Беспроводной релейный модуль для систем дистанционного отслеживания

Изобретение относится к беспроводному релейному модулю. Технический результат заключается в обеспечении связи между медицинскими устройствами и удаленными отслеживающими устройствами. Беспроводной релейный модуль содержит: первое приемное устройство, выполненное с возможностью приема данных медицинского устройства по меньшей мере от одного медицинского устройства по беспроводной радиорелейной сети; первое передающее устройство, выполненное с возможностью передачи данных медицинского устройства по сети беспроводной связи; второе передающее устройство, выполненное с возможностью передачи данных медицинского устройства на второй беспроводной релейный модуль по беспроводной радиорелейной сети; процессор, соединенный с первым и вторым передающими устройствами и выполненный с возможностью определения состояния устройства для каждого из по меньшей мере одного медицинского устройства и определения состояния соединения каждого из первого передающего устройства, второго передающего устройства и беспроводного релейного модуля; и модуль состояния, связанный с первым передающим устройством и процессором и выполненный с возможностью определения состояния доступа беспроводной радиорелейной сети и предоставления состояния доступа процессору для выбора первого передающего устройства или второго передающего устройства для передачи данных. 2 н. и 24 з.п. ф-лы, 9 ил.

 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

[001] Настоящее изобретение относится к беспроводному релейному модулю для обеспечения связи между различными медицинскими устройствами и удаленными отслеживающими устройствами, в частности к беспроводному релейному модулю для получения связи от медицинских устройств и передачи связи медицинским устройствам по беспроводной радиорелейной сети, и для передачи связи, полученной от удаленных отслеживающих устройств через сеть 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 здоровья пациента. Информация, указывающая на опасное состояние пациента, дает сигнал техническому специалисту и/или системе о необходимости 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), в системах управления помещением и других функциях), часто нежелательно допускать широкий доступ к локальной информационной сети для обеспечения централизованного наблюдения. Более того, когда пациент находится в удалении от медицинского центра интенсивной терапии (например, дома), доступ к традиционной локальной информационной 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 создать единый централизованный 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 801.11 являются сети ZIGBEE на основе стандарта IEEE 802.15.4 для беспроводных местных персональных сетей, которые используются для сбора информации от различных медицинских устройств в соответствии со Спецификацией устройств IEEE 11073 связи для 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 более чем несколькими сотнями метров. Как следствие, такие сети непригодны для централизованных мест контроля, расположенных за пределами помещения. Кроме того, в соответствии с действующими положениями конфиденциальности данных пациента Закона об ответственности и переносе данных о страховании здоровья граждан от 1996 года (HIPAA) передача информации между контролируемыми медицинскими устройствами и централизованным местом контроля должна быть защищенной от несанкционированного доступа.

[006] Таким образом, желательно обеспечить беспроводной релейный модуль, обеспечивающий релейную связь между медицинскими устройствами, по беспроводной локальной сети или беспроводной локальной персональной сети и удаленным отслеживающим устройством, которое связано с беспроводной сетью более широкого охвата (например, с беспроводной глобальной сетью).

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[007] Настоящее изобретение относится к беспроводному релейному модулю для обеспечения сетевой связи между различными медицинскими устройствами и удаленными отслеживающими устройствами. В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения одно или большее количество медицинских устройств (включая, без ограничения, респираторы, устройства внешнего питания, пульсоксиметры, мониторы артериального давления, пульсотахометры, весы и глюкометры) обеспечиваются в медицинском учреждении. 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, предпочтительно, также выполнены с возможностью взаимодействия с удаленными отслеживающими устройством с помощью сети беспроводной связи, доступной через объединенную сеть, и, предпочтительно, по беспроводным глобальным сетям (WWAN), таким как сети мобильной телефонной связи, включающие (например, на основе глобальной системы мобильной связи (GSM) или множественного доступа с кодовым разделением (СРМА), сети сотовой связи или связанные с беспроводным каналом данных). Кроме того, в соответствии, с нормами Закона об ответственности и переносе данных о страховании здоровья граждан связь по каждой из беспроводных сетей, предпочтительно, 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 медицинских устройств к другому беспроводному релейному модулю

через беспроводную радиорелейную сеть;

второе передающее устройство, выполненное с возможностью осуществления беспроводной передачи данных по сети беспроводной связи, доступной через объединенную сеть; и

управляющее устройство, соединенное с первым и 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 на то, что сети беспроводной связи доступны для беспроводного релейного модуля, управляющее устройство выбирает второе передающее устройство для передачи данных медицинского устройства, переданных через интерфейсную схему на беспроводной релейный модуль. Когда состояние доступа к сети указывает на то, что беспроводная сеть связи не доступна, управляющее устройство выбирает первое передающее устройство для передачи данных медицинского устройства к одному из других беспроводных релейных модулей. Таким образом, дополнительная попытка передачи данных медицинского устройства по сети беспроводной связи, доступной через объединенную сеть, может быть предпринята другим беспроводным релейным модулем (и, при необходимости, дополнительными беспроводными релейными модулями) до тех пор, пока не будет достигнута успешная передача.

[009] Каждый из беспроводных релейных модулей может также включать второе приемное устройство для приема сообщений от сети беспроводной связи, доступной через объединенную сеть.

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 представлена структурная схема примера сетевой архитектуры медицинского устройства, которая включает в себя беспроводной релейный модуль в соответствии с настоящим изобретением;

[0012] На ФИГ.2 представлена структурная схема, дополнительно иллюстрирующая примеры компонентов беспроводной сети архитектуры согласно ФИГ.1;

[0013] На ФИГ.3(a) представлено схематическое изображение, иллюстрирующее пример беспроводного релейного модуля в соответствии с настоящим изобретением;

[0014] На ФИГ.3(b)-3(d) представлены схематические изображение, иллюстрирующее вид сверху, спереди и сбоку варианта осуществления беспроводного релейного модуля на фигуре 3(a);

[0015] На ФИГ.3(e) показан пример панели управления для беспроводного релейного модуля на фигуре 3(b)-3(d);

[0016] На ФИГ.4 представлена блок-схема, иллюстрирующая первый пример способа работы релейного модуля на фигуре 3(a), а также

[0017] На ФИГ.5 представлена блок-схема, иллюстрирующая второй пример способа работы релейного модуля на фигуре 3(a).

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0018] Далее приводится подробное описание настоящего изобретения, в том числе предпочтительные варианты, предусмотренные авторами изобретения для его осуществления. Примеры этих вариантов осуществления проиллюстрированы на прилагаемых чертежах. Хотя настоящее изобретение и раскрывается с помощью предлагаемых вариантов, описанные варианты ни в коей мере не ограничивают 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.

[0019] 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.

[0020] В целях иллюстрации настоящего изобретения, примеры вариантов осуществления описываются со ссылкой на ФИГ.1-5.

[0021] 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.

[0022] Принципиальная схема примера 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 и/или управления необходимостью проведения медицинского лечения одного или большего количества пациентов. Медицинское учреждение 20 может иметь в своей структуре центр интенсивной терапии (например, больницы, клиники, дома престарелых и тому подобное) для обслуживания нескольких пациентов, а также домашнее оборудование для обслуживания одного или большего количества пациентов, или индивидуальное электрооборудование (например, ранец), которое может быть назначено амбулаторным пациентам или носится амбулаторными пациентами. С каждым медицинским устройством 10 связана интерфейсная схема 15, которая содержит приемо-передающее устройство, имеющее одно или большее количество передающих устройств и/или приемных устройств, для передачи и приема сигналов в беспроводной сети ориентированной на медицинское учреждение, такой как, например, низкоскоростные беспроводные персональные сети или "LR-WPAN", сети ZIGBEE или другие маломощные персональные сети, такие как BLUETOOTH сети низкой мощности, существующие или находящиеся в стадии разработки или рассмотрения в настоящее время. Смотрите, например, Houda Labiod et al., Wi-Fi, Bluetooth, Zigbee и WiMax, Springer 2010, которая включена здесь в виде ссылки в полном объеме. Следует понимать, что интерфейсная схема 15 может находиться внутри или с внешней стороны по отношению к медицинским устройствам 10 в соответствии с настоящим изобретением. Также в медицинском учреждении 20 выполнены один или более релейных модулей 30a.

[0023] Как описано более подробно со ссылкой на ФИГ.3(a), каждый модуль 30a содержит 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. Каждый релейный модуль 30a, как показано на ФИГ.3(a), дополнительно содержит второе приемо-передающее устройство для беспроводной передачи сигналов в точку доступа 40 и приема сигналов от точки доступа 40, через беспроводную глобальную сеть или "WWAN". Подходящие беспроводные глобальные сети для использования в настоящем изобретении включают, например, сети на основе глобальной системы мобильной связи (GSM) или множественного доступа с кодовым разделением (CDMA), сети сотовой связи или сети, связанные с 2G, 3G, 3G стандарта "Долгосрочное развитие сетей связи", 4G, сети WiMAX сотовых беспроводных стандартов Международного союза электросвязи - Сектора радиосвязи (МСЭ-Р). Смотрите, например, Vijay Garg, Wireless Communications & Networking, Morgan Kaufmann 2007, которая включена здесь в виде ссылки в полном объеме. 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 и "WWAN" предпочтительно выполнена защищенной от несанкционированного доступа, используя, например, протокол защиты информации (SSL) или протокол защиты транспортного уровня (TLS).

[0024] Как показано на ФИГ.1, подходящая точка доступа 40, пригодная к использованию в соответствии с настоящим изобретением, может содержать входящий веб-сервер 41, который включает в себя, либо иным образом имеет, доступ к приемо-передающему устройству для связи с релейными модулями 30а 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 нескольким удаленным отслеживающим устройствам 61, 62 и 63 для вывода на экраны, связанных с ними дисплеями устройств. Следует понимать, что любая архитектура для точки доступа 40, которая позволяет получать, хранить и извлекать данные медицинского устройства, которые находятся на экране одного или большего количества удаленных отслеживающих устройств 61, 62 и 63, пригодна для использования в соответствии с настоящим изобретением

[0025] На ФИГ.2 представлена блок-схема, которая более подробно иллюстрирует примеры компонентов архитектуры настоящего изобретения, которые расположены в месте расположения пациента 20, показанном на ФИГ.1, или иным образом связаны с ним. На ФИГ.2 ряд интерфейсных схем 15 и релейных модулей 30, 30a расположены в беспроводной радиорелейной сети 16 в месте расположения пациента 20. Интерфейсные схемы 15 и релейные модули 30, 30a выполнены для связи друг с другом через связанные беспроводные сети. В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления изобретения, представленным на ФИГ.2, сотовая сеть 16 является сетью ZIGBEE на основе стандарта IEEE 802.15.4. Однако беспроводная радиорелейная 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.

[0026] В показанной беспроводной радиорелейной сети ZIGBEE 16 каждая из интерфейсных схем 15 включает в себя 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 беспроводной радиорелейной сети 16. Релейные модули 30a дополнительно содержат, по меньшей мере, второе приемо-передающее устройство для связи через беспроводную глобальную сеть с точкой доступа 40.

[0027] Использование сотовой сети ZIGBEE 16 обеспечивает преимущество быть самостоятельно конфигурируемой, когда одна или большее количество интерфейсных схем 15 и/или релейных модулей 30, 30а 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 определенном этаже или в пределах отдельных областей этажа в многоэтажных домах или медицинских учреждениях).

[0028] На ФИГ.3(a) представлена блок-схема, иллюстрирующая примеры компонентов релейного модуля 30a. Релейный модуль 30a на ФИГ.3(a) содержит первое приемо-передающее устройство 31 для беспроводной связи со схемой интерфейса 15 и другими релейными модулями 30, 30a в сетях WLAN или WPAN 16 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 работы под управлением процессора 34 для принятия данных, полученных от приемо-передающих устройств 31, 32 и хранения полученных данных в буферном элементе 35. Кроме того, схема 33 обработки данных дополнительно выполнена с возможностью извлечения данных из буферного 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.

[0029] Процессор 34 также предпочтительно связан с входной/выходной схемой 36, которая подает сигналы в один или большее количество элементов экрана релейного модуля 30а, например, для индикации запуска или текущего состояния релейного модуля 30a, в том числе состояние связи или соединения сетей WLAN или WPAN 16, а также WWAN. Входные/выходные схемы 36 также могут быть использованы для обеспечения аварийных сигналов, которые указывают, например, на потерю мощности тока и/или должным образом реагируют на сигналы, подаваемые одним или несколькими устройствами ввода, предусмотренными рядом с одним или несколькими элементами экрана.

[0030] Релейный модуль 30a может быть выполнен в виде небольшого физического корпуса со встроенным разъемом питания и цепью электропитания так, чтобы релейный модуль 30a можно было непосредственно включать в обыкновенную стенную розетку и таким образом поддерживать питание коммерческим переменным током. Релейный модуль 30а может также предпочтительно включать в себя схему резервного батарейного питания (не показана), чтобы обеспечить бесперебойное питание в случае непродолжительного отключения электроэнергии. Резервные батареи также могут быть полезными, например, для использования релейного модуля 30a в амбулаторном режиме, что позволяет пациенту перемещаться внутри учреждения 20 и, возможно, на расстоянии от него с медицинским устройством 10, которое является портативным источником питания. В этой конфигурации, например, медицинское устройство 10, интерфейсная схема 15 и релейный модуль 30 целесообразно выполнить в виде рюкзака, который будет носить пациент.

[0031] ФИГ.3(b)-3(d), соответственно, иллюстрируют виды сверху, спереди и сбоку примера конфигурации 37 для релейного модуля 30a. Конфигурация 37 включает в себя корпус 37a, который показан на ФИГ.3(b)-3(d), выполненный в виде прямоугольной коробки или призмы. Следует, однако, отметить, что корпус может также быть выполнен в виде любых трехмерных форм, имеющих внутренний объем, достаточный для размещения связанных цепей, имеющий достаточную площадь 37c на передней панели 37b корпуса 37a для размещения панели 38 управления (как проиллюстрировано на ФИГ.3(e)) и имеющий достаточную площадь на задней панели 37d для обеспечения поддержки контейнера 37e и вилки 37f для пригодного включения конфигурации 37 модуля в обычную розетку. Вилка 37f также может быть предусмотрена в модульной и съемной конфигурации, позволяющей осуществлять конфигурацию сетевой вилки 37f в соответствии с различными международными стандартами, которые должны быть легко обеспечены в конфигурации 37.

[0032] На ФИГ.3(e) показан пример панели 38 управления конфигурацией 37 модуля. Пример панели 38 управления предпочтительно содержит, например: переключатель 38а электропитания для подачи и/или отключения питания конфигурации 37 модуля после того, как она была вставлена в обычную настенную розетку или снабжена заряженным аккумулятором резервной подсистемы. Кроме того, панель 38 в предпочтительном варианте исполнения содержит аварийный выключатель 38b, который позволяет пользователю включать и/или выключать звуковой сигнал (например, обычный зуммер, не показан), который соединен с цепью аварийной сигнализации (не показана), настроенной на выдачу аварийного сигнала в случаях, когда электропитание конфигурации 37 модуля прерывается. Панель 38 управления также имеет индикатор 38C питания, который, предпочтительно, может быть оборудован одним или несколькими светоизлучающими диодами, которые активируются в случаях, когда электропитание подается на конфигурацию 37 модуля. По желанию, индикатор 38с может прерывисто включаться при потере электропитания (например, посредством резервного аккумулятора), чтобы сигнализировать о потере электропитания.

[0033] Пример панели 38 управления на ФИГ.3(e) также содержит индикатор 38D батареи для обозначения состояния аккумулятора резервного контура. Например, как показано на ФИГ.3(e), индикатор 38D батареи может, предпочтительно, содержать сегменты 38h индикатора, которые могут быть выборочно активизированными для обозначения емкости резервного аккумулятора. Сегменты 38h индикатора также, предпочтительно, могут быть предусмотрены в качестве светодиодных сегментов. Каждый из сегментов 38h может быть, например, активизирован для подтверждения того, что резервная батарея полностью заряжена, также некоторые сегменты 38h могут постепенно отключаться (например, сверху вниз от самого верхнего сегмента 38h) во время снижения заряда батареи. В случае, когда оставшийся заряд аккумулятора недостаточен для работы конфигурации 37 модуля, каждый из сегментов 38h может быть отключен. Альтернативно, сегменты 38h индикатора могут быть представлены в виде многоцветных светодиодов (например, красных и зеленых), и те сегменты 38h, которые подсвечены зеленым цветом, постепенно гаснут до достижения первого нижнего порога электропитания, а затем загораются красные и постепенно активизируются при уменьшении электропитания так, чтобы все светодиодные сегменты загорались, когда заряда батареи уже не достаточно для питания конфигурации 37 модуля.

[0034] Как показано далее на ФИГ.3(e), панель 38 управления может дополнительно включать индикатор 38e для обозначения состояния сетей WLAN или WPAN 16. Как и в случае с индикатором 38с электропитания, индикатор 38е состояния сетей WLAN/WPAN может быть активизирован, когда сети WLAN/WPAN в действии или доступны, и индикатор деактивируется или периодически включается, когда сети WLAN/WPAN становятся неактивными или недоступными. Наконец, индикатор 38J беспроводной глобальной сети может быть предоставлен для обозначения состояния доступа к беспроводной глобальной сети. Как показано на ФИГ.3(e), индикатор 38J включает в себя индикаторные элементы 38f, 38g для индикации состояния беспроводной глобальной сети. В этой конфигурации, индикаторный элемент 38f может быть выполнен с зеленым светодиодным индикаторным элементом, который активизируется, когда состояние беспроводной глобальной сети становиться активным или доступным, а индикатор 38g может быть выполнен с красным светодиодным индикаторным элементом, который активизируется, когда состояние беспроводной глобальной сети становится неактивным или недоступным (например, когда мощности сигнала беспроводной глобальной сети не достаточно, чтобы поддерживать связь с конфигурацией 37 модуля). Дополнительно, индикаторный элемент 38f может периодически включаться, когда мощность сигнала беспроводной глобальной сети становится практически достаточной для поддержания связи с конфигурацией модуля 37. Индикаторы конфигурации 37 модуля, такие как индикаторы 38a-38j, могут быть электрически соединены с входной/выходной схемой 36, изображенной на ФИГ.3(a).

[0035] Кроме того, панель 38 управления может дополнительно содержать микрофон и динамик (не показаны), которые позволяют настроить модуль 37 для работы в режиме речевой связи, чтобы обеспечить голосовую связь, например между оператором и специалистом технической поддержки в случае получения сообщения о неисправности одного из медицинских устройств 10. Альтернативно или в дополнение, панель 38 управления может включать один или большее количество фотоаппаратов (не показаны) и/или дисплей (не показан) для работы в визуальном режиме связи. Например, фотоаппарат может быть использован для передачи изображений с дисплеев одного или большего количества медицинских устройств 10 к одному из удаленных отслеживающих устройств 61, 62 и 63 фигуры 1.

[0036] На ФИГ.4 представлена блок-схема 400, иллюстрирующая пример способа работы архитектуры согласно ФИГ.1 и компоненты релейных модулей 30, 30a на фигуре 2 и 3(a), относящиеся к передаче данных медицинского устройства, полученного от медицинского устройства 10 к точке доступа 40. Во-первых, на этапе 402 способа 400 данные медицинских устройств принимаются на первом из релейных модулей 30a одной из интерфейсных схем 15 и/или на других релейных модулях 30, 30a по беспроводной радиорелейной сети 16. На этапе 404 процессор 34 одного релейного модуля 30a определяет, является ли WWAN доступным для этого релейного модуля 30a.

[0037] 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 медицинских устройств, чтобы определить состояние доступа к приемо-передающему устройству 32 через WWAN (например, в результате обнаружения приемо-передающим устройством 32 достаточно сильного сигнала доступа к WWAN). Кроме того, процессор 34 может опрашивать модуль состояния 32b в разное время, в том числе, например, при запуске системы и/или периодически (например, каждый час), а также следить за индикатором состояния, таким как в буфере 35 или в другом запоминающем элементе, 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, заданной 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».

[0038] Если, как это предусмотрено в пункте 404, модуль 32b состояния указывает, что WWAN доступен для приемо-передающего устройства 32, процессор 34 переходит к этапу 406 и поручает обработку данных из схемы 33 одним релейным модулем 30 для получения данных медицинских устройств из буфера 35 (при необходимости) и направляет данные медицинских устройств к приемо-передающему устройству 32 для передачи в точку доступа 40 через WWAN.

[0039] В качестве альтернативы, на этапе 404, модуль 32b состояния может показывать, что WWAN не доступен приемо-передающим устройством 32. Например, если один релейный модуль 30a расположен на цокольном этаже здания в существенно защищенном от сигналов WWAN месте, то WWAN может быть недоступен одному релейному модулю 30a. В этом случае на шаге 408 процессор 34 определяет, является ли второй релейный модуль 30a доступным через WLAN или WPAN. Опять же, это определение может быть выполнено различными способами, 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.

[0040] Если второй релейный модуль 30а доступен, то процессор 34 указывает схеме 33 обработки данных одного релейного модуля 30a извлечь данные медицинского устройства из буфера 35 (при необходимости) и направить данные медицинского устройства на приемо-передающее устройство 31 для передачи на второй релейный модуль 30а через WLAN или WPAN на этапе 410. Альтернативно, если второй релейный модуль 30a недоступен на этапе 408, эта часть процесса 400, предпочтительно, может быть повторена для поиска следующего релейного модуля 30a, который доступен. Альтернативно, или в том случае, если никакой другой релейный модуль 30a недоступен, процессор 34 одного релейного модуля 30a может, предпочтительно, выдать уведомление об аварийном сигнале на этапе 412. Такая сигнализация уведомлений может, например, включать одну или более местных визуальных и звуковых сигнализаций в соответствии с указаниями процессора 34 через входные/выходные схемы 36 от одного релейного модуля 30а, сообщения об аварийном сигнале, направляемые с помощью процессора 34 на другой доступный WPAN, WLAN или WWAN через одно или более приемо-передающих устройств 31, 32, и/или сообщения об аварийном сигнале, создаваемые входящим веб-сервером 41 точки доступа 40 на ФИГ.1, по истечении определенного периода времени, в течение которого квитирование установленной связи с релейным модулем 30A должно быть получено на входящий веб-сервер 41.

[0041] На ФИГ.5 представлена блок-схема 500, 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, отвечать на сообщения об ошибке, инициированные медицинскими устройствами (например, повторно запустить устройство, извлечь его из эксплуатации или выполнить диагностику устройства), а также управлять медицинским устройством (например, для регулировки скорости потока на подающем насосе).

[0042] На шаге 502 способа 500 сообщение принимается на первом из релейных модулей 30a от точки доступа 40 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 учреждении 20. Это может быть достигнуто, например, путем ведения списка активных устройств 15 и модулей 30, 30a в буфере 35 или способом с иным доступом для одного релейного модуля 30a, или кодированием идентификатора устройства 15 или модуля 30, 30a, чтобы включить идентификацию медицинского учреждения 20, которая хранится в буфере 35, или иначе идентифицируемый одним релейным модулем 30.

[0043] Если один релейный модуль 30A на этапе 506 определяет, что устройство 15 или модуль 30, 30a не находятся в учреждении, один релейный модуль 30, предпочтительно, может приступить к отмене сообщения на этапе 508, и/или альтернативно уведомить точку доступа 40 о недоставке сообщений. Если интерфейсное устройство 15 расположено в учреждении 20, то один релейный модуль 30а определяет на этапе 510, является ли устройство 15 или релейный модуль 30, 30a доступным для одного релейного устройства 30a через WLAN или WPAN (например, путем обращения к списку, который сохраняется в буфере 35, или доступен иным образом для одного релейного модуля 30a, или давая указания приемо-передающему устройству 31 квитировать установление связи с интерфейсным устройством 15a, 15b и прослушать ответ).

[0044] Если один релейный модуль 30a на этапе 512 определяет, что устройство 15 или релейные модули 30, 30a доступны, то на этапе 514 он передает сообщение через сеть 16 к этому устройству 15 или релейным модулям 30, 30a через приемо-передающее устройство 31. В этом случае, сообщение может снова транслироваться для всех устройств 15 и модулей 30, 30а, сообщающихся с одним релейным модулем 30a, и каждое устройство 15 или модуль 30, 30a может принять решение, действовать или игнорировать сообщение (например, путем сопоставления связанного с устройством идентификатора или другого идентификатора в сообщении). Если один релейный модуль 30a альтернативно определяет на этапе 512, что устройство или релейный модуль не доступны, то он переходит на этап 516 для определения того, является ли доступным второй релейный модуль 30, 30a через WLAN или WPAN (например, посредством инструктирования приемо-передающего устройства 31 для квитирования установления связи со вторым релейным модулем и для прослушивания ответов). Если второй релейный модуль 30, 30a доступен, то один релейный модуль 30 пересылает сообщение приемо-передающему устройству 31 для передачи на второй релейный модуль 30, 30a по WLAN или WPAN. Если второй релейный модуль 30, 30a недоступен, то эта часть процесса 500, предпочтительно, может быть повторена для поиска третьего релейного модуля 30, 30а, 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 об аварийном сигнале на этапе 522, предпочтительно, одним из способов, описанных выше со ссылкой на способ 400 на фигуре 4.

[0045] Как показано, например, на фигуре 2, каждый релейный модуль 30, 30a способен осуществлять связь с множеством медицинских устройств 10 в течение некоторого периода времени. Вполне возможно, что связь с некоторыми из медицинских устройств 10 является более срочной в отношении безопасности пациента по сравнению с другими. Например, рассмотрим связи с медицинскими устройствами 10, в том числе термометром, питающим насосом и дыхательным аппаратом. В этом случае связь с дыхательным аппаратом, вероятно, будет наиболее критической по времени среди этих трех медицинских устройств, в то время как связь с термометром может быть наименее критической из этих трех медицинских устройств.

[0046] В соответствии с IEEE 802.14.15, если сеть 16 является сотовой сетью ZIGBEE, то риск того, что связи из более чем одного медицинского устройства будут конкурировать за одновременный доступ к сети 16 невелик. Сеть 16 работает по протоколу, в котором передающее устройство проверяет энергию в беспроводном компоненте шины сети 16. Если шина находится в использовании, передающее устройство ожидает в течение заданного периода времени до повторной проверки и переходит к передаче данных только тогда, когда энергетический уровень показывает, что никакие другие передачи в беспроводной шине активно не ведутся. Тем не менее, для тех случаев, когда пакеты данных, передаваемые от медицинского устройства 10, прибывают в релейные модули 30, 30a почти в одно и то же время, может возникнуть необходимость управлять порядком доставки релейным модулем 30.

[0047] Например, рассмотрим пакет данных от дыхательного аппарата, указывающий на отключение от пациента, находящегося в состоянии комы, с возможным летальным исходом. В этом случае дыхательному аппарату должен быть присвоен приоритет для передачи к одному или нескольким удаленным отслеживающим устройствам 61, 62 и 63, в то время как передачи данных от термометра и насоса прекращаются до тех пор, пока ответ на пакет данных, переданных дыхательным аппаратом, не будет получен от одного из удаленных отслеживающих устройств 61, 62 и 63. Например, дыхательному аппарату может быть присвоен приоритет 1, питающему насосу присвоен приоритет 2, и термометру присвоен приоритет 3. Присвоенный приоритет предпочтительно указывается в каждом пакете данных, который передается медицинскими устройствами и к медицинским устройствам, например, как "приоритет полубайт".

[0048] Как показано на ФИГ.3(a), процессор 34 может быть выполнен для чтения приоритетных полубайт от каждого принятого пакета данных, а также для того, чтобы давать указания схеме 33 обработки данных разместить пакет данных в логическом положении в буфере 35 на основе приоритета обозначения. Например, критические пакеты данных для дыхательного аппарата будут расположены в месте первой выборки и передачи релейными модулями 30, 30a, а порядок расположения других пакетов данных будет установлен в соответствии с их приоритетом.

[0049] Кроме того, в тех случаях, когда необходимо передать срочные команды по одному из удаленных отслеживающих устройств 61, 62 и 63, рассчитанные на основе срочного пакета данных от дыхательного аппарата, беспроводные релейные модули 30, 30a могут дополнительно прекратить прием какой-либо новой информации медицинского устройства от других медицинских устройств до тех пор, пока срочные команды не будут переданы и связанное с ними аварийное состояние не будет отменено или снято.

[0050] Новый беспроводной релейный модуль, описанный здесь, для обеспечения связи в сети между группами медицинских устройств и устройством дистанционного отслеживания, предоставляет ряд явных преимуществ по сравнению с другими системами отслеживания. Использование беспроводной радиорелейной сети, такой как ZIGBEE на основе стандарта IEEE 802.15.4, для беспроводной связи между медицинскими устройствами 10 и релейными модулями 30, 30a в соответствии с одним вариантом осуществления данного изобретения, сводит к минимуму требования к мощности и размеру, так что интерфейсные схемы 15 могут быть легко и недорого использованы в медицинских устройствах 10 и/или интегрированы с ними.

[0051] При использовании релейных модулей 30a, которые являются частью беспроводных релейных сетей и получают прямой доступ к устройствам дистанционного отслеживания через WWAN, позволяют избежать использование существующих и потенциально ненадежных LAN устройств в учреждении. Путем включения функций реле в релейные модули 30a, которые передают информацию от первого релейного модуля 30a ко второму релейному модулю 30a в том случае, когда WWAN доступ к первому релейному модулю 30a был нарушен, данное изобретение повышает надежность и позволяет использовать обычные недорогие сотовые приемо-передающее устройства и в релейных модулях 30a для доступа к WWAN.

[0052] Можно ограничить конфигурацию сотовых приемо-передающих устройств и использовать только релейные модули 30a в учреждении вместо модулей 30 и 30a. Кроме того, ввиду предоставления релейных модулей 30a в компактном корпусе, релейные модули 30a можно легко подключить к надежным коммерческим источникам питания и легко передвигать, когда необходимо перенастроить беспроводные радиорелейные сети согласно изменениям, касающимся Медицинского учреждения. Мобильность для амбулаторного использования, которая обеспечивается батареей резервного питания, является дополнительным преимуществом.

[0053] Следует, конечно, понимать, что в то время, как настоящее изобретение описывалось с указанием на раскрытые варианты осуществления, 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 стандартах, помимо тех, которые описаны в данном документе. Следует также понимать, что можно использовать только релейный модуль 30a в сетях WLAN или WPAN 16, см. фигур 1 и 2, с приемо-передающими устройствами для связи с другими релейными модулями так же, как и посредством WWAN.

[0054] 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 помимо 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 объем данного изобретения включает все другие обозримые эквиваленты элементов и конструкций, как описано здесь со ссылками на схемы. В соответствии с этим, изобретение ограничивается только объемом притязаний, изложенным в формуле изобретения и ее эквивалентах.

1. Беспроводной релейный модуль, содержащий:
первое приемное устройство, выполненное с возможностью беспроводного приема данных медицинского устройства по меньшей мере от одного медицинского устройства по беспроводной радиорелейной сети;
первое передающее устройство, выполненное с возможностью беспроводной передачи данных медицинского устройства по сети беспроводной связи, доступной через объединенную сеть;
второе передающее устройство, выполненное с возможностью беспроводной передачи данных медицинского устройства на второй беспроводной релейный модуль по беспроводной радиорелейной сети;
процессор, соединенный с первым и вторым передающими устройствами и выполненный с возможностью определения состояния устройства для каждого из по меньшей мере одного медицинского устройства и определения состояния соединения каждого из первого передающего устройства, второго передающего устройства и беспроводного релейного модуля; и
модуль состояния, связанный с первым передающим устройством и процессором и выполненный с возможностью определения состояния доступа беспроводной радиорелейной сети и предоставления состояния доступа процессору для выбора первого передающего устройства или второго передающего устройства для передачи данных на основании следующего:
(1) состояния доступа беспроводной радиорелейной сети,
(2) состояния устройства для каждого из по меньшей мере одного медицинского устройства,
(3) состояния соединения для каждого из первого и второго передающих устройств в беспроводном релейном модуле,
причем релейный модуль выполнен с возможностью определения его текущего состояния и сообщения его текущего состояния другим релейным модулям в беспроводной радиорелейной сети, и
выполнен с возможностью получения текущего состояния других релейных модулей в беспроводной радиорелейной сети.

2. Беспроводной релейный модуль по п. 1, в котором второе передающее устройство дополнительно выполнено с возможностью передачи рабочих команд по меньшей мере одному медицинскому устройству.

3. Беспроводной релейный модуль по п. 2, который дополнительно содержит:
второе приемное устройство, выполненное с возможностью беспроводного приема указанных рабочих команд от указанной сети беспроводной связи, доступной через объединенную сеть; и
запоминающее устройство, электрически соединенное с указанным процессором, выполненным с возможностью буферизизации указанных принятых команд, предназначенных для соответствующих медицинских устройств, и выполненным с возможностью управления порядком и/или приоритетом передачи указанных рабочих команд соответствующим указанным медицинским устройствам.

4. Беспроводной релейный модуль по п. 1, который дополнительно содержит:
доступный через объединенную сеть индикатор сети беспроводной связи, связанный с указанным модулем состояния для обеспечения индикации определенного состояния потенциальных связей по указанной сети беспроводной связи посредством указанного беспроводного релейного модуля.

5. Беспроводной релейный модуль по п. 1, который дополнительно содержит:
индикатор беспроводной радиорелейной сети, электрически соединенный с указанным управляющим устройством для обеспечения индикации определенного состояния потенциальных связей по указанной беспроводной радиорелейной сети.

6. Беспроводной релейный модуль по п. 1, в котором беспроводная радиорелейная сеть представляет собой сеть ZIGBEE.

7. Беспроводной релейный модуль по п. 1, в котором беспроводная радиорелейная сеть представляет собой радиорелейную Bluetooth сеть.

8. Беспроводной релейный модуль по п. 1, в котором сеть беспроводной связи, доступная через объединенную сеть, представляет собой канал связи сети мобильной связи.

9. Беспроводной релейный модуль по п. 8, в котором указанная сеть мобильной связи представляет собой сеть на основе CDMA или GSM.

10. Беспроводной релейный модуль по п. 1, в котором данные медицинского устройства представляют собой зашифрованные данные медицинского устройства.

11. Беспроводной релейный модуль по п. 1, в котором указанный процессор выполнен с возможностью определения тракта маршрутизации данных медицинского устройства на основании состояния, полученного модулем состояния во время передачи данных.

12. Беспроводной релейный модуль по п. 1, в котором тракт передачи данных медицинского устройства основан на присвоенном приоритете данных медицинского устройства, полученных от одного или более медицинских устройств для передачи одному или более удаленным отслеживающим устройствам.

13. Беспроводной релейный модуль по п. 1, в котором состояние соединения включает:
состояние первого соединения, указывающее, доступна ли первому передающему устройству сеть беспроводной связи, доступная через объединенную сеть,
состояние второго соединения, указывающее, доступна ли второму передающему устройству беспроводная радиорелейная сеть.

14. Беспроводной релейный модуль по п. 1, в котором каждый из релейных модулей в беспроводной сети выполнен с возможностью определения его текущего состояния и с возможностью сообщения его текущего состояния другим радиорелейным модулям в беспроводной радиорелейной сети.

15. Способ обеспечения работы релейного модуля в беспроводной сети медицинского устройства, согласно которому:
принимают данные по меньшей мере от одного медицинского устройства по беспроводной радиорелейной сети;
обеспечивают сообщение по меньшей мере с одним из множества интерфейсных схем и/или релейных модулей в сети медицинского устройства;
определяют состояние доступа сети беспроводной связи, доступной через объединенную сеть, связанной с первым передающим устройством указанного релейного модуля, состояние устройства для каждого из по меньшей мере одного медицинского устройства и состояние соединения передающего устройства и беспроводного релейного модуля;
передают данные от указанного по меньшей мере одного медицинского устройства по указанной сети беспроводной связи посредством первого передающего устройства, при условии, что определенное состояние доступа беспроводной радиорелейной сети, состояние устройства для каждого из по меньшей мере одного медицинского устройства и состояние соединения передающего устройства и беспроводного релейного модуля удовлетворяют определенному критерию; и
передают указанные данные от указанного по меньшей мере одного медицинского устройства вторым передающим устройством, связанным с беспроводной радиорелейной сетью на второй релейный модуль по беспроводной радиорелейной сети, при условии что указанное определенное состояние доступа беспроводной радиорелейной сети, состояние устройства для каждого из по меньшей мере одного медицинского устройства и состояние соединения передающего устройства и беспроводного релейного модуля не удовлетворяют определенным критериям.

16. Способ по п. 15, согласно которому дополнительно:
получают рабочие команды по сети беспроводной связи, доступной через объединенную сеть, предназначенные для указанного по меньшей мере одного медицинского устройства; и
передают указанные полученные рабочие команды предназначенному для этого указанному по меньшей мере одному медицинскому устройству.

17. Способ по п. 16, который дополнительно:
буферизируют указанные принятые рабочие команды, предназначенные для предназначенного для этого указанного по меньшей мере одного медицинского устройства; и
управляют порядком и/или приоритетом передачи указанных рабочих команд указанному предназначенному для этого по меньшей мере одному медицинскому устройству.

18. Способ по п. 15, согласно которому дополнительно:
выполняют индикацию потенциальных связей по указанной сети беспроводной связи.

19. Способ по п. 15, согласно которому дополнительно:
выполняют индикацию потенциальных связей по указанной беспроводной радиорелейной сети.

20. Способ по п. 19, в котором выполнение индикации потенциальных связей по указанной беспроводной радиорелейной сети дополнительно включает:
выполнение индикации интенсивности сигнала указанной беспроводной радиорелейной сети посредством выборочного включения ни одного, одного или большего количества светодиодных индикаторов.

21. Способ по п. 15, в котором беспроводная радиорелейная сеть представляет собой сеть ZIGBEE.

22. Способ по п. 15, в котором беспроводная радиорелейная сеть представляет собой радиорелейную Bluetooth сеть.

23. Способ по п. 15, в котором сеть беспроводной связи представляет собой сеть мобильной связи.

24. Способ по п. 23, в котором сеть мобильной связи представляет собой сеть на основе CDMA или GSM.

25. Способ по п. 15, в котором определение дополнительно включает:
измерение силы сигнала указанной беспроводной радиорелейной сети и
определение состояния указанной беспроводной радиорелейной сети в зависимости от измеренной силы сигнала беспроводной радиорелейной сети.

26. Способ по п. 15, в котором определение указанного состояния включает определение указанного состояния в зависимости от значения элемента данных, хранимого в запоминающем элементе указанного релейного модуля.