JP2019503209A - 運動分類を用いたモバイル監視デバイスのための適応的ローミングアルゴリズム - Google Patents

Abstract

モバイル患者監視デバイス１０が、スキャン閾値及びスキャン閾値以下のローミング閾値を持つ無線装置１４を含む。無線装置１４は、現在のアクセスポイント電力がスキャン閾値を下回るがローミング閾値を上回るとき、利用可能なアクセスポイントを識別するためにスキャンを行い、現在のアクセスポイント電力がローミング閾値を下回るとき、利用可能なアクセスポイントにローミングするよう構成される。加速度計１２は、加速度を測定するよう構成される。デバイス電子機器１６は、加速度計により測定された加速度から患者の動きを分類し、患者の運動分類に基づき、無線装置１４のスキャン及びローミング閾値に関する値を割り当てるようプログラムされた少なくとも１つのプロセッサ２４、２８を含む。代替的に、デバイス電子機器１６は、関連付けられる生理学的センサ３２から取得した受信バイタルサインデータに基づき、無線装置１４のスキャン及びローミング閾値に関する値を割り当てることができる。

Description

本願は一般に、医療監視及び治療技術、無線患者監視技術並びに関連技術に関する。

モバイル患者監視デバイス（ウェアラブル又はその他）は、患者がより広い範囲の移動性を持つことを可能にする。これは、ケアの質を改善し、患者の転帰を改善することができる。取得されたバイタルサインデータがナースステーションなどで監視されることを可能にするため、モバイル患者監視デバイスは、無線通信を提供する無線装置を含む。長いバッテリ寿命を提供するため、無線は好ましくは、短距離無線装置である。これは、より広いエリアカバレッジを達成するため、典型的には病院のフロア又は複数の病院のフロアを完全にカバーするように分布されたアクセスポイント（ＡＰ）を含むワイヤレスネットワークと通信する。無線ネットワークは例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１無線通信規格に準拠したＷｉＦｉネットワークとすることができる。モバイル患者監視デバイスが無線ネットワークに接続するとき、それはネットワーク内のＡＰに関連する。患者が無線ネットワークのカバレッジエリアを移動するとき、医療監視デバイスのＡＰへの接続は、以下が原因で弱くなることがある。（１）ＡＰとデバイスとの間の距離。（２）ＡＰとデバイスとの間の無線周波数（ＲＦ）干渉。（３）ＡＰとデバイスと間の障害物（大きな金属物体、壁など）。信号レベルが低くなりすぎると、モバイル患者監視デバイスは、より高い電力を持つ（典型的にはモバイル患者監視デバイスにより近い、及び／又はモバイル患者監視デバイスへの妨害されていない経路を持つ）利用可能なＡＰに移動又は「ローミング」する。利用可能なＡＰを識別するため、無線装置は更に、利用可能なＡＰをスキャンし、利用可能なＡＰを列挙するＡＰテーブルを維持するよう構成される。

一般に、モバイル患者監視デバイスの無線装置の２つの閾値が、ローミング挙動に影響を及ぼすよう構成されることができる。第１の閾値は、低い信号強度のスキャン閾値である。ＡＰの信号強度がこの値を下回ると、モバイル患者監視デバイスは、利用可能なＡＰに関する周囲のスキャンを開始する。これは、発生する可能性のあるローミングのために、デバイスにおけるＡＰテーブルエントリが最新の状態に保たれることを確実にする。第２の閾値は、低い信号強度のローミング閾値である。信号強度がこの値より低くなるとき、医療監視デバイスは、より高い電力を持つ別の利用可能なＡＰにローミングしようと試みる。

スキャン閾値は、信号強度及び可能であれば信号対雑音比（ＳＮＲ）などの他の要因により、利用可能なＡＰを識別するＡＰテーブルを更新するため、スキャンをトリガするのに使用される。ローミング閾値は、スキャン閾値よりも低く、ローミング閾値は、新しいＡＰへの実際のスイッチ（即ち、ローミング）をトリガする。この２閾値設計は、無線電力消費を低減する。なぜなら、ＡＰをスキャンすることは、大きな電力を必要とするからである。

以下は、上述した問題及びその他に対処する新規で改良されたシステム及び方法を開示する。

開示された一態様では、モバイル患者監視デバイスは、スキャン閾値と、スキャン閾値より低いローミング閾値とを持つ無線装置を含む。無線装置は、現在のアクセスポイント電力がスキャン閾値以下だが、ローミング閾値を超えるとき、利用可能なアクセスポイントを特定するためにスキャンを行い、現在のアクセスポイント電力が上記ローミング閾値を下回るとき、利用可能なアクセスポイントにローミングする。３次元加速度計は、加速度を測定するよう構成される。デバイス電子機器は、少なくとも１つのプロセッサを含み、このプロセッサは、少なくとも１つの関連付けられる生理学的センサからバイタルサインデータを受信し、上記３Ｄ加速度計により測定された加速度から患者の動きを分類し、少なくとも上記患者運動分類に基づき、上記無線装置の上記スキャン及びローミング閾値に関する値を割り当てる又は計算するようプログラムされる。

別の開示された態様では、モバイル患者監視デバイスが、スキャン閾値と、スキャン閾値より低いローミング閾値とを持つ無線装置を含む。上記無線装置が、現在のアクセスポイント電力がスキャン閾値以下だが、ローミング閾値を超えるとき、利用可能なアクセスポイントを特定するためにスキャンを行い、現在のアクセスポイント電力が上記ローミング閾値を下回るとき、利用可能なアクセスポイントにローミングする。デバイス電子機器は、少なくとも１つのプロセッサを含み、このプロセッサは、少なくとも１つの関連付けられる生理学的センサからバイタルサインデータを受信し、少なくとも受信されたバイタルサインデータに基づき、上記無線装置の上記スキャン及びローミング閾値に関する値を割り当て又は計算するようプログラムされる。

別の開示された態様では、処理を実行するよう１つ又は複数のマイクロプロセッサにより読み出し可能かつ実行可能な命令を格納する非一時的記憶媒体であって、上記処理が、取得されるバイタルサインデータを受信するステップと、現在のアクセスポイント電力が上記スキャン閾値以下だが、ローミング閾値を上回るとき、無線装置を作動させ、利用可能なアクセスポイントを識別するためスキャンを行うステップと、現在のアクセスポイント電力が上記ローミング閾値を下回るとき、上記無線装置を動作させ、利用可能なアクセスポイントにローミングさせるステップと、３Ｄ加速度計から受信した加速度データセット及び上記無線装置により検出された及びアクセスポイント電力の少なくとも１つから患者の動きを分類するステップと、上記患者の運動分類に基づき、上記無線装置の上記スキャン及びローミング閾値に関する値を割り当てるステップとを有する。

１つの利点は、医療監視デバイスが、アクセスポイントを介してネットワークに継続的に接続されることを確実にすることにある。

別の利点は、アクセスポイント接続間の遷移の滑らかさが改善されることにある。

別の利点は、患者が静止しているとき、又はベッドにいるときの医療監視デバイスのバッテリ寿命が改善されることにある。

別の利点は、モバイル医療デバイスにより監視される患者が転倒したか、又は衰弱した生理学的状態を経験しているときの、ローミング性能及び応答性が改善されることにある。

所与の実施形態は、前述の利点の１つ、２つ、それ以上、若しくは全てを提供し得、若しくは何らの利点を提供せず、及び／又は本開示を読み理解するとき当業者に明らかになるであろう他の利点を提供し得る。

デバイス電子機器及び無線装置といった概略的に示される内部要素を含む、本書に開示されるモバイル患者監視デバイスを図式的に示し、Ｉｎｓｅｔ Ａが、モバイル患者監視デバイスを示す図である。 図１のデバイスの例示的な使用方法を示すフローチャートである。

本発明は、様々な要素及び要素の配列の形式並びに様々なステップ及びステップの配列の形式を取ることができる。図面は、好ましい実施形態を説明するためだけにあり、本発明を限定するものとして解釈されるべきものではない。

無線モバイル患者監視デバイスにおける重要な考慮事項は、バッテリ寿命、患者が１つのアクセスポイントの近傍から次のアクセスポイントの近傍移動するときのアクセスポイント（ＡＰ）間の移行の滑らかさ、及び無線システムにおける通信信頼性を含む。本開示は、これらのすべての考慮事項に関する改善、即ち、動きベース又は患者の状態ベースのスキャン及びローミング閾値を規定する改善に関する。

スキャン及びローミング閾値の使用の背後にあるアイデアは、現在のＡＰの信号強度が低くなっているときにのみＡＰスキャンをトリガすることである。その結果、ローミング閾値が超えられることの可能性が増す。これらのスキャン及びローミング閾値は通常工場で設定され、ユーザが設定することはできないが、閾値とそれらの分離の距離は、代替のＡＰをスキャンするのに、ポータブルラジオにより追加の電力が必要とされるため、バッテリの寿命と動作時間に影響を与える。

モバイル患者監視デバイスは、より良い信号強度及びより少ない干渉を備えるＡＰにローミングしようと試みる。いつでもローミングする準備が整うように、医療監視デバイスは、ローミングテーブルにローミングする候補ＡＰのリストを維持する。通常、モバイル患者監視デバイスは、信号強度が最も高いローミングテーブルにおけるＡＰにローミングする。モバイル患者監視デバイスは、定期的に環境をスキャンし、ＡＰ及びその信号強度が最新であることを確実にする。

スキャン閾値及びローミング閾値は通常、モバイル患者監視デバイスの開発フェーズ中に例えば工場で予めプログラムされる。いくつかの設計では、スキャン及びローミング閾値は、フィールドにおいて構成される、例えば使用する前に医療技術者によりデバイスに設定されることができる。工場で設定される又は医療従事者によりフィールドで設定されるかにかかわらず、これは、２つの閾値がデバイスのランタイムを通じて一定のままであることを意味する。

本書に開示される改良では、スキャン及びローミング閾値は、患者の運動パターンといった環境条件を反映するよう自動的に更新される。スキャン及びローミング閾値が患者の動きに適合されるようにフィードバックループが設けられる。こうして、過度のＡＰスキャンを削減することにより、モバイル患者監視デバイスのバッテリ寿命は、延長される一方、ローミング遷移は円滑になり、障害率はより低くなる。

本書に開示される実施形態では、スキャン及びローミング閾値は、患者の運動分類に基づき設定される。説明のため、動きが「ガーニー上でのローリング」として分類される場合、閾値範囲が高く設定される。その結果、ＡＰスキャン及びローミングイベントが、より早く（即ち、より高いＡＰ信号強度で）トリガされる。これは、病院の廊下をホイール移動し、ＡＰゾーン間で交差する可能性のある患者に適切な迅速なローミングを提供する。この迅速さは、より高い電力消費を犠牲にして達成されるが、これは、患者の高い運動速度が原因で、好ましいトレードオフである。反対に、動きが、例えばベッド又は椅子において「静止している」と分類される場合、閾値範囲は低く設定されることができる。なぜなら、ローミングイベントの可能性が低いからである。全ての場合において、スキャン閾値はローミング閾値より高く設定される。その結果、現在のＡＰ電力が降下するとき、ＡＰテーブルを更新するため、無線装置がスキャンを行い、及びそれが引き続き降下してより低いローミング閾値を下回る場合、ＡＰテーブルはローミングイベントに関して最新である。いくつかの場合において、スキャン閾値とローミング閾値との間の変化が操作されることができる。例えば、スキャン及びローミングの閾値は動的に再構成されるので、スキャン及びローミングの閾値の間の相対的な変化も同様に変化する。

本書で開示されるいくつかの実施形態では、患者の移動に加えて、スキャン及びローミング閾値も、臨床分類に基づき設定される。これらの実施形態では、患者のバイタルサイン（モバイル患者監視デバイスにより既に監視されている）が正常範囲内にある場合、遅延ローミングイベントは、クリティカルデータの消失をもたらす可能性が低く、又は重大アラームの送信を防止する可能性が低く、及び従って、エネルギーを節約するため、閾値範囲が低く設定されることができる。一方、バイタルサイン読み出しが異常である場合、波形転送及びアラームの信頼性を高めるため、より高い閾値が適切な場合がある。

図１を参照すると、モバイル患者監視デバイス１０の例示的な実施形態が示される。Ｉｎｓｅｔ Ａから始めると、モバイル患者監視デバイス１０は、ハウジング２を含む。これはオプションで、現在のバイタルサイントレンドライン、デバイス状態インジケータなどを表示する一体型ディスプレイ４を備える。センサポート６が設けられ、これを介して１つ又は複数の生理学的センサが動作可能に接続されることができる。患者監視デバイス１０は例えば、オランダのアイントホーフェンのＫｏｎｉｎｋｌｉｊｋｅ Ｐｈｉｌｉｐｓ Ｎ．Ｖ．から入手可能なＰｈｉｌｉｐｓ Ｉｎｔｅｌｌｉｖｕｅ（登録商標） ＭＸ４０移動可能患者モニタとすることができ、又は別の商用若しくはカスタムビルドの患者監視デバイスとすることができる。患者監視デバイス１０は、移動可能である。その結果、この装置は、ある場所（即ち患者の病室）から別の場所（即ち検査室）まで患者を監視し続ける。例えば、Ｐｈｉｌｉｐｓ Ｉｎｔｅｌｌｉｖｕｅ（登録商標） ＭＸ４０は、患者により着用されるポーチに保持され、車椅子などの背中に掛けられるよう設計される。

図１は、Ｉｎｓｅｔ Ａのモバイル患者監視デバイス１０の内部要素と、例示的な生理学的センサとを図式的に示す。このセンサは、デバイスハウジング２の内部に配置されるか、又はセンサポート６を介してデバイス１０と動作可能に接続される。患者監視デバイス１０は、信頼性のある一定の電子通信リンクを確保するため、関連付けられるアクセスポイントＡＰと一定の無線通信を行うよう構成される。一例では、ＡＰは、患者の部屋に配置されることができ、又は代替的に患者監視デバイス１０との接続を維持するのに適切な距離を置いて患者の部屋の外に配置されることができる。１つの例示的なＡＰが示されるが、病院の無線ネットワークは典型的には、（少なくとも）歩行可能な患者が訪れる可能性のある領域の全領域がカバーされるよう、病院の床又は複数の病院の階にわたり戦略的に分散される複数のＡＰを含む。オプションで、病院外のある程度の距離をカバーするため、ＡＰが配置されることもできる。

図１に示されるように、患者監視デバイスは、３次元（３Ｄ）加速度計１２と、無線装置１４と、デバイス電子機器１６とを含む。加速度計１２、無線装置１４、及びデバイス電子機器１６は、患者監視デバイス１０の別個のユニットとして、又は１つの一体ユニットとして形成されることができる点を理解されたい。いくつかの実施形態では、無線装置１４は、ＩＥＥＥ８０２．１１準拠の無線装置であるが、ローミング用に構成された他のタイプの無線装置も考えられる。ローミングは、建物内のタワー又はマイクロセル間の４Ｇ／ＬＴＥセル（即ち、ＡＰは関与しないかもしれない）、ＢｌｕｅＴｏｏｔｈ Ｌｏｗ Ｅｎｅｒｇｙ（登録商標）、ジグビーメッシュセル、Ｎ個のノードなどを含むことができることを理解されたい。無線装置１４及びデバイス電子機器１６は典型的には、デバイスハウジング２に収容され、一方３Ｄ加速度計１２は、ハウジング２の内部に収容された一体部品、又はセンサポート６に動作可能に接続された外部加速度計とすることができる。加速度計１２がデバイスハウジング２に配置される場合、それは、（一般性を失うことなくｘ軸、ｙ軸、及びｚ軸の方向として指定された直交方向に沿って）患者監視デバイス１０の加速度を測定するよう構成され、及び従って、内蔵加速度計は、患者監視デバイス１０を装着する患者の動きを測定する。代替的に、加速度計１２が、電気ケーブルを介してセンサポート６に接続された別個の要素である場合、加速度計は、患者に直接適切に取り付けられ、これにより患者の動きが測定される。加速度計１２は、市販の加速度計（即ち、Ａｎａｌｏｇ Ｄｅｖｉｃｅｓ Ｉｎｃ．、Ｎｏｒｗｏｏｄ ＭＡから入手可能なＡＤＸＬ３６２加速度計）とすることができる。加速度計１２は、患者の任意の適切な部分（例えば、胸部、腕、脚など）に取り付けられることができ、又はデバイスハウジング２の内部に収容されることができる。加速度計１２は、例えば、寝台、椅子、車椅子の動き、ガーニーの動き、呼吸の動きなどの間の患者の加速度を連続的に測定し、この動きデータをデバイス電子機器１６に送信する。加速度計の代わりに、ジャイロスコープ、気圧センサなどのような任意の適切なマイクロエレクトロメカニカルシステム（ＭＥＭＳ）デバイスが使用されることができる点を理解されたい。

無線装置１４は、ネットワーク１８（例えば、無線ネットワーク、ローカルエリアネットワーク、ワイドエリアネットワーク、パーソナルエリアネットワーク、インターネット、イントラネット、フィリップス独自のＩＴＳソリューション、顧客提供のＩＥＥＥ８０２．１１ １無線ネットワークなど）を介して、患者監視デバイス１０とＡＰとの間の接続を監視及び維持するよう構成される。無線装置１４は、患者監視デバイス１０とＡＰとの間の接続を監視及び維持するよう構成される。そのため、無線装置１４は、所定のスキャン閾値（図１においてＴｓｃａｎとして示される）と、スキャン閾値以下である所定のローミング閾値（図１においてＴｒｏａｍとして示される）とを格納する無線設定インタフェース２０を含む。無線装置１４は、現在のＡＰ電力がスキャン閾値を下回るがローミング閾値を上回るとき、利用可能なＡＰをスキャンするよう構成される。患者監視デバイス１０とＡＰとの間の接続強度（即ち、本書における図示の例では、デシベルミリワットｄＢｍを用いて測定されるアクセスポイント電力）がローミング閾値を上回る限り、それらの間の接続は維持され、切断されない。ＡＰ電力がスキャン閾値を下回ると、無線装置１４は、ネットワーク（病院ＩＰネットワークなど）における利用可能なすべてのＡＰをスキャンする。スキャンされたＡＰは、無線設定インタフェース２０のＡＰテーブル２２に格納される。斯かるスキャンはその後、ＡＰ電力がスキャン閾値を下回る限り、所定の時間間隔で繰り返されてもよい。一方、ＡＰ電力が更に低下してローミング閾値を下回る場合、無線装置１４は、ＡＰテーブルにより示される別の利用可能なＡＰに切り替える。

いくつかの実施形態では、デバイス電子機器１６は、スキャン閾値及びローミング閾値のそれぞれのレベルを決定するようプログラムされた閾値ピッカー２４を含む。これらの閾値は好ましくは、ある範囲内で選択される。例えば、所定のローミング閾値範囲は、−６４ｄＢｍと−７５ｄＢｍとの間であり、所定のスキャン閾値は、−５０ｄＢｍと−６５ｄＢｍとの間とすることができる。各患者運動分類に関するスキャン及びローミング閾値は、ルックアップテーブル２６に格納されることができ、例えばデバイス電子機器１６のＥＰＲＯＭ又は他のメモリに格納される。スキャン及びローミング閾値は、デフォルト値で最初に設定されることができる。この値は、無線設定インタフェース２０に転送され、そこに格納される。患者の動き又は他の環境要因（詳細は後述する）に基づき、スキャン及びローミング閾値レベルが調整される必要があるとき、閾値ピッカー２４は、更新されたスキャン及びローミング閾値をルックアップテーブル２６から取得し、これに基づき無線装置１４の閾値を調整する。

スキャン閾値及びローミング閾値の各々は、任意の適切な値に（例えば、ユーザ、製造者などにより）設定されることができる。一例では、スキャン閾値は−５０ｄＢｍであり、ローミング閾値は−６４ｄＢｍである。接続強度がスキャン閾値を下回る−５７ｄＢｍに下がると、無線装置１４は、周囲をスキャンして利用可能なＡＰを検出し、ＡＰ電力及びオプションで例えば信号対雑音比（ＳＮＲ）といった他のメトリックにより利用可能なＡＰを定量化し、これに基づきＡＰテーブルが更新される。この時点では接続強度がローミング閾値−６４ｄＢｍを下回っていないので、無線装置１４は、現在のＡＰに接続されたままである点に留意されたい。無線周波数干渉、モバイル患者監視デバイス及び関連付けられるアクセスポイントの間の障害、並びに患者の移動による無線装置及びＡＰの間の距離の増大を含む多くの理由により、接続強度がスキャン閾値を下回る可能性がある。

無線装置１４とＡＰとの間の接続強度がローミング閾値−６４ｄＢｍ（この例では）未満になるまで低下し続ける場合、無線装置１４は、ＡＰテーブル２２から識別される別の利用可能なＡＰにローミングするよう構成される。典型的には、無線設定インタフェース２０は、最も強い接続強度（即ち、最大ＡＰ電力）を持つものとしてリストされたＡＰテーブルにおけるＡＰにローミングすることを選択する。しかし、ＳＮＲのような他の要因も考慮され得る。更に、第１選択肢のＡＰが利用できない場合（例えば、他のデバイスとの通信が過負荷である場合）、ＡＰテーブルにおける次善のＡＰが選択される。

閾値ピッカー２４は、加速度計１２により測定される患者の動きなどの環境要因に基づき、スキャン閾値及びローミング閾値に関する値を調整するようプログラムされる。一例では、閾値ピッカー２４は、患者の動きのタイプに基づき、スキャン閾値及び／又はローミング閾値レベルのいずれかを調整するようプログラムされる。そのため、デバイス電子機器１６は、患者の動きのタイプを分類する運動分類器２８を含む。運動分類器２８は、加速度計１２から加速度データを受け取り、加速度データから現在の患者運動クラスを決定する。例えば、患者が寝ている又は座っている場合、加速度は本質的に時間の関数として一定であり、典型的には重力加速度に等しい。患者が車椅子で移動している場合、加速度は、患者が車輪を転がすにつれて車椅子が加速及び減速するため、時間の関数としての変動性を持つことになる。患者が病院の廊下を通って病院の職員により動かされるガーニーに横たわっている場合、加速度計のデータは、時間の関数として頻繁に変化する可能性がある。なぜなら、ガーニーは交通量を抑えるために減速し、通路が空いているときスピードアップし、コーナーを回るからである。時間の関数としての測定された加速度に基づき、運動分類器２８は、患者の動きを分類する。例えば、寝ている動きの場合は「１」、座っている動き場合は「２」、車椅子の動きの場合は「３」などの値となる。

運動分類器２８は、患者移動分類を閾値ピッカー２４に送信する。この患者運動分類から、閾値ピッカー２４は、患者運動分類に基づき、無線１４のスキャン閾値及びローミング閾値に関する値を更新するようプログラムされる。いくつかの実施形態では、閾値ピッカー２４は、急速な患者の動きに対応する患者運動分類に対して最高のスキャン及びローミング閾値を割り当て又は計算し、患者の休憩分類に対応する患者運動分類に対して最低のスキャン及びローミング閾値を割り当て又は計算するようプログラムされる。そうすることで、無線装置１４は、急速な動きの間（即ち、患者が車椅子又はガーニーを介して移動され、従って複数の潜在的なＡＰを通過するとき）より強いスキャン及びローミング閾値を持ち、並びにゆっくりとした動きの間（即ち、寝ている又は呼吸運動の間、おそらく患者が同じ部屋にとどまっているか、又は隣接する部屋に移動しているとき）、弱いスキャン及びローミング閾値を持つことができる。表１は、閾値ピッカー２４により使用されるルックアップテーブル２６の適切な実施形態の一例を示し、第１の列（「移動」）は、運動分類器２８により決定される患者の運動分類である（最後の列「注釈」は、情報的であり、典型的には符号化されたルックアップテーブル２６に含めることは想定されていない）。表１にリストされるスキャン閾値及びローミング閾値に関する値の範囲は、例示的な目的のみのためである点を理解されたい。スキャン及びローミング閾値は、任意の適切なレベルに（例えば、ユーザ、製造業者などにより）設定されることができる。

例えば、患者の運動分類が「車椅子の動き」（比較的急速な動き）であるとき、閾値ピッカー２４は、スキャン閾値に対して−５０ｄＢｍの高い値を、ローミング閾値に対して−６４ｄＢｍの高い値を割り当てる。逆に、患者の運動分類が「寝ている動き」（低速移動又は静止）であるとき、閾値ピッカー２４は、スキャン閾値に対して−６５ｄＢｍの低い値を割り当て、ローミング閾値に対して−７５ｄＢｍの低い値を割り当てる。有利には、患者運動分類に基づきスキャン及びローミング閾値を割り当てる又は計算することは、（１）過度の低い信号強度のスキャン及びローミングを削減することによりデバイスのバッテリ寿命を延ばし、（２）より低い故障率でより滑らかでより多くの迅速な（nibble）ローミング遷移を可能にする。

通常の動作の間、モバイル患者監視デバイス１０は、患者のバイタルサインデータを受信するため、センサポート６を介して少なくとも１つの生理学的センサ３２（例えば、心拍センサ、呼吸センサなど）と接続される。代替的に、生理学的センサ３２は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈなどの短距離無線接続を介してデバイス１０に動作可能に接続されてもよく、又はデバイス１０若しくはデバイス電子機器１６に直接組み込まれてもよい。生理学的センサ３２は、バイタルサインデータ（例えば、心拍数、呼吸数など）を取得するよう構成される。このデータは、生理学的センサ３２からデバイス電子機器１６のセンササンプラ及びプロセッサ３４に送信される。センササンプル及びプロセッサ３４はオプションで、データに対する信号処理（例えば、フィルタリング、正規化など）を行い、次いで、無線装置１４を介した無線通信を用いて、このデータをデバイス電子機器１６のセンサデータ記憶装置３６に転送し、及び／又はデータをナースステーション若しくは他のオフボードデバイスに送信する。

いくつかの実施形態では、センサデータ記憶装置３６は、閾値ピッカー２４によりアクセスされる。これは、センサデータ、患者状態情報、及び／又はアラーム状態情報を使用して、ナースステーション又は他のオフボードのバイタルサインデータ受信体との無線接続の臨界性を評価する。閾値ピッカー２４は、取得されたバイタルサインデータに基づき、スキャン及びローミング閾値を割り当て又は計算する、好ましくは、バイタルサインデータが生理学的に異常である、不安定である、又は初期の医学的問題の可能性を他の態様で示す場合、より高いスキャン及びローミング閾値を選択するようプログラムされる。例えば、呼吸数が減少し、警報状態がセンサデータ記憶装置３６において示される場合、これは、ナースステーションに渡すための重要度の高い情報である。従って、閾値ピッカー２４は、上述のように、スキャン及びローミング閾値を増加させる。即ち、これらの実施形態では、閾値ピッカー２４は、異常バイタルサインデータに基づきスキャン及びローミング閾値を増加させるようプログラムされる。更に、閾値ピッカー２４は、生理学的に正常又は安定した受信バイタルサインデータに基づき、スキャン閾値及びローミング閾値を減少させるようプログラムされることができる。例えば、呼吸数が長期間（例えば、１時間、２時間、３時間など）正常である場合、患者は安定していると考えられる。従って、閾値ピッカー２４は、上述のように、スキャン及びローミング閾値を減少させる。その結果、安定した患者は、患者安静分類に対応する患者運動分類に関する最低スキャン及びローミング閾値を持つ。これにより、安定していないと考えられる患者が増加されたスキャン及びローミング閾値を持つことが可能にされる。

例示的な実施形態では、加速度計１２からの加速度データが、患者の動きを分類するため運動分類器２８により使用される。多くの場合、加速度はこの目的に有効である。種々のタイプの運動は、加速度対時間における特徴的な変動を生成することが予想され、これらは適切な訓練データを用いて分類されることができる。患者運動分類器を訓練するため、ガーニーで移動する患者、車椅子で移動する患者、寝ている又は椅子に座っている患者などに関して、加速度データが収集される。収集された訓練加速度データストリームはそれぞれ、実際の患者の動きについてラベル付けされ、加速度データストリームは、代表的な特徴ベクトルを生成するために処理されることができる。適切な特徴は、非限定的な例として、様々な時間間隔にわたる最大加速度の大きさ、様々な時間間隔にわたる方向成分（例えば、ｘ方向）における最大加速度、様々な時間間隔にわたる加速度分散などを含むことができる。これらの特徴は好ましくは、患者の動きを証明し、計算に効率的であるよう選択される。結果として生じる訓練データ（それぞれが実際の患者運動によりラベル付けされた特徴セット）は、患者運動分類器、又は患者運動分類器のセット（例えば、患者が安静状態にあるかどうかを決定するバイナリ分類器、患者がガーニーで移動しているかどうかを決定するバイナリ分類器など）を訓練するのに使用される。

訓練された分類器は、運動分類器２８により適用される。この推論段階では、時間の関数としての加速度データが加速度計１２により収集される。選択された特徴は、加速度データに対して計算され、患者運動分類を出力する訓練された分類器に入力される。

有利には、他の重要な作業を行うのに、加速度計１２が使用されることができる。例えば、いくつかの実施形態では、加速度計１２は、デバイス電子機器１６により実現される転倒検出器３８と通信する。転倒検出器センサ３８は、加速度データストリームを監視し、患者の転倒を示す加速度イベント（例えば、鋭い、短い加速度）を検出する。転倒検出器３８が（可能な）転倒を検出する場合、転倒検出器３８は、デバイス電子機器１６に含まれる音声警報器４０をトリガする。加えて、デバイス電子機器１６は、患者の転倒に関する視覚的警報を示すディスプレイ４を含むこともできる。患者転倒警報は、無線装置１４を介してナースステーションに無線で送信されることもできる。更に、ディスプレイ４は、以下のような様々な情報を表示することもできる。（１）ＡＰ信号強度。（２）患者の動きのタイプ。（３）生理学的センサ３２により測定された少なくとも１つの患者パラメータ（例えば、心拍数傾向線などのバイタルサイン傾向線）。

図２は、患者モニタ１０を使用する方法１００の例示的なフローチャートを示す。方法１００は、加速度計１２からの患者の動き（例えば、加速度データ）を示すデータを収集するステップ（ステップ１０２）、収集された加速度データに基づき患者の動きを分類するステップ（ステップ１０４）、ルックアップテーブル２６から患者の運動分類に関する適切なスキャン及びローミング閾値を探すステップ（ステップ１０６）、オプションでこれらのスキャン及びローミング閾値をバイタルサインデータに基づき調整するステップ（ステップ１０８）、及び無線設定インタフェース２０を作動させ、無線装置１４のスキャン及びローミング閾値を更新するステップ（ステップ１１０）を含む。

例示の実施例では、患者運動分類器２８は、加速度計１２により取得された加速度計データに対して作動する。これは有利には、転倒検出のような別の目的のために提供される加速度計を活用する。更に、一般に、加速度データに基づき患者の動きのタイプ（即ち、クラス）を評価することが可能である。しかし、いくつかの場合では、それ自体の加速が患者の動きを評価するのに効果的でない場合がある。例えば、患者がまっすぐな廊下を通って直線的に移動する非常に滑らかに回転するガーニー上にある場合、患者により経験される加速度は本質的に重力加速度のみであり、本質的に一定の加速度から、患者が動いていることを決定することは困難であり得る。従って、いくつかの実施形態では、患者の動きのタイプ（クラス）を評価するための別のデータ源が、運動分類器２８により使用されてもよい。例えば、運動分類器２８は、追加的又は代替的に、ＡＰ電力の時間に対する１次導関数に基づき患者の動きを評価することができる。この場合、急速に変化するＡＰパワー（増加又は減少のいずれか）は、急速な患者の動きを示し、本質的に一定のＡＰパワーは、安静時の患者を示す。一例では、ガーニーの現在の速度は、過去の加速度測定値から得られることができる。ガーニーの動きが、ｘ方向において安定した速度である（ｙ方向及びｚ方向の加速度がほとんどない）場合、運動分類器２８は、（例えば、ガーニー、車いすの上などで）患者が「ローリング」状態にあると決定する。

デバイス電子機器１６は、開示された処理を実行するようファームウェア又はソフトウェアによりプログラムされたマイクロプロセッサとして適切に実現される。このため、電子機器は、開示された機能を実行するマイクロプロセッサにより読み出し可能かつ実行可能な命令を格納するデータメモリ、ＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリ、磁気ディスクドライブ、又は他の非一時的記憶媒体等といった、マイクロプロセッサに付随する要素を含むことができる。

本発明が、好ましい実施形態を参照して説明されてきた。上記の詳細な説明を読み及び理解すると、第三者は、修正及び変更を思いつくことができる。本発明は、添付の特許請求の範囲又はその均等の範囲に入る限りにおいて、斯かる修正及び変更の全てを含むものとして解釈されることが意図される。

Claims (20)

1. モバイル患者監視デバイスであって、
   スキャン閾値と前記スキャン閾値以下のローミング閾値とを持つ無線装置であって、現在のアクセスポイント電力が前記スキャン閾値を下回るが、前記ローミング閾値を上回るとき、利用可能なアクセスポイントを特定するためにスキャンを行い、現在のアクセスポイント電力が前記ローミング閾値を下回るとき、利用可能なアクセスポイントにローミングする、無線装置と、
   加速度を測定する３次元３Ｄ加速度計と、
   少なくとも１つのプロセッサを含むデバイス電子機器とを有し、前記プロセッサが、
   少なくとも１つの関連する生理学的センサからバイタルサインデータを受信し、
   前記３Ｄ加速度計により測定された加速度から患者の動きを分類し、
   少なくとも前記患者運動分類に基づき、前記無線装置の前記スキャン及びローミング閾値に関する値を割り当てる、モバイル患者監視デバイス。
2. 前記バイタルサインデータを取得し、前記取得したバイタルサインデータを前記デバイス電子機器に送信する少なくとも１つの生理学的センサを更に有する、請求項１に記載のモバイル患者監視デバイス。
3. 前記少なくとも１つのプロセッサが、急速な患者の動きに対応する患者運動分類に関してより高いスキャン及びローミング閾値を割り当て又は計算し、患者休息分類を含む患者運動分類に関してより低いスキャン及びローミング閾値を割り当て又は計算するようプログラムされる、請求項１又は２に記載のモバイル患者監視デバイス。
4. 前記少なくとも１つのプロセッサが、前記受信されたバイタルサインデータに更に基づき、前記スキャン閾値及び前記ローミング閾値を割り当てるようプログラムされる、請求項１乃至３の任意の一項に記載のモバイル患者監視デバイス。
5. 前記少なくとも１つのプロセッサが、生理学的に異常又は不安定な受信バイタルサインデータに基づき、前記スキャン及び前記ローミング閾値を増加させるようプログラムされる、請求項１乃至４の任意の一項に記載のモバイル患者監視デバイス。
6. 前記少なくとも１つのプロセッサが、生理学的に正常又は安定した受信バイタルサインデータに基づき、前記スキャン及び前記ローミング閾値を減少させるようプログラムされる、請求項１乃至５の任意の一項に記載のモバイル患者監視デバイス。
7. 前記少なくとも１つのプロセッサが、最後のスキャンにより識別された前記利用可能なアクセスポイントを含むアクセスポイントテーブルを生成するようプログラムされ、
   前記無線装置が、前記無線装置の前記アクセスポイントテーブルから前記利用可能なアクセスポイントを取得することによりローミングを実行する、請求項１乃至６の任意の一項に記載のモバイル患者監視デバイス。
8. 前記少なくとも１つのプロセッサが更に、前記受信されたバイタルサインデータに基づき、異なる患者運動分類に関するスキャン及びローミング閾値を列挙するルックアップテーブルにおいて計算又は格納されたスキャン及びローミング閾値を更新するようプログラムされる、請求項１乃至７の任意の一項に記載のモバイル患者監視デバイス。
9. 前記少なくとも１つのプロセッサが更に、
   前記３Ｄ加速度計により測定された加速度に基づき、起こりうる患者の転倒を検出する転倒センサを実現し、前記転倒センサが患者の転倒の可能性を検出するとき、前記デバイス電子機器の警報器における音声警報及び前記デバイス電子機器のディスプレイにおける視覚警報の少なくとも１つを生成するようプログラムされる、請求項１乃至８の任意の一項に記載のモバイル患者監視デバイス。
10. 一体型ディスプレイを含むハウジングであって、前記無線装置、前記３Ｄ加速度計、及び前記デバイス電子機器が前記ハウジングの内部に収容され、前記モバイル患者監視デバイスが、一体型装置であり、前記３Ｄ加速度計は、前記モバイル患者監視デバイスの加速度を測定する、ハウジングと、
    少なくとも１つの関連付けられる生理学的センサが前記モバイル患者監視デバイスと動作可能に接続されるためのセンサポートとを更に有する、請求項１乃至９の任意の一項に記載のモバイル患者監視デバイス。
11. 一体型ディスプレイを含むハウジングであって、前記無線及び前記デバイス電子機器が、前記ハウジング内に収容され、前記モバイル患者監視デバイスは、一体型デバイスである、ハウジングと、
    少なくとも１つの関連付けられる生理学的センサが前記モバイル患者監視デバイスと動作可能に接続されるためのセンサポートとを更に有し、
    前記３Ｄ加速度計が、前記ハウジングの内部に配置されていない別個のユニットであり、前記３Ｄ加速度計は、前記センサポートを介して前記モバイル患者監視デバイスと動作可能に接続される、請求項１乃至９の任意の一項に記載のモバイル患者監視デバイス。
12. 患者の動きのタイプ及び前記生理学的センサにより測定された少なくとも１つの患者パラメータの少なくとも１つを表示するディスプレイを更に有する、請求項１乃至１１の任意の一項に記載のモバイル患者監視デバイス。
13. 前記無線装置が、ＩＥＥＥ８０２．１１準拠の無線装置である、請求項１乃至１２の任意の一項に記載のモバイル患者監視デバイス。
14. モバイル患者監視デバイスであって、
    スキャン閾値と前記スキャン閾値以下のローミング閾値とを持つ無線装置であって、
    現在のアクセスポイント電力が前記スキャン閾値を下回るが、前記ローミング閾値を上回るとき、利用可能なアクセスポイントを特定するためにスキャンを行い、現在のアクセスポイント電力が前記ローミング閾値を下回るとき、利用可能なアクセスポイントにローミングする、無線装置と、
    少なくとも１つのプロセッサを含むデバイス電子機器とを有し、
    前記プロセッサが、少なくとも１つの関連付けられる生理学的センサからバイタルサインデータを受信し、及び前記少なくとも受信されたバイタルサインデータに基づき、前記無線装置の前記スキャン及びローミング閾値に関する値を割り当てるようプログラムされる、モバイル患者監視デバイス。
15. 処理を実行するよう１つ又は複数のマイクロプロセッサにより読み出し可能かつ実行可能な命令を格納する非一時的記憶媒体であって、前記処理が、
    取得されるバイタルサインデータを受信するステップと、
    現在のアクセスポイント電力がスキャン閾値以下だが、ローミング閾値を上回るとき、無線装置を作動させ、利用可能なアクセスポイントを識別するステップと、
    現在のアクセスポイント電力が前記ローミング閾値を下回るとき、前記無線装置を動作させ、利用可能なアクセスポイントにローミングさせるステップと、
    ３Ｄ加速度計から受信した加速度データセット及び前記無線装置により検出されたクセスポイント電力の少なくとも１つから患者の動きを分類するステップと、
    前記患者の運動分類に基づき、前記無線の前記スキャン及びローミング閾値に関する値を割り当てるステップとを有する、非一時的記憶媒体。
16. 最高スキャン及びローミング閾値が、急速な患者の動き又は転倒に対応する患者運動分類に割り当てられ、最低スキャン及びローミング閾値は、患者休息分類に対応する患者運動分類に割り当てられる、請求項１５に記載の非一時的記憶媒体。
17. 前記スキャン及びローミング閾値が、少なくとも１つの生理学的センサにより取得されたバイタルサインデータに更に基づき割り当てられる、請求項１５又は１６に記載の非一時的記憶媒体。
18. 前記割り当てるステップが、異常バイタルサインデータに基づき、前記スキャン及び前記ローミング閾値を増加させるステップを含む、請求項１５乃至１７の任意の一項に記載の非一時的記憶媒体。
19. 前記割り当てるステップが、生理学的に正常な又は安定した受信バイタルサインデータに基づき、前記スキャン及び前記ローミング閾値を減少させるステップを含む、請求項１５乃至１８の任意の一項に記載の非一時的記憶媒体。
20. 前記分類するステップが、３Ｄ加速度計から受信した加速度データから患者の動きを分類するステップを有する、請求項１５乃至１９の任意の一項に記載の非一時的記憶媒体。

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