использования датчика или датчиков 108. В соответствии с некоторыми вариантами осуществления устройство 112 для мониторинга может содержать отображающее устройство 118 для обеспечения пользователю возможности взаимодействия с устройством 112 для мониторинга и его компонентами и функциями или любым другим элементом в системе 100. Это дополнительно облегчается при помощи пользовательского интерфейса 120, который может содержать клавиатуру, манипулятор типа "мышь", джойстик, тактильное устройство или любой другой периферийный или управляющий элемент для обеспечения пользователю возможности обратной связи от устройства 112 для мониторинга и взаимодействия с ним. Устройство 112 для мониторинга может содержать другие элементы (features) 134, такие как электрошоковые пластины, другие электронные устройства или элементы и т.д.

Со ссылкой на фиг. 2, а также на фиг. 1, на которой показан пример, изображающий аппаратные соединения между устройством 112 и датчиками 108, для иллюстративной демонстрации, как приемный разъем может быть выполнен совместимым с одним датчиком или набором датчиков. Приемный разъем 104 обеспечен на внешней поверхности устройства 112 для мониторинга пациента. Этот приемный разъем 104 физически сопрягается с соединительным штепсельным разъемом 110 на внешних датчиках 108. Форма и цвет соединительных штепсельных разъемов 110 и приемных разъемов 104 могут быть согласованы для того, чтобы облегчить пользователям определение местонахождения правильного приемного разъема или разъемов. Кроме того, приемный разъем имеет такую форму и/или ключ, чтобы соответствовать всем совместимым датчикам 108 и только совместимым датчикам.

Стратегия соединительных ключей может быть реализована с множеством уровней для допущения различных комбинаций датчиков 108 и устройств 112 для мониторинга. Например, приемный разъем 226 поддерживает датчики 220 и 222. А приемный разъем 224 поддерживает только датчик 220. Датчики 220 и 222 содержат множество соединителей или штырей 208. Центральная штепсельная часть 202 содержит канавку 206 и плоскую площадку или ключ 210, соответственно, для датчика 220 и датчика 222. Ключ 210 выполнен таким образом, что приемный разъем 224 не будет спрягаться с датчиком 222. Приемные разъемы 224 и 226 содержат паз 214 под ключ и проводящий выступ 215, который принимается в канавку 206. Приемный разъем 224 содержит плоскую площадку 212 для сопряжения, а приемный разъем 226 содержит паз 216 для сопряжения. Плоская площадка 201 соответствует плоской площадке 212. Штыри 208 принимаются в гнезда 218. Датчик 220 с плоской площадкой 204 соответствует приемным разъемам 224 и 226. Датчик 222 с ключом 210 соответствует только приемному разъему 226. Следует понимать, что это пример представляет только одну иллюстративную схему, и также предполагаются другие компоновки. Дополнительные элементы, например, ключи или пазы, могут быть обеспечены на датчиках 220 или 222 или приемных разъемах 224 и 226 для обеспечения больших перестановок/комбинаций, как потребуется.

В интерфейсе обеспечены уровни и соединения электрического сигнала (например, штыри 208 к гнездам 218), необходимые для согласования с требованиями всех совместимых датчиков. Соединительные штыри 208, используемые для питания, заземления и сигналов данных, должны быть совместимы для всех работающих пар датчика и приемного разъема.

Со ссылкой на фиг. 3, а также на фиг. 1, внутри устройства 112 для мониторинга находится трехуровневый механизм 300 для обнаружения датчиков 108 и осуществления связи с ними. На фиг. 1 трехслойный механизм 300 содержится в модуле 115 для восприятия датчика, модуле 106 обнаружения датчика и осуществления связи и приложений 124 датчиков. На фиг. 3 трехслойный механизм 300 передает на слой 306 аппаратного интерфейса, слой 304 аппаратных абстракций и слой 302 программного приложения устройства, соответственно.

Если датчик 108 механически вставляется в приемный разъем устройства 112 для мониторинга, то устройству 112 для мониторинга необходимо определять, является ли датчик 108 совместимым на соединительном/сигнальном уровне через комбинацию аппаратной схемы обнаружения датчика и слоя 306 аппаратного интерфейса и программного подтверждения совместимого протокола с использованием одного или большего количества из слоя 304 аппаратных абстракций и/или слоя 302 программного приложения устройства. Затем устройство 112 может использовать верифицированные программное обеспечение и протоколы для осуществления связи с идентифицированным совместимым датчиком.

В соответствии с одним иллюстративным датчиком для устройства 112 используют монитор/дефибриллятор. Устройство 112 совместимо с несколькими типами внешних датчиков EtCO2, например, типов 310, 312, 314. Датчики EtCO2 поставляются различными производителями и содержат технологии измерений CO2 как в боковом, так и основном потоке, например, Philips® предоставляет внешний датчик основного потока (Capnostat 5^™) и внешний датчик бокового потока (LoFlo^™), а Covidien^™ (Oridion^™) внешний датчик бокового потока (MicroPod^™). Датчики 108 этого примера содержат три типа 310, 312 и 314.

Каждый из альтернативных совместимых датчиков 108 имеет кабель 320 с соединительным штепсельным разъемом 322, который сопрягается с приемным портом 104 на устройстве 112 для мониторинга пациента. Электрическая энергия и сигналы направляются через заранее заданные штыри в соединителях (штепсельные разъемы в приемный разъем 104). В добавление к энергии электрическое соединение может содержать одно или большее количество последовательных соединений для данных, сигнальную линию идентификации типа датчика, волоконно-оптический канал связи, беспроводной канал связи (например, между штепсельными разъемами 322 и соответствующими типами 310, 312, 314 датчиков) и любые другие аналоговые или цифровые сигнальные линии. Следует понимать, что хотя приемный разъем 104 находится на устройстве 112; устройство 112 может содержать штепсельный разъем для взаимодействия с приемным разъемом датчика, или могут быть использованы комбинации штепсельных разъемом и приемных разъемов.

Со ссылкой на фиг. 4, где более подробно показан трехуровневый механизм 300 для обнаружения датчика и осуществления связи. Слой 306 аппаратного интерфейса содержит схему 404 обнаружения датчика, мультиплексное устройство, такое как программируемая пользователем вентильная матрица 406 (FPGA, field programmable gate array), и схему 408 для регулировки питания. Схема 404 обнаружения датчика определяет, присоединен ли датчик, например, на сигнальной линии идентификации типа датчика обнаруживается размыкание, когда к приемному разъему 402 ввода/вывода (IO) (также см. приемный разъем 104) не присоединено никакого датчика. Когда датчик присоединен, этот датчик выводит сигнал на сигнальную линию типа датчика, который однозначно указывает на тип присоединенного датчика (например, тип 310, 312, 314 и т.д. датчика).

Схема 404 обнаружения датчика может содержать логическую схему. Выходные данные схемы 404 для обнаружения датчика могут содержать следующие возможные логические значения: датчик не присоединен; неопознанный датчик присоединен; тип 310 датчика присоединен; тип 312 датчика присоединен и так далее для других совместимых датчиков. Матрица 406 FPGA обеспечивает интерфейсы для программного обеспечения слоя 304 аппаратных абстракций для осуществления доступа к выводу схемы 404 обнаружения датчика, плюс матрица 406 FPGA содержит универсальный асинхронный приемник/передатчик (UART, universal asynchronous receiver/transmitter) для последовательного обмена данными с датчиком через приемный разъем 402. Слой 306 аппаратного интерфейса также обеспечивает регулируемое питание для датчика, присоединенного к приемному разъему 402, с использованием схемы 408 для регулировки питания.

Слой 304 аппаратных абстракций обеспечивает гибкость типа протокола и, следовательно, типа датчиков, используемых с устройством 112. Слой 304 аппаратных абстракций не требует использования всеми совместимыми датчиками одинаковых протоколов обмена данными. Каждый из типов датчиков может использовать различный протокол связи по последовательному соединению данных. Средний слой (304) указанного механизма содержит множество сохраненных протоколов 410 (например, протоколы от А до N). Слой 304 аппаратных абстракций автоматически приспосабливается для использования протокола 410 с присоединенным датчиком. Программное обеспечение в слое 304 аппаратных абстракций периодически выполняет проверку вывода схемы 404 обнаружения датчика (через матрицу 406 FPGA) для того, чтобы определить, был ли подсоединен датчик. Когда датчик присоединен, для определения, какой протокол 410 датчика использовать, используют вывод схемы 404 обнаружения датчика.

Программное обеспечение указанного устройства для протокола выбранного датчика (протокол 410) устанавливает скорость передачи в бодах и пытается осуществлять связь с присоединенным датчиком (402), используя его протокол. Если датчик не корректно отвечает на этот протокол, этот датчик является несовместимым, и на отображающем устройстве 118 (фиг. 1) устройства для мониторинга представляют сообщение об ошибке. Если датчик отвечает корректно, то устройство 112 определило, какой тип датчика присоединен, и для осуществления связи с этим датчиком используют верифицированные программные протоколы 410 для этого датчика. Устройство 112 также представляет сообщение об ошибке, если схема обнаружения датчика указывает на то, что был присоединен несовместимый датчик.

Поскольку слой 304 аппаратных абстракций обеспечивает прозрачность по отношению к типу присоединенного датчика, программному приложению 302 датчика не нужно заказное программное обеспечение связи для каждого датчика. Сложность иметь дело с множеством датчиков заключена внутри аппаратного абстрактного уровня 304. Программное приложение 302 датчика отвечает за поддержку любых функций, которые специфичны для типа датчика. Например, один тип датчика может нуждаться в калибровке, или различные типы датчиков могут обнаруживать различные состояния ошибки. Программное приложение 302 датчика управляет способом калибровки, генерацией сообщений об ошибке и т.д.

Программное приложение 302 датчика также может управлять функциями сбора данных, проверкой спецификаций для датчиков и т.д. В соответствии с настоящими принципами пользователь может присоединять любой из нескольких различных типов датчиков, и устройство 112 для мониторинга будет автоматически распознавать, какой датчик присоединен. Тип присоединенного датчика не только будет распознан, но также снабдит устройство 112 для мониторинга пониманием возможностей этого датчика на основании типа датчика. Таким образом, датчик, подключенный к приемному разъему, будет иметь полную функциональность, доступную для пользователя.

Обратимся к фиг. 5, на которой иллюстративно показан способ верификации совместимости типа датчика в соответствии с практическим вариантом осуществления. В блоке 502 посредством попыток соединения датчика с устройством для мониторинга выполняют определение, является ли тип датчика механически совместимым с устройством для мониторинга. В блоке 504 это может содержать обеспечение ответных частей соединителей, чтобы обеспечить механическую совместимость между устройством для мониторинга и заранее выбранными типами датчиков. Заранее определяют заранее выбранные типы датчиков, подлежащих совместимости с этим устройством для мониторинга. В блоке 506 сигнал, являющийся выходными данными сигнальной линии типа датчика, обеспечивают для однозначного указания этого типа датчика. В блоке 508 для датчиков, не относящихся к указанным заранее заданным типам, предотвращают соединение с устройством для мониторинга посредством снабжения соединительных частей несовместимыми элементами взаимодействия.

В блоке 510, если механически совместим, тип датчика идентифицируют с использованием схемы обнаружения датчика. Датчик, который не является механически совместимым, не может быть присоединен к устройству для мониторинга, как описано в блоке 508. В блоке 510 с механически совместимым типом датчика устанавливают интерфейс связи через слой аппаратного интерфейса. Можно включить мультиплексное устройство или матрицу FPGA для выполнения интерфейсных соединений по слою аппаратного интерфейса. В блоке 516 установление интерфейса связи включает взаимодействие с протоколом слоя аппаратных абстракций в соответствии с выходными данными схемы обнаружения датчика.

В блоке 518 выполняют связь с типом датчика через интерфейс связи, используя выбранный протокол для этого типа датчика. Выбранный протокол хранится в слое аппаратных абстракций для разрешения взаимодействия между устройством для мониторинга и этим типом датчика. В блоке 520, если никакой протокол не совместим с этим типом датчика, пользователя оповещают, что этот датчик не является совместимым с устройством для мониторинга.

При интерпретации сопутствующей формулы изобретения следует понимать, что:

a) слово "содержащий" не исключает наличие других элементов или действий, отличных от перечисленных в данном пункте формулы изобретения;

b) слово "один" или "некоторый" ("а" или "an" - неопределенный артикль единственного числа английского языка), предшествующее элементу, не исключает наличия множества таких элементов;

c) любые ссылочные обозначения в формуле изобретения не ограничивают ее объем;

d) несколько "средств" могут быть представлены посредством одинаковых предметов или аппаратно или программно реализованной структурой или функцией; и

e) не предполагается, что потребуется конкретная последовательность действий, если не указано специально.

Были описаны предпочтительные варианты осуществления для автоматического интерфейса внешнего датчика (которые предполагаются быть иллюстративными и не ограничивающими), следует отметить, что в свете вышеприведенных идей специалистами в области техники могут быть выполнены модификации и вариации. Следовательно, следует понимать, что в конкретных вариантах осуществления настоящего изобретения могут быть выполнены изменения, которые находятся в пределах объема раскрытых в настоящем документе вариантов осуществления, как описано посредством сопутствующей формулы изобретения. Таким образом, были описаны детали и подробности, требуемые патентным законом, которые заявлены и требовательно защищены патентом на изобретение, как изложено в сопутствующей формуле изобретения.

Изобретение относится к медицинским инструментам и, в частности, к системе интерфейсного соединения для обеспечения использования в медицине подходящих аппаратных средств. Устройство для мониторинга имеет интерфейс датчика и содержит: соединительную часть (402), выполненную с возможностью механического сопряжения с одним или большим количеством датчиков заранее заданного типа; слой (306) аппаратного интерфейса, выполненный с возможностью определения типа датчика и установления интерфейса связи с этим типом датчика; и слой (304) аппаратных абстракций, выполненный с возможностью хранения множества протоколов, соответствующих указанному одному или большему количеству датчиков заранее заданного типа, при этом слой аппаратных абстракций осуществляет связь с датчиком, используя выбранный протокол для этого типа, через интерфейс связи для разрешения взаимодействия между устройством и этим типом датчика. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Устройство для мониторинга, имеющее интерфейс датчика и содержащее:

соединительную часть (402), выполненную с возможностью механического сопряжения с одним или большим количеством датчиков заранее заданного типа;

слой (306) аппаратного интерфейса, выполненный с возможностью определения типа датчика и установления интерфейса связи с этим типом датчика; и

слой (304) аппаратных абстракций, выполненный с возможностью хранения множества протоколов, соответствующих указанному одному или большему количеству датчиков заранее заданного типа, при этом слой аппаратных абстракций осуществляет связь с датчиком, используя выбранный протокол для этого типа, через интерфейс связи для разрешения взаимодействия между устройством и этим типом датчика.

2. Устройство по п. 1, в котором слой аппаратного интерфейса содержит схему (404) обнаружения датчика, выполненную с возможностью обнаружения, когда датчик присоединен, и определения типа этого датчика.

3. Устройство по п. 2, в котором слой аппаратного интерфейса содержит мультиплексное устройство (406), выполненное с возможностью сопряжения протоколов слоя аппаратных абстракций в соответствии с выходными данными схемы обнаружения датчика.

4. Устройство по п. 3, в котором мультиплексное устройство содержит программируемую пользователем вентильную матрицу (406) (FPGA), имеющую универсальный асинхронный приемник/передатчик (UART) для последовательного обмена данными с датчиком, присоединенным к указанному устройству.

5. Устройство по п. 1, в котором слой аппаратного интерфейса содержит схему (408) регулировки питания для обеспечения регулируемого питания для датчика, присоединенного к указанному устройству.

6. Устройство по п. 1, в котором соединительная часть (402) содержит элементы взаимодействия, которые предотвращают соединение датчиков, не относящихся к заранее заданным типам.

7. Устройство по п. 1, в котором указанное устройство (112) содержит дефибриллятор.

8. Устройство по п. 1, также содержащее:

трехуровневый механизм (300) для идентификации совместимости датчика и обеспечения связи только с совместимыми типами датчиков, содержащий приложение (302) устройства, выполненное с возможностью взаимодействия с совместимым датчиком через слой аппаратного интерфейса и слой аппаратных абстракций.

9. Устройство по п. 8, в котором слой аппаратного интерфейса содержит схему (404) обнаружения датчика, выполненную с возможностью обнаружения, когда датчик присоединен, и определения типа этого датчика.

10. Устройство по п. 9, в котором слой аппаратного интерфейса содержит мультиплексное устройство (406), выполненное с возможностью сопряжения протоколов слоя аппаратных абстракций в соответствии с выходными данными схемы обнаружения датчика.

11. Устройство по п. 10, в котором мультиплексное устройство содержит программируемую пользователем вентильную матрицу (FPGA) (406), имеющую универсальный асинхронный приемник/передатчик (UART) для последовательного обмена данными с датчиком, присоединенным к указанному устройству.

12. Устройство по п. 8, в котором слой аппаратного интерфейса содержит схему (408) для регулировки питания для обеспечения регулируемого питания для датчика, присоединенного к указанному устройству.

13. Устройство по п. 8, в котором соединительная часть (402) содержит элементы взаимодействия, которые предотвращают соединение датчиков, не относящихся к указанным заранее заданным типам.

14. Устройство по п. 8, в котором указанное устройство (112) содержит дефибриллятор.

15. Способ верификации совместимости типа датчика, включающий:

определение (502), является ли тип датчика механически совместимым с устройством для мониторинга, посредством попыток соединения датчика с устройством для мониторинга;

если механически совместим, идентификацию (510) типа датчика с использованием схемы обнаружения датчика;

установление (514) интерфейса связи с механически совместимым типом датчика через слой аппаратного интерфейса;

осуществление связи (518) с типом датчика через интерфейс связи с использованием выбранного протокола для этого типа датчика, при этом выбранный протокол хранят в слое аппаратных абстракций для разрешения взаимодействия между устройством для мониторинга и этим типом датчика.