CN102461325A - 用于医院和医疗应用的识别和连接性网关腕套 - Google Patents

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Abstract

通信网关腕套用作患者识别源并用作患者身上微型化电子医疗传感器的个域网PAN与例如医院网络等无线广域网WWAN之间的接口。所述网关腕套包含：PAN收发器，其可与无线医疗传感器建立无线数据链路；WWAN收发器，其可与WWAN基础结构建立无线数据链路；存储器，其存储患者识别符；以及处理器，其经由所述PAN收发器接收数据并经由所述WWAN收发器将所述患者识别符和所述所接收的数据中继到外部网络。所述处理器管理与所述PAN和WWAN收发器的通信，将所接收的传感器数据存储在存储器中，并将数据从PAN协议转译为WWAN协议，以便将传感器数据中继到医院基础结构。

Description

用于医院和医疗应用的识别和连接性网关腕套
技术领域
本发明大体上涉及计算机网络通信，且更具体来说，涉及用于识别患者并将医疗传感器数据中继到医院计算机网络的方法和装置。
背景技术
如医院等医疗设施面临许多挑战，包括准确跟踪患者和给予其的药物。通常，患者在医疗设施接纳他们时具备塑料腕套，其包括他们的识别信息，例如姓名和医院记录识别符。跟踪患者和施药的程序涉及护士和医生在整个一天对每一个患者的腕套的各种检查。当大致能有效时，这对腕套的手动检查可能较低效且易于发生人为错误。
面向医院的另一个挑战涉及新医疗传感器技术和相关量的医疗感测器数据与患者的医疗记录和医院的信息系统基础结构的整合。在电子组件不断小型化的情况下，预期医疗行业将部署更小的电子医疗传感器，其可以放在患者身上或体内以记录和报告多种医学上重要的参数中的任一者。当前将医疗传感器连接到患者的方法使用在患者身上的传感器与位于附近的监视系统之间拉长的电线和电缆。结果，典型的重症监护患者可附接到引导到医疗监控系统的数十个电线和管子。引线和管子的这种混乱会干扰提供给患者的护理并导致潜在危险。
发明内容
各种实施例提供了用于识别患者并将微型电子医疗传感器链接到医院信息系统基础结构的便利的解决方案。一个患者识别符腕套包含一个无线通信网关装置，其被称作“网关腕套”。网关腕套经配置以存储患者识别符(ID)并向医院信息系统基础结构(例如，网络服务器)无线地报告患者识别符。患者ID可能是专门指派给患者的识别符或可能指派给网关腕套(“腕套ID”)的识别符，其可在存储在医院信息系统基础结构中的数据文件(例如患者记录数据库)中链接到患者。
网关腕套可用作无线网关，以用于经由第一收发器(“PAN收发器”)应用于患者的微型化电子医疗传感器的无线个域网(PAN)。网关腕套也可经由第二收发器(WLAN或WWAN收发器)用作无线局域网(WLAN)或无线广域网(WWAN)(例如医院无线网络)上的通信节点。网关腕套也可包含用于存储患者或装置ID的存储器和控制PAN和WLAN接收器的处理器。所述处理器可用软件指令配置以经由PAN收发器接收数据并经由WLAN收发器将数据连同患者或腕套ID一起中继到外部网络。所述处理器可进一步经配置以管理与个域网和无线广域网的通信，在必要时存储所接收的传感器数据，且将所接收的数据从PAN协议格式转译为WLAN或WWAN协议格式，以使得可将数据从传感器可靠地中继到医院的信息系统基础结构。处理器可进一步经配置以在与个域网和局域网的通信中实施通信安全措施，其可为必要的，以保护患者数据并确保系统可靠性。网关腕套还可包含内部电源，其中电子器件密封在防水外壳内，以使得其与医院环境相容。在一实施例中，网关腕套还可或替代地包含蜂窝式电话收发器，其经配置以建立蜂窝式数据通信链路，以使得网关腕套可经由蜂窝式电话网络将所接收的数据中继到医院网络。
附图说明
并入本文中并构成本说明书的部分的附图说明本发明的示范性实施例，且连同上文给出的概括描述和下文给出的详细描述一起用以阐释本发明的特征。
图1是根据一实施例的通信网络的通信系统方框图，其包含将患者身上的医疗传感器链接到医院无线通信网络的网关腕套。
图2是根据一实施例的通信网络的通信系统方框图，其包含将医疗传感器链接到医院通信网络和因特网的网关腕套。
图3A是根据一实施例的网关腕套与医院网络之间的通信的消息流图。
图3B是根据另一实施例的网关腕套与医院网络之间的通信的消息流图。
图3C是根据一实施例的网关腕套与移动装置之间的通信的消息流图。
图4是根据一实施例的网关腕套与无线医疗传感器之间的通信的消息流图。
图5是图1中所说明的系统内的通信的消息流图。
图6是用于将患者ID和医疗传感器数据中继到医院网络的实施例方法的过程流程图。
图7是用于将患者ID和医疗传感器数据中继到移动计算装置的实施例方法的过程流程图。
图8是根据一实施例的通信网络的通信系统方框图，其包含经由蜂窝式电话通信链路将患者身上的无线医疗传感器链接到医院通信网络的网关腕套。
图9是图8中所说明的系统内的通信的消息流图。
图10是适合于与图8中所说明的通信系统一起使用的实施例方法的过程流程图。
图11是根据一实例实施例的网关腕套的组件方框图。
图12是适合于与图11中所说明的网关腕套一起使用的实例无线医疗传感器的组件框图。
图13是适合于与图11中所说明的网关腕套一起使用的实例移动计算装置的电路框图。
具体实施方式
将参看附图来详细地描述各种实施例。只要可能，将在整个图式中使用相同的参考标号来指代相同或相似的部分。对具体实例和实施方案做出的参考是出于说明性目的，且不希望限制本发明或权利要求书的范围。
词语“示范性”在本文中是指“充当实例、例子或说明”。在本文中描述为“示范性”的实施方案不一定阐释为比其它实施方案优选或有利。
如本文中所使用，术语“移动计算装置”和“手持式装置”指代蜂窝式电话、个人数据助理(PDA)、掌上型计算机、无线电子邮件接收器和蜂窝式电话接收器(例如，Blackberry和Treo
Figure BPA00001480473200032
装置)、具备多媒体因特网功能的蜂窝式电话(例如，BlackberryStorm
Figure BPA00001480473200033
)，和包含可编程处理器和存储器、无线通信收发器的类似的个人电子装置中的任一者或全部。
跟踪患者并确保给予其正确的医疗在医疗界仍然是持续的挑战。用于识别患者的最常见的方法涉及在患者许可时用患者识别(ID)腕套来对其进行标记。典型的患者ID腕套是印刷有患者识别信息(例如，姓名和/或ID编号)的塑料条带。某些患者ID腕套包含条形码，可使用常规的条形码读取器来读取所述条形码。用于确保患者接受适当的医疗的最常见的方法涉及将腕套上的患者ID信息与和医疗相关联的患者ID信息进行比较。在自动化设备中，条形码读取器可用于读取患者ID腕套上的条形码以及附着到药物或食物托盘的条形码。对患者ID的此手动检查可一天重复若干次以作为医院程序的部分，以减少医疗失误的机会。
在电子组件不断微型化的情况下，期望医疗界将很快部署可放置于患者身上或体内以记录并报告多种医疗上重要的参数中的任一者的微型化电子医疗传感器。为了减少医院环境中的混乱和紊乱，可将此类微型化电子医疗传感器制成无线的，进而避免需要将其连接到数据收集单元的电线。为了保持微型化电子医疗传感器的大小和功率要求最小，此类传感器装置有可能使用低功率无线数据链路。适合于此些目的的若干低功率无线链路协议是可用的。归因于此些低功率无线收发器的有限范围，此些通信链路常被称作“个域网”(PAN)，其是在本文中用以指代包围特定患者的网络的术语。PAN收发器通常具有数英尺的范围，且因此包围一人周围但不会延伸很远的区域，且因此不会干扰其它无线网络或与其交互。虽然此些短程通信协议提供便利且能量有效的通信链路，但此些协议归因于其有限范围以及不相容的波形和信息编码方案而一般不与无线广域网相容。
无线局域网(WLAN)经广泛部署以作为例如医院等机构的网络基础结构的部分，这归因于其使用的简易性和高数据发射速率。无线局域通信网络协议的实例包含IEEE802.11(WiFi)和WiMax。机构还可采用无线广域网(WWAN)，其可使用提供较广区域覆盖的通信技术，例如，比如CDMA2000和UMTS的蜂窝式网络。
大多数医院设施的WLAN或WWAN基础结构与有可能与微型化电子医疗传感器一起使用的个域网之间的不相容性限制了新医疗技术的采用，除非提供此问题的解决方案。为了将微型化电子医疗传感器有效地部署于医院环境中，必须提供通信接口或网关来将传感器数据从传感器网络中继到机构的无线广域网基础结构。
各种实施例使用腕套无线通信网关装置(“网关腕套”)解决了识别患者并将微型化电子医疗传感器链接到医院无线广域网的两个问题。网关腕套用作无线网关，所述无线网关用于包括特定患者身上或体内的微型化电子医疗传感器的个域网(PAN)与例如医院的无线网络等无线局域网(WLAN)两者。所述网关腕套包含：PAN通信收发器，其可与短程(即，PAN协议)收发器建立无线数据链路；WLAN通信收发器，其可与局域和广域无线收发器建立无线数据链路；存储器，其存储用于患者或腕套的唯一识别符；以及处理器，其可经由PAN收发器接收数据并经由WLAN收发器将所接收的数据和患者或腕套ID中继到外部网络。处理器用软件指令配置以管理与个域网和无线广域网的通信，在必要时存储所接收的传感器数据，并将数据从PAN协议格式转译到WLAN协议格式，使得可将数据从传感器可靠地中继到医院基础结构。处理器可进一步经配置以在与个域网和广域网的通信中实施通信安全措施，其可为必要的，以保护患者数据并确保系统可靠性。网关腕套还可包含内部电源且密封在防水外壳内，以使得其与医院环境相容。
PAN收发器不一定限于任何特定协议，且相反可涵盖任何相对短程或有限区域的无线通信链路。使用接近度有限的通信链路有助于通过减少网关腕套将检测到另一患者身上的微型化电子医疗传感器并试图与其建立通信链路的可能性而简化系统架构。可用于各种实施例中的PAN协议的实例包含Bluetooth
Figure BPA00001480473200051
IEEE 802.15.4和Zigbee
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无线通信协议和标准。除了这些PAN协议之外，可使用其它近程通信媒体(包含(例如)射频识别(RFID)标签和IrDA(红外数据协会)协议)建立无线接近度有限的通信链路。而且，其它近程无线协议和标准可经开发且可以本文中所描述的相同方式用于各种实施例中。此外，较长程无线通信协议可与修改或添加一起使用以将其有效范围限于患者的网关腕套的附近。举例来说，WiFi和WiMax无线通信协议也可与范围限制特征组合使用。举例来说，微型化电子医疗传感器发射器的功率可受到限制。作为另一实例，可强加往返通信延迟限制，以使得仅在此些信号的往返行程小于阈值的情况下可建立传感器网关腕套通信链路，所述阈值经设定以拒绝从超过数十英尺左右发送的信号，所述阈值可短达二到三英尺间距。
各种实施例可实施已知的基本通信安全机制，例如装置间配对、经加密数据链路、完整性检查，以及建立信任域。如本文所使用，术语“信任域”指代一组装置，其拥有共同或相关证书以使得所述装置可相互“信任”而以安全方式共享机密信息和交换通信。信任域的一实例为共享由执照颁发机构(例如，PKI)签署的一组X0.509证书的一对(或更多)装置。信任域的另一实例是共享对称证书的一对(或更多)装置。为了将信任域扩展到另一装置，接收装置需要被验证为有效的新成员，且需要安全地交换证书。在2008年2月21日申请的标题为“基于接近度部署动态证书基础结构的方法和设备(Method and Apparatus To Deploy Dynamic Credential Infrastructure Based onProximity)”的第12/035,309号美国专利申请案中揭示了合适于与各种实施例一起使用的用于在无线通信节点间建立信任域的方法和装置，所述申请案的全部内容在此以引用的方式并入。
在又一实施例中，网关腕套还可包含近程通信(例如，近场通信)收发器，其用于交换有用于建立安全通信链路的信息，例如交换网络设置信息、安全证书和加密密钥。本文对“近程通信链路”(CRCL)和“近场通信”(NFC)的参考指代具有限于小于大约一英尺且在一些实施例中限于大约0-20cm(高达8英寸)的通信范围的链路。在以引用方式并入本文的第12/035,309号美国专利申请案中揭示用于使用CRCL通信链路来交换用于在无线通信节点之间建立信任域的权标和其它信息的方法和装置。
典型的PAN协议实现了链路建立信息的自动交换。因此，在一实施例中，网关腕套可自动检测范围内的微型化电子医疗传感器且与其建立数据链路。举例来说，网关腕套和微型化电子医疗传感器可交换在无需另外的同步活动或用户动作的情况下实现BlueTooth无线数据链路的建立所必要的地址和装置识别符信息(例如，传感器ID或MAC ID)。作为另一实例，所述两个装置可交换因特网协议(IP)或局域网地址信息以实现与WiFi无线网络或基于以太网的网络的通信。
图1展示患者的手腕上的包含网关腕套1的通信系统的典型元件。网关腕套1包含用于与多个微型化电子医疗传感器2a到2d建立通信链路10的内部PAN收发器，和用于与医院网络4的基站5建立广域无线通信链路12的WLAN收发器。网关腕套1还可与可由医生或护士携带的例如PDA 3等移动计算装置建立通信链路12。如下文参见图11更完整描述，网关腕套1包含一个或一个以上处理器和存储器，所述处理器使得装置能够从第一通信协议(例如PAN通信链路10)中的微型化电子医疗传感器2a到2d接收传感器数据，在必要时临时存储数据，且将数据中继到第二通信协议(例如到医院网络4的WLAN通信链路12)中的外部网络。因此，网关腕套1充当通信接口网关，其从第一协议中的第一网络(例如，微型化电子医疗传感器2a到2d的PAN网络)接收数据，且将其中继到第二协议中的第二网络(例如，医院网络4)。
除了充当通信网关之外，网关腕套1内的处理器用软件指令配置以将患者ID或腕套ID(链接到维持于医院信息系统内的数据表中的患者)传送到医院网络4和/或例如护士的PDA 3等移动计算装置。可周期性地将患者或腕套ID传送到医院网络4以便指示患者在网络内的位置，如与网关腕套1通信的特定基站5可能指示。可在装置靠近时或在操作者(例如，护士或医生)按下键时可将患者或腕套ID传送到PDA 3以识别患者。以此方式，网关腕套1可帮助确保准确地对患者用药。而且，患者或腕套ID可作为传感器数据通信的部分而传送，使得医院网络4可准确地使所接收的医疗传感器数据与其对应的特定患者相关。作为又一患者识别辅助，网关腕套1可印有患者的名字、ID号和/或条形码，其可以当今检视常规患者腕套的相同方式来读取。
通过提供通信接口网关，网关腕套1通过如下方式促进了微型化电子医疗传感器2a到2d在患者上的使用：从低功率传感器装置接收数据，并以较高功率且以与医院的WLAN系统一致的数据格式将数据中继到医院网络。因此，网关腕套1避免了将患者的微型化电子医疗传感器2a到2d耦合到记录装置或医院网络4原本所需要的许多电线和笨重装置。
由网关腕套1提供的通信链路也可使得能够将患者和患者的微型化电子医疗传感器连接到更广区域的网络，例如图2中说明的因特网24。此通信网络包含网关腕套1，其包含WLAN或WWAN收发器，用于从/向WLAN或WWAN基站天线5发射和接收数据网络信号12。在此实例网络中，基站天线5耦合到包含操作无线网络所需的元件(例如多个无线路由器18)的医院网络4，所述元件耦合到操作有线网络所需的元件(例如路由器19和网络服务器22)，其全部可通过有线连接14来耦合。其它计算机30和监视器可经由有线连接14或通过基站天线5经由无线连接12耦合到医院网络4。
如今典型的情况是，医院网络4可耦合到例如因特网24等外部网络。在典型的实施例中，医院网络服务器22经由因特网连接(未图示)耦合到因特网24。例如膝上型计算机30等其它计算机又可借助于其自身的因特网连接28经由因特网24耦合到医院网络4。在又一实施例中，一个或一个以上服务器26可耦合到因特网24且经配置以接收由网关腕套1中继的数据，例如用以存储在服务器26上所维持的患者电子医疗记录内。
如上所述，网关腕套1包含PAN收发器，其经配置以经由PAN通信链路10与一个或一个以上微型化电子医疗传感器2a到2d建立无线个域网连接。网关腕套1经配置以经由PAN通信链路10从微型化电子医疗传感器2a到2d接收数据，且经由WLAN或WWAN通信链路12将数据中继到医院网络4。另外，例如膝上型计算机30等一些移动计算装置也可配置有PAN收发器以从微型化电子医疗传感器2a到2d接收数据，且配置有WLAN或WWAN收发器以经由基站天线5与医院网络4建立网络通信链路12。
网关腕套1可经配置以与医院网络4或例如PDA 3等移动计算装置自动建立无线通信。图3A中说明可在网关腕套1与医院网络4之间交换的消息的实例。当网关腕套1感测到无线广域网时，其可起始与所述网络的链路建立信号交换消息30。此些信号交换消息是通过由WLAN或WWAN网络实施的特定通信协议确定，且可经由与后续数据通信相同的WLAN或WWAN通信链路来发射。一旦已建立通信链路，网关腕套1和医院网络4便可交换使网关腕套1与患者和使患者与医院网络4相关所必要的注册消息32。举例来说，当首先将网关腕套1放置于患者手腕上作为患者许可程序的部分时，网关腕套1和医院网络4可交换注册消息32以使得医院网络4能够在患者注册数据库内记录患者ID或腕套ID。一旦患者注册过程已完成，后续通信便可仅发射患者ID或腕套ID以使医院网络4能够识别患者且使接收的传感器数据与所述特定患者相关。一旦建立网络通信链路且患者和/或腕套已向医院网络4注册，医院网络便可周期性地请求患者ID或患者数据(任选的查询消息34)。此消息可寻址到网关腕套1，且包含网关腕套1内的处理器可正确解译的命令指令。响应于从医院网络4接收到患者ID或数据查询消息34，网关腕套1可将患者ID或腕套ID发射到医院网络4(消息36)。网关腕套1随后可开始将传感器数据发射到医院网络4(消息38)。
在一实施例中，网关腕套1可包含CRCL收发器，其经配置以与医院网络4上的终端建立CRCL通信链路以用于进行注册程序。图3B中说明此实施例中交换的消息。在此实施例中，向医院网络4注册网关腕套1的过程涉及将腕套带到医院网络4内的终端上的CRCL收发器附近。只要网关腕套1处于医院网络4上的CRCL收发器的通信范围内，链路建立信号交换消息40便将开始，以便建立CRCL通信链路。一旦CRCL通信链路已建立，网关腕套1便可将识别其的信息发射到医院网络4，例如腕套ID或类似的证书消息42。医院网络4可使用腕套ID或证书来验证网关腕套1是经授权的装置，且如果是，那么医院网络4可将患者ID或与患者相关联的其它证书发射到网关腕套1以存储在存储器中(消息44)。由于患者ID和其它患者信息不一定是专有信息，因此经由CRCL通信链路发射此信息由于其非常近的范围而提供固有的安全性。网关腕套1可将患者ID或其它信息保存在存储器中以用于将患者ID传送到医院网络4或移动计算装置3。一旦已经由CRCL网络交换注册信息消息，便可将网关腕套1放置于患者上且移动到医院网络CRCL终端的通信范围外，因此结束CRCL通信链路。此时，网关腕套1可通过如上文参见图3A所述交换链路建立信号交换消息30来与医院网络4自动建立WLAN或WWAN通信链路。一旦与医院网络4建立无线通信链路，网关腕套1便可发射患者ID(消息36)和传感器数据(消息38)，如上文参见图3A所述。
上文描述的注册过程无需限于CRCL通信链路，而是可使用如图3B中注释的个域网(PAN)(即，中程网络通信链路)来实现。在此实施例中，医院网络4可包含以PAN收发器配置的终端。当将网关腕套1带到所述网络PAN收发器的范围内时，可交换链路建立信号交换消息40。一旦建立所述PAN通信链路，便可经由PAN通信链路将腕套ID或证书发射到医院网络4。类似地，医院网络4可经由所述同一PAN通信链路将患者ID或其它信息发射到网关腕套1(消息44)。为了避免在网关腕套1与医院网络4之间无意中建立PAN通信链路，此PAN收发器可限于不在患者治疗区域内的一个或几个终端。举例来说，医院网络PAN收发器可包含在仅位于在医院接纳患者(即，将网关腕套1附着到患者的地方)的区域中的终端中。
以类似方式，网关腕套1可与例如PDA 3等移动计算装置建立通信。图3C中说明可在网关腕套1与移动计算装置3之间交换的消息。当网关腕套1检测到来自移动计算装置3内的收发器的信号时，网关腕套1可开始与移动计算装置3交换链路建立信号交换消息50。一旦通信链路建立，移动计算装置3便可发射患者ID或数据查询请求消息52。响应于接收到患者ID或数据查询请求消息52，网关腕套1可发射患者或腕套ID(消息54)，且随后发射传感器数据(消息56)。患者ID或数据查询请求消息52是任选的，因为网关腕套1可经配置以在每当两个装置之间建立通信链路时便将患者或腕套ID和传感器数据(消息56)自动发射到移动计算装置3。
图4中说明网关腕套1与微型化电子医疗传感器2之间的通信。当网关腕套1感测到来自微型化电子医疗传感器2的信号时，其可起始链路建立信号交换消息60以便建立PAN通信链路。这些链路建立信号交换消息60将根据所实施的通信协议经由PAN通信链路来发射。一旦建立PAN通信链路，医疗传感器2便可发射传感器ID(消息62)，进而向网关腕套1识别特定传感器。发射传感器ID允许网关腕套1接收来自若干不同传感器的数据，其中数据经识别或相关到每一传感器ID。此过程可继续直到与附着在患者上或患者体内的所有微型化电子医疗传感器2建立通信链路为止。网关腕套1可通过向每一传感器发送传感器数据查询消息64来查询微型电子医疗传感器2。此传感器数据查询消息64是任选的，因为医疗传感器可经配置以周期性地发射其数据而无需查询。周期性地或响应于接收到传感器数据查询消息64，每一微型化电子医疗传感器2将其传感器数据发射到网关腕套1(消息66)。这些数据发射将针对PAN网络内的所有传感器而重复，且可在传感器周期性地报告其数据时随着时间而继续。任选地，网关腕套1可通过发射传感器数据查询消息64而周期性地开始另一系列的传感器数据发射(消息66)。
图5说明可在微型化电子医疗传感器、网关腕套1与医院网络4或移动计算装置3之间交换的消息。如上文论述，网关腕套1可通过交换链路建立消息(消息30)和交换腕套和患者注册信息(消息32)来向医院网络4注册。一旦向医院网络4注册，网关腕套1便可通过交换链路建立信号交换消息60而与患者上的每一微型化电子医疗传感器2建立通信链路。网关腕套1接收传感器ID(消息62)，且接收传感器数据(消息66)，其可响应于传感器数据查询消息64而实现。如果网关腕套1接收到来自医院网络4或移动计算装置3的患者ID或数据查询消息34，那么其可发射腕套或患者ID(消息36)。网关腕套1也可发射其已接收到的传感器数据(消息38)。当网关腕套1感测到来自移动计算装置3的通信链路时，其可通过交换链路建立信号交换消息50来与所述装置建立无线通信链路。移动计算装置3可通过发射ID和/或数据查询消息52来请求患者ID和/或数据。作为响应，网关腕套1可发射患者或腕套ID(消息54)，且发射传感器数据(消息56)。
图6中展示的过程流程中说明可以各种实施例来实施的操作的实例。如上文提到，当网关腕套1感测到无线网络时，其可交换足以使网关腕套1登录到网络中的消息(步骤100)。网关腕套1可随后检测其个域网的范围内的传感器且与每一者建立通信链路(步骤102)。一旦建立所有个域网通信链路，医疗传感器和网关腕套1便可开始监视患者(步骤104)。当网关腕套1接收到传感器数据(步骤106)时，其可确定医院网络4是否可用(确定108)。如果与医院网络建立了通信链路(即，确定108＝“是”)，那么其可将患者ID发射到网络(步骤110)，且发射传感器数据(步骤112)。一旦发射了所有数据，网关腕套1便可返回到接收传感器数据(步骤106)的过程。然而，如果不存在与医院网络4的通信链路(即，确定108＝“否”)，那么网关腕套1内的处理器可将传感器数据存储在存储器中(步骤114)。网关腕套1还可周期性地尝试登录到网络(步骤116)。当将传感器数据存储在存储器中(步骤114)时，网关腕套1可返回到接收传感器数据的步骤(步骤106)。
在图7中所示的过程流程图中说明可由与移动计算装置通信的网关腕套1执行的实例操作。如上文所论述，网关腕套1可检测其个域网内的医疗传感器并与每一者建立通信(步骤102)。通过所建立的那些个域网通信链路，网关腕套1可开始监视患者的过程(步骤104)，包含接收传感器数据(106)以及将此数据存储在存储器中(步骤114)。此过程可继续，直到移动计算装置3进入网关腕套1的通信范围内为止。当网关腕套1感测到来自移动计算装置3的网络信号时，其可协商腕套到移动计算装置的通信链路(步骤120)。一旦那个通信链路经建立，网关腕套1可将自身登录到移动计算装置(步骤122)，且发射患者或腕套ID(步骤124)。一旦网关腕套1已识别出患者到移动计算装置3，其可开始将存储于其存储器内的传感器数据发射到移动计算装置3(步骤126)。
网关腕套1还可用蜂窝式电话收发器配置以使得能够经由蜂窝式数据通信网络将患者以及患者的微型化电子医疗传感器连接到医院或其它通信网络。举例来说，图8展示包含蜂窝式网络的通信网络的方框图，其中网关腕套1包含用于连接到蜂窝式网络的蜂窝式电话收发器，所述蜂窝式网络包含耦合到移动交换中心(MSC)94的基站(BS)92。在操作中，当蜂窝式数据呼叫经建立时，MSC 94能够经由蜂窝式无线通信链路经由基站92将数据呼叫路由到网关腕套1以及路由来自网关腕套1的数据呼叫。MSC可耦合到服务器网关96，服务器网关96耦合到因特网24，使得可将患者数据中继到医院网络4或医务人员的个人计算机(未图示)。如上文参考图2所描述，医院网络4可包含耦合到服务器22的网络路由器19和多个计算机或监视器28。
在图8中所说明的实施例中，网关腕套1经配置以从微型化电子医疗传感器2a-2d收集并存储患者数据，并周期性地拨打电话号码以建立蜂窝式数据呼叫(通信链路90)，以将数据下载到医院网络4内的例如服务器22的服务器。此实施例可使得必须被连续监视的患者能够回家或移动到医院网络4的界限外部的设施。由于网关腕套1不唐突且用软件配置以自主地执行通信、数据存储和数据中继功能，所以此实施例将去除与远程患者监视相关联的许多负担。
图9中说明可在图8中所说明的通信网络中交换的消息。如上文所描述，网关腕套1例如通过交换链路建立信号交换消息60并接收传感器ID(消息62)而与其个域网的范围内的微型化电子医疗传感器2中的每一者建立通信链路。网关腕套1可通过发送传感器数据询问消息64而周期性地询问传感器。作为响应，微型化电子医疗传感器2可将其数据发射到网关腕套1(消息66)，网关腕套1将所述数据保存在存储器中。网关腕套1可周期性地(例如，每天、每小时或某一其它频率)向蜂窝式网络发出数据呼叫(消息70)。经由蜂窝式网络建立到网络服务器22的数据呼叫所需的消息和步骤与标准的蜂窝式通信系统中所实施的消息和步骤一致。一旦经由蜂窝式网络建立了到网络服务器22的数据通信链路，网关腕套1可交换消息且发射向服务器注册自身所必需的数据(消息72)。由于患者数据经受HIPA安全要求，所以网关腕套1和服务器22可通过交换消息74而协商经加密的通信。此经加密数据通信链路的建立可使用用于此些目的的众所周知的协议。一旦经加密通信链路经建立，医院网络服务器22可请求患者ID或患者数据(任选消息76)。此患者ID和/或数据询问消息76是任选的，因为网关腕套1可经配置以在与服务器22建立通信链路后即刻自动发射此信息。网关腕套1可随后将患者或腕套ID发射到医院网络服务器(消息78)，且传送所存储的传感器数据(消息80)。当数据呼叫经建立时，医院网络服务器还可将命令发射到网关腕套1(消息82)。一旦所有的传感器数据已被发射且接收到指令，医院网络服务器22或网关腕套1可终止数据呼叫。
在图10中所示的过程流程图中说明实施于图8中所说明的网络中的实例操作。如上文所描述，网关腕套1例如通过交换链路建立信号交换消息60并接收传感器ID(消息62)而与其个域网的范围内的微型化电子医疗传感器2中的每一者建立通信链路。网关腕套1可通过发送传感器数据询问消息64而周期性地询问传感器。作为响应，微型化电子医疗传感器2可在消息66中发射其数据，所述数据由网关腕套1接收(步骤106)，且保存在存储器中(步骤114)。网关腕套1处理器可周期性地确定到了向医院网络报告数据的时间(确定130)。如果未到报告数据的时间(即，确定130＝“否”)，则所述接收传感器数据(步骤106)以及将传感器数据存储在存储器中(步骤114)的过程可继续。当到了报告数据的时间时(即，确定130＝“是”)，网关腕套1激活其蜂窝式网络收发器以向医院网络4(举例来说)的网络服务器22发出数据呼叫，且登录到网络(步骤132)。作为登录到医院网络4的部分，医院网络服务器22和网关腕套1可协商经加密通信链路(步骤134)。在建立了经加密通信链路的情况下，网关腕套1可将患者或腕套ID发射到网络服务器22(步骤136)。网关腕套1可随后将所存储的传感器数据发射到服务器22(步骤138)。网络服务器22还可将命令发射到网关腕套1(步骤140)，例如以改变报告频率或起始/终止对特定传感器的监视。一旦所有数据已被发射，且所有命令被接收并确认，便终止数据呼叫(步骤142)。此时，网关腕套1可返回接收传感器数据(步骤106)。
图11中说明可包含于示范性网关腕套1中的实例组件。在一实施例中，网关腕套1包含密封在防水腕套14内的通信接口网关装置150。在优选实施例中，防水腕套14是由对用于医疗设施中的消毒和清洁溶液具有抗性的任何塑料或橡胶物质制成。通信接口网关装置150可包含耦合到存储器152的处理器151以及电源，例如电池153。在一实施例中，通信接口网关装置150还可包含一个或一个以上发光二极管(LED)154，其可用于传送操作状态信息。WLAN或WWAN收发器155可耦合到处理器151且经配置以与无线网络建立WLAN或WWAN通信链路12。PAN收发器156也耦合到处理器151且经配置以建立PAN通信链路10。通信接口网关装置150还可包含感应充电电路元件157，使得可通过将网关腕套1放置成与感应充电系统紧密接近而对电池153再充电。此感应充电元件157可包含耦合到整流器电路159的感应线圈158。当交替磁场施加到线圈158时，在线圈中感应出交替电流，所述电流由整流器电路159整流以输出充电电压。所述充电电压可由处理器151调节且用于对电池153充电。
在上文参考图8到图10所描述的实施例中，网关腕套1可包含蜂窝式电话收发器，如WWAN收发器155。在一实施例中，WLAN或WWAN收发器155可经配置以与无线局域网(例如，WiFi)和蜂窝式电话无线广域网中的任一者或两者通信。在另一实施例中，网关腕套1可包含WLAN收发器155和蜂窝式电话收发器(其未单独展示但将在组件方框图中以类似方式表示)。
图12中说明实例微型化电子医疗传感器2。微型化电子医疗传感器2可包含耦合到存储器162的处理器161以及电力供应器，例如电池163。微型化电子医疗传感器2可包含耦合到处理器6的PAN收发器165和经配置以例如使用BlueTooth
Figure BPA00001480473200121
协议建立个域网范围无线通信的天线。微型化电子医疗传感器2可进一步包含一个或一个以上传感器164a-164d，所述传感器可为医疗领域中众所周知的多种医疗机械、电子或化学传感器中的任一者。
各种实施例可与移动计算装置(例如，图13中所说明的PDA 3)结合使用或通信。举例来说，移动计算装置3可包含耦合到内部存储器172的处理器171以及显示器(例如，液晶显示器(LCD))，其全部包含在机壳或外壳170内。另外，移动计算装置3可具有连接到无线数据链路收发器175(其耦合到处理器171)的用于发送和接收电磁辐射的天线174。此WLAN无线数据链路收发器175可根据任何已知的无线广域通信协议(例如，IEEE 802.11或WiMax)进行配置，以便与医院无线网络4连接。移动装置3还可包含耦合到处理器171的第二无线收发器(例如，PAN收发器178)以及天线174，以使其能够与网关腕套1或与患者的微型化电子医疗传感器2通信。移动计算装置3还通常包含小键盘176或微型键盘和菜单选择按钮或摇臂开关177，其可用作指向装置以用于接收用于在显示器173内定位光标的用户输入。
在各种装置中，处理器151、161和171可为任何可编程微处理器、微型计算机或可由软件指令配置以执行多种操作(包含上文所述各种实施例的操作)的多处理器芯片。在某些装置中，可提供多个处理器151、161和171，例如一个处理器专用于无线通信功能，且一个处理器专用于运行其它应用。通常，在软件指令被存取且加载到处理器151、161、171中之前，其可存储在内部存储器152、162、172中。在某些装置中，处理器151、161、171可包含足以存储软件指令的内部存储器。为了本描述的目的，术语“存储器”指代可由处理器171151、161、171存取的全部存储器，包含所连接的存储器单元152、162、172和处理器151、161、171本身内的存储器。传感器数据将通常存储于存储器单元152、162、172中。在许多装置中，存储器152、162、172可为易失性或非易失性存储器，例如快闪存储器或两者的混合物。
所属领域的技术人员应了解，可将结合本文中所揭示的方面而描述的各种说明性逻辑块、模块、电路和算法步骤实施为电子硬件、计算机软件或两者的组合。为清楚说明硬件与软件的此互换性，上文已大体上在其功能性方面描述了各种说明性组件、块、模块、电路及步骤。所属领域的技术人员可针对每一特定应用以不同方式来实施所描述的功能性，但所述实施方案决定不应被解释为会导致脱离本发明的范围。
在各种实施例中，可以硬件、软件、固件或其任何组合来实施上文所描述的功能。所述功能性是实施为硬件还是软件取决于特定应用及强加于整个系统的设计约束。如果以软件实施，那么功能可作为一个或一个以上指令或代码存储在计算机可读媒体上存储或经由计算机可读媒体进行传输。计算机可读媒体包括计算机存储媒体与通信媒体两者，通信媒体包括促进将计算机程序从一处传递到另一处的任何媒体。存储媒体可为可由计算机存取的任何可用媒体。以实例方式(且并非限制)，所述计算机可读媒体可包含RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其它光盘存储装置、磁盘存储装置或其它磁性存储装置，或可用于载送或存储呈指令或数据结构的形式的所要程序代码且可由计算机存取的任何其它媒体。同样，可恰当地将任何连接称作计算机可读媒体。举例来说，如果使用同轴电缆、光纤电缆、双绞线、数字订户线(DSL)或例如红外线、无线电及微波的无线技术从网站、服务器或其它远程源传输软件，则同轴电缆、光纤电缆、双绞线、DSL或例如红外线、无线电及微波的无线技术包括于媒体的定义中。如本文中所使用，磁盘及光盘包括压缩光盘(CD)、激光光盘、光学光盘、数字多功能光盘(DVD)、软盘及蓝光光盘，其中磁盘通常以磁方式再现数据，而光盘使用激光以光学方式再现数据。以上各者的组合也应包括在计算机可读媒体的范围内。
上文描述且在图中展示的方法的步骤的次序是仅用于实例目的，因为在不脱离本发明和权利要求书的精神和范围的情况下，一些方框的次序可从本文描述的次序改变。
结合本文所揭示的方面而描述的方法或算法的步骤可直接体现于硬件、由处理器执行的软件模块或所述两者的组合中。软件模块可驻留在处理器可读存储器中，所述处理器可读存储器可以是RAM存储器、快闪存储器、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、可装卸磁盘、CD-ROM或此项技术中已知的任何其它形式的存储媒体中的任一者。示范性存储媒体耦合到处理器，使得处理器可从存储媒体读取信息并向存储媒体写入信息。在替代方案中，存储媒体可与处理器成一体式。处理器及存储媒体可驻留于ASIC中。ASIC可驻留于用户终端或移动装置中。在替代方案中，处理器和存储媒体可作为离散组件驻留于用户终端或移动装置中。另外，在一些方面中，方法或算法的方框和/或动作可作为代码和/或指令中的一者或任何组合或集合而驻留于可并入到计算机程序产品中的机器可读媒体和/或计算机可读媒体上。
提供所揭示实施例的先前描述是为了使所属领域的技术人员能够制作或使用本发明。所属领域的技术人员将容易明白对这些实施例的各种修改，且在不脱离本发明的精神或范围的情况下，本文所界定的一般原理可应用于其它实施例。因此，无意将本发明限于本文中所展示的实施例，而是赋予其与本文所揭示的原理及新颖特征一致的最广范围。

Claims (37)

1.一种用于识别患者并传送医疗传感器数据的方法，其包括：
经由根据第一通信协议进行通信的第一收发器从至少一个医疗传感器接收数据；
经由根据第二通信协议进行通信的第二收发器将患者识别符传送到外部网络；以及
经由所述第二收发器将所述所接收的数据中继到所述外部网络。
2.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括：
感测所述至少一个医疗传感器；
在所述至少一个医疗传感器与所述第一收发器之间建立通信链路；以及
经由所述第一收发器接收传感器识别符。
3.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括：
感测所述外部网络；以及
在所述外部网络与所述第二收发器之间建立通信链路。
4.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括：
存储所述所接收的数据。
5.根据权利要求3所述的方法，其进一步包括：
在所述第二收发器与所述外部网络之间建立经加密通信链路，
其中经由所述经加密通信链路发射所述患者识别符和所述所接收的数据。
6.根据权利要求1所述的方法，其中所述患者识别符包括指派给所述患者的识别符。
7.根据权利要求1所述的方法，其中所述患者识别符包括存储于所述外部网络中的数据表格中的与所述患者相关的装置识别符。
8.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括：
感测外部无线通信装置；
根据所述第二通信协议在所述第二收发器与所述外部无线通信装置之间建立通信链路；
经由所述第二收发器将所述患者识别符传送到所述外部无线通信装置；以及
经由所述第二收发器将所述所接收的数据中继到所述外部无线通信装置。
9.一种通信网关腕套，其包括：
腕套；
处理器，其密封在所述腕套内；
第一无线收发器，其耦合到所述处理器，所述第一无线收发器经配置以根据第一协议进行通信；
第二无线收发器，其耦合到所述处理器，所述第二无线收发器经配置以根据第二协议进行通信；以及
存储器，其耦合到所述处理器，所述存储器含有患者识别符，
其中所述处理器用软件指令配置以执行包括以下操作的步骤：
经由所述第一无线收发器从至少一个医疗传感器接收数据；
经由所述第二无线收发器将所述患者识别符传送到外部网络；以及
经由所述第二无线收发器将所述所接收的数据中继到所述外部网络。
10.根据权利要求9所述的通信网关腕套，其中所述处理器用软件指令配置以执行进一步包括以下操作的步骤：
感测所述至少一个医疗传感器；
在所述至少一个医疗传感器与所述第一无线收发器之间建立通信链路；以及
经由所述第一无线收发器接收传感器识别符。
11.根据权利要求9所述的通信网关腕套，其中所述处理器用软件指令配置以执行进一步包括以下操作的步骤：
感测所述外部网络；以及
在所述外部网络与所述第二无线收发器之间建立通信链路。
12.根据权利要求9所述的通信网关腕套，其中所述处理器用软件指令配置以执行进一步包括以下操作的步骤：
将所述所接收的数据存储于所述存储器中。
13.根据权利要求11所述的通信网关腕套，其中所述处理器用软件指令配置以执行进一步包括以下操作的步骤：
在所述第二无线收发器与所述外部网络之间建立经加密通信链路，
其中所述患者识别符和所述所接收的数据是经由所述经加密通信链路而发射。
14.根据权利要求9所述的通信网关腕套，其中存储于所述存储器中的所述患者识别符包括指派给所述患者的识别符。
15.根据权利要求9所述的通信网关腕套，其中所述患者识别符包括存储于所述外部网络中的数据表格中的与所述患者相关的所述通信网关腕套的识别符。
16.根据权利要求9所述的通信网关腕套，其进一步包括：
电池，其耦合到所述处理器；以及
感应充电电路，其耦合到所述处理器。
17.根据权利要求9所述的通信网关腕套，其中：
所述处理器、第一和第二收发器以及存储器以防水的方式密封在所述腕套内；以及
所述腕套被配置成对医院设施中使用的消毒和清洁溶液具有抗性。
18.根据权利要求9所述的通信网关腕套，其中所述处理器用软件指令配置以执行进一步包括以下操作的步骤：
感测外部无线通信装置；
根据所述第二通信协议在所述第二收发器与所述外部无线通信装置之间建立通信链路；
经由所述第二收发器将所述患者识别符传送到所述外部无线通信装置；以及
经由所述第二收发器将所述所接收的数据中继到所述外部无线通信装置。
19.一种有形存储媒体，其上存储有处理器可执行软件指令，所述处理器可执行软件指令经配置以致使处理器执行包括以下操作的步骤：
经由根据第一通信协议进行通信的第一无线收发器从至少一个医疗传感器接收数据；
经由根据第二通信协议进行通信的第二无线收发器将患者识别符传送到外部网络；以及
经由所述第二无线收发器将所述所接收的数据中继到所述外部网络。
20.根据权利要求19所述的有形存储媒体，其中所述有形存储媒体具有处理器可执行软件指令，所述处理器可执行软件指令经配置以致使处理器执行包括以下操作的其它步骤：
感测所述至少一个医疗传感器；
在所述至少一个医疗传感器与所述第一无线收发器之间建立通信链路；以及
经由所述第一无线收发器接收传感器识别符。
21.根据权利要求19所述的有形存储媒体，其中所述有形存储媒体具有处理器可执行软件指令，所述处理器可执行软件指令经配置以致使处理器执行包括以下操作的其它步骤：
感测所述外部网络；以及
在所述外部网络与所述第二无线收发器之间建立通信链路。
22.根据权利要求19所述的有形存储媒体，其中所述有形存储媒体具有处理器可执行软件指令，所述处理器可执行软件指令经配置以致使处理器执行包括以下操作的其它步骤：
将所述所接收的数据存储于所述存储器中。
23.根据权利要求21所述的有形存储媒体，其中所述有形存储媒体具有处理器可执行软件指令，所述处理器可执行软件指令经配置以致使处理器执行包括以下操作的其它步骤：
在所述第二无线收发器与所述外部网络之间建立经加密通信链路，
其中所述患者识别符和所述所接收的数据是经由所述经加密通信链路而发射。
24.根据权利要求19所述的有形存储媒体，其中所述患者识别符包括指派给所述患者的识别符。
25.根据权利要求19所述的有形存储媒体，其中所述患者识别符包括存储于所述外部网络中的数据表格中的与所述患者相关的装置识别符。
26.根据权利要求19所述的有形存储媒体，其中所述有形存储媒体具有处理器可执行软件指令，所述处理器可执行软件指令经配置以致使处理器执行包括以下操作的其它步骤：
感测外部无线通信装置；
根据所述第二通信协议在所述第二收发器与所述外部无线通信装置之间建立通信链路；
经由所述第二收发器将所述患者识别符传送到所述外部无线通信装置；以及
经由所述第二收发器将所述所接收的数据中继到所述外部无线通信装置。
27.一种通信网关腕套，其包括：
用于经由第一通信协议从至少一个医疗传感器接收数据的装置；
用于经由第二通信协议将患者识别符传送到外部网络的装置；以及
用于经由所述第二通信协议将所述所接收的数据中继到所述外部网络的装置。
28.根据权利要求27所述的通信网关腕套，其进一步包括：
用于感测所述至少一个医疗传感器的装置；
用于使用所述第一通信协议与所述至少一个医疗传感器建立通信链路的装置；以及
用于经由所述第一通信协议接收传感器识别符的装置。
29.根据权利要求27所述的通信网关腕套，其进一步包括：
用于感测所述外部网络的装置；以及
用于使用所述第二通信协议与所述外部网络建立通信链路的装置。
30.根据权利要求27所述的通信网关腕套，其进一步包括：
用于存储所述所接收的数据的装置。
31.根据权利要求29所述的通信网关腕套，其进一步包括：
用于与所述外部网络建立经加密通信链路的装置，
其中所述患者识别符和所述所接收的数据是经由所述经加密通信链路而发射。
32.根据权利要求27所述的通信网关腕套，其中用于经由第二通信协议将患者识别符传送到外部网络的装置包括用于传送指派给所述患者的患者识别符的装置。
33.根据权利要求27所述的通信网关腕套，其中用于经由第二通信协议将患者识别符传送到外部网络的装置包括用于传送存储于所述外部网络中的数据表格中的与所述患者相关的装置识别符的装置。
34.根据权利要求27所述的通信网关腕套，其进一步包括：
用于提供电力的装置；以及
用于对所述用于提供电力的装置充电的装置。
35.根据权利要求27所述的通信网关腕套，其进一步包括：
用于感测外部无线通信装置的装置；
用于根据所述第二通信协议在所述第二收发器与所述外部无线通信装置之间建立通信链路的装置；
用于经由所述第二收发器将所述患者识别符传送到所述外部无线通信装置的装置；以及
用于经由所述第二收发器将所述所接收的数据中继到所述外部无线通信装置的装置。
36.一种通信系统，其包括：
第一无线网络，其经配置以经由第一无线通信协议进行通信；
至少一个微型化电子医疗传感器，其经配置以经由第二无线通信协议进行通信；以及
通信网关腕套，所述通信网关腕套包括：
腕套；
处理器，其密封在所述腕套内；
第一无线收发器，其耦合到所述处理器，所述第一无线收发器经配置以根据所述第一通信协议进行通信；
第二无线收发器，其耦合到所述处理器，所述第二无线收发器经配置以根据所述第二通信协议进行通信；以及
存储器，其耦合到所述处理器，所述存储器含有患者识别符，
其中所述处理器用软件指令配置以执行包括以下操作的步骤：
经由所述第一无线收发器从所述至少一个微型化电子医疗传感器接收数据；
经由所述第二无线收发器将所述患者识别符传送到所述第一网络；以及
经由所述第二无线收发器将所述所接收的数据中继到所述第一网络。
37.根据权利要求36所述的通信系统，其进一步包括：
外部无线通信装置，
其中所述处理器用软件指令配置以执行进一步包括以下操作的步骤：
感测所述外部无线通信装置；
根据所述第二通信协议在所述第二收发器与所述外部无线通信装置之间建立通信链路；
经由所述第二收发器将所述患者识别符传送到所述外部无线通信装置；以及
经由所述第二收发器将所述所接收的数据中继到所述外部无线通信装置。
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