用于医疗数据的无线通信系统的制作方法
【专利说明】用于医疗数据的无线通信系统
[0001 ] 本申请是申请日为2009年05月04日、申请号为200980116443.4、名称为“用于医疗数据的无线通信系统”的申请的分案申请。
[0002]下文涉及医疗领域、通信领域、以及相关领域。其应用于在医院、急救中心、家庭、疗养院、辅助护理设施、紧急医疗运输车辆和系统等中使用的医疗监控、医疗报警系统等。
[0003]医疗设施日益走向无线数据传输链路，其优势包括，例如，消除可能妨碍医疗人员运动的导线、减少在建立通信链路中人为失误的可能性、降低成本等。医疗数据链路可以包括，例如，患者监控数据的传输、患者遥测技术、患者警报信号的传输、发送到与患者相关联的介入仪器的控制命令等。
[0004]典型地，医院和其它医疗设施已经具有已建立的以符合IEEE802.11的无线数字网络形式的无线通信网络。典型地，这种IEEE 802.11网络将医院计算机、服务器以及其它本地数字装置彼此互联，并且与更广域的网络和/或因特网互联。IEEE 802.11标准是在从基于家庭的无线通信网络到用于主要公司实体的无线局域网范围内的多种设置中使用的通用标准。符合IEEE802.1l的通信系统是使得能够动态建立多个并发通信信道的多址/冲突检测系统。采用服务质量(QoS)协议扩展的符合IEEE 802.11的系统以下列方式运转。希望建立通信的装置尝试将传输发送到无线接入点(WAP)。如果无线信道不繁忙并且WAP能够立即提供新的传输信道，那么就建立该信道。如果无线信道繁忙，那么装置在尝试再次发送之前，通过观测信道等待随机时间量以待其空闲，这称为退避阶段。根据IEEE 802.11标准，该装置计算通过基于装置接入分类的程序所确定的退避时间的周期。在退避时间之后，再次进行建立通信链路的另一尝试，如此往复直到建立链路为止。
[0005]具有Q0S扩展的IEEE802.11协议建立4个用户优先权或者访问级别:语音、视频、“尽力而为”和背景。语音级别专为承载语音通信的链路而设计，并且具有最短随机退避时间。这反映了语音通信不可以容忍较长延迟的预期。由于期望视频容忍稍长的延迟，所以视频级别具有次最短的退避时间。“尽力而为”级别是承载普通数字数据的典型通信链路的常用级别。不经常使用背景级别，但是背景级别专为提供可以容忍相当长延迟的、诸如临时同步信号传输等的通信链路而设计。
[0006]所建立的采用具有QoS扩展的IEEE 802.11的标准称为IEEE 802.1le标准。这种符合IEEE 802.1le的无线数字网络在医院和其它医疗环境中是普遍存在的，但是到目前为止还没有广泛用于诸如患者监控数据、患者遥测数据等的患者数据的通信。一个原因是IEEE802.1le所采用的冲突检测指示任何通信可能经历具有不可预知持续时间的大量延迟，这对于生命攸关的数据传输是不可接受的。为患者数据传输使用符合IEEE 802.1le的通信网络的另一个困难是该标准没有提供用于控制或者限制数据传输错误率的机制。不可预知以及不可控制的错误率不适宜某种类型患者数据的传输。
[0007]用于解决这些困难的一种方法是提供专门用于患者数据传输的符合IEEE802.1le的专用网络。由于结果是医院或者其它医疗环境具有两个独立并且并行的IEEE802.1le网络，一个用于普通传输，一个用于患者数据传输，所以该方法不利地存在硬件重复。此外，即使符合IEEE 802.1le的专用网络也可能经历导致用于医疗数据传输的通信链路中较长以及不受控制延迟的过载情况。
[0008]可以使用患者数据的纠错编码对患者数据传输的错误率进行控制或者限制。在传输之前对数据进行编码，并且在接收端基于纠错编码的特性对数据进行解码和准确性检测。然而，该方法将额外复杂性引入患者数据传输系统。为了能够进行传输错误检测，纠错编码还引入了数据冗余，这增大了必须传输的总数据量。
[0009]在IEEE802.1le标准发展期间提出的另一种方式包括用于在建立具有最大可容忍错误率的通信链路中使用的最大错误率参数。然而，因为认为满足最大错误率准则的通信链路的实现将是有问题的，并且给装置、WAP等增加了不期望的复杂性，所以没有在最终的IEEE 802.11 e标准中实现该提议。
[0010]下面提供了克服上述问题以及其他问题的新的以及改进的设备和方法。
[0011 ]根据一个所公开的方面，公开了一种通信系统，其包括配置为遵循包括服务质量扩展的IEEE 802.11协议(802.1 IQoS)的通信网络。该通信网络包括至少一个无线接入点和配置为经802.1lQoS协议与至少一个无线接入点进行无线通信的多个站，这些站包括传送患者数据的至少一个站以及传送除了患者数据之外的内容的至少一个站。802.1lQoS协议配置为传送业务规范参数，其相对于传送除了患者数据之外的内容的至少一个站为传送患者数据的至少一个站提供(i)更快的通信以及(ii)更低错误率的通信中的至少一个。
[0012]根据另一个所公开的方面，公开了一种通信方法，包括:(i)在无线接入点和传送患者数据的站之间遵循包括服务质量扩展的IEEE 802.11协议(802.1lQoS)进行无线通信；以及(ii)在无线接入点和传送除了患者数据之外的内容的站之间遵循802.1lQoS协议进行无线通信。将802.1lQoS协议配置为响应于无线通信(i)正在传送患者数据的指示、以比无线通信(ii)更高的优先权执行无线通信(i)。与无线通信(ii)相比，更高的优先权提供了更快的通信以及更低错误率的通信中的至少一个。
[0013]一个优点在于提供了一种具有QoS扩展的IEEE 802.11网络，其适用于患者数据传输。
[0014]另一个优点在于提供了一种具有QoS扩展的IEEE802.11网络，其适用于具有减小延迟的医疗数据传输。
[0015]另一个优点在于提供了一种具有QoS扩展的IEEE802.11网络，其以减少的错误率传送医疗数据传输。
[0016]在阅读并且理解了下列详细说明的基础上，本领域的普通技术人员将意识到本发明的其它优点。
[0017]图1图解示出了具有QoS扩展的802.11网络，其配置为传送患者数据和患者数据之外的其它内容，其中给予患者数据更高的优先权；
[0018]图2描绘了各种类型通信链路的期望延迟和损耗或者错误率特性；
[0019]图3图解示出了包括指定医疗数据参数的传输规范；
[0020]图4图解示出了包括指定错误率等级参数的传输规范。
[0021 ] 参考图1，示出了患者10躺在床12上，例如，这是在医院、疗养院、或者其它医疗环境中的典型情况。取决于患者的状况，还预期患者10可能是走动的、位于轮椅中的、坐在椅子中的，等。通过各种医疗监控装置对患者进行监控，在所图示的实施例中，其包括具有ECG电极14的心电图(ECG)仪器、以及基于手腕的医疗监控器16，其可以例如配置为对血压、血氧(SpO2)、或者一个或多个其它生理参数进行监控。将用于从传感器或者监控器14、16接收信号以及用于在这样的信号上可选地执行信号处理的电极包括在所图示的实施例中作为多功能患者监控器20，或者可以部分或者全部实现为与传感器14、16等设置在一起的板上电子器件。
[0022]将医疗数据经患者监控器20或其它站与无线接入点(WAP)30之间的无线通信链路26(通过图1中的双头箭头指示)传送到医院网络24。这里的描述使用了术语“无线接入点(WAP)”和“站”，后者指示使用遵循具有服务质量(QoS)扩展的802.11协议的无线通信系统进行通信或者尝试进行通信的装置。这些术语还旨在包括无线网络节点、或者无线中央控制器。
[0023]通信链路26采用包括服务质量(QoS)扩展的802.11协议，在这里一般将其表