JP5175177B2 - 無線患者モニタリングシステム - Google Patents

Description

本発明は、患者モニタリングの分野に関し、より具体的には、無線通信を用いる患者モニタリングの分野に関する。

患者健康パラメータのモニタリングは、医療的に重要な側面である。通常は、一部のデバイス（例えば、ＥＣＧモニター）は遠隔モニタリング能力を有し得るような、ローカルなデバイスに物理的に繋がれた患者で、このモニタリングは行われる。あるいは、モニターは、患者の部屋に位置する送受信装置のみと通信する無線モニターであり得る。

この種類のシステムには問題がある。特に、ｘ線または内視鏡検査などの特別の検査のために病院内の他の位置に患者が移動することは、患者のモニタリングが、長期的になり得る期間に停止することを要求する。これは、患者にとって危険であり、特定の処置の開始に先立って、臨床医が、最新の患者の情報を有さないこととなる。要求されるものは、上述の関連する危険性を伴うことなく、患者が継続的にモニターされることを可能にする手段である。

１つの局面において、本発明は、無線患者モニタリングシステムに関し、一実施形態において、該無線患者モニタリングシステムは、第１の患者モニタリングサブシステムと第１の臨床医表示サブシステムを有し、該第１の患者モニタリングサブシステムは、複数のセンサーおよびセンサーモジュールと該複数のセンサーおよびセンサーモジュールと通信するプロセッサトランシーバとを含み、第１の臨床医表示サブシステムは、プロセッサトランシーバを含む。第１の臨床医表示サブシステムのプロセッサトランシーバは、第１の予め決められた周波数で、該第１の臨床医表示サブシステムの該プロセッサトランシーバが、該第１の患者モニタリングサブシステムの該プロセッサトランシーバと通信するために用いる該周波数を放送する。第１の患者モニタリングサブシステムのプロセッサトランシーバは、次いで第１の臨床医表示サブシステムのプロセッサトランシーバが、第１の患者モニタリングサブシステムのプロセッサトランシーバと通信するために用いると示した周波数でデータを送受信する。別の実施形態において、第１の臨床医表示サブシステムのプロセッサトランシーバとの通信が失われた場合には、第１の患者モニタリングサブシステムのプロセッサトランシーバは、第１の周波数に戻る。別の実施形態において、通信は、病院内の患者の移動が原因で失われる。

さらに別の実施形態において、無線システムは、プロセッサトランシーバを含む第２の臨床医表示サブシステムを含む。第１の患者モニタリングサブシステムのプロセッサトランシーバは、第１の臨床医表示サブシステムのプロセッサトランシーバとの通信が失われたときには、第２の臨床医表示サブシステムのプロセッサトランシーバとの通信を確立する。一実施形態において、第１の予め決められた周波数と、第１および第２の臨床医表示サブシステムのプロセッサトランシーバが、第１の患者モニタリングサブシステムのプロセッサトランシーバと通信するために用いる周波数とは、異なる。

本発明の別の局面は、プロセッサトランシーバを含む第１の臨床医表示サブシステムを有する無線患者モニタリングシステムのための患者モニタリングサブシステムに関する。患者モニタリングサブシステムは、複数のセンサーおよびセンサーモジュールと、該複数のセンサーおよびセンサーモジュールと通信するプロセッサトランシーバとを含む。第１の臨床医表示サブシステムは、第１の予め定義された周波数で、該第１の臨床医表示サブシステムのプロセッサトランシーバが、第１の患者モニタリングサブシステムの該プロセッサトランシーバと通信するために用いる該周波数を放送する。患者モニタリングサブシステムのプロセッサトランシーバは、次いで第１の臨床医表示サブシステムの該プロセッサトランシーバが、患者モニタリングサブシステムのプロセッサトランシーバと通信する周波数でデータを送受信する。

一実施形態において、患者モニタリングサブシステムのプロセッサトランシーバは、第１の臨床医表示サブシステムのプロセッサトランシーバとの通信が失われた場合には、第１の周波数に戻る。別の実施形態において、通信は、病院内の患者の移動が原因で失われる。別の実施形態において、無線システムは、プロセッサトランシーバを含む第２の臨床医表示サブシステムをさらに含む。患者モニタリングサブシステムのプロセッサトランシーバは、第１の臨床医表示サブシステムのプロセッサトランシーバとの通信が失われたときには、該第２の臨床医表示サブシステムのプロセッサトランシーバとの通信を確立する。別の実施形態において、第１の予め決められた周波数と、第１および第２の臨床医表示サブシステムのプロセッサトランシーバが、患者モニタリングサブシステムのプロセッサトランシーバと通信するために用いる周波数とは、異なる。

別の局面において、無線システムは、無線患者モニタリングシステムのための臨床医表示サブシステムを含む。一実施形態におけるシステムは、プロセッサトランシーバを含む第１の患者モニタリングサブシステムを含む。臨床医表示サブシステムは、プロセッサトランシーバを含む。一実施形態において、臨床医表示サブシステムのプロセッサトランシーバは、第１の予め決められた周波数で、臨床医表示サブシステムのプロセッサトランシーバが、第１の患者モニタリングサブシステムのプロセッサトランシーバと通信するために用いる周波数を放送する。別の実施形態において、第１の患者モニタリングサブシステムのプロセッサトランシーバは、臨床医表示サブシステムの該プロセッサトランシーバが、第１の患者モニタリングサブシステムのプロセッサトランシーバと通信する該周波数でデータを送受信する。

別の実施形態において、第１の患者モニタリングサブシステムのプロセッサトランシーバは、臨床医表示サブシステムのプロセッサトランシーバとの通信が失われた場合には、第１の周波数に戻る。一実施形態において、通信は、病院内の患者の移動が原因で失われる。別の実施形態において、臨床医表示サブシステムのプロセッサトランシーバとの通信が失われたときには、第１の患者モニタリングサブシステムのプロセッサトランシーバは、第２の臨床医表示サブシステムのプロセッサトランシーバとの通信を確立する。さらに別の実施形態において、第１の予め決められた周波数と、臨床医表示サブシステムのプロセッサトランシーバが、患者モニタリングサブシステムのプロセッサトランシーバと通信するために用いる周波数とは、異なる。

本発明のさらに別の局面は、無線患者モニタリングシステムにおける通信の方法であって、一実施形態において、無線患者モニタリングシステムは、複数のセンサーおよびセンサーモジュールと該複数のセンサーおよびセンサーモジュールと通信するプロセッサトランシーバとを備えている第１の患者モニタリングサブシステムと、第１の臨床医表示サブシステムとを備えている。第１の臨床医表示システムは、プロセッサトランシーバを含む。該方法は、第１の予め決められた周波数で該第１の臨床医表示サブシステムの該プロセッサトランシーバによって、該第１の臨床医表示システムの該プロセッサトランシーバが、該第１の患者モニタリングサブシステムの該プロセッサトランシーバと通信するために用いられる該周波数を放送する、ステップと、該第１の患者モニタリングサブシステムの該プロセッサトランシーバによって、該第１の臨床医表示サブシステムの該プロセッサトランシーバが、該第１の患者モニタリングサブシステムの該プロセッサトランシーバと通信するために用いる該周波数でデータを送受信するステップとを含む。

一実施形態において、該方法は、第１の臨床医表示サブシステムのプロセッサトランシーバとの通信が失われた場合に、第１の患者モニタリングサブシステムのプロセッサトランシーバによって第１の周波数に戻すステップを含む。別の実施形態において、該方法は、第１の臨床医表示サブシステムのプロセッサトランシーバとの通信が失われたときに、第１の患者モニタリングサブシステムのプロセッサトランシーバによって、第２の臨床医表示サブシステムのプロセッサトランシーバとの通信を確立するステップを含む。

本発明のこれらおよびさらなる局面は、添付の明細書および図面を参照してより良く理解され得る。

簡潔な概観において、図１を参照すると、本発明の無線システムの実施形態は、患者モニタリングサブシステム１０および臨床医表示サブシステム２０を含む。患者モニタリングサブシステム１０は、プロセッサトランシーバ３０、アンテナ３４、一連のセンサー３８、およびセンサーモジュール４２を含む。センサーモジュール４２は、センサー３８’と通信し、プロセッサトランシーバ３０に、単に未処理のセンサー信号ではない信号を提供する。臨床医表示サブシステム２０は、プロセッサトランシーバ３０’と通信するアンテナ３４’を含み、該プロセッサトランシーバは、次いでＵＡＲＴまたは遠位Ｉ／Ｏデータポート５０によってホストプロセッサ４６に接続されている。ホストプロセッサ４６によって処理されたデータは、ディスプレイ５４上で臨床医に表示される。

さらなる詳細において、図２を参照すると、図１の患者モニタリングサブシステム１０は、プロセッサトランシーバ３０、一連のセンサー３８、センサーモジュール４２、アンテナ３４、およびパワーサブシステム６０を含む。示される実施形態において、プロセッサトランシーバ３０は、Ｎｏｒｄｉｃ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ ＡＳＡ（Ｔｉｌｌｅｒ、Ｎｏｒｗａｙ）によって製造されたｎＲＦ２４Ｅ１である。このデバイスは、埋込式８０５１マイクロコントローラ７０、マルチチャネル１２ビットＡ／Ｄコンバータ７４、ＵＡＲＴ７８およびデジタルＩ／Ｏポート８２を有する２．４ＧＨｚのＲＦトランシーバである。このデバイスは、クロックベースのプロセッサを有し、１．９ボルトで動作し、外部バスは有さない。

チップのトランシーバ部分は、整合ネットワーク８４に接続されることによって、アンテナ３４とインピーダンス整合する。チップのトランシーバ部分は、２．４ＧＨｚのＩＳＭバンドにおいて８０の周波数のうちの任意の１つで動作するように設定され得る。

パワーサブシステム６０は、２．１Ａアワーで３．７Ｖを提供するリチウムポリマーの形状の非磁性バッテリー８８とバッテリー充電をモニターするローバッテリー検出器９２とを含む。２つの３．３Ｖレギュレータ９６および９６’は、一定の電圧をプロセッサトランシーバ７０およびセンサーモジュール４２に提供する。５Ｖのレギュレータ１００もまた、必要に応じてセンサーモジュール４２にパワーを提供する。一体型デジタルＩ／Ｏ部分８２は、バッテリー電力低下検出器９２から入力を受信し、かつＲＦ周波数が検出されロックオンされているＲＦロックインジケータ１０４への出力信号を生成する。

描写された実施形態は、３セットのセンサー３８およびセンサーモジュール４２について示されるが、他のセンサーも含まれ得る。示される実施形態は、２つの圧力トランスデューサ１０８および１０８’とＥＣＧリード１１０とパルスオキシメータ４２とを含む。さらなる詳細において、２つの圧力トランスデューサ１０８および１０８’は、異なる出力を有し、５μＶ／ｍｍＨｇの解像度を有する。トランスデューサ１０８および１０８’の出力ターミナルは、計測増幅器１１２および１１２’のそれぞれの差動入力ターミナルに接続される。計測増幅器１１２および１１２’のそれぞれの出力ターミナルは、それらのそれぞれのスケーリング増幅器１１６および１１６’の入力ターミナルに接続される。従って、トランスデューサ１０８および１０８’によってモニターされた差圧信号は、単一終端出力に変換され増幅される。増幅信号は、Ａ／Ｄコンバータ７４のそれぞれのチャネルへの入力信号である。

同様に、ＥＣＧセンサーまたはリード１１０は、リード選択マルチプレクサ１２０に接続され、該リード選択マルチプレクサは、臨床医によって設定が可能なリード選択スイッチ１２４によって制御される制御リードを有する。リード選択スイッチ１２４は、３つのリード構成のうちの１つを選択する。第１の構成（リードＩ）は、右アームリードと左アームリードとの間の差動電圧である。第２の構成（リードＩＩ）は、左レッグリードと右アームリードとの間の差動電圧である。第３の構成（リードＩＩＩ）は、左レッグリードと左アームリードとの間の差動電圧である。右レッグリード１１２は、常に参照リードとして用いられる。参照リードは、仮想的な接地として機能し、一定の電源の半分、つまりは１．６５Ｖである。

選択されたリードからの出力信号は、差動増幅器１２８への差動入力信号である。差動増幅器１２８の差動出力は、第２の差動増幅器１３２によって単一終端出力に変換される。この単一終端出力信号は、Ａ／Ｄコンバータ７４への入力信号である。完全差動増幅器１２８の１つの出力は、リードオフ検出器１３６への入力信号である。リードオフ検出器１３６のデジタル出力は、デジタルＩ／Ｏポート８２への入力信号である。この信号は、リードが患者に適切に配置されていないことを臨床医に知らせるために用いられる。

さらなる詳細において、図２ａを参照すると、リード１１０からリード選択マルチプレクサ１２０への接続部が、さらに詳細に示される。各リード１１０は、それぞれのバッファ増幅器（通常は１１４）への正の入力になる前に、除細動保護回路（通常は１１３）を通過する。各リード１１０は、正入力バッファ増幅器１１４に到達する前に、それぞれの２２Ｍオーム抵抗器（通常は１１５）によって正のレールに引かれる。入力バッファの負の入力ターミナルは、高インピーダンスユニティーゲイン増幅器であり、バッファ増幅器１１４の出力ターミナルに接続される。リード１１０が減少する場合には、入力がオープンとなり、バッファ増幅器１１４の正のターミナルにおける電圧は、正の電圧のレールにもたらされる。リード選択マルチプレクサ１２０内において、バッファ増幅器１１４の出力信号は、共にダイオードＯＲされ（不図示）、これは、次いで電圧コンパレータ（不図示）に適用される入力信号になり、該電圧コンパレータは、入力電圧が参照電圧値の約８０％に到達するときを検出する。この時点で、コンパレータの出力は移行し、電圧レベルの変化は、プロセッサトランシーバ７０のデジタルＩ／Ｏポート８２において検出される。

Ａ／Ｄコンバータ７４は、成人のＥＣＧデータを取り扱うには十分なデータ収集解像度を有する。Ａ／Ｄコンバータ７４のデジタル出力は、プロセッサトランシーバ７０への入力信号である。プロセッサ部分は、符号化された出力信号をトランシーバ部分に提供することによって、プロセッサトランシーバ７０から整合ネットワーク８４を介してアンテナ３４に送信する。

センサーモジュール４２は、この実施形態においてＮｅｌｌｃｏｒ ＭＰ １００パルスオキシメータであり、センサー３８’からのデータを処理し、該データをシリアルデータとしてプロセッサトランシーバ７０に渡す。シリアルデータは、ＵＡＲＴ７８を介してプロセッサトランシーバ７０に入る。

図３を参照すると、臨床医表示サブシステム２０が、より詳細に示される。この実施形態におけるプロセッサトランシーバ３０’は、患者モニタリングサブシステム１０において用いられるものと同一のＮｏｒｄｉｃ ｎＲＦ２４Ｅ１プロセッサトランシーバ３０である。患者モニタリングサブシステム１０におけるように、アンテナ３４’は、整合ネットワーク８４’を介してプロセッサトランシーバ３０’に接続される。受信した信号は、プロセッサによって処理され、その結果は、ＵＡＲＴ７８’またはデジタルＩ／Ｏポート８２’を用いることによってホストコンピュータ４６に転送される。この実施形態において、プロセッサトランシーバ３０’のＵＡＲＴ７８’は、ホストプロセッサＵＡＲＴ１５０を介してホストプロセッサ４６とデータを交換するために用いられる。このデータ交換は、ディスプレイ５４上での表示のためにホストプロセッサ４６によってアクセスされる前に、デジタル信号プロセッサフロントエンド（ＤＳＰ）１５４によって予め処理される。示される実施形態において、オキシメータデータは、この方式で転送される。

圧力トランスデューサ１０８および１０８’ならびにＥＣＧリード１１０からの残りのデータは、デジタルＩ／Ｏポート８２’を介してホストプロセッサ４６に転送される。この実施形態において、デジタルＩ／Ｏポート８２’は、データ、クロックおよびチップ選択信号を３つのデジタル−アナログコンバータ（ＤＡＣ）１５８、１５８’および１５８’’（通常は１５８）に提供する。チップ選択は、いずれのＤＡＣ１５８がデジタルからアナログへの変換を行うかを選択するために、プロセッサトランシーバ３０’のデジタルＩ／Ｏポート８２’によって用いられる。ＤＡＣ１５８のそれぞれからの出力信号は、それぞれのスケーリング増幅器１６０、１６０’および１６０’’（通常は１６０）への入力信号である。増幅器１６０のそれぞれからのアナログ出力信号は、ホストプロセッサ４６と関連付けられたＡ／Ｄコンバータ１６８への入力信号である。従って、ＥＧＣおよび圧力信号は、デジタル形式からアナログ形式に変換され、そしてＤＳＰ１５４およびホストプロセッサ４６による処理のためのデジタル形式に戻る。処理された出力データは、ディスプレイ５４を駆動させるために用いられる。

プロセッサトランシーバ３０’からの全てのデータが、ホストシステム上のデジタルポートを介してホストプロセッサ４６に転送される別の実施形態が、考慮される（不図示）。別の好適な実施形態は、患者モニタリングサブシステム１０にＤＳＰチップを配置し、その結果として、ＤＳＰチップとプロセッサトランシーバ３０のプロセッサ部分とは、センサー４２センサーモジュール４２’からのデータで、臨床医表示サブシステム２０に低減された量のデータのみ、例えば低減された解像度グラフィカルディスプレイデータを送信する前に動作する。この様にして、より少ない帯域幅が送信において用いられ、臨床医表示サブシステム２０において、計算は、より少なく発生する。

動作において、患者モニタリングサブシステム１０は、最初に所定の周波数においてリスンモード（ｌｉｓｔｅｎ ｍｏｄｅ）にあるプロセッサトランシーバ３０を有する。臨床医表示サブシステム１０は、それ自体のプロセッサトランシーバ３０’を有し、該プロセッサトランシーバは、この所定の周波数上で、それが送受信を期待しているのがどの周波数であるかを放送する。ゼロ時間において、患者モニタリングサブシステム１０のプロセッサトランシーバ３０は、０チャネル上で受信モードにおいて動作し、応答を探す。臨床医表示サブシステム２０のプロセッサトランシーバ３０’から信号が検出されるまでは、プロセッサトランシーバ３０は、あらゆるチャネル上で決して送信を行わない。患者モニタリングサブシステム１０のプロセッサトランシーバ３０は、次いで臨床医表示サブシステム２０のプロセッサトランシーバ３０’によって期待されている送受信の周波数に、それ自体を切り替える。この時点で、臨床医のプロセッサトランシーバ３０’は、患者モニタリングサブシステム１０のプロセッサトランシーバ３０に、データを収集および送信するように命令する。患者モニタリングサブシステム１０のプロセッサトランシーバ３０からの各送信の後に、臨床医表示サブシステム２０のプロセッサトランシーバ３０’は、受信通知（ＡＣＫ）を発行する。患者モニタリングサブシステム１０のプロセッサトランシーバ３０が、ＡＣＫを受信し損なった場合には、リスンモードに戻り、臨床医表示サブシステム２０のプロセッサトランシーバ３０が、送信周波数を変更したかどうかを決定する。

動作をより詳細に見てみると、プロトコルは、患者用（ｏｎ−ｐａｔｉｅｎｔ）計測デバイスから単一の受信および送信デバイスへの生理学的データの、短距離（３０メートル未満）の高決定論的送信のために設計された、微量パワー２．４ＧＨｚプロトコルである。留意されるべきは、これは、患者モニタリングサブシステムから臨床医表示サブシステムへのデータの送信は、ポイントツーポイントであり、任意の追加的なネットワーキングが、ホストプロセッサ４６を介して行われるということである。他のＩＳＭバンドプロトコルとは異なり、このプロトコルは、ネットワーク内で動作するのではなく、ポイントツーポイントの構成において動作するように設計されている。上述のように、データを表示し、ホスト４６のために、ネットワーク送信が望まれる場合に１０ＢａｓｅＴネットワークまたは８０２．１１ネットワークなどの従来のネットワークへのブリッジを提供することは、臨床医表示サブシステム２０のプロセッサトランシーバ３０’の機能である。ネットワーク内で動作する必要性からプロトコルを理解することによって、より大きな頑強性および絶対的なタイミングの再現性が達成される。

プロトコルの特徴は、任意の数の患者モニタリングサブシステム１０および画定された動作環境内の７９台までの臨床医表示サブシステム２０の自動的な発見である。８０５１マイクロコントローラが埋め込まれたｎＲＦ２４Ｅ１ ２．４ＧＨｚトランシーバのチップは、１ＭＢのバーストを生成することによって、２０バイトまでのデータをパケットで送信する。チップは、改良されたデータの完全性のために１６ビットのＣＲＣを利用する。チップは、２．４ＧＨｚのＩＳＭバンド内に８０の離散的なチャネルを提供し、患者モニタリングサブシステム１０のプロセッサトランシーバ３０が最初に周波数中性となることを可能にし、あらゆる臨床医表示サブシステム２０のプロセッサトランシーバ３０’の周波数に適合する。この能力によって、患者は、１つのモニタリング環境から別のモニタリング環境へと移動し得、患者モニタリングサブシステム１０のプロセッサトランシーバ３０は、自動的に最も近い未使用の臨床医表示サブシステム２０にロックオンする。

例えば、手術室に入ることに先立って、患者の準備は、専用の部屋において行われ得、患者にセンサーおよび送信機を装着する。この部屋において、臨床医表示サブシステム２０が存在し得、このサブシステム２０は、特定の予め決められた周波数を送受信するように構成され得る。患者モニタリングサブシステム１０のプロセッサトランシーバ３０は、パワーアップ時に、所定の周波数（中性の周波数）を傾聴し、次いで臨床医表示サブシステム２０の実際の送信周波数を発見し、それを受信するために切り替わり得る。これは、任意の投薬が与えられる間に、臨床医がデータ信号の質を検証することを可能にする。患者は、次いで準備室を退室し、手術室に移動することよって、準備室の臨床医表示サブシステム２０との通信能力を失う。患者モニタリングサブシステム１０のプロセッサトランシーバ３０は、次いでその受信周波数を中性の周波数に再びリセットする。手術室において、別の臨床医表示サブシステム２０が存在し得る。ここで再び、患者モニタリングサブシステム１０のプロセッサトランシーバ３０は、この新たな臨床医表示サブシステム２０の送信周波数を発見し、この周波数を受信しデータを送信するように自体を設定し得る。

各臨床医表示サブシステム２０のプロセッサトランシーバ３０に１６ビットのアドレス割当てを含めること（７９チャネル掛ける６５，５３６に等しい）によって、所定の医療ゾーン内で動作し得るデバイスの数を、７９台から約５００万台に拡張することが可能である。そのような実施形態において、複数の臨床医表示サブシステム２０が、同一のチャネル上で動作し得るが、それらの１６ビットアドレスによって区別され得る。そのようなアプローチは、低データ速度を必要とする実装には妥当である。これは、アドレスの区別には、再送信に対する必要性を要求する特定数の無線パケット衝突が存在するという事実によるものである。さらに、トランシーバは、パケットを復号し、アドレスが割当てと整合しているかどうかを決定するための追加の時間を必要とする。正味の効果（ｎｅｔ ｅｆｆｅｃｔ）は、帯域幅における実行可能な削減である。

プロトコルとハードウェアの特徴の組み合わせは、極めて低いパワー消費をもたらし、送信時は約１３ｍＷのパワーの消費となる。トランシーバは、３ｍＳの実時間の遅延で、一方向に約１００Ｋボーのデータを送信し得、これは、６つの生理学的なパラメータに対して充分なものである。プロトコルは、落ちた場合には、各パケットに対して１度の再送信を可能にする。プロトコルはまた、信号の強さ、患者モニタリングサブシステム１０のプロセッサトランシーバ３０に関するシリアル番号およびバッテリー寿命についての情報を含む。プロトコルはまた、約５０キロボーの情報が、臨床医表示サブシステム２０から患者モニタリングサブシステム１０のプロセッサトランシーバ３０に戻されることを可能にする。

さらに詳細には、プロセッサトランシーバ３０および３０’は、４つの動作状態を有する。第１の状態であるＳｔａｔｅ＿０において、プロセッサトランシーバ３０は、中性の周波数に設定されており、該周波数は、患者モニタリングサブシステム１０のプロセッサトランシーバ３０が、臨床医表示サブシステム２０の存在を確認するために傾聴するものである。この時点での臨床医表示サブシステム２０のプロセッサトランシーバ３０’は、中性の周波数（０チャネル）において１０ｍＳ毎に低パワーＲＦ信号（ビーコンと呼ばれる）を放送しており、臨床医表示サブシステム２０のプロセッサトランシーバ３０’が、０から７９までのどのチャネルに割り当てられ、受信するかを示す。動作環境内の各臨床医表示サブシステム２０のプロセッサトランシーバ３０’は、固有のチャネルの割当てを有する。ビーコンの送信後に、臨床医のプロセッサトランシーバ３０’は、割り当てられたチャネルに切り替え、患者モニタリングサブシステム１０のプロセッサトランシーバ３０から応答を傾聴する。応答が受信されない場合には、臨床医のトランシーバ３０’は、再びビーコンを送信し、再び応答を傾聴する。これは、応答が見つかるまで継続する。全てのビーコンは、−２０ｄＢＭにおいて起こり、これは、カバレージエリアを約３メートルに限定するためである。

臨床医表示サブシステム２０のプロセッサトランシーバ３０’と患者モニタリングサブシステム１０のプロセッサトランシーバ３０とが送受信の周波数を確立すると、トランシーバ３０および３０’は、Ｓｔａｔｅ＿１に入る。この状態において、患者モニタリングサブシステム１０のプロセッサトランシーバ３０は、臨床医表示サブシステム２０のプロセッサトランシーバ３０’からのビーコンメッセージによって示された動作チャネルに切り替えら得る。患者モニタリングサブシステム１０のプロセッサトランシーバ３０は、「ＡＣＫ」、つまりは受信通知メッセージを送信する。臨床医のトランシーバ３０’は、患者モニタリングサブシステム１０のプロセッサトランシーバ３０に、「ＲＦＤ」、つまりは記述子に対する要求を送信する。患者モニタリングサブシステム１０のプロセッサトランシーバ３０は、別の「ＡＣＫ」を用いて応答する。この地点から、両方向におけるあらゆる受信メッセージは、「ＡＣＫ」を伴って応答される。

この地点において、トランシーバ３０および３０’は、Ｓｔａｔｅ＿２に入る。これは、システムの発見状態（ｄｉｓｃｏｖｅｒｙ ｓｔａｔｅ）である。患者モニタリングサブシステム１０のプロセッサトランシーバ３０は、ここで臨床医表示サブシステム２０のプロセッサトランシーバ３０’に、それ自体のことを告げる。各患者モニタリングサブシステム１０のプロセッサトランシーバ３０は、ハードコード化された固有の３２ビットのシリアル番号を読取り専用メモリに有し、患者モニタリングサブシステム１０のエンクロージャにも６つの１０進数字の値として表示される。患者モニタリングサブシステム１０のプロセッサトランシーバ３０は、ここでこのシリアル番号を臨床医表示サブシステム２０に表示のために送信し、臨床医のトランシーバ３０’から「ＡＣＫ」のメッセージを待つ。全ての通信は、ここで完全なＲＦパワー、すなわち０ｄＢＭで発生する。患者モニタリングサブシステム１０のプロセッサトランシーバ３０から受信した全てのメッセージは、「ＡＣＫ」のメッセージを用いて臨床医のトランシーバ３０’によって受信通知がなされる。この状態において、患者モニタリングサブシステム１０のプロセッサトランシーバ３０が、臨床医のトランシーバ３０’から何も「ＡＣＫ」のメッセージを受信しない場合には、該トランシーバ３０の以前のメッセージを３２回送信し、その後は、接触していた臨床医のトランシーバ３０’とはもはや通信していないとみなし、Ｓｔａｔｅ＿０に戻ることによって、別の臨床医のトランシーバ３０’を探す。

臨床医表示サブシステム２０が、互換性のある患者モニタリングサブシステム１０のプロセッサトランシーバ３０から応答を受信した場合には、臨床医表示サブシステム２０のプロセッサトランシーバは、「ＧＴＤ」、つまりはゴートゥデータ（ｇｏ−ｔｏ−ｄａｔａ）メッセージを送信し、患者モニタリングサブシステム１０のプロセッサトランシーバ３０は、「ＡＣＫ」を送り返す。全ての患者モニタリングサブシステム１０のプロセッサトランシーバ３０は、２色の、赤と緑のＬＥＤ１０４を含み、それが動作している状態を示す。赤は、臨床医のトランシーバ３０’との通信（「ノーロック」と呼ばれる）を示し、緑は、臨床医のトランシーバ３０’との通信（「ロック」と呼ばれる）を示す。この時点で、患者モニタリングサブシステム１０のプロセッサトランシーバ３０は、緑のＬＥＤを点灯させ、トランシーバ３０および３０’は、Ｓｔａｔｅ＿３に入る。患者データ送信が始まる。臨床医のトランシーバ３０’が、患者モニタリングサブシステム１０の送信中のプロセッサトランシーバ３０との通信を予期していない場合には、臨床医のトランシーバ３０’は、「ＤＮＣ」、つまりはデバイス互換性無し（ｄｅｖｉｃｅ−ｎｏｔ−ｃｏｍｐａｔｉｂｌｅ）メッセージを送信する。患者モニタリングサブシステム１０のプロセッサトランシーバ３０は、次いで「ＡＣＫ」を送信し、両方のデバイスは、Ｓｔａｔｅ＿０に戻る。患者モニタリングサブシステム１０のプロセッサトランシーバ３０は、「ＤＮＣ」を受信すると、Ｓｔａｔｅ＿０に入る前に１５秒間遅れることによって、別のローカルな患者モニタリングサブシステム１０が存在する場合には、それが臨床医のトランシーバ３０’にロックオンする機会を与える。

Ｓｔａｔｅ＿３において、継続的なデータ転送が行われる。基本的なサイクル時間は、３ｍＳであり、１９バイトまでのデータパケットが患者モニタリングサブシステム１０のプロセッサトランシーバ３０から臨床医のトランシーバ３０’に送信され、「ＡＣＫ」が臨床医のトランシーバ３０’から患者モニタリングサブシステム１０のプロセッサトランシーバ３０に送信される。この全ては、約１．２ｍＳを要し、パケット送信の５００ｕＳ内に何も「ＡＣＫ」が受信されない場合には、患者モニタリングサブシステム１０のプロセッサトランシーバ３０が、最後のパケットを再送信するには充分な時間が残っている。このデータ送信のシーケンスは、患者モニタリングサブシステム１０のプロセッサトランシーバ３０が「ＡＣＫ」を受信するまで繰り返され、システムは、１つの抜けたパケットの再送信を可能にする。送信される信号の実時間の性質、およびシステムは決定的でなくてはならないという事実のために、抜けたパケットの再送信の後に再送信されたパケットも失われた場合には、システムは、次のデータ地点まで進まなくてはならない。臨床医のモニタリングにおいて、失われたデータ地点は、補間される。たいていの場合においては、連続した２つまたは３つの失われたデータ地点では、信号を処理する能力に影響を及ぼすことはない。臨床医の表示トランシーバ３０が、「ＡＣＫ」を受信することなく５秒を上回る場合には、Ｓｔａｔｅ＿０に戻る。

図４を参照すると、手術室に適している患者用（ｏｎ−ｐａｔｉｅｎｔ）モニタリングに対するデータ構造が、示されており、ここでは４つのパラメータが送信され、３ｍＳのサンプリング期間における１つの１２ビットのＥＣＧベクトル、２５ｍＳのサンプリングレートにおける２〜１２ビットの侵襲的圧力信号、およびＮｅｌｌｃｏｒ ＭＰ−１００モジュールからのデジタルストリームである。

示されたプロトコルとともに、追加的なモジュールおよびセンサーが、臨床医のニーズに応えるために加えられ得る。

示された実施形態は、例示的であり、本発明の精神から逸脱することなく、修正および変更がなされ得ることが、当業者には認識される。本発明は、添付の特許請求の範囲の範囲によってのみ限定されることが意図される。

図１は、本発明の患者モニタリングサブシステムの実施形態の概略ブロック図である。 図２は、本発明の患者モニタリングサブシステムの実施形態のブロック図である。 図２ａは、リードとリード選択マルチプレクサとの間の接続の実施形態の模式的なブロック図である。 図３は、本発明の臨床医表示サブシステムの実施形態のブロック図である。 図４は、本発明のプロトコルの実施形態に従った、データ構造送信データの実施形態である。 図４は、本発明のプロトコルの実施形態に従った、データ構造送信データの実施形態である。

Claims (17)

1. 無線患者モニタリングシステムであって、該システムは、
   第１の患者モニタリングサブシステムと、
   プロセッサトランシーバを備えている第１の臨床医表示サブシステムと
   を備えており、
   該第１の患者モニタリングサブシステムは、
   複数のセンサーおよびセンサーモジュールと、
   該複数のセンサーおよびセンサーモジュールと通信するプロセッサトランシーバと
   を備えており、
   該第１の臨床医表示サブシステムの該プロセッサトランシーバは、第１の予め決められた周波数で、該第１の臨床医表示サブシステムの該プロセッサトランシーバが、該第１の患者モニタリングサブシステムの該プロセッサトランシーバと通信するために用いる周波数を放送し、
   該第１の患者モニタリングサブシステムの該プロセッサトランシーバは、該第１の臨床医表示サブシステムの該プロセッサトランシーバが、該第１の患者モニタリングサブシステムの該プロセッサトランシーバと通信するために用いる周波数でデータを送受信し、
   該第１の臨床医表示サブシステムの該プロセッサトランシーバが、該第１の患者モニタリングサブシステムの該プロセッサトランシーバと通信するために用いた周波数で、通信が中断された場合に、該第１の臨床医表示サブシステムおよび該第１の患者モニタリングサブシステムの両方は、該第１の予め決められた周波数に戻ることにより、通信を再確立する、無線患者モニタリングシステム。
2. 前記通信は、病院内の患者の移動が原因で失われる、請求項１に記載の無線システム。
3. プロセッサトランシーバを備えている第２の臨床医表示サブシステムをさらに備え、該第１の患者モニタリングサブシステムの該プロセッサトランシーバは、前記第１の臨床医表示サブシステムの前記プロセッサトランシーバとの通信が失われたときには、該第２の臨床医表示サブシステムの該プロセッサトランシーバとの通信を確立する、請求項２に記載の無線システム。
4. プロセッサトランシーバを備えている第１の臨床医表示サブシステムを有する無線患者モニタリングシステムのための患者モニタリングサブシステムであって、該患者モニタリングサブシステムは、
   複数のセンサーおよびセンサーモジュールと、
   該複数のセンサーおよびセンサーモジュールと通信するプロセッサトランシーバと
   を備えており、
   該第１の臨床医表示サブシステムは、第１の予め決められた周波数で、該第１の臨床医表示サブシステムの該プロセッサトランシーバが、該患者モニタリングサブシステムの該プロセッサトランシーバと通信するために用いる周波数を放送し、
   該患者モニタリングサブシステムの該プロセッサトランシーバは、該第１の臨床医表示サブシステムの該プロセッサトランシーバが、該患者モニタリングサブシステムの該プロセッサトランシーバと通信するために用いる周波数でデータを送受信し、
   該第１の臨床医表示サブシステムの該プロセッサトランシーバが、該患者モニタリングサブシステムの該プロセッサトランシーバと通信するために用いた周波数で、通信が中断された場合に、該第１の臨床医表示サブシステムおよび該患者モニタリングサブシステムの両方は、該第１の予め決められた周波数に戻ることにより、通信を再確立する、患者モニタリングサブシステム。
5. 前記通信は、病院内の患者の移動が原因で失われる、請求項４に記載の無線システム。
6. プロセッサトランシーバを備えている第２の臨床医表示サブシステムをさらに備え、前記患者モニタリングサブシステムの前記プロセッサトランシーバは、前記第１の臨床医表示サブシステムの前記プロセッサトランシーバとの通信が失われたときには、該第２の臨床医表示サブシステムの該プロセッサトランシーバとの通信を確立する、請求項４に記載の無線システム。
7. プロセッサトランシーバを備えている第１の患者モニタリングサブシステムを備えている無線患者モニタリングシステムのための臨床医表示サブシステムであって、該臨床医表示サブシステムは、
   プロセッサトランシーバを備えており、
   該臨床医表示サブシステムの該プロセッサトランシーバは、第１の予め決められた周波数で、該臨床医表示サブシステムの該プロセッサトランシーバが、該第１の患者モニタリングサブシステムの該プロセッサトランシーバと通信するために用いる周波数を放送し、
   該第１の患者モニタリングサブシステムの該プロセッサトランシーバは、該臨床医表示サブシステムの該プロセッサトランシーバが、該第１の患者モニタリングサブシステムの該プロセッサトランシーバと通信するために用いる周波数でデータを送受信し、
   該臨床医表示サブシステムの該プロセッサトランシーバが、該第１の患者モニタリングサブシステムの該プロセッサトランシーバと通信するために用いた周波数で、通信が中断された場合に、該臨床医表示サブシステムおよび該第１の患者モニタリングサブシステムの両方は、該第１の予め決められた周波数に戻ることにより、通信を再確立する、臨床医表示サブシステム。
8. 前記通信は、病院内の患者の移動が原因で失われる、請求項７に記載の無線システム。
9. 前記第１の患者モニタリングサブシステムの前記プロセッサトランシーバは、前記臨床医表示サブシステムの前記プロセッサトランシーバとの通信が失われたときには、別の臨床医表示サブシステムのプロセッサトランシーバとの通信を確立する、請求項７に記載の無線システム。
10. 複数のセンサーおよびセンサーモジュールと該複数のセンサーおよびセンサーモジュールと通信するプロセッサトランシーバとを備えている第１の患者モニタリングサブシステムと、第１の臨床医表示サブシステムと、を備え、該第１の臨床医表示サブシステムは、プロセッサトランシーバを備えている、無線患者モニタリングシステムにおける通信の方法であって、該方法は、
    第１の予め決められた周波数で該第１の臨床医表示サブシステムの該プロセッサトランシーバによって、該第１の臨床医表示システムの該プロセッサトランシーバが、該第１の患者モニタリングサブシステムの該プロセッサトランシーバと通信するために用いられる周波数を放送する、ステップと、
    該第１の患者モニタリングサブシステムの該プロセッサトランシーバによって、該第１の臨床医表示サブシステムの該プロセッサトランシーバが、該第１の患者モニタリングサブシステムの該プロセッサトランシーバと通信するために用いる周波数でデータを送受信するステップと
    を包含し、
    該第１の臨床医表示サブシステムの該プロセッサトランシーバが、該第１の患者モニタリングサブシステムの該プロセッサトランシーバと通信するために用いた周波数で、通信が中断された場合に、該第１の臨床医表示サブシステムおよび該第１の患者モニタリングサブシステムの両方は、該第１の予め決められた周波数に戻ることにより、通信を再確立する、方法。
11. 前記第１の臨床医表示サブシステムの前記プロセッサトランシーバとの通信が失われたときに、前記第１の患者モニタリングサブシステムの前記プロセッサトランシーバによって、第２の臨床医表示サブシステムのプロセッサトランシーバとの通信を確立するステップをさらに包含する、請求項１０に記載の方法。
12. 前記複数のセンサーおよびセンサーモジュールは、ＥＣＧモニターおよびオキシメータを含む、請求項１に記載の無線患者モニタリングシステム。
13. 前記ＥＣＧモニターは複数のリードを含み、該複数のリードは臨床医によって選択可能である、請求項１２に記載の無線患者モニタリングシステム。
14. 前記ＥＣＧモニターは、スイッチマルチプレクサと通信する単一終端増幅器と通信する差動増幅器を含む、請求項１３に記載の無線患者モニタリングシステム。
15. 前記プロセッサトランシーバと通信するデジタル信号プロセッサをさらに含み、該デジタル信号プロセッサは、前記複数のセンサーおよびセンサーモジュールからの信号を処理し、該プロセッサトランシーバは、処理されたセンサーおよびセンサーモジュールのデータを送信する、請求項４に記載の患者モニタリングサブシステム。
16. 前記第１の臨床医表示サブシステムは、表示機能を実行する、請求項１５に記載の患者モニタリングサブシステム。
17. 前記第１の臨床医表示サブシステムの前記プロセッサトランシーバとの前記通信は、該第１の臨床医表示サブシステムからＡＣＫが受信されない場合に、前記第１の患者モニタリングサブシステムの該プロセッサトランシーバによって失われたとして判断される、請求項１０に記載の方法。

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