用于醫(yī)療數(shù)據(jù)的無線通信系統(tǒng)的制作方法
【專利說明】用于醫(yī)療數(shù)據(jù)的無線通信系統(tǒng)
[0001 ] 本申請是申請日為2009年05月04日、申請?zhí)枮?00980116443.4、名稱為“用于醫(yī)療數(shù)據(jù)的無線通信系統(tǒng)”的申請的分案申請。
[0002]下文涉及醫(yī)療領(lǐng)域、通信領(lǐng)域、以及相關(guān)領(lǐng)域。其應(yīng)用于在醫(yī)院、急救中心、家庭、療養(yǎng)院、輔助護理設(shè)施、緊急醫(yī)療運輸車輛和系統(tǒng)等中使用的醫(yī)療監(jiān)控、醫(yī)療報警系統(tǒng)等。
[0003]醫(yī)療設(shè)施日益走向無線數(shù)據(jù)傳輸鏈路，其優(yōu)勢包括，例如，消除可能妨礙醫(yī)療人員運動的導(dǎo)線、減少在建立通信鏈路中人為失誤的可能性、降低成本等。醫(yī)療數(shù)據(jù)鏈路可以包括，例如，患者監(jiān)控數(shù)據(jù)的傳輸、患者遙測技術(shù)、患者警報信號的傳輸、發(fā)送到與患者相關(guān)聯(lián)的介入儀器的控制命令等。
[0004]典型地，醫(yī)院和其它醫(yī)療設(shè)施已經(jīng)具有已建立的以符合IEEE802.11的無線數(shù)字網(wǎng)絡(luò)形式的無線通信網(wǎng)絡(luò)。典型地，這種IEEE 802.11網(wǎng)絡(luò)將醫(yī)院計算機、服務(wù)器以及其它本地數(shù)字裝置彼此互聯(lián)，并且與更廣域的網(wǎng)絡(luò)和/或因特網(wǎng)互聯(lián)。IEEE 802.11標(biāo)準(zhǔn)是在從基于家庭的無線通信網(wǎng)絡(luò)到用于主要公司實體的無線局域網(wǎng)范圍內(nèi)的多種設(shè)置中使用的通用標(biāo)準(zhǔn)。符合IEEE802.1l的通信系統(tǒng)是使得能夠動態(tài)建立多個并發(fā)通信信道的多址/沖突檢測系統(tǒng)。采用服務(wù)質(zhì)量(QoS)協(xié)議擴展的符合IEEE 802.11的系統(tǒng)以下列方式運轉(zhuǎn)。希望建立通信的裝置嘗試將傳輸發(fā)送到無線接入點(WAP)。如果無線信道不繁忙并且WAP能夠立即提供新的傳輸信道，那么就建立該信道。如果無線信道繁忙，那么裝置在嘗試再次發(fā)送之前，通過觀測信道等待隨機時間量以待其空閑，這稱為退避階段。根據(jù)IEEE 802.11標(biāo)準(zhǔn)，該裝置計算通過基于裝置接入分類的程序所確定的退避時間的周期。在退避時間之后，再次進行建立通信鏈路的另一嘗試，如此往復(fù)直到建立鏈路為止。
[0005]具有Q0S擴展的IEEE802.11協(xié)議建立4個用戶優(yōu)先權(quán)或者訪問級別:語音、視頻、“盡力而為”和背景。語音級別專為承載語音通信的鏈路而設(shè)計，并且具有最短隨機退避時間。這反映了語音通信不可以容忍較長延遲的預(yù)期。由于期望視頻容忍稍長的延遲，所以視頻級別具有次最短的退避時間。“盡力而為”級別是承載普通數(shù)字數(shù)據(jù)的典型通信鏈路的常用級別。不經(jīng)常使用背景級別，但是背景級別專為提供可以容忍相當(dāng)長延遲的、諸如臨時同步信號傳輸?shù)鹊耐ㄐ沛溌范O(shè)計。
[0006]所建立的采用具有QoS擴展的IEEE 802.11的標(biāo)準(zhǔn)稱為IEEE 802.1le標(biāo)準(zhǔn)。這種符合IEEE 802.1le的無線數(shù)字網(wǎng)絡(luò)在醫(yī)院和其它醫(yī)療環(huán)境中是普遍存在的，但是到目前為止還沒有廣泛用于諸如患者監(jiān)控數(shù)據(jù)、患者遙測數(shù)據(jù)等的患者數(shù)據(jù)的通信。一個原因是IEEE802.1le所采用的沖突檢測指示任何通信可能經(jīng)歷具有不可預(yù)知持續(xù)時間的大量延遲，這對于生命攸關(guān)的數(shù)據(jù)傳輸是不可接受的。為患者數(shù)據(jù)傳輸使用符合IEEE 802.1le的通信網(wǎng)絡(luò)的另一個困難是該標(biāo)準(zhǔn)沒有提供用于控制或者限制數(shù)據(jù)傳輸錯誤率的機制。不可預(yù)知以及不可控制的錯誤率不適宜某種類型患者數(shù)據(jù)的傳輸。
[0007]用于解決這些困難的一種方法是提供專門用于患者數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆螴EEE802.1le的專用網(wǎng)絡(luò)。由于結(jié)果是醫(yī)院或者其它醫(yī)療環(huán)境具有兩個獨立并且并行的IEEE802.1le網(wǎng)絡(luò)，一個用于普通傳輸，一個用于患者數(shù)據(jù)傳輸，所以該方法不利地存在硬件重復(fù)。此外，即使符合IEEE 802.1le的專用網(wǎng)絡(luò)也可能經(jīng)歷導(dǎo)致用于醫(yī)療數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐ㄐ沛溌分休^長以及不受控制延遲的過載情況。
[0008]可以使用患者數(shù)據(jù)的糾錯編碼對患者數(shù)據(jù)傳輸?shù)腻e誤率進行控制或者限制。在傳輸之前對數(shù)據(jù)進行編碼，并且在接收端基于糾錯編碼的特性對數(shù)據(jù)進行解碼和準(zhǔn)確性檢測。然而，該方法將額外復(fù)雜性引入患者數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)。為了能夠進行傳輸錯誤檢測，糾錯編碼還引入了數(shù)據(jù)冗余，這增大了必須傳輸?shù)目倲?shù)據(jù)量。
[0009]在IEEE802.1le標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展期間提出的另一種方式包括用于在建立具有最大可容忍錯誤率的通信鏈路中使用的最大錯誤率參數(shù)。然而，因為認為滿足最大錯誤率準(zhǔn)則的通信鏈路的實現(xiàn)將是有問題的，并且給裝置、WAP等增加了不期望的復(fù)雜性，所以沒有在最終的IEEE 802.11 e標(biāo)準(zhǔn)中實現(xiàn)該提議。
[0010]下面提供了克服上述問題以及其他問題的新的以及改進的設(shè)備和方法。
[0011 ]根據(jù)一個所公開的方面，公開了一種通信系統(tǒng)，其包括配置為遵循包括服務(wù)質(zhì)量擴展的IEEE 802.11協(xié)議(802.1 IQoS)的通信網(wǎng)絡(luò)。該通信網(wǎng)絡(luò)包括至少一個無線接入點和配置為經(jīng)802.1lQoS協(xié)議與至少一個無線接入點進行無線通信的多個站，這些站包括傳送患者數(shù)據(jù)的至少一個站以及傳送除了患者數(shù)據(jù)之外的內(nèi)容的至少一個站。802.1lQoS協(xié)議配置為傳送業(yè)務(wù)規(guī)范參數(shù)，其相對于傳送除了患者數(shù)據(jù)之外的內(nèi)容的至少一個站為傳送患者數(shù)據(jù)的至少一個站提供(i)更快的通信以及(ii)更低錯誤率的通信中的至少一個。
[0012]根據(jù)另一個所公開的方面，公開了一種通信方法，包括:(i)在無線接入點和傳送患者數(shù)據(jù)的站之間遵循包括服務(wù)質(zhì)量擴展的IEEE 802.11協(xié)議(802.1lQoS)進行無線通信；以及(ii)在無線接入點和傳送除了患者數(shù)據(jù)之外的內(nèi)容的站之間遵循802.1lQoS協(xié)議進行無線通信。將802.1lQoS協(xié)議配置為響應(yīng)于無線通信(i)正在傳送患者數(shù)據(jù)的指示、以比無線通信(ii)更高的優(yōu)先權(quán)執(zhí)行無線通信(i)。與無線通信(ii)相比，更高的優(yōu)先權(quán)提供了更快的通信以及更低錯誤率的通信中的至少一個。
[0013]一個優(yōu)點在于提供了一種具有QoS擴展的IEEE 802.11網(wǎng)絡(luò)，其適用于患者數(shù)據(jù)傳輸。
[0014]另一個優(yōu)點在于提供了一種具有QoS擴展的IEEE802.11網(wǎng)絡(luò)，其適用于具有減小延遲的醫(yī)療數(shù)據(jù)傳輸。
[0015]另一個優(yōu)點在于提供了一種具有QoS擴展的IEEE802.11網(wǎng)絡(luò)，其以減少的錯誤率傳送醫(yī)療數(shù)據(jù)傳輸。
[0016]在閱讀并且理解了下列詳細說明的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將意識到本發(fā)明的其它優(yōu)點。
[0017]圖1圖解示出了具有QoS擴展的802.11網(wǎng)絡(luò)，其配置為傳送患者數(shù)據(jù)和患者數(shù)據(jù)之外的其它內(nèi)容，其中給予患者數(shù)據(jù)更高的優(yōu)先權(quán)；
[0018]圖2描繪了各種類型通信鏈路的期望延遲和損耗或者錯誤率特性；
[0019]圖3圖解示出了包括指定醫(yī)療數(shù)據(jù)參數(shù)的傳輸規(guī)范；
[0020]圖4圖解示出了包括指定錯誤率等級參數(shù)的傳輸規(guī)范。
[0021 ] 參考圖1，示出了患者10躺在床12上，例如，這是在醫(yī)院、療養(yǎng)院、或者其它醫(yī)療環(huán)境中的典型情況。取決于患者的狀況，還預(yù)期患者10可能是走動的、位于輪椅中的、坐在椅子中的，等。通過各種醫(yī)療監(jiān)控裝置對患者進行監(jiān)控，在所圖示的實施例中，其包括具有ECG電極14的心電圖(ECG)儀器、以及基于手腕的醫(yī)療監(jiān)控器16，其可以例如配置為對血壓、血氧(SpO2)、或者一個或多個其它生理參數(shù)進行監(jiān)控。將用于從傳感器或者監(jiān)控器14、16接收信號以及用于在這樣的信號上可選地執(zhí)行信號處理的電極包括在所圖示的實施例中作為多功能患者監(jiān)控器20，或者可以部分或者全部實現(xiàn)為與傳感器14、16等設(shè)置在一起的板上電子器件。
[0022]將醫(yī)療數(shù)據(jù)經(jīng)患者監(jiān)控器20或其它站與無線接入點(WAP)30之間的無線通信鏈路26(通過圖1中的雙頭箭頭指示)傳送到醫(yī)院網(wǎng)絡(luò)24。這里的描述使用了術(shù)語“無線接入點(WAP)”和“站”，后者指示使用遵循具有服務(wù)質(zhì)量(QoS)擴展的802.11協(xié)議的無線通信系統(tǒng)進行通信或者嘗試進行通信的裝置。這些術(shù)語還旨在包括無線網(wǎng)絡(luò)節(jié)點、或者無線中央控制器。
[0023]通信鏈路26采用包括服務(wù)質(zhì)量(QoS)擴展的802.11協(xié)議，在這里一般將其表