JP5873476B2 - 異種ネットワークを介した患者のモニタリング - Google Patents
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Description
以下のことは、医療技術、通信技術及び関連する技術に関する。特に、病院、緊急医療センター、家庭、養護施設、介護施設、救急医療搬送車両及びシステム等において基盤となるネットワークを介した医療モニタリングシステム、医療警報システム等における通信を改善することに応用される。
現在、患者モニタリングシステムは、１つ以上の患者モニタリング装置（ＰＭＤ）、患者情報表示及び記憶システム、並びに補助的な患者情報表示システムを含んでいる。前記ＰＭＤにより患者から集められた生理学的データは、患者の生理学的データが表示される患者情報表示システムに、又は患者の生理学的データを記憶する患者データ記憶システムに送信される。この患者の生理学的データは、補助的な患者情報表示システムでも見られる。例えば、看護師は、他の患者のベッド脇のモニタ、中央モニタリング局、ＰＤＡ等で患者の生理学的データを見ることができる。ＰＭＤから患者情報表示及び記憶システムに、又は患者情報表示及び記憶システムから補助的な患者情報表示システムへのデータ送信は、イーサーネット（登録商標）、IEEE802.11及び他のＩＰセントリック（IP centric）アクセスネットワーク（GPRS(General Packet Radio Service)、CDMA2000、ワイヤレスLAN、モバイルWIMAX）のようなローカルエリアネットワークを横断する。
問題は、２つ以上のネットワークがＰＭＤ、患者情報表示及び記憶システム並びに補助的な患者情報表示システムの間に通信を提供するのに役立つ場合に存在する。これら利用可能なネットワークの何れかを使用してデータを送信することが望ましい。例えば、様々なＰＭＤ及びシステムは、移動可能であり、別々のネットワークが別々のエリアにおいて受信地域(coverage)を提供するとき、多重ネットワークを使用するのが有利である。しかしながら、別のネットワークに接続することは通例、ＰＭＤ、患者情報表示及び記憶システム又は補助的な患者情報表示システムに新しいＩＰアドレスを割り当てることになる。新しいＩＰアドレスは、同一ネットワーク上において早々に接続から外れたため、ネットワーク接続が再確立される場合にも割り当てられることがある。
異なるＩＰアドレスをＰＭＤ又は補助的な患者情報表示システムに再割り当てすることは、基盤となる通信セッションの中断により、患者情報表示及び記憶システムに／から送信されるデータの不連続をもたらす。さらに重要なことに、この不連続は、臨床医が適切なタイミングで実施するための患者の悪い健康状態を発見できないことをもたらす。移動可能なＰＭＤ又は補助的な情報表示システムがファイアウォールの内側に移ったとき、別の問題が生じる。一般にファイアウォールは、ＰＭＤ又は補助的な情報表示システムに割り当てられたＩＰアドレス及びポート番号を変更することができるＮＡＴ(Network address translator)を持っている。ＩＰアドレス又はポート番号における結果生じる不明確さはしばしば、他の通信相手とのセッションの確立を失敗することになる。接続の確立の失敗は、患者データ表示及び記憶システムに／から送信されるデータの不連続につながる。
別々のネットワークが別々の帯域幅、遅延、最大のサポートパケットサイズ、ビット誤り率又は電力消費特性を持つとき、別の問題が存在する。一般に、より高い帯域幅又はデータ速度を持つネットワークに対しては、多くのバイトを持つパケットを送信することが利点であるが、それほど多くはないが、電力消費を節約することが利点である。より高いビット誤り率を持つネットワークに対しては、より小さなパケットをより小さなパケット間到着率(inter-packet arrival rate)で送信することがより有利である。反対に、低いビット誤り率を持つネットワークに対しては、より大きなパケットをより大きなパケット間到着率で送信することがより有利である。故に、所与のネットワークに対しては、所与のネットワーク特性に最適なパケットサイズ及びパケット間発生遅延(inter-packet-generation-delay)がある。
医療データにとって、あるワイヤレスアクセスポイントから他のワイヤレスアクセスポイントへのハンドオフ(handoff)中にデータを失わないことが重要である。これは特に、これらアクセスポイントが異なる通信特性で働いているとき問題がある。
本出願は、上述した問題及びその他を克服する、新しい及び改良された患者モニタリングシステム及び方法を提供する。
ある態様によれば、生理学的データを送信するための方法が提供される。マルチモードの患者モニタリング装置と複数のインターネットプロトコル（ＩＰ）ネットワークとの間に通信リンクが確立される。生理学的データは前記患者モニタリング装置により集められる。これらの集めた生理学的データからデータパケットが生成される。生成されたデータパケットは重複される。重複データパケットは、前記複数のネットワークを介して送信される。送信された重複データパケットは受信され、これら重複データパケットから末端のアプリケーションに単一のデータセットが転送される。
他の態様によれば、患者モニタが提供される。少なくとも１つのモニタリング装置は患者に関する患者データを集める。パケット生成器は、患者から集めた患者データからデータパケットを生成する。通信ユニットは、インターネットプロトコル（ＩＰ）ネットワークを介してデータパケットを送信し、この通信ユニットは、第１のワイヤレスネットワークを用いてデータパケットを送信する第１の送信機、及び第２のワイヤレスネットワークを用いてデータパケットを送信する第２の送信機を含む。
ある利点は、既存のワイヤレス及び有線のインフラ(infrastructure)を用いた生理学的データの安定した配送にある。
他の利点は、既存のワイヤレスのインフラを用いた生理学的データの配送における、最適な電力消費、ネットワークの利用及びサービスの質(QoS)にある。
以下の詳細な説明を読み、理解すると、当業者に本発明のさらに他の利点が分かるだろう。
本発明は、様々な構成要素及び構成要素の配列、並びに様々なステップ及びステップの配列の形式をとってもよい。図面は単に好ましい実施例を説明するためだけであり、本発明を限定すると考えるべきではない。
図１を参照すると、患者の生理学的パラメタを測定し、その患者を示す生理学的データを生成する様々な医療モニタリング装置又はセンサ１０により、患者（図示せず）がモニタリングされている。これら医療モニタリング装置（ＭＭＤ）１０は、心電図（ＥＣＧ）電極を備えるＥＣＧ器具、及び例えば血圧、血液酸素化(Sp02)、脈拍又は１つ以上の他の生理学的パラメタをモニタリングするように構成される手首用の医療モニタを含む。他の医療モニタリング装置１０は患者と関連付けられることができ、上述した医療モニタリング装置１０の全てが如何なる所与の時間に患者と関連付けられているわけではない。当然のことながら、２つの医療モニタリング装置１０しか描かれていないが、それより多くの医療モニタリング装置が考えられる。本明細書では、医療モニタリング装置は患者の健康を示すデータ源を表し、例えば脈拍、血中酸素、ＥＣＧ及び他の生命兆候等をモニタリングする装置である。医療モニタリング装置１０から信号を受信し、このような信号に信号処理を任意に行うための電子機器は、多機能の患者モニタリング装置（ＰＭＤ）１２として説明される実施例において具体化されるか、又は１つ以上の医療モニタリング装置１０等と共に置かれるオンボード電子機器として部分的に若しくは全体的に具体化される。同様に当然のことながら、医療モニタリング装置１０及びＰＭＤ１２が単一の装置内にまとめられることもできる。例えばＰＭＤ１２は、患者と共に移動するモニタ、例えば歩行可能な患者が着用するモニタリングシステム等の送信器である。
医療モニタリング装置１０は、測定した又は他の生理学的データをＰＭＤ１２に伝える。ＰＭＤ１２は、医療モニタリング装置１０により測定される生理学的データのための収集点として働き、このデータのための一時的な記憶装置を提供する。集められた生理学的データは同時にＰＭＤ１２にある制御器１４に送信される。このＰＭＤ１２は、病院ネットワーク１８を介して患者の生理学的データが表示及び記憶されている患者情報サーバ２０に前記生理学的データをワイヤレスで送信するための通信ユニット１６も含んでいる。患者の生理学的データが病院ネットワーク１８を介して移動式の患者情報表示システム２２に送信されることもできる。例えば、看護師は、患者のベッド脇のモニタ、別の患者のベッド脇のモニタ、中央モニタリング局、ＰＤＡ等で患者の生理学的データを見てもよい。当然のことながら、３つの移動式の患者情報ディスプレイ２２しか描かれていないが、それより多くの移動式の患者情報ディスプレイが考えられる。
通信ユニット１６は、病院ネットワーク１８を介して送信される患者の生理学的データからデータパケットを生成するパケット生成器２４を含む。前記通信ユニットは、第１の送信機２６及び第２の送信機２８を制御し、制御器１４により受信される生理学的データをデータパケットの形式で、多重ワイヤレスネットワーク又はワイヤレス通信インタフェース上で病院ネットワーク１８を介して患者情報サーバ２０及び移動式の患者情報ディスプレイ２２に送信する。第１の送信機２６は、データパケットを第１のワイヤレス通信インタフェース３０を介して病院ネットワーク１８に送信し、第２の送信機２８はデータパケットを第２のワイヤレス通信インタフェース３２を介して病院ネットワーク１８に送信する。これらワイヤレス通信インタフェースは、別々のＩＰセントリックアクセスネットワーク、例えばIMS(IP Multimedia Subsystem)、GPRS、UMTS、CDMA2000、IS-95、GSM、CDMA、CDMA x1、CDMA 1X EV-DO、WiMAX、IEEE 802.11、IEEE 802.15、IEEE 802.16、IEEE 802.21、Wi-Fi、UMTS over W-CDMA、UMTS over TDD、CDMA 3X EV-DO、HSPA D、HSPA U、EDGE、Bleutooth、Zigbee、UWB、LTE、Wi-Bree等を含んでもよい。当然のことながら、２つの送信機２６、２８及び２つのワイヤレス通信インタフェース３０、３２しか描かれてないが、それより多くの送信機及びワイヤレス通信インタフェースが考えられる。
通信ユニット１６は、パケット分割ユニット（スプリッタ）３４及びパケット重複ユニット（DUPGEN）３６も含んでいる。ある実施例において、パケット重複ユニット３６は、パケット生成器２４により作られるデータパケットの重複を作り、通信ユニット１６は、前記第１の送信機２６及び第２の送信機２８を制御して、重複データパケットを多重ワイヤレス通信インタフェース上で病院ネットワーク１８を介して患者情報サーバ２０及び移動式の患者情報ディスプレイ２２に送信する。他の実施例において、スプリッタ３４は、データパケットを各々の通信インタフェースに最も適したパケットサイズにリサイズすることにより、パケット重複ユニット３６により作られた重複データパケットを変更する。各々の通信インタフェースに最も適したパケットサイズ及びパケット間到着遅延の決定は、とりわけ各インタフェースの電力消費特性、帯域幅及びビット誤り率、アプリケーション遅延要件並びにインタフェースの最大転送ユニット（ＭＴＵ）サイズに依存している。変更した重複データパケットは次いで、多重ワイヤレス通信インタフェースを用いて前記第１の送信機２６及び第２の送信機２８により、病院ネットワーク１８を介して、患者情報サーバ２０及び移動式の患者情報ディスプレイ２２に送信される。
病院ネットワーク１８から、有線又はワイヤレス通信インタフェースを介して患者情報サーバ２０及び移動式の患者情報ディスプレイ２２にデータパケットが送信される。患者情報サーバ２０及び移動式の患者情報ディスプレイ２２は各々、病院ネットワーク１８から前記送信したデータパケットを受信するための受信ユニット３８を含んでいる。この受信ユニット３８は、パケットマージユニット(Merger)４０及び重複検出ユニット(DUPDET)４２を含んでいる。ある実施例において、マージャ４０は、スプリッタ３４により生成される変更したデータパケットを一緒に合成（マージ）し、スプリッタ３４に入ったデータパケットを正確に示す単一のデータストリームにする。重複検出ユニット４２は、多重ワイヤレス通信インタフェース３０、３２を介して送信された重複データパケットを受信し、このデータパケットの１つのコピーだけを端末のアプリケーション、例えば情報ディスプレイ又は記憶装置に転送する。他の実施例において重複検出ユニット４２は、マージャ４０から前記合成した重複データパケットを受信し、このデータパケットの１つのコピーだけを端末のアプリケーションに転送する。
これらデータパケットは、ワイヤレス通信インタフェースとワイヤレスアクセスポイント（ＷＡＰ）４８との間にあるワイヤレス通信リンク４６を介して病院ネットワーク１８に伝達される。この通信リンク４６は例えば、一般にここでは802.11-QoSプロトコルと表記される、サービスの品質(QoS)の拡張子を含むIEEE 802.11プロトコルを用いる。幾つかの実施例において、802.11-QoSプロトコルは、IEEE 802.11e規格に適合している。幾つかの実施例において、802.11-QoSプロトコルは、IEEE 802.11 EDCA規格に適合し、ここで頭字語"EDCA"は、"Enhanced Distributed Channel Access"を表している。802.11-QoSプロトコルはさらに、標準的なIEEE 802.11eプロトコルのサブセット（すなわち幾つかの特徴は実行されない）を用いる、若しくは標準的なIEEE 802.11eプロトコルの上位セット(superset)（追加の特徴が加えられる）を用いる、又はIEEE 802.11eに基づく変更したプロトコルを用いるが、幾つかの特徴は前記規格に加えられ、幾つかの標準的な特徴は実施されない。当然のことながら、通信リンク４６は例示的な説明であること、一般に、802.11-QoSプロトコルに適合している通信システムは、幾つかの、数ダースの又はそれより多くの上記通信リンクに対応している。同様に、単一のＷＡＰ４８が描かれているが、一般に、802.11-QoSプロトコルに適合している通信システムは、この通信システムに所望のサービスエリアを提供するために、病院又は他の医療施設を介して分配される１、２、３、４、１０、１２又はそれよりも多くのワイヤレスアクセスポイントを含んでもよい。好ましい実施例において、ワイヤレス通信インタフェースは、同じＷＡＰ４８と通信する、又は別々のワイヤレスプロトコルを介して別々のワイヤレス通信インタフェースにおいて異なるＷＡＰ４８'と通信してもよい。
図２に説明されるように、送信側５０は、患者情報サーバ２０及び移動式の患者情報ディスプレイ２２にもデータパケットを送信する。ネットワークのハンドオーバー(handover)中、ＰＭＤ１２は、データパケットを送信側５０に送信する。送信元５０の受信ユニット５２は、マージャ４０及び重複検出ユニット４２を含んでいる。マージャ４０は、前記変更したデータパケットを一緒に合成し、このデータパケットを正確に表す単一のデータストリームにする。重複検出ユニット４２は、多重ワイヤレス通信インタフェースを介して送信された重複データパケットを受信し、このデータパケットの１つのコピーだけを送信機ユニット５４に転送する。他の実施例において、重複検出ユニット４２は、マージャ４０から前記マージした重複データパケットを受信し、このデータパケットの１つのコピーだけを送信機ユニット５４に転送する。送信機ユニット５４は、スプリッタ３４及びパケット重複ユニット３６を含む。このパケット重複ユニット３６は、データパケットの重複を作り、この重複データパケットを、移動式の患者情報表示サーバ及び患者情報サーバにおいて、多重ワイヤレス又は有線通信インタフェース上で病院ネットワーク１８を介して患者情報サーバ２０及び移動式の患者情報ディスプレイ２２に送信する。ある実施例において、スプリッタ３４は、パケット重複ユニット３６により作られた重複データパケットを、各々の通信インタフェースに最も適したパケットサイズに変更する。ＰＤＭ１２、送信側５０、患者情報サーバ２０及び移動式の患者情報ディスプレイ２２の間の通信リンクは、例えばＳＩＰのような工業標準プロトコルを用いて作られることができる。ある実施例において、送信側５０は、ＳＩＰプロトコルを用いて、ＰＭＤ１２、患者情報サーバ２０及び移動式の患者情報ディスプレイ２２との接続を確立する。他の実施例において、送信側５０は、Ｈ．３２３プロトコルを用いて、ＰＭＤ１２、患者情報サーバ２０及び移動式の患者情報ディスプレイ２２との接続を確立する。これら接続は、単一方向（送信若しくは受信のみ）又は送受信とすることができる。ある実施例において、送信側５０はＲＴＰ(IETF RFC 3550)プロトコルを用いてリアルタイムのデータを送信することができる。
本出願の様々な実施例及び図面に説明されるＰＭＤ１２、送信側５０、ＷＡＰ４８、病院ＩＰネットワーク１８、患者情報サーバ２０及び移動式の患者情報表示システム２２は、ここに説明される様々な機能、行為、ステップ、方法等を行うためのコンピュータ実施可能な命令を記憶するメモリ又はコンピュータ読取可能媒体（図示せず）、並びに前記命令を実施する１つ以上の処理器（図示せず）を含む。前記メモリは、制御プログラムが記憶されるコンピュータ読取可能媒体、例えばディスク、ハードドライブ等でもよい。コンピュータ読取可能媒体の一般的な形式は、例えばフロッピーディスク（登録商標）、フレキシブルディスク、ハードディスク、磁気テープ若しくは他の何れかの磁気記憶媒体、CD-ROM、DVD若しくは他の何れかの光学媒体、RAM、ROM、PROM、FLASH-EPROM、それらの変異型、他のメモリチップ若しくはカートリッジ、又は処理器が読み取る及び実行することができる他の何れかの有形媒体を含む。この文脈において、ここに説明されるシステムは、１つ以上の汎用目的のコンピュータ、特殊目的のコンピュータ、プログラムされたマイクロプロセッサ若しくはマイクロコントローラ、周辺用集積回路要素、ＡＳＩＣ若しくは他の集積回路、デジタル信号処理器、有線の電子機器若しくは論理回路、例えば離散要素回路、プログラム可能な論理装置、例えばPLD、PLA、FPGA、GPU(Graphical card CPU)又はPAL等で実施されてもよい。
図３を参照すると、パケット重複ユニット３６の動作図が説明される。データパケットは、このパケット重複ユニット３６で受信される。パケット重複ユニット３６は、パケット生成器２４により生成される到着データパケットを重複し、これら重複データパケットの１つのコピーを接続するワイヤレス又は有線通信インタフェースの各々に転送する。これら重複データパケットは次いで、様々なワイヤレス又は有線通信インタフェースを介して送信される。他の実施例において、重複パケットはさらに、これらパケットを前記様々な通信インタフェースの各々に最も適したパケットサイズにリサイズするようにスプリッタ３４により変更され、次いで前記様々なインタフェースを介して送信される。図４を参照すると、重複検出ユニット４２の図が説明される。重複データパケットは様々な通信インタフェースを介して重複検出ユニット４２で受信される。この重複検出ユニット４２は、前記到着する重複データパケットを検出し、受信したパケットの何れかの１つのコピーを端末のアプリケーションに転送する。他の実施例において、受信したデータパケットはマージャ４０で受信され、このマージャ４０は、変更したデータパケットを一緒に合成し、重複検出ユニット４２で受信される前のデータパケットを正確に表す単一のデータストリームにする。
重複及び結合がアプリケーション層で起こるので、シームレスなハンドオーバーをサポートするための基盤となるワイヤレス又は有線ネットワークからのサポートは必要ない。これら基盤となるネットワークは、特定のデータストリームが他のネットワークに移行している又は移行する特定の装置に属することを認識しておく必要はない。これらネットワークは、これらネットワークを横断するシームレスなハンドオーバーをサポートするために、同じ型のネットワーク内の接続をサポートするのに必要な機能を超える追加の機能を持つ必要はない。
ある実施例において、同じサイズの重複データパケットは、多重インタフェースを介して同時に送信される。他の実施例において、より高い帯域幅又はデータ速度を持つネットワークは、多数のバイトを持つパケットを送信し、それほど多くないが、電力消費を節約する。これは、小さい又は大きいパケットを送信するためのオーバーヘッドが同じままであり、故に大きなパケットを送信するとき、効率は増大するという事実による。対照的に、狭い帯域幅を持つネットワークにとって、最大のパケットサイズはネットワークのプロトコルにより制限される、また反対に、大きなパケットサイズは、許容できないほど長い遅延を生じさせる。従って一般的に、所与のアプリケーションにとって、所与のネットワーク特性に最適なパケットサイズ及びパケット間発生遅延が存在する。他の実施例において、より高いビット誤り率を持つネットワークは、より小さなパケットをより小さなパケット間到着率で送信する。反対に、確かに、低いビット誤り率を持つネットワークにおいて、より大きなパケットをより大きなパケット間到着率で送信することが有利である。これはパケットが大きくなるに連れて、パケットが損なわれる可能性も大きくなると言う事実による。故に、より小さなパケットサイズは、ビット誤り率の可能性が高いネットワークにとって、訂正不可能なパケット誤りの可能性を減少させるのに望ましい。
図５及び図６を参照すると、スプリッタ３４の図が説明される。このスプリッタ３４は、各々の通信インタフェースに最も適したパケットサイズを持つパケットを作り出す。各々の通信インタフェースに最も適したパケットサイズ及びパケット間到着遅延の決定は、とりわけ各々のインタフェースの電力消費特性、帯域幅及びビット誤り率、アプリケーション遅延要件並びにインタフェースの最大転送ユニット（ＭＴＵ）サイズに依存している。スプリッタ３４は、集約(aggregation)と呼ばれる処理においてデータパケットを１つにまとめ、ネットワークにより送信されるより大きなパケットにすることにより、これらデータパケットを変更する。スプリッタ３４は、分割(fragmentation)と呼ばれる処理においてデータパケットを分割し、より小さなパケットにすることによりこれらデータパケットを変更してもよい。図５に示される１つの実施例において、スプリッタ３４は３つのネットワークインタフェースを持ち、それらの各々は、前記最も適したネットワークパケットのサイズ及びパケット間到着時間を持つアプリケーションフローを送信する。ある実施例において、パケットサイズは、固定の整数バイト数である。他の実施例において、パケットサイズは、最小バイト数から最大バイト数までの範囲に規定される。前記範囲内にあるインタフェース固有のパケットサイズ又は最大のパケットサイズがアプリケーションのパケットサイズよりも大きい場合、このとき多重アプリケーションのパケットが集約され、ネットワークにより送られる単一のパケットとなる。他の実施例において、インタフェース固有のスプリッタは、インタフェースの仕様、既定のパケットサイズの範囲及び整数のアプリケーションパケットを結合することによるパケット間到着時間範囲を満たすために、アプリケーションパケットを集約する。他の実施例において、スプリッタ３４は、１つ以上のアプリケーションパケットを又はそれらの一部を集約し、インタフェース固有のパケットにする、すなわち集約したパケットは、完全なパケットとパケットの断片とを有する。この集約処理は、最大の許可されるアプリケーションの送信遅延が違反されないことを保証する必要である。
マージャ４０を用いて異なるデータフローを結合することが可能であるために、アプリケーションのペイロードにアプリケーションのヘッダが加えられる。ヘッダは、例えばタイムスタンプがペイロードの最初のバイトをサンプリングする瞬間を反映しているＲＴＰにおいて、ペイロードがカバーしている時間を規定するタイムスタンプを含む。ある実施例において、インタフェースにより送信される第１の集約パケットのタイムスタンプは、アプリケーションのパケットが到着した時間である。パケットが分割されている場合、後続するパケットのタイムスタンプは以下の通り、
と計算される。ここでＴＳ（ｎ）は、ｎ番目の分割のタイムスタンプ、Ｐ（ｎ）は、ｎ番目の分割のサイズ（バイト）、Ｓはサンプルサイズ（バイト）及びＲはサンプリングレート（Ｈｚ）である。集約パケットにとって、タイムスタンプは、送信バッファ(tx-buffer)における第１のアプリケーションのパケットのタイムスタンプである。送信バッファが一杯(full)であるため集約パケットが送信される場合、次の集約パケットのタイムスタンプは以下の通り、
と計算される。ここでＴＳ（Ｓ）は、次の集約パケットのタイムスタンプ、ＴＳ（ｌ）は、送信バッファにある最後のアプリケーションパケットのタイムスタンプ、Ｐｆｒａｇ（ｌ）は、送信バッファにある最後のアプリケーションの断片のサイズ、Ｓはサンプルサイズ（バイト）及びＲはサンプリングレート（Ｈｚ）である。図６に示される他の実施例において、ローカルアプリケーションから到着するパケットは、３つのフローに分割され、同じ通信インタフェースにより送信される。所望のインタフェース固有のパケットサイズ又はパケットサイズの範囲の最大がアプリケーションのパケットサイズよりも小さい場合、アプリケーションのパケットは、ネットワークにより送られる２つ以上のパケットに分割される。タイムスタンプ及びパケットサイズを備えるヘッダは、各々のアプリケーション層の断片の初めに加えられる。
図７から図９を参照すると、マージャ４０の図が説明される。図７に示される１つの実施例において、マージャ４０は、３つの通信インタフェースを有し、これらの各々は１つのデータフローを受信する。図８に示される１つの実施例において、マージャ４０は、その後マージされ、端末のアプリケーションに送られる３つのデータフローを受信する。図９に示されるように、マージ処理は、各々が異なるパケットサイズを使用する、異なるパケットフローを通り受信されるデータを組み合わせて、送信機側で生成される元々のデータフローの可能な最も完全な表現にしようとする。説明を目的として、図９に示されるような、ある時間にわたり３つのフローを介して受信したアプリケーションデータを考えてみる。３つのフロー、つまり１）フローＡ、２）フローＢ及び３）フローＣが図に示される。フローの各々は、異なるブロック長により図に表される異なるパケットサイズ、及びブロック間の異なる間隙サイズで図に表される異なるパケット誤り率を有する。各フローは異なるワイヤレスリンク技術により横断するので、各フローは、図には描かれていない異なる伝送遅延及びジッタも有することに注意されたい。図９も３つの例示的な時間間隔Ａ、Ｂ及びＣを示す。時間間隔Ａの間、３つのフロー全てからデータが受信され、時間間隔Ｂの間、データは受信されず、時間間隔Ｃの間、フローＣだけからデータを受信する。受信したパケットのヘッダはタイムスタンプを含み、パケットサイズ情報及びサンプリングレート情報と組み合わされる場合、受信したパケットがカバーするサンプリングの時間間隔を一緒に決めることができる。ある実施例において、サンプリングレート情報はセッションセットアッププロトコル中に交換される。他の実施例において、サンプリングレート情報は、各パケット内に含有される。多重の受信パケットから重複パケットが特定され、これら重複パケットの１つのコピーだけが保持される。これらパケットは、サンプリング時間順に並べられる。この処理は、再構成したデータを前記アプリケーションに転送する時間になるまで続けられる。ある実施例において、時間のある部分にデータの欠損がある場合、そのデータはＮＵＬＬ（受信していない）とマークされるか、又はデータの隣接する組の間にデータが補間されるか若しくは隣接するデータの反復によりデータが満たされるかである。他の実施例において、受信バッファがカバーする時間の範囲外にあるパケットが受信される場合、このパケットは廃棄される。受信バッファがカバーする時間の範囲は、現在の時間に対し動的に更新されることができる、又は受信バッファがカバーする時間の範囲は、一定の時間間隔で更新されることができる。
図１０を参照すると、患者モニタリングシステムの動作のフローチャート図が説明される。ステップ１００において、病院ＩＰネットワークを介した患者モニタと患者情報サーバ又は患者情報システムとの間の通信リンクが確立される。ステップ１０２において、患者モニタにより生理学的データが収集される。ステップ１０４において、前記生理学的データからデータパケットが生成される。ステップ１０６において、データパケットが重複される。ステップ１０８において、重複データパケットは、接続したネットワークに最も適したサイズに分割又は集約される。これら修正した重複データパケットは次いで、ステップ１１０において前記適した接続されるネットワークを介して送信される。ステップ１１２において、これら修正した重複パケットが受信される。ステップ１１４において、これら修正した重複データパケットは結合され、これら重複データパケットを正確に表す単一のデータストリームにする。ステップ１１６において、何れかのデータパケットの１つのコピーが端末のアプリケーションに転送される。
図１１を参照すると、パケット重複ユニット(DUPGEN)及び重複検出ユニット(DUPDET)の動作のフローチャート図が説明される。ステップ１２０において、データパケットが受信される。これら受信したデータパケットは、ステップ１２２において重複される。ステップ１２４において、各々のデータパケットの重複は、各々の接続されるネットワークに転送される。ステップ１２６において、これらデータパケットの重複は、様々な接続されるネットワークを介して送信される。ステップ１２８において、前記データパケットの重複が受信される。ステップ１３０において、何れかのパケットの１つのコピーが端末のアプリケーションに転送される。
図１２を参照すると、スプリッタユニットの動作のフローチャート図が説明される。ステップ１４０において、データパケットが到着したか判断される。ステップ１４２において、現在の時間Ｔcurrentが記録される。ステップ１４４において、全ての利用可能なインタフェースは、パケットを未だ送信していないとマーキングされる。ステップ１４６において、少なくとも１つのインタフェースがパケットを送信しなかったか判断される。少なくとも１つのインタフェースがパケットを送信した場合、ステップ１４０において、パケットが到着したか判断される。少なくとも１つのインタフェースがパケットを送信しなかった場合、ステップ１４８において、パケットを未だ送信していないインタフェースが選択され、パラメタとしてアプリケーションデータ及びＴcurrentと連動するインタフェース送信手続きが実行される。ステップ１５０において前記インタフェースはパケットを送信したとマーキングされる。
図１３を参照すると、集約処理のフローチャート図が説明される。ステップ１６０において、アプリケーション層からパケットが受信される。ステップ１６２において、一部が満たされたバッファが利用可能であるか判断される。このバッファが利用可能でない場合、ステップ１６４において、新しいバッファ（サイズＰ０）が始まり、現在の時間がＴｓと記録される。一部が満たされたバッファが利用可能である場合、ステップ１６６において、そのバッファが一杯になる又はこれ以上データが利用可能でなくなるまでバッファにデータが加えられる。ステップ１６８において、バッファが一杯であるか判断される。バッファが一杯ではない場合、ステップ１６０においてアプリケーション層からパケットが受信される。バッファが一杯の場合、ステップ１７０において、アプリケーションヘッダがタイムスタンプ及びパケットサイズと共にバッファに加えられる。ステップ１７２において、バッファ内のデータが送信される。ステップ１７４において、さらにアプリケーションデータが利用可能であるか判断される。これ以上データが利用可能でない場合、ステップ１６０においてアプリケーション層からパケットが受信される。さらに多くのデータが利用可能である場合、ステップ１６２において、一部が満たされたバッファが利用可能であるかが判断される。
図１４を参照すると、分割処理のフローチャート図が説明される。ステップ１８０において、Ｐ０バイトになるまでパケットからバッファに加えられる。ステップ１８２において、タイムスタンプ及びバッファサイズが計算される。ステップ１８４において、バッファのタイムスタンプ及びパケットサイズを持つヘッダが加えられる。ステップ１８６において、バッファ内のデータが送信される。ステップ１８８において、より多くのデータがパケット内にあるかが判断される。より多くのデータがパケット内にある場合、ステップ１８０においてバイトがＰ０までパケットからバッファに加えられる。
図１５を参照すると、受信バッファを満たすための処理のフローチャート図が説明される。ステップ２００において、バッファが初期化される。ステップ２０２において、パケットが何れかのフローを受信したかが判断される。パケットがフローを受信しなかった場合、タイムスタンプ及びペイロードサイズは、ステップ２０４においてアプリケーションヘッダから抽出される。受信したパケットからのデータがステップ２０６においてバッファのサンプリング時間に一致する位置にコピーされる。
本発明は、好ましい実施例を参照して記載されている。上記詳細な説明を読み、理解すると他の者に変更例及び改良例が思い浮かぶことがある。本発明は、上記変更例及び改良例の全てが請求項又はそれに等価であるものの範囲内にある限り、これら全てを含んでいるものとすることが意図される。
Claims (12)
- 生理学的データを送信するための方法において、
マルチモードの患者モニタリング装置と複数のインターネットプロトコル（ＩＰ）ネットワークとの間に通信リンクを確立するステップと、
前記患者モニタリング装置により集められた生理学的データを集めるステップと、
前記集めた生理学的データからデータパケットを生成するステップと、
前記生成されたデータパケットを複製するステップと、
前記複製されたデータパケットを、前記複数のネットワークの各々で送信するのに最も適したサイズにリサイズするステップと、
前記複製されたデータパケットを前記複数のネットワークを介して送信するステップと、
前記送信した複製されたデータパケットを受信するステップと、
各々受信した複製されたデータパケットに対するサンプリングレート情報を、タイムスタンプ、パケットサイズ情報及び各々受信した複製されたデータパケットのサンプリングレートから決定するステップと、
前記複数のネットワークの各々から受信されるデータパケットをネットワーク毎に結合して、前記複製されたデータパケットを正確に表すデータストリームにするステップと、
前記決定したサンプリングレート情報から前記受信した複製されたデータパケットを並べるステップと、
前記複製されたデータパケットからデータの単一のセットを端末のアプリケーションへ転送するステップとを有する方法。 - 前記リサイズは、集約及び分割処理の少なくとも一方である、請求項１に記載の方法。
- 前記最も適したパケットのサイズは、各々のネットワークの電力消費特性、帯域幅及びビット誤り率、アプリケーション遅延要件並びにインタフェースの最大転送ユニット（ＭＴＵ）サイズの少なくとも１つに依存している、請求項１又は２に記載の方法。
- 前記複数のネットワークは、ＩＰマルチメディアサブシステム(IMS)、GPRS、UMTS、CDMA2000、IS-95、GSM（登録商標）、CDMA、CDMA 1x、CDMA 1X EV-DO、WiMAX、IEEE 802.11、IEEE 805.15、IEEE 802.16、IEEE 802.21 WiFi、UMTS over W-CDMA、UMTS over TDD、CDMA 3X EV-DO、HSPA D、DSPA U、DEGE、Bluetooth（登録商標）、Zigbee（登録商標）、UWB、LTE及びWi-Breeネットワークの少なくとも１つを含んでいる、請求項１乃至３の何れか一項に記載の方法。
- １つ以上の処理器を制御して、請求項１乃至４の何れか一項に記載の方法を構成及び実行するためのソフトウェアを担持しているコンピュータ読取可能媒体。
- 複数の患者モニタであって、前記患者モニタが、
患者に関する患者データを集める少なくとも１つのモニタリング装置と、
前記患者から集めた患者データからデータパケットを生成するパケット生成器と、
ＩＰネットワークを介して前記データパケットを送信する通信ユニットであり、第１のワイヤレスネットワークを用いて前記データパケットを送信するための第１の送信機、及び第２のワイヤレスネットワークを用いて前記データパケットを送信するための第２の送信機、前記データパケットの複製を生成するパケット重複器、及び前記複製されたデータパケットを前記第１及び第２のワイヤレスネットワークの各々に最も適したサイズにリサイズするパケットスプリッタを含む、通信ユニットとを有する、複数の患者モニタと、
前記第１及び第２のネットワークを介して送信された前記データパケットを受信し、受信した前記データパケットに基づいて表示を生成する及び患者に関する患者データを記憶することの少なくとも１つ行うために、前記病院のＩＰネットワークと通信する患者情報サーバとを有し、
前記患者情報サーバは、
前記第１及び第２のネットワークから受信されるデータパケットをネットワーク毎に結合して、前記複製されたデータパケットを正確に表すデータストリームにするパケットマージャと、
前記複製されたデータパケットの１つを前記患者情報サーバのアプリケーションに転送するための重複パケット検出器とを含む、患者モニタリングシステム。 - 前記第１及び第２のネットワークは、ＩＰマルチメディアサブシステム(IMS)、GPRS、UMTS、CDMA2000、IS-95、GSM（登録商標）、CDMA、CDMA 1x、CDMA 1X EV-DO、WiMAX、IEEE 802.11、IEEE 805.15、IEEE 802.16、IEEE 802.21 WiFi、UMTS over W-CDMA、UMTS over TDD、CDMA 3X EV-DO、HSPA D、DSPA U、DEGE、Bluetooth（登録商標）、Zigbee（登録商標）、UWB、LTE及びWi-Breeネットワークの少なくとも１つを含んでいる、請求項６に記載の患者モニタリングシステム。
- 前記患者モニタは、バッテリーにより給電され、歩行する患者が着用するモニタである、請求項６又は７に記載の患者モニタリングシステム。
- 前記パケットスプリッタは、集約処理及び分割処理の少なくとも一方を用いて前記データパケットをリサイズするように構成される、請求項６乃至８の何れか一項に記載の患者モニタリングシステム。
- 前記パケットスプリッタは、各々のネットワークの電力消費特性、帯域幅及びビット誤り率、アプリケーション遅延要件並びにインタフェースの最大転送ユニット（ＭＴＵ）サイズの少なくとも１つに従って前記データパケットをあるパケットサイズにリサイズするように構成される、請求項６乃至９の何れか一項に記載の患者モニタリングシステム。
- 前記複数の患者モニタからデータパケットを受信し、前記データパケットを移動式の情報ディスプレイに送信する送信機をさらに含んでいる請求項６に記載の患者モニタリングシステム。
- 前記送信機は、
前記第１及び第２のネットワークから受信されるデータパケットをネットワーク毎に結合して、前記複製されたデータパケットを正確に表すデータストリームにするパケットマージャと、
前記複製されたデータパケットの１つを前記移動式の情報ディスプレイに転送する重複パケット検出器とを含む受信ユニット、及び
前記データパケットの複製を生成するパケット重複器と、
前記複製されたデータパケットを前記第１及び第２のワイヤレスネットワークの各々に最も適したサイズにリサイズする、任意であるパケットスプリッタとを含む送信ユニットを有する、請求項１１に記載の患者モニタリングシステム。
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