CN113574905A - 推荐对象监测系统是否使用无线通信模式 - Google Patents

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Abstract

一种用于推荐对象监测系统的传感器和通信模块应当以什么方式或模式进行通信的方法和通信模块。作出关于是否多于预定数量的无线信道具有低于特定阈值的噪声水平的确定。如果作出肯定的确定，则推荐无线通信模式。如果作出否定的确定，则不推荐无线通信模式。

Description

推荐对象监测系统是否使用无线通信模式
技术领域
本发明涉及对象监测系统的领域，并且具体地涉及在对象监测系统的传感器与通信模块之间进行通信的方法。
背景技术
对象监测系统在医学领域中正变得越来越受关注。这样的系统通常包括用于测量医学相关参数的一个或多个传感器，其通常是可以单独放置在对象/患者的身体上的适当位置处的小型自主设备。传感器可以将测量的参数传送到通信模块，该通信模块可以部分地或完全地集成到患者监测器中。患者监测器可以负责显示、报警和记录由传感器测量的参数。
期望无线地操作对象监测系统中的传感器，从而设置医学体域网(MBAN)，因为这改善了患者舒适度。特别地，无线传感器允许对象自由移动，并且意味着工作人员不需要在检查期间担心电线妨碍(这是事故的显著来源)。运动自由度在产科领域中是特别重要的，因为这允许被监测的母亲自由移动(例如，四处走动或改变位置)，从而减少分娩进展的疼痛。
然而，无线连接比有线连接更容易受影响。实际上，随着无线技术持续被实施到日常设备中(即，物联网的出现)，无线连接中的干扰的可能性显著增加，特别是在临床环境中。一个特别复杂的因素是干扰可能间歇地或在短时间内出现。
特别期望的是，用于对象监测系统的(一个或多个)传感器与通信模块之间的通信使用可靠且不受干扰的通信链路，因为与典型的无线局域网(WLAN)不同，如果没有接收到数据包，则不能重新发送数据包。在临床环境中，突然且意外的数据丢失可能具有危险的并且可能危及生命的后果，例如，因为患者状况的变化可能不被注意到。因此，在对于可靠通信链路的期望与对于改善的患者舒适度的期望之间存在冲突。
发明内容
本发明由权利要求限定。
根据依据本发明的一方面的示例，提供了一种推荐对象监测系统是否应当使用无线通信模式来在所述对象监测系统的至少一个传感器与通信模块之间通信数据的方法。所述方法包括：在所述通信模块处确定当所述对象监测系统以无线通信模式操作时所述至少一个传感器和所述通信模块能够在其中进行通信的多个信道中的每个信道的第一噪声值；确定具有低于第一预定阈值的所述第一噪声值的用于无线通信的合格信道的数量；并且基于所确定的合格信道的数量来推荐是否应当使用无线通信模式。
本发明认识到可以作出关于是否在对象监测系统的传感器与通信模块之间使用无线通信的决定。然而，这样的系统的用户(例如，护理人员或临床医生)通常在激活无线传感器之前未意识到无线传输的可能损害。本文描述的概念实现了基于具有低于特定水平的噪声(即，被预测为允许可靠的无线通信)的无线信道的数量来自动推荐无线通信模式是否适当。因此，只有当(以一定程度的概率)确保传感器与通信模块之间的通信将是可靠的时，才可以推荐无线通信模式。这确保了当无线通信模式足够可靠时，推荐更舒适的无线通信模式。
换句话说，该方法基于被确定为适合于可靠无线通信(具有低于特定阈值的噪声值)的无线信道的数量来确定无线通信模式对于传感器与通信模块之间的通信将是否是足够可靠的。如果认为无线通信模式是足够可靠的，则推荐(以改善患者舒适度)，否则不推荐。
通过示例的方式，推荐不使用无线通信模式的步骤可以包括推荐(替代地)使用有线通信模式。这是因为由于(一个或多个)数据丢失的可能后果，可靠的通信优先于患者舒适度。在一些实施例中，推荐不使用无线通信模式的步骤可以包括推荐使用混合通信模式，其中，通信模块与一组传感器之间的通信使用有线和无线通信方法两者。在一些实施例中，推荐不使用无线通信模式的步骤可以包括推荐用户使用替代的对象监测系统(例如，有线对象监测系统)来监测对象的参数。
因此，可以提供无线通信模式是否适当的用户友好的推荐，而不需要专业设备或技术知识丰富的操作者。具体地，可以在使用对象监测系统之前进行推荐，因此降低了在对象监测系统的使用期间通信中断的可能性。
无线通信模式可以是(一个或多个)传感器与通信模块之间的通信仅无线地进行的模式。其他通信模式可以包括有线通信模式(其中，(一个或多个)传感器与通信模块之间的通信通过电线进行)、混合通信模式(其中，一些传感器使用电线进行通信而其他传感器无线地进行通信)和非通信/待机模式(其中，通信模块和传感器不尝试通信)。
优选地，所述第一噪声值包括接收信号强度指标RSSI值。RSSI值在这里用于指示信道是否被另一个系统(例如，紧邻的(另一)医学体域网)占用或使用。通过评价信道是否在使用中，可以进行关于该信道上的可能干扰的有效预测。因此，使用RSSI值作为信道的噪声测量使得可用或可能的无线通信的使用的评价能够准确地进行，同时考虑可能的干扰源。特别地，可以识别无线通信的潜在干扰源的存在。
合适RSSI值的示例包括：最大RSSI值(在特定时间段内)、最小RSSI值(在特定时间段内)、RSSI值的范围(在特定时间段内)或平均RSSI值(在特定时间段内)。
优选地，所述第一噪声值包括在至少30分钟的时段内获得的平均RSSI值。信道中的干扰源可以是间歇性的或周期性的。因此，优选的是在长时间段内评价RSSI值。当与仅使用RSSI的瞬时值相比时，这降低了错过间歇性干扰源的存在并且即使它可能实际上是不可靠的也推荐无线通信模式的可能性。
优选地，在至少一小时、甚至更优选地至少六小时、甚至更优选地至少一天的时间段内获得平均RSSI值。用于获得RSSI值的更长时段(例如>30分钟)使得仅周期性地通信的干扰源(如在临床环境中是常见的)能够被识别，从而增加确定无线通信模式是否足够可靠的可靠性。
推荐是否应当使用无线通信模式的步骤可以包括：如果所述合格信道的数量低于第一预定数量，则推荐不使用无线通信模式；并且如果所述合格信道的数量高于或等于所述第一预定数量，则推荐使用无线通信模式。
因此，可用或合格信道的数量定义了是否推荐无线通信模式。当合格信道的数量低时，确定无线通信模式将是不可靠的，并且因此其不被推荐。当合格信道的数量高时，确定无线通信模式是足够可靠的并其因此被推荐。
在一些示例中，第一预定数量可以是1。因此，实施例可以有效地预测是否存在用于在其中可靠地通信的无线通信的任何可用信道。然而，在其他实施例中，第一预定数量可以是不同的。例如，第一预定数量可以是2或5或10。优选地，第一预定数量不大于5和/或不小于1。第一预定数量可以例如取决于在传感器与通信模块之间通信所需的信道的数量。在其他示例中，信道的数量可以大于1，以使得(一个或多个)传感器与通信模块之间的通信能够在未预期的或先前未检测到的干扰源的情况下切换信道(例如，使用智能跳变技术)。选择更高的预定数量的其他原因对于本领域技术人员来说将是显而易见的。第一预定数量越高，无线通信模式实际上将是可靠的概率越大。
在一些示例中，第一预定数量是多个信道的数量的分数或百分比，例如，不小于所述多个信道的20％或40％。多个信道的数量可以取决于所使用的无线通信协议。例如，
Figure BDA0003259522070000041
提供将频带分成16个单独的信道，而
Figure BDA0003259522070000042
可以提供大约79个不同的信道。第一预定数量可以是用于确保(以一定概率)可靠且连续的无线通信的最小数量，例如信道总数的20％或40％。
推荐是否应当使用无线通信模式的步骤可以包括：响应于所述合格信道的数量高于第二预定数量：确定是否存在至少三个相邻的合格信道；响应于确定存在至少三个相邻合格信道，推荐使用无线通信模式；并且响应于确定不存在至少三个相邻的合格信道：推荐可以使用无线通信模式，但是可能是不可靠的；或推荐不使用无线通信模式。
为了在关于无线通信的可靠性的预测中更好的分辨率和更大的确定性，该方法可以确定是否存在至少三个相邻的合格信道。来自特定信道内的可能无线干扰源的通信可能渗入其他信道(例如，如果它们根据与MBAN不同的通信协议操作，该通信协议可以由对象监测系统形成)。通过确保存在至少三个相邻的合格信道，增加了这些信道中的至少一个(即，(一个或多个)中心信道)将具有足够低的干扰用于可靠通信的概率。
换句话说，不能保证合格信道不遭受由于来自相邻信道的可能渗入而的干扰。然而，通过在推荐无线网络之前确保存在至少三个相邻信道，增加了所识别的合格信道中的至少一个将不遭受无线干扰的概率。
第二预定数量优选地大于第一预定数量，但这不是必需的。为了改善执行该方法的效率，第二预定数量可以不小于2(因为后续步骤包括确定是否存在三个相邻信道)。
推荐是否优选使用无线通信模式的步骤包括：响应于所述合格信道的数量等于或低于所述第二预定数量：如果所述合格信道的数量低于第一预定数量，则推荐不使用无线通信模式；以及如果所述合格信道的数量高于或等于所述第一预定数量，则推荐可以使用无线通信模式，但是所述无线通信模式可能是不可靠的。
因此，如果不存在至少三个相邻信道，则信道将可用于可靠无线通信的概率降低。因此，不能保证(以一定程度的概率)或预测无线通信模式将是可靠的。
响应于确定存在至少三个相邻的合格信道则推荐使用无线通信模式的步骤可以包括：推荐使用无线通信模式，其中，无线通信在直接设置在两个其他合格信道之间的合格信道上面进行。
因此，推荐当存在三个相邻信道时使用特定信道用于无线通信的子模式。这增加了无线通信将是可靠的概率，因为推荐使用最可能是可靠的信道。
所述方法优选地包括在所述通信模块处确定所述多个信道中的每个信道的时间占用值，所述时间占用值是所述信道中的每个信道的第二噪声值高于第二预定阈值的时间长度，其中，确定用于无线通信的合格信道的数量的步骤包括确定具有低于所述第一预定阈值的所述第一噪声值和低于第三预定阈值的所述占用时间值的合格信道的数量。
因此，噪声值高于特定阈值的时间长度用于识别特定信道是否适合于无线通信(即，噪声不太多)。所述第一噪声值可以是平均接收信号强度指标RSSI值，并且所述第二噪声值是可以(瞬时)接收信号强度指标RSSI值。
在实施例中，只有当所述通信模块不与所述至少一个传感器无线通信时，才执行在所述通信模块处进行确定的步骤。因此，可以在对象监测系统设置MBAN或正在监测患者/对象参数之前执行推荐。
在其他实施例中，可以在通信模块与至少一个传感器无线通信时执行确定的步骤，例如，通过使用时分复用系统或通过使用单独的专用无线收发器。
在至少一个实施例中，推荐通信模式的步骤可以包括生成推荐的通信模式的用户可感知的输出，诸如音频、视觉(例如文本或交通灯输出)或触觉输出(例如振动)。这样的输出将帮助用户执行选择或控制对象监测系统的通信模式的技术任务，以确保合适的通信可靠性，同时考虑(例如针对对象舒适度)使用无线通信模式的期望。
还提出了一种选择(或进入)要被对象监测系统用于在至少一个传感器与通信模块之间进行通信的通信模式的方法。所述方法包括：通过执行任何先前描述的方法来推荐是否应当使用无线通信模式；并且如果推荐(即，响应于推荐)使用所述无线通信模式，则选择(或进入)所述无线通信模式。优选地，如果推荐不使用所述无线通信模式，则不选择或进入所述无线通信模式，即替代地进入备选通信模式，诸如有线/混合/待机模式。
因此，可以在对象监测系统中自动设置推荐的通信模式。因此，接收器和/或传感器可以被自动设置为以无线模式操作，从而确定是否建立了无线(例如，MBAN)网络。这降低了来自选择不适当的通信模的用户误差的可能性。
在一些实施例中，推荐不使用无线通信模式的步骤可以包括禁用(例如，通信模块的)无线收发器，从而防止对象监测系统以无线通信模式操作。这可以使用适当的软件来执行。
根据依据本发明的一方面的示例，还提供了一种包括代码单元的计算机程序，所述代码单元用于当所述程序在处理系统(诸如计算机)上运行时实施任何描述的方法。
根据依据本发明的一方面的示例，提供了一种用于对象监测系统的通信模块，所述通信模块能在所述对象监测系统以无线通信模式操作时与至少一个传感器通信。
所述通信模块包括处理系统，所述处理系统适于：确定当所述至少一个传感器与所述通信模块在以无线通信模式操作时能够在其中进行通信的多个信道中的每个信道的第一噪声值；确定具有低于预定阈值的所述第一噪声值的无线通信信道的数量；并且基于所确定的无线通信信道的数量来推荐所述对象监测系统是否使用无线通信模式。
所述处理系统可以适于只有当所述通信模块不与所述至少一个传感器无线通信时才确定所述多个信道中的每个信道的所述第一噪声值。
还提出了一种对象监测系统，包括：先前描述的通信模块；以及一个或多个传感器，所述一个或多个传感器用于监测对象，当所述对象监测系统以无线通信模式操作时，所述一个或多个传感器能够与所述通信模块无线通信。
本发明的这些和其他方面将参考下文描述的(一个或多个)实施例变得显而易见并将参考下文描述的(一个或多个)实施例得以阐述。
附图说明
为了更好地理解本发明并且为了更清楚地示出它可以如何被实施，现在将会仅以范例的方式参照附图，其中：
图1图示了用于理解本发明的实施例的背景的对象监测系统；
图2是图示根据本发明的实施例的方法的流程图；
图3是图示多个信道的曲线图；
图4是示出根据本发明的另一实施例的方法的流程图；
图5是图示多个信道的不同噪声值的曲线图；并且
图6图示了根据本发明的实施例的用于对象监测系统的通信模块。
具体实施方式
将会参考附图来描述本发明。
应当理解，详细描述和具体范例在指示装置、系统和方法的示范性实施例的同时，仅旨在用于图示的目的，而不旨在限制本发明的范围。根据以下描述、权利要求和附图将更好地理解本发明的装置、系统和方法的这些和其他特征、方面和优点。应当理解，附图仅仅是示意性的，并未按比例绘制。还应当理解，贯穿附图使用相同的附图标记来表示相同或相似的部件。
根据本发明的概念，提出了一种推荐对象监测系统的传感器和通信模块应当以什么方式或模式进行通信的方式。作出关于是否多于预定数量的无线信道具有低于特定阈值的噪声水平确定。如果作出肯定的确定，则推荐无线通信模式。如果作出否定的确定，则不推荐无线通信模式。
实施例至少部分地基于以下认识：优选的是使用无线传感器来监测对象以便舒适，但是这样的无线传感器可能不是完全可靠的。还认识到，对象监测系统的用户通常不能理解或解读无线通信何时将是可靠的。因此，提出了如果可以可靠地进行并维持无线连接，那么推荐无线通信模式，否则不推荐无线通信模式(例如，可以替代地推荐有线通信模式)。实施例考虑到对于传感器与通信模块之间的通信持续可靠的需要或期望，同时知悉对于改善的患者舒适度的期望。
图示性实施例可以例如在临床环境(诸如产科)中采用，以最小化(怀孕)对象的不适，同时确保通信是可靠的。
“信道”或“无线信道”是预定的频率范围，通常以可以用于识别信道的中心频率为中心。通常，被特定信道覆盖的频率范围由无线通信协议(例如IEEE 802.11协议)定义，该无线通信协议可以能够定义信道的中心频率和宽度。
图1图示了用于理解可以采用实施例的背景的对象监测系统。对象监测系统在这里适于在产科中使用，但是设想了其他用途。
对象监测系统适于监测对象10的一个或多个参数。一个或多个传感器11A、11B捕获对象的一个或多个参数，诸如胎儿心率、子宫活动、母体脉搏等。一个或多个传感器11A、11B可以使用一个或多个弹性带(如图所示)或使用适当的粘合剂(例如弱粘合剂或胶粘粘合剂)连接到对象。每个传感器可以例如捕获对象的不同参数，或者多于一个传感器可以共同工作以监测一个或多个特定参数(例如，两个单独的传感器可以监测胎儿心率以改善被监测参数的准确性和可靠性)。
每个传感器11A、11B将携带被监测参数的相应监测信号传到通信模块12，通信模块12继而直接连接到患者监测器13。患者监测器13将(一个或多个)监测信号记录在存储器上。患者监测器可以提供患者的当前参数的视觉显示13A(例如，显示当前胎儿心率)和/或提供由传感器监测的参数的打印输出13B，以使得临床医师能够理解对象的长期进展。
在一些实施例中，通信模块12被集成到患者监测器13中，以便形成患者监测器13的一部分。在其他实施例中，如图所示，通信模块12与患者监测器13分开，但能够例如经由一条或多条线缆与其通信。通信模块12可以是分开的，以便部分地集成到患者监测器中并且部分地形成为单独的部件。
所图示的对象监测系统的一个或多个传感器11A、11B中的至少一些和通信模块12能够使用至少无线通信方法进行通信。例如，一个或多个传感器中的至少一些可能能够仅使用无线通信方法进行通信(并且可能不能使用有线进行通信)。
在实施例中，对象监测系统包括一个或多个传感器11A、11B中的至少一些(其他)仅能够经由有线进行通信。
在一些实施例中，一个或多个传感器中的至少一些能够使用无线通信方法和有线通信方法两者与通信模块进行通信(但是优选地，在任何给定时间仅选择一个)。因此，一些传感器可以在无线和有线通信模式之间可切换(例如，能够无线地或使用有线进行通信)，实际上是混合传感器。
因此，任何给定传感器可以能够以无线和/或有线通信模式进行通信。
不是用于对象监测系统的所有传感器都需要在给定时间是“激活的”(即，与通信模块通信)以实现对对象的监测。例如，对象监测系统可以包括第一组一个或多个无线传感器和第二组一个或多个有线传感器，其中，在给定时间，第一组和第二组中的仅一个是激活的并且用于监测对象(例如，取决于激活的通信模式)。当然，可以使用有线和无线传感器的组合来监测对象。
不采用本发明的其他对象监测系统可以仅包括能够使用有线进行通信的传感器。本发明涉及包括能够与通信模块无线通信的至少一些传感器的对象监测系统。
因此，对象监测系统可以至少以无线通信模式操作，其中，(一个或多个)传感器11a、11B和通信模块12使用无线通信协议进行通信，从而有效地建立医学体域网(MBAN)。优选地，在无线通信模式下，仅具有无线通信能力的传感器能够与通信模块通信。
对象监测系统还可以以非通信模式操作，在非通信模式下，对象监测系统不能或被禁止尝试与传感器通信。该非通信模式可以被标记为“待机”模式。
在一些实施例中，对象监测系统可以进一步以有线通信模式操作，其中，(一个或多个)传感器11A、11B和通信模块12经由一条或多条线缆进行通信。优选地，在有线通信模式下，仅能够经由有线通信的传感器能够与通信模块通信(例如，通信模块的无线能力被停用)。
在一些实施例中，对象监测系统可以以混合通信模式操作，其中，一个或多个传感器使用无线通信协议进行通信，并且至少一个其他传感器经由一条或多条线缆进行通信，其中，两组传感器都是激活的。
可以使用的合适无线通信协议包括
Figure BDA0003259522070000101
诸如根据IEEE802.11标准的无线局域网协议、2G、3G或4G电信协议等。其他格式对于本领域技术人员将是容易地显而易见的。无线通信协议定义了设备可以使用多少不同的信道来尝试无线通信。
在一些实施例中，当至少一些无线传感器激活时，每个无线传感器使用不同的信道与通信模块通信。在其他实施例中，当至少一些无线传感器激活时，可以在多于一个无线传感器之间共享信道(例如，如果使用时分复用，则所有传感器都可以共享相同的信道)。
当至少一些无线传感器激活时，通信模块和传感器可以采用信道跳变技术。这样的技术是本领域技术人员已知的。
图2图示了根据本发明的第一实施例的用于推荐通信协议的方法20。
方法20包括确定多个信道中的每个信道的第一噪声值的步骤21。每个信道是传感器和通信模块可以通信的频率范围。
如前所述，信道的大小和频率范围可以取决于传感器和通信模块可以用于通信的(一个或多个)特定无线协议。优选地，多个信道本身形成连续的频率范围，即信道彼此邻接。如本领域技术人员将理解的，多个信道的数量、大小和配置取决于传感器和通信模块能够通信的(一个或多个)特定无线协议。特别地，应当认识到，每个信道的宽度和范围针对不同的无线协议而变化。
在步骤21中获得的第一噪声值是信道占用或噪声的量度。优选地，第一噪声值是无线电信号信息的量度或参数，诸如无线电信号强度指标(RSSI)，其指示信道是否被另一通信设备(诸如(另一)MBAN)占用。其他实施例可以使用噪声的任何量度，诸如信道中的信号的功率水平(例如，以dBm为单位)。
优选地，第一噪声值是优选地在至少30分钟(诸如至少一小时)的时段内获得的平均RSSI。在一些实施例中，进一步处理平均RSSI以确定与最大已知或可能RSSI值(例如历史最大RSSI值)的相对比例或百分比。因此，第一噪声值可以是RSSI相对于最大已知RSSI水平的平均百分比(如在特定时间段(例如，不小于30分钟)内获得的)。
换句话说，步骤21包括获得关于每个特定信道的数据，其中，该数据指示某个噪声水平或表示每个信道的占用水平的其他值。
方法20还包括确定具有低于第一预定阈值的第一噪声值的用于无线通信的合格信道的数量的步骤22。
第一预定阈值可以表示噪声水平，高于该噪声水平，在该信道内的对象监测系统的传感器与通信模块之间的信号被认为是不可靠的(例如，可能变得与噪声或其他干扰不可区分)。因此，步骤22实际上包括对具有足够低的噪声水平的信道的数量进行计数以实现可靠的无线通信。特别地，第一预定阈值可以定义平均而言信道是否未被另一个源占用并且因此以高度可靠性自由通信。在第一噪声值是平均RSSI的情况下，第一预定阈值可以不大于-75dBm，例如不大于-85dBm。
方法20还包括基于所确定的合格信道的数量来推荐是否应当使用无线通信模式的步骤23。以这种方式，步骤23基于允许可靠无线通信的信道的数量来推荐是否应当使用无线通信模式。
在所图示的示例中，步骤23包括确定合格信道的数量是否(或不)大于或等于第一预定数量的子步骤24。
响应于子步骤24确定存在大于或等于第一预定数量的合格信道，执行子步骤25。响应于子步骤24确定存在少于第一预定数量的合格信道，执行子步骤26。子步骤25包括推荐使用无线通信模式。子步骤26包括例如通过推荐使用有线通信模式来推荐不使用无线通信模式。
因此，步骤23包括基于合格信道的数量与预定数量之间的比较来推荐是否使用无线通信模式。以这种方式，只有合适数量的合格信道可用于确保至少一个传感器与通信模块之间的可靠无线连接，才推荐无线通信模式。
第一预定数量可以例如是1。因此，步骤24可以包括确定是否存在任何合格信道。响应于步骤24确定存在至少一个合格信道，执行推荐使用无线通信模式的子步骤25。响应于步骤24确定不存在至少一个合格信道，执行推荐不使用无线通信模式(例如，替代地使用有线通信模式，如果可用的话)的子步骤26。将第一预定数量设置为值1简化了该方法，因为步骤24将仅需要确定是否存在任何合格信道。
然而，在其他实施例中，第一预定数量可以大于1。例如，一些实施例可能希望通信模块使用多于一个信道进行通信。在一个示例中，第一预定数量等于要使用的传感器的数量，使得每个传感器能够使用单独的信道进行通信。这将减少传感器间干扰。在另一示例中，可能存在规定用于无线通信的给定信道的特定占空比的监管要求，在这种情况下，可能需要多于一个信道(例如，两个或三个信道)以使得传感器或通信模块能够在多于一个信道之间切换，从而在维持连续无线通信时遵守(一个或多个)监管要求。
大于1的第一预定数也将增加无线通信模式将是可靠的预测在实践中是正确的概率。这是因为将有更多数量的信道用于通信模块或(一个或多个)传感器使用或利用，例如，在由通信模块或(一个或多个)传感器使用的信道由于未检测到的或新的干扰源而在无线传输期间变得有噪声的情况下。
推荐是否使用无线通信模式的步骤23可以包括呈现推荐模式的临床医生可感知的输出(即，用户通知)。该输出可以例如是在显示器(诸如患者监测器13的显示器13A)上提供的消息、诸如交通灯信号的光学指示器(例如，绿色意味着推荐无线通信模式，红色意味着不推荐无线通信模式)、声学信号等。呈现临床医生可感知的输出的步骤可以被集成到子步骤25、26中。随后提供呈现临床医生可感知的输出的另外示例。
为了进一步解释，图3是示出多个不同信道CH1-CF5的被测量RSSI的示例性曲线图。图示了第一预定阈值T1。第一CH1和第五CF5信道具有高于第一预定阈值T1的RSSI。第二CF2、第三CF3和第四CF4信道具有低于第一预定阈值T1的RSSI，并且因此被称为“合格信道”。
图4图示了根据本发明的第二实施例的用于推荐是否使用无线通信模式的方法40。
方法40与第一实施例的方法20的不同在于推荐是否使用无线通信模式的不同步骤43。因此，方法40还包括确定针对多个信道中的每个信道的第一噪声值的步骤21和确定具有低于第一预定阈值的第一噪声值的用于无线通信的合格信道的数量的步骤22。
方法40的步骤43包括确定合格信道的数量是否大于或等于第二预定数量的子步骤44。第二预定数量可以不同于第一预定数量，并且优选地是至少三个。
响应于子步骤44中的肯定确定(即，存在至少第二预定数量的信道)，执行子步骤45。子步骤45包括确定是否存在至少三个相邻的合格信道。因此，子步骤45包括确定是否存在顺序地彼此邻接的至少三个信道的序列。这有效地确定是否存在直接设置在两个其他合格信道之间(即，没有居间信道)的至少一个合格信道。
响应于子步骤45中的肯定确定(即，当存在至少三个相邻信道时)，该方法包括推荐使用无线通信模式的子步骤46。
响应于子步骤45中的否定确定，该方法可以包括执行推荐不使用无线通信模式的子步骤49(未图示子步骤45和子步骤49之间的联系)或推荐可以使用无线通信模式但是它可能不可靠或“有问题”的子步骤47(如图所示)。子步骤47还可以包括推荐可以使用有线通信模式，如果可用的话(例如，作为无线通信模式的替代)。子步骤49可以包括推荐使用有线通信模式，如果可用的话。
因此，只有存在直接设置在两个其他合格信道之间的合格信道(或多个合格信道)，才推荐使用无线通信模式。这增加了无线通信模式将是可靠的概率，因为可以选择具有难以辨认的相邻信道中的信号“渗出”到(一个或多个)选定信道中的降低的可能性(例如，由于这样的信道中的信号的功率的变化或不同的无线通信协议的使用)的合格信道。
响应于子步骤44中的否定确定，该方法可以执行确定是否存在至少第一预定数量的合格信道的子步骤48。响应于子步骤48中的肯定确定(即，存在至少第一预定数量)，那么执行子步骤46(未示出子步骤48和子步骤46之间的联系)或(优选地，并且如图所示)子步骤47。如果第一预定数量表示用于确保存在可靠的无线通信的合适数量，则可以执行子步骤46。例如，当第一预定数量是1时，子步骤47可以作为缺省状态被执行。
响应于子步骤48中的否定确定(即，存在少于第一预定数量的合格信道)，那么该方法执行推荐不使用无线通信模式的子步骤49。
替代地，响应于子步骤44中的否定确定，该方法可以直接执行推荐不使用无线通信模式的子步骤49。因此，子步骤48是可选的。
本发明的其他实施例还可以包括，如果该方法执行推荐使用无线通信模式的步骤，则推荐要使用的一个或多个特定信道。例如，推荐无线通信模式的步骤可以包括推荐使用直接设置在两个其他合格信道之间的合格信道来执行传感器与通信模块之间的无线通信(例如，在方法40中)。作为另一示例，推荐使用无线通信模式的步骤可以包括推荐使用具有最低第一噪声值的合格信道(或多个信道)来执行传感器与通信模块之间的无线通信。
可以推荐使用多于一个信道例如用于与不同的传感器通信。备选地，可以推荐多于一个信道来为临床医生提供选项。
当在静态环境中使用时，上面描述的方法是特别有利的。然而，应当认识到，例如，由于具有变化的信号强度的短期或周期性重现的无线电活动，环境中的无线信号可能是更复杂的。特别地，在诸如医院的临床环境中，可能存在使用中的大量不同的无线系统，其可能不具有相同的无线电特性(例如不同的带宽占用、占空比、信号强度等)以及相距正讨论的对象监测系统的不同距离。可以假设这些系统的使用将是随机分布的，意味着它们将在不同的时间段内占用信道。动态带宽占用意味着在第一时间点处，只有第一组信道将是合格可用的，并且在第二不同时间点处，只有第二不同组信道(例如，更少)将是合格的。
因此，为了改善预测无线信道(或多个信道)的可靠性的可靠性，可以使用信道的长期观察。因此，可以监测每个信道不少于半小时的时段，例如不少于一小时，例如不少于3小时。可以连续地或通过周期性地采样或评价(一个或多个)信道的噪声值来执行监测信道。
在特定实施例中，该方法可以还包括确定多个信道中的每个信道的时间占用值，所述时间占用值是所述信道中的每个信道的第二噪声值高于第二预定阈值的时间长度。特别地，可以在特定时间段内(例如，在30分钟的过程内或在一小时的过程内)计算占用时间值。
占用时间值可以例如是第二噪声值在预定时间段内(即，在通信模块监测信道的时间段内)高于第二预定阈值的时间的百分比。
图5图示了其中获得每个信道CH1-CF5的第一噪声值51和时间占用值52的实施例。这里，第一噪声值表示RSSI相对于最大已知RSSI水平的平均百分比。时间占用值是第二噪声值(例如，RSSI的幅度)高于第二预定阈值的被监测时间的百分比。
虚线符号51表示第一噪声值，并且箭头52表示占用时间值。使用第一噪声值51和时间占用值52实现信道可靠性的长期评估。
当两个值51、52都高于相应的预定阈值T(如图所示，对于每个值51、52，其可以是相同的)时，那么该信道55(CH1、CH5)是完全不可用的(即，它噪声太多以致于不允许可靠的通信)。
低时间占用值(例如，低于阈值T)和高平均RSSI值(例如，高于阈值T)是信道53(CH2)中的间歇性干扰源的指标，使得该频率可以被认为在一段时间内是不可靠的。
高时间占用值52和低平均RSSI值51是信道54(CH4)中可能存在永久但远距离的干扰源的指标。尽管这样的信道可能适合用于可靠的通信(由于低噪声水平)，但是与当两个观测值都低时相比，它们是较不优选的，因为永久干扰源的特性更可能随着时间改变(例如，由于患者移动到临床环境的不同区域)。
当两个观测值都低(例如低于阈值T，如在信道56(CH3)中)时，这指示适合于无线网络的可靠且无故障操作的合格信道，因为该信道似乎在紧邻和远处附近未被使用。
因此，在一些优选实施例中，确定用于无线通信的合格信道的数量的步骤可以包括确定具有低于第一预定阈值的第一噪声值和低于第三预定阈值的时间占用值的信道的数量(第二预定阈值用于计算时间占用值)。
第一和第三预定阈值可以是相同的，特别是在第一噪声值和占用时间值都是百分比、分数或以其他方式在相同/相似的尺度上的情况下。
这样的实施例增加了被识别为合格的信道将在对象监测系统的(一个或多个)传感器与通信模块之间的潜在无线通信的操作期间保持无噪声的可能性。
先前已经描述了本发明的实施例还可以如何包括，如果推荐使用无线通信模式，则推荐要使用的一个或多个特定信道。在一个实施例中，推荐无线通信模式的步骤可以包括推荐使用具有最低第一噪声值51和/或最低占用时间值52的信道。在其他示例中，推荐无线通信模式的步骤可以包括推荐使用具有至少第一噪声值51和最低占用时间值52的最低和(例如，如果它们在相同的尺度上)或加权和(例如，如果它们不在相同的尺度上)的信道。
应当理解，针对第一噪声值使用平均RSSI值(在任何描述的实施例中使用)仅是可能的第一噪声值的一个示例。可以设想许多其他合适的第一噪声值，例如最小RSSI、最大RSSI和/或平均RSSI。所获得的用于表征信道的数据(例如，在计算这些值时使用的第一噪声值和最低时间占用值或历史监测值)应当理想地存储在非易失性存储器中，以使该数据在电力中断之后可用。
可以假设通信模块通常不是移动的，使得无线电相关的条件随着时间是合理恒定的。快照值和历史数据(例如，占用时间值)的组合给出了无线电链路的精确可靠性预测。
推荐是否使用无线通信模式的步骤可以包括生成用户可感知的输出(例如，音频、视觉或触觉输出)。用户可感知的输出可以指示是否推荐无线通信模式。
在一些实施例中，存在用户可感知的输出(例如，警报)指示不推荐无线通信模式(例如，替代地推荐有线通信模式)，并且不存在用户可感知的输出(例如，无警报)指示推荐无线通信模式。因此，在正常操作条件下，可能不需要可靠性预测，但是在异常、不可预见的条件的情况下，用户将在激活无线网络之前接收警告。以这种方式，在警告的情况下，用户有足够的时间来激活替代的连接方法，例如具有电缆的传感器的使用。
优选地，只有当通信模块不与任何传感器无线通信时，才执行确定多个信道中的每个信道的第一噪声值(和可选地第二噪声值)的步骤。这改善了传感器与通信模块之间的无线通信的可靠性，因为任何无线收发器都不划分其在通信患者参数和监测信道数据之间的时间。
当然，在一些实施例中，当通信模块与传感器无线通信时，例如，如果通信模块包括用于监测信道的专用接收器，则可以执行确定多个信道中的每个信道的第一噪声值。
在其他示例中，单个接收器适于监测信道并执行通信，例如通过使用时分系统在信道的通信和监测之间交替。
图6图示了根据本发明的实施例的用于对象监测系统的通信模块60。通信模块60被设计为与至少一个传感器(未示出)通信。
通信模块60包括用于向/从至少一个传感器发送和/或接收无线信号61A的无线收发器61(或无线电单元或基站)。
通信模块可以至少无线通信模式操作，其中，与至少一个传感器的通信通过无线收发器61进行。对象监测系统还可以以非通信模式操作，在非通信模式下，对象监测系统不能或被禁止尝试与传感器进行无线通信。
通信模块60还可以包括用于向/从至少一个传感器发送和/或接收有线信号62A的有线调制解调器62。有线调制解调器是通信模块的任选的特征。在这样的实施例中，通信模块可以以有线通信模式操作，其中，与至少一个传感器的通信通过有线调制解调器62进行。如果通信模块(和传感器)以无线通信模式操作，则传感器不需要经由电线连接到通信模块。
当然，也可以存在混合通信模式，其中，无线收发器和有线调制解调器都是激活的，使得与传感器的通信既无线地又使用电线进行。例如，如果每个(无线)传感器需要使用其自己的信道，但是存在比特定目的所需的传感器更少的合格信道，例如，由于TDMA系统的永久部分时间干扰，在单个信道上没有针对所有传感器没有足够的时间，则可以使用此。
通信模块可以适于在无线通信模式和至少一个其他模式(例如，有线或非通信通信模式)之间切换。通信模式之间的切换可以包括无线收发器61和/或有线调制解调器62(如果存在的话)的适当激活和/或停用。
在一些实施例中，当以无线通信模式操作时，有线调制解调器(如果存在的话)被停用，以节省能量。在一些实施例中，当以有线通信模式操作时，无线收发器被停用以节省能量，或用于监测信道(例如，通过执行所要求保护的方法)。
取决于通信模块和/或(一个或多个)传感器的通信模式，无线信号61A和/或有线信号62A可以形成向通信模块提供所监测的患者参数的监测信号。
无线收发器61可以由一个或多个单独的子收发器形成(例如，每个子收发器被设计用于使用不同的无线通信协议和/或与不同的传感器和/或被设计为永久地监测信道并且从而不与传感器通信的单独子收发器进行通信)。
通信模块60还包括处理系统63，该处理系统63适于：确定当以无线通信模式操作时至少一个传感器和通信模块能够通信的多个信道中的每个信道的第一噪声值；并且基于所确定的无线通信信道的数量来推荐是否使用无线通信模式。
特别地，处理系统63可以适于执行任何先前描述的方法。当然，处理系统63可以还适于选择或取消选择推荐的通信模式并控制其操作，以便基于选定的通信模式经由无线收发器61或任选地有线调制解调器62与传感器通信，如对于技术人员来说是将显而易见的。
处理系统63可以适于与存储器系统64通信，存储器系统64优选地由诸如闪存存储器的非易失性存储器形成。存储器系统64可以存储信道的计算值和/或信道的历史信息(诸如历史噪声值)以供处理系统处理。
通信模块60可以还包括电源65，用于例如通过转换市电电源向通信模块60的其他部件提供电力。
因此，通信模块60可以还包括用户接口(未示出)，诸如适于使得用户能够在不同的功率模式(例如，开启、关闭、待机等)之间切换通信模块的开关或按钮。处理系统63可以接收用户输入并相应地对模式进行切换。
用户接口还可以适于使得用户能够在不同的通信模式之间(例如，在有线和无线通信模式之间)切换通信模块。这可以由用户响应于一个或多个推荐的通信模式来执行。
在优选的实施例中，通信模块60包括适于连接到传感器以便给传感器充电的一个或多个电池充电器66。因此，传感器可以“对接”到通信模块60中以进行充电。
在一些优选实施例中，当通信模块不与任何传感器无线通信时，例如当传感器对接(如果该功能存在的话)或通信模块切换到待机或非通信模式时，通信模块适于仅执行确定多个信道中的每个信道的第一噪声值(以及任选地，第二噪声值)的步骤。在该时间期间，处理系统63可以顺序地将无线收发器61调谐到每个已知信道，以便测量每个信道的第一噪声值(和可选地第二噪声值)。该被测量信息可以存储在存储器系统64中以供稍后处理。这有效地建立了每个信道的可用性和使用的代表性图像。
一个限制因素可能是无线收发器的可用性。在特定实例中，如果无线收发器是空闲的(即，不用于与传感器通信)，则无线收发器仅可以能够获得每一信道的第一噪声值。当属于对象监测系统的所有传感器都被对接以便充电或通信模块被切换到待机时，无线收发器可以是空闲的。当收发器激活(即，与传感器通信)时，收发器可以在接收模式和发射模式之间切换，使(一个或多个)噪声值的扫描和收集不可能或极其慢。
在另外的实施例中，通信模块60可以适于使用对接到通信模块以便进行充电(如果该功能存在的话)的传感器以加速扫描周期。由于传感器通常具有与通信模块60中使用的无线收发器61相当(或至少与其兼容)的无线电单元，因此被对接用于充电的传感器可以用于收集信道数据。取决于所对接的换能器的数量，利用多个换能器的并行扫描显著地加速了扫描周期。
换句话说，确定多个信道中的每个信道的第一噪声值的方法可以包括使用对象监测系统的一个或多个传感器来执行第一噪声值的确定。这可以显著地增加获得每个信道的数据的速度。
当然，在通信模块的描述中对“第一噪声值”的提及可以被扩展为指代由执行所要求保护的方法的通信模块获得的关于信道的任何信息，诸如第二噪声值。因此，例如，所对接的传感器可以用于获得每个信道的第一和/或第二噪声值。
有线调制解调器62可以进一步适于与患者监测器(未示出)通信。通信模块的处理系统63可以从传感器接收包含所监测的患者参数的信号61A、62A(经由无线收发器61或有线调制解调器62，取决于通信模式)，并且经由有线调制解调器将包含所监测的患者参数的信号62B传到患者监测器(例如，用于存储和/或显示)。
在其他实施例中，通信模块60被集成到患者监测器中，使得处理系统不需要传递从传感器接收的信号。替代地，处理系统本身可以处理从传感器接收的信号，例如用于存储和/或显示。
在一些实施例中，通信模块60包括用于向对象指示推荐的通信模式的显示器67或其他用户输出(诸如扬声器或触觉输出)。在其他实施例中，通信模块可以将推荐的通信模式传到患者监测器(未示出)，患者监测器可以向用户提供用户输出(例如，经由患者监测器的显示器)。向对象警告推荐的通信模式的其他方法对于本领域技术人员将是显而易见的。
本发明的实施例扩展到包括本文描述的通信模块和一个或多个传感器的用于监测对象的对象监测系统能够以有线和无线通信模式与通信模块通信。在优选的实施例中，通信模块适于给一个或多个传感器充电(例如，使用对接部)，并且一个或多个传感器对应地适于由通信模块充电(例如，适于被对接到通信模块的对接部中)。对象监测系统可以包括用于依据推荐的通信模式而将相应的一个或多个传感器连接到通信模块以实现有线通信的一条或多条线缆。
技术人员将能够容易地开发用于执行本文描述的任何方法的处理系统。因此，流程图的每个步骤可以表示由处理系统执行的不同动作，并且可以由处理系统的相应模块执行。处理系统可以集成到对象监测系统的通信模块中。
因此，实施例可以利用处理系统。处理系统能够利用软件和/或硬件以多种方式实施，以执行所需的各种功能。处理器是采用一个或多个微处理器的处理系统的一个范例，所述一个或多个微处理器可以使用软件来编程以执行所需的功能。然而，处理系统可以在采用或不采用处理器的情况下实施，并且还可以被实施为执行一些功能的专用硬件和执行其他功能的处理器(例如，一个或多个编程的微处理器和相关联的电路)的组合。
可以在本公开的各种实施例中采用的处理系统部件的范例包括但不限于常规微处理器、专用集成电路(ASIC)和现场可编程门阵列(FPGA)。
在各种实施方式中，处理器或处理系统可以与一个或多个存储介质相关联，诸如易失性和非易失性计算机存储器，诸如RAM、PROM、EPROM和EEPROM。存储介质可以利用一个或多个程序来编码，所述一个或多个程序当在一个或多个处理器和/或处理系统上运行时，执行所需的功能。各种存储介质可以固定在处理器或处理系统内，或可以是可转移的，使得存储在其上的一个或多个程序可以加载到处理器或处理系统中。
应理解，所公开的方法优选地是计算机实现的方法。因此，还提出了计算机程序的概念，该计算机程序包括用于当所述程序在处理系统(诸如计算机)上运行时实施任何所描述的方法的代码器件。因此，根据实施例的计算机程序的代码的不同部分、行或块可以由处理系统或计算机执行以执行本文中描述的任何方法。在一些替代实施方式中，方框中注释的功能可以不按图中注释的顺序发生。例如，连续示出的两个方框实际上可以基本上同时执行，或方框有时可以以相反的顺序执行，这取决于所涉及的功能。
已经参考信道描述了本发明的实施例。信道是存在于由使用中的无线协议定义的频带内的频率范围，例如，
Figure BDA0003259522070000211
通常定义16个信道。在一些实施例中，信道可以包括一个或多个子信道(例如，每个子信道覆盖信道内的不同频率子范围)。在一些实施例中，每个子信道可以被传感器用于与对象监测信号通信。因此，可以同时获得多个子信道的噪声值。在实施例中，每个信道可以由(预定的)频率范围表示，该频率范围可以取决于使用中的无线协议。
本领域技术人员通过研究附图、公开内容以及权利要求，在实践请求保护的发明时能够理解并实现对所公开的实施例的变型。在权利要求中，“包括”一词不排除其他元件或步骤，并且词语“一”或“一个”不排除多个。单个处理器或其他单元可以实现在权利要求中记载的若干项的功能。尽管特定措施是在互不相同的从属权利要求中记载的，但是这并不指示不能有利地使用这些措施的组合。如果上面讨论了计算机程序，它可以被存储/分布在合适的介质上，例如与其他硬件一起或作为其他硬件的部分供应的光学存储介质或固态介质，但是也可以被以其他形式分布，例如经由互联网或其他有线或无线的电信系统。如果术语“适于”用于权利要求书或说明书中，应注意术语“适于”旨在相当于术语“被配置为”。术语“患者”和术语“对象”已经贯穿本文件被可互换地使用。权利要求中的任何附图标记都不应被解释为对范围的限制。

Claims (15)

1.一种推荐对象监测系统是否应当使用无线通信模式在所述对象监测系统的至少一个传感器(11A、11B)与通信模块(12)之间通信数据的方法(20、40)，所述方法包括：
在所述通信模块处确定(21)当所述对象监测系统以无线通信模式操作时所述至少一个传感器和所述通信模块能够在其中进行通信的多个信道(CH1、CH2、CH3、CH4、CH5)中的每个信道的第一噪声值；
确定(22)具有低于第一预定阈值(T1)的所述第一噪声值的用于无线通信的合格信道的数量；并且
基于所确定的合格信道的数量来推荐(23、43)是否应当使用无线通信模式。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一噪声值包括接收信号强度指标RSSI值。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述第一噪声值包括优选地在至少30分钟的时段内获得的平均RSSI值。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，推荐是否应当使用无线通信模式的步骤(23)包括：
如果所述合格信道的数量低于第一预定数量，则推荐(26)不使用无线通信模式；并且
如果所述合格信道的数量高于或等于所述第一预定数量，则推荐(25)使用无线通信模式。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，推荐是否应当使用无线通信模式的步骤(43)包括：
响应于所述合格信道的数量高于第二预定数量：
确定(45)是否存在至少三个相邻的合格信道；
响应于确定存在至少三个相邻的合格信道，推荐(46)使用无线通信模式；并且
响应于确定不存在至少三个相邻的合格信道：
推荐(47)能够使用无线通信模式，但可能是不可靠的；或者
推荐(49)不使用无线通信模式。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，推荐是否应当使用无线通信模式的步骤(43)包括：
响应于所述合格信道的数量等于或低于所述第二预定数量(48)：
如果所述合格信道的数量低于第一预定数量，则推荐(49)不使用无线通信模式；并且
如果所述合格信道的数量高于或等于所述第一预定数量，则推荐(47)能够使用无线通信模式，但可能是不可靠的。
7.根据权利要求5或6所述的方法，其中，响应于确定存在至少三个相邻的合格信道而推荐使用无线通信模式的步骤包括：
推荐(46)使用无线通信模式，其中，无线通信在直接设置在两个其他合格信道之间的合格信道上面进行。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，还包括在所述通信模块处确定针对所述多个信道(CH1、CH2、CH3、CH4、CH5)中的每个信道的时间占用值(52)，所述时间占用值是相应信道的第二噪声值高于第二预定阈值(T)的时间长度，
其中，确定用于无线通信的所述合格信道的数量的步骤包括确定具有低于所述第一预定阈值的所述第一噪声值和低于第三预定阈值(T)的所述占用时间值的所述合格信道的数量。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述第一噪声值是平均接收信号强度指标RSSI值，并且所述第二噪声值是接收信号强度指标RSSI值。
10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，只有当所述通信模块不与所述至少一个传感器无线通信时，才执行在所述通信模块处确定针对多个信道中的每个信道的第一噪声值的步骤。
11.一种选择要被对象监测系统用于在至少一个传感器与通信模块之间进行通信的通信模式的方法，所述方法包括：
通过执行根据权利要求1至10中任一项所述的方法来推荐是否应当使用无线通信模式；并且
如果推荐使用所述无线通信模式，则选择所述无线通信模式。
12.一种包括代码单元的计算机程序，所述代码单元用于当所述程序在处理系统上运行时实施根据权利要求1至11中任一项所述的方法。
13.一种用于对象监测系统的通信模块(12、60)，所述通信模块可操作为当所述对象监测系统以无线通信模式操作时与至少一个传感器通信，所述通信模块包括处理系统(63)，所述处理系统适于：
确定(21)当所述至少一个传感器和所述通信模块在以无线通信模式操作时能够在其中进行通信的多个信道中的每个信道的第一噪声值；
确定(22)具有低于预定阈值的所述第一噪声值的无线通信信道的数量；并且
基于所确定的无线通信信道的数量来推荐(23、43)所述对象监测系统是否使用无线通信模式。
14.根据权利要求13所述的通信模块，其中，所述处理系统适于只有当所述通信模块不与所述至少一个传感器无线通信时才确定针对所述多个信道中的每个信道的所述第一噪声值。
15.一种对象监测系统，包括：
根据权利要求13或14中任一项所述的通信模块(12、60)；以及
一个或多个传感器(11A、11B)，其用于监测对象，当所述对象监测系统以无线通信模式操作时，所述一个或多个传感器能够与所述通信模块无线通信。
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