JP2010524510A - 無線患者監視のためのプロトコル変換器 - Google Patents

Abstract

本発明は、医療データ通信のための無線デバイスに関し、このデバイスは、無線インタフェースと、プロセッサと、医療機器のアイテムに対する接続を提供するよう構成される医療機器インタフェースとを有する。上記プロセッサは、上記医療機器インタフェース及び上記無線インタフェースと通信するよう構成され、かつプロトコル適合を実行するようにも構成される。プロトコル適合は、上記医療機器インタフェースで受信される着信データのプロトコルから上記無線インタフェースを介して送信されるデータのプロトコルへと行われる。逆もまた同じである。プロトコル適合は、上記着信データのフィルタリング、収集、分割、優先順位付け又は放棄を単独で又は結合された態様で有する。プロセッサは、上記プロトコル適合に関係する適合仕様を含む設定ファイルを読み出すよう、及び上記適合仕様に従って上記プロトコル適合を実行するよう更に構成される。本発明は、上記無線デバイスをセットアップする方法にも関する。

Description

本発明は、医療機器のアイテムから及び／又は上記アイテムへの医療データ通信のための無線デバイスに関する。

バイタルサインの監視は、集中治療室及び他の病院部門における重要な要素である。パルス酸素濃度（ＳｐＯ２）又は非侵襲的血圧（ＮＩＢＰ）といった医療センサは、現在ベッドサイドモニタに有線接続される。これは、患者の波形、数値及び警報を解析し、解釈し、及び視覚化する。この構成は、患者とベッドとを切り離せないものにしてしまう。このことは、患者にとって心地よいものではなく、介護者にとっても作業を難しくする。従って、無線監視システムを開発することに意味がある。コストの理由から、これらの新たなシステムは、ゼロから構築されるのではなく、有線リンクを無線リンクにより置き換えることにより、以前のシステムに基づき構築されることになる。

有線リンク（シリアルライン）を無線リンクに変えるために、送信機（例えば医療測定センサ）及び受信機（例えば、センサが接続される患者モニタ）は、それぞれ無線モジュールを具備する必要がある。送信機及び受信機の無線モジュール間の無線リンクが、元の有線接続を置き換える。にもかかわらず、元の有線ベースのプロトコルは、無線通信等に対しては適切でない。その理由は、以下の通りである。
−使用する帯域幅が、使用される無線技術に対して過剰である。
−パケットサイズが、使用される無線技術に関して実現できるものではない（又は、効率的でない）。
−パケット周波数が、使用される無線技術に関して実現できるものではない（又は、効率的でない）。

これらの問題を解決するため、データ圧縮が使用されることができる。それでも、圧縮されることになるデータがリアルタイムデータである場合、データ圧縮は、選択肢とすることができないか、又は満足できるものではない結果のみをもたらす場合がある。なぜなら、圧縮アルゴリズムは、効率的な圧縮を実行するのに十分なデータを集めるための十分な時間を持たないからである。更に、データ圧縮がＣＰＵパワーに依存すればするほど、高エネルギー消費が予想されることになる。高エネルギー消費は、バッテリ駆動デバイスにおいては望ましくない。
しばしば、このプロトコルは、無線リンクに関して適切であるよう修正されなければならない。これは、２つのやり方で実行されることができる。
−送信機及び受信機間のプロトコルが、修正される。この方法において、送信機及び受信機の無線モジュールは、シリアルラインを介して受信するパケットをそのままフォワードすることができる。
−送信機及び受信機間のプロトコルは、修正されない。しかしながら、送信機及び受信機の無線モジュールは、互いとの通信に関して元のプロトコルの修正を実現することを必要とする。送信機及び受信機が修正されないので、それらの個別の無線モジュールは、通信を行うためにシリアルライン上でまだ元のプロトコルをサポートしなければならない。その後、無線モジュールは、変換する役割を担う。

第２のオプションが通常、複数の理由から好まれる。
−それは、送信機又は受信機のソフトウェア（アクセス不可能な場合がある）を修正する必要がない。
−デバイス外部の修正を実行することは、通常かなり容易かつ安価である（医療センサの修正は、全体の患者モニタ及びすべてのそのサブコンポーネントの構造における劇的な変化を必要とする場合がある）。
−それは、無線リンクが元の有線リンクに置換されて戻されるとき、有線リンクが、以前と同様に機能し続けるだろうことを保証する。

ほとんどの場合、送信機及び受信機間の修正されていないプロトコルのオプションが最善のオプションであるが、無線モジュールが、互いに及びホスト（送信機又は受信機）と通信することを可能にするプロトコルを用いて、これらの無線モジュールがプログラムされる必要がある点で不利である。これは、常にアクセス可能というわけではない無線モジュールのソフトウェアに対してアクセスすることを必要とし、デバイスのすべての新たなタイプに対して及び／又はすべての新たなデバイスの組合せに対して（例えば、タイプＡの患者モニタ及びＳｐＯ２センサに対して、タイプＢの患者モニタ及び同じＳｐＯ２センサに対して、タイプＡの患者モニタ及びＮＩＢＰセンサに対して等）実行されなければならない。これらすべてが、有線システムに基づき開発される任意の無線システムの高い開発コストを満たす。

２つのデバイス（例えばセンサ及びその患者モニタ）が双方向の態様で互いと通信するよう、送信機及び受信機の役割が、同じデバイス上で一致することができる点に留意されたい。更に、通信システムは、２つ以上のデバイス（例えば患者モニタ及び２つの異なるセンサ）を有することができる。また、上述される問題は後者の場合にもあてはまり、本発明にもあてはまる。

本発明は、医療データ通信のための無線デバイスに関し、このデバイスは、無線インタフェースと、プロセッサと、医療機器のアイテムに対する接続を提供するよう構成される医療機器インタフェースとを有する。プロセッサは、医療機器インタフェース及び無線インタフェースと通信するよう構成され、かつプロトコル適合を実行するようにも構成される。プロトコル適合は、医療機器インタフェースで受信される着信データのプロトコルから無線インタフェースを介して送信されるデータのプロトコルへと行われる。逆もまた同じである。プロトコル適合は、着信データのフィルタリング、収集、分割、優先順位付け又は放棄を単独で又は結合された態様で有する。プロセッサは、プロトコル適合に関係する適合仕様を含む設定ファイルを読み出すよう、及び適合仕様に従ってプロトコル適合を実行するよう更に構成される。

無線デバイスは、シリアルラインベースのデータ通信システムを無線データ通信システムに変える。本発明は、（患者モニタ、インターフェースデバイス、遠隔測定デバイスその他から構成される）任意の有線システムを無線システムにコスト効率良く変えるための、患者モニタリングの分野に適している。医療データ通信のための無線デバイスは、医療機器の２つのアイテム間の通信に参加するすべてのデバイスのシリアルラインに接続される。こうして、シリアルラインリンクが中断される。無線デバイスは、設定ファイルを用いて容易に再構成されることができる。この設定ファイルは、シリアルラインを介して医療機器（無線デバイスに対するホストデバイス）のアイテムと、及び無線によりそのピアモジュールと、無線デバイスが効率的に通信するのに必要なすべての情報を含む。設定ファイルは、そのピア無線モジュールと通信するために使用される無線システムの要件に対して元の有線ベースのプロトコルを適合させる方法に関して、無線デバイスの挙動を命令する。無線デバイスでのプロトコル適合は例えば、元の有線ベースのプロトコルのデータに関する以下の動作を実行する：フィルタリング、収集、分割、放棄及び優先順位付けである。設定ファイルは、医療機器の各アイテム及び／又はアイテムの組合せの必要性に応じて調整されて生成される。

本発明を用いると、ホストデバイスソフトウェア、無線デバイスソフトウェア又はファームウェアに対するいずれのアクセスも必要とされない。これは、モジュラ開発処理（関心事の分離）を可能にする。

無線デバイスの固有のソフトウェア再利用可能性が、無線可能なシステムの開発費を減少させる。通常、無線デバイスを（再）プログラムするより、無線デバイスに関する設定ファイルを生成する方がかかる時間はより少ない。

医療機器インタフェースは、医療機器のアイテムに無線デバイスを接続するケーブルに対するソケットとすることができる。変形例において、無線デバイスは、ケーブルの必要性をなくし、かつ医療機器の処理及び使用を容易にする医療機器のアイテムにおけるソケットに接続する（ＵＳＢスティックに類似する）スティックとして構成されることができる。ケーブル又はソケットは、ＲＳ２３２、ＲＳ４２２、ＲＳ４８５タイプ、ＵＳＢタイプ又は医療機器の製造業者の専用の標準を含む他の任意の既知のデータ通信標準とすることができる。

無線インタフェースは、例えばＺｉｇＢｅｅ、ブルートゥース又はＩＥＥＥ ８０２．１１ｂといった通信標準をサポートすることができる。

プロセッサは、汎用性マイクロプロセッサ又はマイクロコントローラとすることができる。代替的に、それは、ＡＳＩＣ（特定用途向け集積回路）として又はＡＳＩＣに含まれるものとして実現される専用プロセッサとすることもできる。ＡＳＩＣは、プロセッサの性能を改善するのに役立ち、かつちょうど２つの重要な側面を指定するため消費電力を削減するのに役立つ用途の要件に調整されることができる。これらのデバイスはしばしばバッテリ供給されるので、無線デバイスの開発は、低消費電力を目指して努力される。ＡＳＩＣにおいて、前述のデータ処理作業、即ちフィルタリング、収集、分割、放棄及び優先順位付けの各々に関して、専用のサブプロセッサが提供されることができる。サブプロセッサは、この作業のため部分的に有線接続されることができるが、サブプロセッサの有線接続部分の挙動を変化させるパラメータを受け入れることもできる。

プロトコル適合は、医療機器インタフェース又は無線インタフェースで受信されるデータに関して実行される。パルス酸素濃度計（ＳｐＯ２）又は非侵襲的血液圧力センサ（ＮＩＢＰ）といった医療機器のアイテムから受信されるデータは、重要でないデータを含む場合がある。これは、医療機器の既存のアイテムが、送信されるデータの有意義な解釈に実際に必要なデータより多くのデータを生成するという事実が原因である場合がある。例えば、患者の温度がゆっくり変化し、その変化が数分前では気付かない場合がある。そのことを考えると、温度値を毎秒送信する必要はなく、３０秒毎又はそれ以下の頻度で送信すれば十分とすることができる。別の例は、ＥＣＧ（心電図）データの帯域幅である。アメリカ心臓協会は、ＥＣＧ関連データを処理するため、１５０Ｈｚの帯域幅を推奨する。他の専門家は、小児科学のＥＣＧデータに関して２５０Ｈｚの帯域幅を提案する。ナイキスト―シャノンの定理によれば、これは、デジタル化されたフォーマットにおけるアナログのＥＣＧ信号の正確な表現に関して、たとえそれが子供のＥＣＧ信号であっても、５００Ｈｚのサンプルレートで充分であることを意味する。より大きな帯域幅を使用するセンサは、不必要な、即ち正確なデータ通信のための要件を越えるデータを生成することがある。更に、いくつかのデータ通信フォーマットは、非常に反復的である。なぜなら、それらのフォーマットは、最後の送信以来変化しなかったデータを再度送信するからである。データ通信のためにケーブルを使用するシステムにおいて、ケーブル接続が、送信されたデータレートをデータの劣化なしにサポートする場合、これは現実的な手法であった。ケーブルを介して単一のセンサ（又は限定された数のセンサ）が例えば医療モニタに接続されるので、ケーブルにより提供される全体の帯域幅は、データ通信のために使用されることができる。医療データのケーブルベースの通信は、帯域幅使用の観点からは過剰なことがある。対照的に、無線通信等は利用可能な制限された帯域幅のみを持つ。なぜなら、制限された周波数範囲のみが、データ通信のために予約されるからである。本発明において使用されるプロトコル適合は、無関係なデータの通信を防止することにより、必要な帯域幅を減らす。この目的のため、送信機として機能する無線デバイスは、無関係なデータを認識することができる必要がある。受信機として機能する無線デバイスは、その無線インタフェースを介して受信されるデータを再組立てすることができる必要がある。送信側及び受信側無線デバイスは、一致する適合ルールに基づきそれらの個別のプロトコル適合を実行する必要がある。例えば、送信側無線デバイスが通信の前にデータの特定のアイテムをカットする場合、受信側無線デバイスは、残されたデータアイテムを再構成することができる必要がある。このために、無線デバイスは例えば、しばしば又は定期的に送信される値のテーブルを維持する場合がある。この場合、送信側無線デバイスは、これらの値を検出し、それらの通信を防止することができる。その代わりに、送信側無線デバイスは、より短いデータアイテムを送信することができる。このアイテムは、テーブルに格納される適切な値を再度挿入するよう受信側無線デバイスに伝える。定期的な通信の場合、受信側無線デバイスは、データパケットの適切な位置に、それ自身のイニシアティブに関する値（及び結果的に対応するデータも）を挿入することができる。

プロトコル適合を特定するのに使用される設定ファイルは、フィルタパターン、格納パターン、組立てパターン及び優先順位付けパターンを含むことができる。これらのパターンは、特定の動作がとられるべき条件及びその動作が何であるかを含む。設定ファイルは、プロセッサ上で実行中のプログラムにより読み出される。プロセッサは、さまざまなレジスタ及びメモリに設定ファイルのコンテンツを格納する。前述したように、プロトコル適合は、多数の異なるプロトコル適合のために有効な多数の基本的作業に支配される。各基本的作業は、設定ファイルに含まれるパラメータにより構成されることができる。基本的作業は、プロトコル適合のどの種類の側面が実行可能であり、所与の無線デバイスによりサポートされるかを規定する。従って、無線デバイスの製造業者は、無線デバイスがどの基本的作業をサポートするべきかについて特定するが、特定の使用に無線デバイスを限定するものではない。後者は、無線デバイスが所与のプロトコル適合に関して特別なプログラムを具備する場合であろう。

プロセッサは、プロトコル適合を双方向的に実行するよう構成されることができる。これは、例えば医療機器の２つのアイテム（例えばセンサ及びモニタ）間のハンドシェイク手順が、無線デバイスによりサポートされることを確実にする。更に、柔軟性及び多様性を増加させるのに、ただ１つのタイプの無線デバイスが必要とされる。

設定ファイルは、プロトコル適合を宣言的態様で記述することができる。用語「宣言的」は、設定ファイルが、単一の動作でなくプロトコル適合の特性を記述することを意味する。一般に、宣言的プログラムが、機能又は推論規則の観点から変数間の関係を表し、言語エグゼキュータ（インタプリタ又はコンパイラ）は、結果を生成するため、これらの関係にいくつかの固定されたアルゴリズムを適用する。

設定ファイルは、医療機器インタフェースでのデータパターンと無線インタフェースでのデータパターンとの間の少なくとも１つのマッピングを規定することにより、プロトコル適合を表すことができる。このマッピングは、医療機器インタフェースでのデータパターンから無線インタフェースでのデータへの変換、又はその逆の変換を規定する変換ルールを有することができる。プロセッサが、特定のデータパターンを認識すること、及び基礎をなすデータ（及び可能であればも後続のデータ）に関する処理を実行することを可能にすることにより、これは、プロトコル適合を規定することを可能にする。

この設定ファイルが、医療機器のアイテムに関連するペイロードデータを処理するための最小要件を規定することにより、このプロトコル適合を表すことができる。このタイプの設定ファイルは、いくつかの付加的な知能を持つ無線デバイスと共に使用されることができる。プロトコル適合がどのように実行されるかについて、この無線デバイスはそれ自身で決定することができる。この場合において、ユーザは、サンプルについての必要とされる精度又は最大限に許容可能な遅延といった、送信されるデータを提供する及び／又は消費する医療用途のいくつかの基本的な値を提供する必要がある。無線リンクの特性は、無線デバイスに対して知られている。無線リンクのこれらの特性は、最大データレート、最大パケットサイズ、現在利用可能な帯域幅又は電流消費を含む。その後、無線デバイスは、医療用途の及び無線リンクの特性に基づき、どのデータ削減戦略を使用するべきかについて決定する。設定ファイルは、医療用途の特性を無線デバイスに通信するために使用される。医療用途は、しばしば、ペイロードデータを生成及び／又は消費する医療機器のアイテムに依存する。送信側無線デバイス及び受信側無線デバイスは、実際のプロトコル適合に関して同意する必要がある。両方の無線デバイスが、同じ設定ファイル（又は、２つの対応する設定ファイル）を使用し、同様にそれを評価するので、結果は同じである。それでも、いくつかの場合において、送信側無線デバイスだけが、プロトコル適合の詳細を決定する場合がある。その理由は、送信側無線デバイスが、その医療機器インタフェースでペイロードデータを受信し、ペイロードデータを解析することができるからである。受信側無線デバイスは、この機会を持たない。従って、設定ファイルに含まれる最小限の要件、無線リンクの特性及び（無線デバイスの医療機器インタフェースで受信される）ペイロードデータの解析に基づき、送信側無線デバイスに最初にプロトコル適合を確立させることが想定される。これに沿ってプロトコル適合が実行されることになる一組のルールを送信側無線デバイスが確立するとすぐ、送信側無線デバイスは、受信側無線デバイスにこの一組のルールを送信する。受信側無線デバイスは、ペイロードデータの誠実な再現を取得することを可能にする後退プロトコル適合を実行する方法を決定するために、受信される一組のルールを処理する。

追加的な構成インタフェースが必要とされることがないよう、このプロセッサが、医療デバイスインタフェースから又は無線インタフェースから設定ファイルを読み出すように更に構成される。無線デバイスは、ケーブルを用いて又は直接それを汎用コンピュータ又は携帯情報端末（ＰＤＡ）に接続することにより、汎用コンピュータ又はＰＤＡに接続されることができる。変形例において、汎用コンピュータ又はＰＤＡは、無線デバイスとの通信を可能にする無線インタフェースを持つこともできる。

設定ファイルは、設定ファイルツールから受信されることができる。設定ファイルの生成において設定ファイルツールによる支援を用いることで、ソフトウェア開発における複雑さがより低くされる。設定ファイルツールは、ユーザにプロトコル適合の異なるオプションを組織化された態様で与えることができる。このツールは、テストされたいくつかのプリセットされた設定を提供することもできる。このツールは、特定のセンサタイプ又はモニタタイプ又はこれらの特定の組合せに関する複数のプロファイルからの選択機会を提供することもできる。設定ファイルツールは、ユーザがデータ通信のための最小限の要件を示すときのみ、可能なプロトコル適合の解析及び確立を実行することもできる。

本発明は、第１及び第２の無線デバイスを有する医療データ通信のための無線通信システムにも関する。両方の無線デバイスは、上述した説明に対応するものである。第１の無線デバイス及び第２の無線デバイスが、それらの個別の無線インタフェースを介して通信する。この通信システムでは、送信及び受信が、互いに対して適合される。

第２の無線デバイスは、複数の第１の無線デバイスと通信することができる。単一の無線デバイスにおける受信側無線デバイスをグループ化することが可能なよう、いくつかの医療データモニタが複数の測定を一度に表示することができる。

本発明は、第１の無線デバイスをセットアップするための方法にも関する。第１の無線デバイスが、第１の無線デバイスの対応する医療機器インタフェースを介して、医療機器のアイテムと通信し、無線通信経路及び第１の無線デバイスの対応する無線インタフェースを介して第２の無線デバイスと通信し、及び医療機器のアイテムから受信されるデータと第２の無線デバイスに送信されるデータとの間のプロトコル適合を実行するよう構成される（逆も成立する）。このプロトコル適合は、着信データのフィルタリング、収集、分割、優先順位付け又は放棄を単独で又は結合された態様で有する。この方法は、
第１の無線デバイス上で一般的な動作するプログラムを実行するステップと、
一般的なプログラムに設定ファイルを読み出させるステップと、
設定ファイルのコンテンツを解析するステップと、
第１の無線デバイスのメモリにコンテンツを格納するステップとを有し、上記メモリは、プロトコル適合を規定する間、アクセスされるよう構成される。

一般的なオペレーティングプログラム及び設定ファイルの組合せは、無線デバイスの柔軟性を増加させる。本発明を用いて特定の医療用途のために無線デバイスをセットアップすること又は構成することは、ユーザにとって実現が容易であり、プログラミング技術を必要としない。医療センサ、医療モニタ及び無線デバイスを含むハードウェアは、基本的に変更されないままである。例えば、無線デバイスの性能を整合させるために医療センサのプロトコルを変化させる必要性がない。無線デバイスが医療機器の異なるアイテムと共に使用されるとき、設定ファイルだけが変更される。設定ファイルは、一般的な医療機器のための無線デバイスの製造業者により提供されることができる。他方、医療機器の新たなアイテムが市場に出される場合、新たに市場に出されたアイテムの製造業者は、このアイテムと共に適切な設定ファイルを提供することができる。医療センサ及び医療モニタ間の無線リンクは、より一層一般的なものになる傾向がある。従って、ある製品が本願明細書に記載される無線データ通信システムとの互換性をサポートする場合、医療機器メーカーは、その製品の売上げを大幅に伸ばすことができるであろう。

設定ファイルは、前記プロトコル適合を宣言的態様で表すことができる。

設定ファイルが、医療機器インタフェースでのデータパターンと無線インタフェースでのデータパターンとの間の少なくとも１つのマッピングを規定することにより、プロトコル適合を表すことができる。このマッピングは、医療機器インタフェースでのデータパターンから無線インタフェースでのデータへの変換、又はその逆の変換を規定する変換ルールを有することができる。

設定ファイルが、医療機器のアイテムに関連するペイロードデータを処理するための最小要件を規定することにより、プロトコル適合を表すことができる。

設定ファイルが、医療デバイスインタフェースから又は無線インタフェースから読み出されることができる。

設定ファイルは、設定ファイルツールから受信されることができる。

従来技術の概略的な表現を示す図である。 本発明による無線デバイスを持つ無線データ通信システムの概略的な表現を示す図である。 無線デバイスを構成する第１のオプションの概略的な表現を示す図である。 無線デバイスを構成する第２のオプションの概略的な表現を示す図である。 無線デバイスの概略的な表現を示す図である。 無線デバイスのプロセッサの概略的な表現を示す図である。

図１は、従来技術の有線ベースのシステムを表す。医療機器ＭＥ１の第１のアイテムは、ケーブルベースのリンク１０を介して、医療機器ＭＥ２の第２のアイテムに接続される。医療機器の第１のアイテムは、例えば非侵襲的血圧測定（ＮＩＢＰ）又はパルス酸素濃度計（ＳｐＯ２）のための医療センサである。医療機器の第２のアイテムは、例えば医療機器の第１のアイテムにより取得されるデータを表示する医療モニタである。

図２は、図１のシステムに本発明を適用する様子を示す。新たな無線システムは、医療機器（ホストデバイスとも呼ばれる）の２つの元のアイテムＭＥ１、ＭＥ２、及び医療測定に関する２つの無線デバイスＷＤ１、ＷＤ２から成る。医療機器ＭＥ１、ＭＥ２のアイテムは、それぞれ接続２１及び２２を介して、それらの個別の無線デバイスＷＤ１、ＷＤ２と通信する。２つの無線デバイスＷＤ１及びＷＤ２は、無線リンク２０を介して互いに通信する。各無線デバイスＷＤ１、ＷＤ２には、無線デバイスに対する入力データに関してとられる動作を特定する設定ファイルＣＦが与えられる。無線デバイスＷＤ１、ＷＤ２は、無線デバイスの医療機器インタフェースで又は無線デバイスの無線インタフェースで入力データを受信することができる。無線デバイスＷＤ１、ＷＤ２が双方向通信のために構成される場合、そのインタフェースの両方で入力データを受け入れ、設定ファイルに基づく適切なデータ処理の後、他の個別のインタフェースに対してそのデータを渡すことができる。

設定ファイルは、各インタフェースに関する以下の情報を含むことができる。

−接続設定（ホストデバイス又は別の無線デバイスと通信するときの言語）
−シリアルライン（インタフェースが有線である場合）
− 通信速度
− パリティ
− データビット
− ストップビット
− データの方向
− フロー制御
−無線設定（インタフェースが無線である場合−オプション）

−入力フレーム構造（無線デバイスが入力ストリームにおけるデータを見つけることを可能にする基準ポイント）
− スタートオブフレーム・コード（ある場合）
− 可能なヘッダコードのリスト（ある場合）
− フレームにおける長さフィールドの位置（ある場合）
− フレームの長さ
− エンドオブフレーム（ＥＯＦ）コード（ある場合）

−出力フレーム構造（無線デバイスにより生成されるフレームの構造）
−スタートオブフレーム・コード（ある場合）
−可能なヘッダコードのリスト（ある場合）
−フレームにおける長さフィールドの位置（ある場合）
−フレームの長さ（固定の場合）
−エンドオブフレーム（ＥＯＦ）コード（ある場合）

−フィルタパターン（入力データストリームから除去される冗長な又は無関係な情報）
−状態（パケットヘッダにおけるフラグに基づかれることができる）
−最初のバイト
−最後のバイト

−格納パターン（後の通信のため格納される注目する情報）
−状態（パケットヘッダにおけるフラグに基づかれることができる）
−最初のバイト
−最後のバイト
−格納データの識別子

−組立てパターン（新たなデータフレームにおいて受信情報を組み立てる方法）
−新たなフレームをパックする条件（オプション）
−パックされることになる格納データの量（オプション）
−パックされるデータ識別子のリスト（オプション）

−優先順位を決定するパターン
−状態（入力フォーマットにおいて発見されるパケットヘッダ又は所与のコードにおけるフラグに基づかれることができる）
−優先順位データ入力フレームのフォーマット、である。

ＸＭＬフォーマットは、設定ファイルに関するフォーマットとして適切であるように見える。ＸＭＬフォーマットは、１つの可能な例としてとして引用され、他の適切なフォーマットを除外するものではない。ＸＭＬフォーマットは、ファイルのコンテンツを階層的に組織化するオプションを提供する。ＸＭＬファイルを編集し、検査し及び評価するためのよるテストされたツールが、多数存在する。

図３及び図４は、設定ファイルがどのように無線デバイスにロードされることができるかについて示す。最初のオプションは、専用の構成インタフェースを提供することである。変形例において、無線デバイスがそのホストデバイスに接続される前に医療機器インタフェースを介して（図３）、又は無線デバイスがそのホストデバイスに接続される前若しくは後に無線インタフェースを介して（図４）、設定ファイルがロードされることもできる。特別なリセット命令が、無線デバイスを設定状態にセットする。設定状態では、無線デバイスは設定ファイルの受信を待つ。設定ファイルは、設定ファイルツールにより生成され、無線デバイスに送信される。設定ファイルツールは、ＰＣ、ＰＤＡ、又は無線デバイスとの互換性のあるインタフェースを少なくとも１つ持つ他の任意の電子デバイスとすることができる。

図５は、本発明による無線デバイスＷＤの可能な概略的な構造を示す。無線デバイスＷＤは、医療機器のアイテムに対する接続を提供する医療機器インタフェースＭＥＩを有する。図５において与えられる医療機器インタフェースは、医療機器のアイテムにつながるケーブルを接続するためのソケットを提供する。無線デバイスＷＤ内部において、医療機器インタフェースは、接続５１を介してプロセッサ（処理ユニット）ＰＵに接続される。プロセッサＰＵは、実際のプロトコル適合を実行する。プロセッサは、ワーキングメモリＷＭ及びパラメータメモリＰＭに接続される。ワーキングメモリＷＭ及びパラメータメモリＰＭは、結合されることもできる。１つのインタフェース、即ち医療機器インタフェース又は無線インタフェースで受信されたデータは、ワーキングメモリＷＭに一時的に格納されることができる。受信データの特定の部分が直ちに送信される必要がない場合、又は後続の通信又はデータ処理ルーチンのための基準データとして使用されることができる場合、これは有益でありえる。パラメータメモリは、電流プロトコル適合スキームに関連するパラメータ値を格納する。パラメータメモリは、１つ又は複数の設定ファイルから読み出されるパラメータ値を持つ無線デバイスのセットアップ（構成）の間占有される。プロセッサは、接続５２を介して無線インタフェースＷＩにも接続される。無線インタフェースは、無線データを送信及び／又は受信するためのアンテナに更に接続される。

図６は、双方向無線デバイスＷＤのプロセッサＰＵの概略的な説明を示す。プロセッサＰＵは、接続５１（図５）を介してデータ６１のフレームを受信する。データフレーム６１は、長さＬ１を持つ。データフレーム６１は、最初解析器ＡＮＬＺに向けられる。解析器ＡＮＬＺは、可能なデータ削減を示すデータフレーム６１内のセクションを決定する。特に、解析器ＡＮＬＺは、無関係なデータに先行するデータフレーム６１内のフラグを探す。無関係なデータは、例えば医療機器のアイテムの識別番号の反復的な通信である可能性がある。通信の初めに一回識別番号を送信すれば十分である。解析器ＡＮＬＺは、以前のデータと同一のデータを注意して探すこともできる。解析器ＡＮＬＺがデータフレーム６１において発見するデータに基づき、所望のプロトコル適合を実行するためにどの動作がとられるべきかを解析器は決定する。ほとんどの用途において、必要とされる帯域幅を減らすことが、プロトコル適合の重要な目標である。しかしながら、プロトコル適合は、送信データの干渉に対するロバストネスを増加させるといった他の理由のために使用されることもできる。現在のデータに関してどの動作がとられるべきかを解析器ＡＮＬＺが決定した場合、解析器は、複数の処理モジュールのうちの１つにデータフレーム６１の関連する部分を向ける。図６において示される例示的な処理モジュールは、以下の通りである。
−１：１は、１対１処理、即ち識別処理を実行する。
−ＤＥＬＡＹは、即時の通信を必要としないデータに関する遅延を実行する。
−ＰＲＩＯは、与えられたデータができるだけ早く送信されるよう、優先順位処理を実行する。
−ＤＲＯＰ／ＦＩＬＬは、データの削除、及びデータの補完的な充填処理を実行する。
−ＣＭＢＮ／ＳＰＬＴは、データの結合及びデータの補完的な分割を実行する。
−ＣＯＭＰＲ／ＤＣＭＰは、圧縮や解凍を実行する。
−ＤＥＬＴ／ＡＣＣは、データ変動（Δデータ）の評価及び補完的な累積を実行する。

モジュールは、配線接続されることができ、ソフトウェアにおいて実現されることができ、又は、部分的にハードウェアで部分的にソフトウェアで実現されることができる。

プロトコル適合がどれも可能でない場合、１：１モジュール（又は識別モジュール）が使用される。これは、通信に関するデータがそれ以上圧縮又は減らされることができない場合に起こり得る。

データの一部の通信が遅延されることができる場合、ＤＥＬＡＹモジュールが使用されることができる。これは、例えば看護士又は医師といったユーザが後で評価する、例えば蓄積されたレポート又は統計を表すデータに適用される。従って、ユーザがデータを取得しようと試みるとき、このデータの通信が起動されることができる。変形例において、無線リンクが比較的アイドル状態のとき、通信が行われる。

高速な通信が必要とされるようデータの優先順位が高い場合、ＰＲＩＯモジュールは、通信のため待機中キューの最上位にデータを配置する。高い優先度のデータは例えば、測定される変数に関する閾値越えといった警報又は医療機器若しくは無線デバイスのアイテムの１つにおける低バッテリ警報とすることができる。

ＤＲＯＰ／ＦＩＬＬモジュールは、送信される必要のないデータに関連する。なぜなら、そのデータは、冗長又は無関係だからである。送信機側では、このモジュールは、この種のデータを削除するモジュールとして機能する。受信機側では、このデータが、元のデータフレームに近い再現を作成するために、受信無線デバイスによってデータフレームに再度充填されなければならない。受信無線デバイスが、設定ファイルからどの値を挿入するべきかを知っているか、又は、送信側無線デバイスが、初期通信の間、充填する値に関して受信無線デバイスに知らせる。送信側無線デバイスは、再充填動作の回数又は条件を規定する予定を送信することもできる。更に別の変形例は、受信機側でのＦＩＬＬモジュールに特定のデータ値を挿入するよう指示するフラグを送信することである。ＦＩＬＬモジュールは、この予定に基づき特定のデータ値を反復する、受信側での反復モジュールとみなされることもできる。

ＣＭＢＮ／ＳＰＬＴ（結合／分割）モジュールは、例えば異なるＥＣＧ電極からの複数のチャネルを含むデータに関して使用されることができる。各チャネルを別々に送信する代わりに、チャネルは、結合されることができる。異なるチャネル上の信号が同一でない場合であっても、それらは通常少なくとも類似する。従って、結合された信号は、送信側ＣＭＢＮモジュールにより作成されることができる。ＣＭＢＮモジュールにおいては、１つの主要なチャネルの信号が、主要なチャネル信号に対する他のチャネルの差と共に表される。差分信号は、経済的な帯域幅を生じさせる元のチャネルより少ない分解能を持つことができる。受信機側において、無線リンクを介して送信される結合された信号は、ここでも別々の信号に分割されなければならない。

ＣＯＭＰＲ／ＤＣＭＰモジュールは、無線リンクを介する通信の前に、データを圧縮及び解凍するためにある。明確なルールを用いてデータ削減が実現されることができないとき、データの圧縮はオプションである。受信機側において、解凍が実行される。

ＤＥＬＴ／ＡＣＣモジュールは、比較的ゆっくり変化するデータに関して使用されることができる。送信機側において、このモジュールは、以前の値に対する値の差分又は変動を送信する。受信機側において、変動を累積することにより、元の信号が再度復元される。もちろん、真の値からゆっくり偏差することを妨げるため、時間の経過における完全な値を送信することが望ましい。

プロセッサＰＵは、無線リンクを介する通信のためのデータフレーム６２を構築するアグリゲータＡＧＧＲも持つ。データフレーム６２は、異なるモジュールが提供するデータから構築される。データフレーム６２が、接続５２を介して無線インタフェースＷＩ（図５）に送信される。

双方向無線デバイスの場合、解析器ＡＮＬＺ及びアグリゲータＡＧＧＲは、交換可能である。こうして、ライン５１はアグリゲータＡＧＧＲに接続されることができ、ライン５２は解析器ＡＮＬＺに接続されることができる。アグリゲータＡＧＧＲが、解析器ＡＮＬＺの役割を引き受けることもできる。逆もまた同じである。

データフレーム６１の長さＬ１とデータフレーム６２の長さＬ２とを比較するとき、通常データの有意な削減が実現されることが観察されることができる。

無線デバイスのセットアップの間、設定ファイルが読み出され及び評価される。セットアップ手順は、特別なリセット命令により開始される。図６において破線により示されるように、設定ファイルに含まれる異なるパラメータの値が、解析器ＡＮＬＺ、アグリゲータＡＧＧＲ、及び異なるモジュールに分散される。変形例において、値は、パラメータメモリＰＭ（図５）に格納されることができる。処理中、しばらくの間格納される必要のある任意の中間結果は、ワーキングメモリＷＭ（図５）に格納されることができる。例として、中間結果は、最後の値に対する現在の値の差を計算するために必要とされる、ＤＥＬＴ／ＡＣＣモジュールのコンテキストにおける信号の最後の値とすることができる。中間結果は、ワーキングメモリから値を取得することと比較してアクセス時間を短縮するプロセッサの専用のレジスタに格納されることもできる。

Claims (15)

1. 医療データ通信に関する無線デバイスであって、
   医療機器のアイテムに対する接続を提供するよう構成される医療機器インタフェースと、
   無線インタフェースと、
   −前記医療機器インタフェース及び前記無線インタフェースと通信し、
   −前記医療機器インタフェースで受信される着信データのプロトコルから前記無線インタフェースを介して送信されるデータのプロトコルへと、又はその逆にプロトコル適合を実行するように構成される、プロセッサとを有し、
   前記プロトコル適合が、前記着信データのフィルタリング、収集、分割、優先順位付け又は放棄を単独で又は結合された態様で有し、
   前記プロセッサが、
   前記プロトコル適合に関係する適合仕様を含む設定ファイルを読み出すよう、及び
   前記適合仕様に従って前記プロトコル適合を実行するよう更に構成される、無線デバイス。
2. 前記プロセッサが、前記プロトコル適合を双方向的に実行するよう構成される、請求項１に記載の無線デバイス。
3. 前記設定ファイルが、前記プロトコル適合を宣言的態様で表す、請求項１又は２に記載の無線デバイス。
4. 前記設定ファイルが、前記医療機器インタフェースでのデータパターンと前記無線インタフェースでのデータパターンとの間の少なくとも１つのマッピングを規定することにより、前記プロトコル適合を表し、前記マッピングは、前記医療機器インタフェースでの前記データパターンから前記無線インタフェースでの前記データへの変換、又はその逆の変換を規定する変換ルールを有する、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の無線デバイス。
5. 前記設定ファイルが、医療機器の前記アイテムに関連するペイロードデータを処理するための最小要件を規定することにより、前記プロトコル適合を表す、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の無線デバイス。
6. 前記プロセッサが、前記医療デバイスインタフェースから又は前記無線インタフェースから前記設定ファイルを読み出すように更に構成される、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の無線デバイス。
7. 前記設定ファイルが、設定ファイルツールから受信される、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の無線デバイス。
8. 請求項１乃至７のいずれか一項に記載の第１及び第２の無線デバイスを有する医療データ通信に関する無線通信システムであって、前記第１の無線デバイス及び前記第２の無線デバイスが、それらの個別の無線インタフェースを介して通信する、無線通信システム。
9. 前記第２の無線デバイスが、複数の前記第１の無線デバイスと通信する、請求項８に記載の無線通信システム。
10. 第１の無線デバイスをセットアップするための方法において、前記第１の無線デバイスが、
    −前記第１の無線デバイスの対応する医療機器インタフェースを介して、医療機器のアイテムと通信し、
    −無線通信経路及び前記第１の無線デバイスの対応する無線インタフェースを介して第２の無線デバイスと通信し、及び
    −医療機器の前記アイテムから受信されるデータと前記第２の無線デバイスに送信されるデータとの間のプロトコル適合を実行するよう構成され、前記プロトコル適合は、前記着信データのフィルタリング、収集、分割、優先順位付け又は放棄を単独で又は結合された態様で有し、
    前記方法が、
    −前記第１の無線デバイスにおいて一般的なオペレーティングプログラムを実行するステップと、
    −前記一般的なプログラムに設定ファイルを読み出させるステップと、
    −前記設定ファイルのコンテンツを解析するステップと、
    −前記第１の無線デバイスのメモリに前記コンテンツを格納するステップとを有し、前記メモリは、前記プロトコル適合を規定する間、アクセスされるよう構成される、方法。
11. 前記設定ファイルが、宣言的態様で前記プロトコル適合を表す、請求項１０に記載の方法。
12. 前記設定ファイルが、前記医療機器インタフェースでのデータパターンと前記無線インタフェースでのデータパターンとの間の少なくとも１つのマッピングを規定することにより、前記プロトコル適合を表し、前記マッピングは、前記医療機器インタフェースでの前記データパターンから前記無線インタフェースでの前記データへの変換、又はその逆の変換を規定する変換ルールを有する、請求項１０又は１１に記載の方法。
13. 前記設定ファイルが、医療機器の前記アイテムに関連するペイロードデータを処理するための最小要件を規定することにより、前記プロトコル適合を表す、請求項１０又は１１に記載の方法。
14. 前記設定ファイルが、前記医療デバイスインタフェースから又は前記無線インタフェースから読み出される、請求項１０乃至１３のいずれか一項に記載の方法。
15. 前記設定ファイルが、設定ファイルツールから受信される、請求項１０乃至１４のいずれか一項に記載の方法。

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