контроль жизненно важных параметров пациента с использованием нательной сенсорной сети

Формула изобретения

1. Способ контроля множества жизненно важных параметров пациента с использованием нательной сенсорной сети с набором нательных датчиков (1) и, по меньшей мере, одного контрольного устройства (2), отдельного от тела, при этом способ содержит этапы, на которых:

с помощью каждого нательного датчика (1) измеряют жизненно важный параметр и передают данные, относящиеся к измеренному жизненно важному параметру, в контрольное устройство (2), отдельное от тела,

для, по меньшей мере, одного из нательных датчиков (1) определяют наклон упомянутого нательного датчика (1) относительно контрольного устройства (2), отдельного от тела, и определяют местоположение на теле упомянутого нательного датчика (1), и

определяют качество прямого маршрута доставки данных между, по меньшей мере, одним нательным датчиком (1), для которого определены наклон и местоположение на теле, и контрольным устройством (2), отдельным от тела, при этом качество вычисляют на основании наклона и местоположения на теле нательного датчика (1).

2. Способ по п.1, дополнительно содержащий этап, на котором принимают решение о направлении данных первого нательного датчика (1) по маршруту через второй нательный датчик (1) в контрольное устройство (2), отдельное от тела, если качество прямого маршрута доставки данных между первым нательным датчиком (1) и контрольным устройством (2), отдельным от тела, ниже, чем предварительно заданное значение.

3. Способ по п.2, дополнительно содержащий этап, на котором направляют данные первого нательного датчика (1) по маршруту через второй нательный датчик (1) в контрольное устройство (2), отдельное от тела, если качество прямого маршрута доставки данных между вторым нательным датчиком (1) и контрольным устройством (2), отдельным от тела, выше, чем качество прямого маршрута доставки данных между первым нательным датчиком (1) и контрольным устройством (2), отдельным от тела.

4. Способ по п.2 или 3, дополнительно содержащий этап, на котором выбирают второй нательный датчик (1) из набора других нательных датчиков (1) на основании ожидаемого остающегося рабочего времени других нательных датчиков (1) соответственно.

5. Способ по п.2 или 3, дополнительно содержащий этап, на котором выбирают второй нательный датчик (1) из набора других нательных датчиков (1) на основании числа ретрансляций на соответствующем маршруте доставки данных через соответствующий другой нательный датчик (1).

6. Способ по любому из пп.2 или 3, дополнительно содержащий этап, на котором контролируют и сохраняют рабочие параметры, по меньшей мере, двух разных маршрутов доставки данных в зависимости от положения пациента, выявленного по наклону нательного датчика (1).

7. Способ по п.4, дополнительно содержащий этап, на котором контролируют и сохраняют рабочие параметры, по меньшей мере, двух разных маршрутов доставки данных в зависимости от положения пациента, выявленного по наклону нательного датчика (1).

8. Способ по п.5, дополнительно содержащий этап, на котором контролируют и сохраняют рабочие параметры, по меньшей мере, двух разных маршрутов доставки данных в зависимости от положения пациента, выявленного по наклону нательного датчика (1).

9. Способ по любому из пп.2, 3, 7 или 8, дополнительно содержащий этап, на котором выбирают второй нательный датчик (1) из набора других нательных датчиков (1) на основании сохраненных рабочих параметров соответствующего маршрута доставки данных, содержащего соответствующий другой нательный датчик (1).

10. Способ по п.4, дополнительно содержащий этап, на котором выбирают второй нательный датчик (1) из набора других нательных датчиков (1) на основании сохраненных рабочих параметров соответствующего маршрута доставки данных, содержащего соответствующий другой нательный датчик (1).

11. Способ по п.5, дополнительно содержащий этап, на котором выбирают второй нательный датчик (1) из набора других нательных датчиков (1) на основании сохраненных рабочих параметров соответствующего маршрута доставки данных, содержащего соответствующий другой нательный датчик (1).

12. Способ по п.6, дополнительно содержащий этап, на котором выбирают второй нательный датчик (1) из набора других нательных датчиков (1) на основании сохраненных рабочих параметров соответствующего маршрута доставки данных, содержащего соответствующий другой нательный датчик (1).

13. Нательная сенсорная сеть для контроля множества жизненно важных параметров пациента, содержащая:

набор нательных датчиков (1) и, по меньшей мере, одно контрольное устройство (2), отдельное от тела, при этом

каждый нательный датчик (1) содержит измерительный блок (5) для измерения жизненно важного параметра пациента и блок (7) приемопередатчика для передачи данных в контрольное устройство (2), отдельное от тела, или в другой нательный датчик (1), причем

каждый нательный датчик (1) выполнен с возможностью измерения жизненно важного параметра и передачи данных, относящихся к измеренному жизненно важному параметру, в контрольное устройство (2), отдельное от тела, и причем,

по меньшей мере, один из нательных датчиков (1) содержит датчик наклона (3) и запоминающее устройство (6), в котором сохраняется его местоположение на теле, причем, по меньшей мере, один нательный датчик (1) выполнен с возможностью определения качества прямого маршрута доставки данных между, по меньшей мере, одним нательным датчиком (1), для которого определены наклон и местоположение на теле, и контрольным устройством (2), отдельным от тела, причем качество вычисляют на основании наклона и местоположения на теле нательного датчика (1).

14. Нательная сенсорная сеть по п.13, в которой датчик (3) наклона содержит акселерометр, гирометр или/и магнитометр.

15. Нательная сенсорная сеть по п.13 или 14, в которой частота связи для беспроводного соединения (4) между нательными датчиками (1) и устройством (2) связи, отдельным от тела, обеспечивается 2 ГГц.

Описание изобретения к патенту

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Изобретение относится к области контроля жизненно важных параметров пациента с использованием нательной сенсорной сети, в частности к усовершенствованию передачи данных между нательными датчиками нательной сенсорной сети с контрольным устройством, отдельным от тела.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Нательная сенсорная сеть (BSN) является сетью устройств, которые обмениваются информацией между собой беспроводным способом и расположены в теле или на теле человека, например пациента, или в непосредственной близости от тела. Благодаря удобству, обеспечиваемому отсутствием кабелей, нательные сенсорные сети (BSN) все в большей степени применяются для контроля пациентов, а также во многих других областях применения. Типичная нательная сенсорная сеть (BSN), применяемая для контроля пациента, состоит из набора нательных датчиков и одного контрольного устройства, отдельного от тела, которое принимает данные основных показателей состояния организма, измеряемые и передаваемые датчиками. Контрольное устройство обычно расположено в пределах расстояния менее чем пять метров от тела пациента.

В предпочтительном варианте нательные сенсорные сети (BSN) контроля пациентов обмениваются информацией на частотах выше чем 2 ГГц, так как упомянутые полосы частот являются особенно подходящими с точки зрения лицензионных затрат, скорости передачи данных и размера антенны. Однако высокий коэффициент ослабления, вносимый телом человека на частотах выше 1 ГГц, составляет основную проблему для надежных нательных сенсорных сетей (BSN). Поскольку высокие радиочастоты почти не распространяются сквозь тело, части тела человека часто блокируют прямую траекторию распространения радиочастот, т.е. видимость или линию прямой видимости (LOS), между устройствами нательной сенсорной сети (BSN). Хотя два устройства без прямой видимости (LOS) часто могут обмениваться информацией, линия связи без прямой видимости (LOS) между ними намного менее надежна, чем линия связи по линии прямой видимости (LOS).

Беспроводной обмен информацией без прямой видимости (LOS) все же возможен вследствие двух эффектов: многолучевого распространения и огибающих волн. Благодаря многолучевому распространению устройство без прямой видимости (LOS) принимает многократные отражения сигнала, передаваемого другим устройством. Упомянутые отражения происходят, когда передаваемый радиочастотный сигнал отражается от окружающей пользователя среды, например пола, стен, мебели и т.п., и, следовательно, сильно зависит от окружающей среды. Эффект огибающих волн можно понимать как дифракционный или волноводный эффект, который вызывает распространение радиочастотного сигнала устройства со следованием вдоль контура тела. Как многолучевое распространение, так и огибающие волны поддерживают обмен информацией между нательными устройствами нательных сенсорных сетей (BSN). Однако устройства, расположенные отдельно от тела, например монитор пациента, не могут эффективно использовать огибающие волны и зависят только от отражений от окружающей среды.

Как изложено выше, обычные нательные сенсорные сети, известные также как нательные локальные сети (BAN), не достаточно надежны для контроля состояния здоровья, главным образом, из-за неудовлетворительных условий, создаваемых близостью тела, для распространения радиочастот. Хотя ослабление отрицательно воздействует особенно на медицинские нательные сенсорные сети (BSN), упомянутая проблема определена также в сетях других видов и в других областях применения. Большинство обычных методов решения упомянутой проблемы представляет собой методы обратной связи, основанные на первом контроле условий на беспроводной линии связи с использованием коэффициентов пакетных или битовых ошибок (PER и BER), уровня принимаемого сигнала или другой системы показателей качества сигнала и, после этого, на принятии мер противодействия каждый раз, когда условия линии связи становятся неблагоприятными. Упомянутые меры противодействия включают следующее.

Первый обычный метод состоит в использовании альтернативной линии связи, которая, по проведенным оценкам, характеризуется улучшенными условиями для доставки данных. Таким образом, устройство передает свои данные в промежуточное устройство вместо устройства-адресата. Большинство протоколов маршрутизации пакетов основано на вышеупомянутом методе. Кроме того, другой обычный метод состоит в усилении мощности передачи для обеспечения более высокого качества сигнала в приемном устройстве. Данный метод известен как динамическая адаптация линии связи, динамическое управление питанием или динамическое управление мощностью линии связи. Дополнительной обычной возможностью является снижение скорости передачи данных, с которой физически передается информация, для снижения вероятности ошибок при передаче. К примеру, данный механизм применяют в беспроводных технологиях и называют, например, динамическим изменением скорости.

В других методах применяют меры предосторожности независимо от реальных условий в беспроводной линии связи. Некоторые из наиболее подходящих методов являются следующими.

Для уменьшения величины ослабления можно применять антенны, оптимизированные для работы на теле. Кроме того, можно постоянно повышать мощность передачи, чтобы обеспечивать более высокое качество сигнала в приемном устройстве. Другой дополнительной обычной возможностью является применение лавинной маршрутизации пакетов, при которой каждое устройство пересылает пакеты, принятые из всех соседних с ним устройств. Поскольку одна и та же информация передается параллельно по нескольким маршрутам, то повышается вероятность, что упомянутая информация достигает своего адресата.

Однако обычные методы современного уровня техники, предназначенные для решения проблем ослабления радиочастот, являются лишь частично результативными и характеризуются существенными недостатками. Например, первые три вышеупомянутых метода не могут полностью предотвратить потерю информации, так как упомянутые методы основаны на мерах, использующих обратную связь, и не могут предусматривать ухудшение условий линий связи. Другими словами, упомянутые методы обычно реагируют на проблему, когда проблема уже возникла. Предупредительные методы не намного результативнее. В то время как четвертый вышеупомянутый метод позволяет лишь минимально улучшить условия беспроводной линии связи, пятый метод резко сокращает рабочее время нательной сенсорной сети (BSN) и шестой метод быстро перегружает беспроводной канал.

В публикации WO 2006/111948 A2 предлагается система для цифровой обработки активности тела, в которой несколько измерительных устройств, которые расположены на контролируемом объекте и которые содержат устройство, которое измеряет вертикальную ориентацию или горизонтальную ориентацию, измеряют, по меньшей мере, один биологический признак, при этом устройства обмениваются информацией с помощью проводных или беспроводных технологий.

В публикации WO 2008/097524 A2 предлагается система и способ для неинвазивного автоматического способа получения, сбора, сохранения и передачи беспроводным образом физиологических данных и уровней активности человека. Система содержит датчики для сбора физиологических данных и данных о жизнедеятельности, инклинометрическое устройство и устройство определения положения.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Целью изобретения является создание надежной и легко используемой возможности контроля жизненно важных параметров пациента с использованием нательной сенсорной сети, которая минимизирует проблему снижения параметров нательной сенсорной сети (BSN), создаваемую ослаблением радиочастот, вызываемым телом пациента.

Данная цель достигается с помощью способа контроля множества жизненно важных параметров пациента с использованием нательной сенсорной сети с набором нательных датчиков и, по меньшей мере, одного контрольного устройства, отдельного от тела, при этом способ содержит этапы, на которых:

с помощью каждого нательного датчика измеряют жизненно важный параметр и передают данные, относящиеся к измеренному жизненно важному параметру, в контрольное устройство, отдельное от тела, и

для, по меньшей мере, одного из нательных датчиков, определяют наклон упомянутого нательного датчика относительно контрольного устройства, отдельного от тела.

Соответственно, важная идея изобретения состоит в том, что для, по меньшей мере, одного из нательных датчиков определяют наклон датчика, и, следовательно, можно определить положение тела пациента или конечности пациента. Упомянутое определение обеспечивает возможность использования маршрутов доставки данных, отличных от прямого маршрута доставки данных, из одного нательного датчика в контрольное устройство, отдельное от тела, как подробно изложено в дальнейшем.

Необходимо отметить, что термин «пациент», применяемый в настоящем описании, следует понимать как означающий любого человека или любое животное, который(ое) использует нательную сенсорную сеть, т.е. который(ое) носит нательные датчики, которые обмениваются информацией с контрольным устройством, отдельным от тела, независимо от того, является ли человек или животное здоровым или больным.

Как уже дополнительно упоминалось выше, нательные датчики предпочтительно обеспечивают на или в теле пациента или в непосредственной близости от тела. Кроме того, что касается обычных нательных сенсорных сетей, то, в предпочтительном варианте, нательные датчики не только передают данные в контрольное устройство, отдельное от тела, но способны также совместно использовать данные с другими устройствами, т.е. передавать данные из одного нательного датчика в другой нательный датчик.

Кроме того, в предпочтительном варианте, все нательные датчики нательной сенсорной сети обладают возможностями передачи для передачи данных в контрольное устройство, отдельное от тела. Однако возможен также вариант, в котором обеспечены дополнительные нательные датчики, которые не обладают упомянутой возможностью прямой передачи, т.е. которые всегда используют другой нательный датчик для передачи данных в контрольное устройство, отдельное от тела. Однако упомянутые нательные датчики, неспособные к прямой передаче, в дальнейшем не рассматриваются, хотя они могут входить в состав нательной сенсорной сети, для которой применяют способ в соответствии с изобретением.

В соответствии с изобретением способ дополнительно содержит этап определения местоположения на теле, по меньшей мере, одного нательного датчика. В этом отношении, в особо предпочтительном варианте, местоположение на теле определяют для такого нательного датчика, для которого определяют также наклон. Кроме того, наклон и местоположение на теле определяют, в особо предпочтительном варианте, для множества нательных датчиков, а в наиболее предпочтительном варианте, для всех нательных датчиков.

Кроме того, в соответствии с изобретением способ содержит этап определения качества прямого маршрута доставки данных между, по меньшей мере, одним нательным датчиком, для которого определены наклон и местоположение на теле, и контрольным устройством, отдельным от тела, при этом качество вычисляют на основании наклона и местоположения на теле нательного датчика. В этом отношении, термин «прямой маршрут доставки данных» означает такой маршрут, который обеспечивает возможность прямой передачи данных из соответствующего нательного датчика в контрольное устройство, отдельное от тела, без потребности в другом нательном датчике в качестве ретранслятора. Кроме того, что касается определения качества прямого маршрута доставки данных, в особо предпочтительном варианте, качество классифицируют путем отнесения к одной из множества категорий качества. Например, качество прямого маршрута доставки данных можно классифицировать с отнесением к «надежной», «средней» или «ненадежной» категориям.

В соответствии с другим предпочтительным вариантом осуществления изобретения способ дополнительно содержит этап принятия решения о направлении данных первого нательного датчика по маршруту через другой нательный датчик в контрольное устройство, отдельное от тела, если качество прямого маршрута доставки данных между первым нательным датчиком и контрольным устройством, отдельным от тела, ниже, чем предварительно заданное значение. Как упоминалось в вышеприведенном примере, если качество прямого маршрута доставки данных между первым нательным датчиком и контрольным устройством, отдельным от тела, классифицируется как «ненадежное», то упомянутый маршрут больше не используется, и принимается решение использовать вместо упомянутого датчика другой нательный датчик в качестве ретранслятора для передачи данных в контрольное устройство, отдельное от тела.

Для принятия решения о том, какой другой нательный датчик следует использовать в вышеупомянутом случае, способ в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления изобретения дополнительно содержит этап направления данных первого нательного датчика по маршруту через второй нательный датчик в контрольное устройство, отдельное от тела, если качество второго нательного датчика выше, чем качество первого нательного датчика. Например, можно принять решение, что для целей применения второй нательный датчик должен быть отнесен по качеству к «средней» категории.

Кроме того, в соответствии с другим предпочтительным вариантом осуществления изобретения способ дополнительно содержит этап выбора второго нательного датчика из набора других нательных датчиков на основании ожидаемого остающегося рабочего времени других нательных датчиков соответственно. Это означает, например, что, в случае с нательными датчиками с батарейным питанием, что предпочтительно, можно обеспечить более продолжительное суммарное время работы нательной сенсорной сети, если в качестве ретрансляторов используют такие нательные датчики, которые имеют более продолжительные ожидаемые остаточные значения рабочего времени вследствие остаточной мощности их батареи.

В соответствии с другим предпочтительным вариантом осуществления изобретения способ дополнительно содержит этап выбора второго нательного датчика из набора других нательных датчиков на основании числа ретрансляций, т.е. линий связи, соответствующего маршрута доставки данных через соответствующие другие нательные датчики. Данный критерий предпочтителен потому, что маршруты с меньшим числом линий связи, т.е. ретрансляций, повышают надежность соответствующего маршрута со сведением к минимуму общего потребления мощности и сокращением времени ожидания доставки данных.

Кроме того, в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления изобретения, способ содержит этап контроля и сохранения рабочих параметров, по меньшей мере, двух разных маршрутов доставки данных в зависимости от положения пациента, выявленного по наклону нательного датчика. Кроме того, в связи с этим предпочтителен вариант, в котором способ содержит этап выбора второго нательного датчика из набора других нательных датчиков на основании сохраненных рабочих параметров соответствующего маршрута доставки данных, содержащего соответствующий другой нательный датчик. В данном случае рабочие параметры маршрутов доставки данных можно определять разными способами, например по коэффициентам пакетных ошибок.

Кроме того, вышеупомянутый способ реализуется также нательной сенсорной сетью для контроля множества жизненно важных параметров пациента с помощью набора нательных датчиков и, по меньшей мере, одного контрольного устройства, отдельного от тела, при этом нательные датчики выполнены с возможностью, каждый, измерения жизненно важного параметра и передачи данных, относящихся к измеренному жизненно важному параметру, в контрольное устройство, отдельное от тела, и причем, по меньшей мере, один из нательных датчиков содержит датчик наклона.

Соответственно, нательная сенсорная сеть в соответствии с изобретением зависит от вышеописанного способа контроля жизненно важных параметров пациента, при этом для определения наклона нательного датчика упомянутый датчик содержит датчик наклона. Как уже указано выше, возможно наличие дополнительных нательных датчиков, которые передают свои данные не непосредственно в контрольное устройство, отдельное от тела, а через другой нательный датчик. Упомянутые датчики, хотя и могут присутствовать, в дальнейшем не рассматриваются.

В общем, существуют разные возможные варианты датчика наклона. Однако в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления изобретения датчик наклона содержит акселерометр, гирометр или/и магнитометр. Все упомянутые устройства для измерения наклона могут быть изготовлены в виде микроустройств и, следовательно, могут быть легко встроены в нательный датчик.

Кроме того, в соответствии с изобретением, по меньшей мере, один из нательных датчиков содержит запоминающее устройство, в котором сохраняется местоположение на теле упомянутого датчика. Таким образом, местоположение на теле соответствующего нательного датчика можно определять удобным и надежным способом.

Кроме того, в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления изобретения частота связи для беспроводной связи между нательными датчиками и устройством связи, отдельным от тела, обеспечивается 2 ГГц. Как дополнительно изложено выше, упомянутый частотный диапазон предпочтителен потому, что он является подходящим с точки зрения лицензионных затрат, скорости передачи данных и размера антенны, при этом последний показатель особенно важен для таких нательных датчиков, которые удобны для ношения.

В результате изобретение дает возможность минимизации проблемы, связанной с рабочими характеристиками нательной сенсорной сети (BSN), создаваемой ослаблением радиочастот, вызываемым телом пациента, без значительных недостатков других методов, например методов на основе обратной связи и предупредительных методов, дополнительно описанных выше. В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления изобретения упомянутая возможность обеспечивается посредством прогностического метода, который заключается в направлении данных устройства нательной сенсорной сети (BSN) через другое устройство нательной сенсорной сети (BSN), на основании положения пациента и местоположения на теле обоих устройств. Поэтому в данном случае маршрут передачи данных устройства определяется не в результате оценки качества беспроводных линий связи между устройством и другими соседними устройствами, а в результате местоположений устройств на теле и их наклонов, которые находятся в строгой зависимости от положения тела. Упомянутая система показателей представляет чувствительность беспроводных линий связи к резким отказам канала связи и дает возможность нательной сенсорной сети (BSN) принимать решение о том, какие линии связи являются наиболее надежными до того, как происходит снижение качества.

Информацию о местоположении на теле предпочтительно логически выводят из описания функционального назначения, содержащегося в устройствах нательной сенсорной сети (BSN), например нагрудном датчике ЭКГ или ушном SpO2-датчике (оксигенации). В большинстве практических случаев функциональное назначение устройства нательной сенсорной сети (BSN) указывает место на теле, где носят датчик. Информацию о наклоне предпочтительно получают с использованием существующих алгоритмов, которые обрабатывают выходной сигнал датчика наклона, который предпочтительно встроен в устройства нательной сенсорной сети (BSN).

Предлагаемое решение использует информацию о наклоне, полученную локально в устройствах нательной сенсорной сети (BSN), т.е. датчиках. Для этого упомянутые устройства предпочтительно содержат аппаратное средство, чувствительное к наклону, например микросхему 3-мерного акселерометра, и программное обеспечение для вычисления наклона. Упомянутые датчики оказались осуществимыми с точки зрения размера, вычислительной мощности и потребляемой мощности.

Изобретение обеспечивает возможность повышения надежности нательных сенсорных сетей (BSN) и делает их рабочие параметры менее зависимыми от ослабления радиочастот, вызываемого изменениями положения. Следовательно, настоящее изобретение решает наиболее важную проблему нательных сенсорных сетей (BSN). В противоположность другим существующим методам изобретение устраняет отказы каналов связи до того, как они происходят. Кроме того, изобретение можно применять одновременно с другими методами, например повторными передачами, динамической адаптацией линии связи или другими методами.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Приведенные и другие аспекты изобретения наглядно поясняются на примере описанных ниже вариантов осуществления.

На чертежах:

Фиг.1 - схематическое изображение нательной сенсорной сети для контроля жизненно важных параметров пациента в соответствии с вариантом осуществления изобретения;

Фиг.2 - схематическое подробное изображение нательного датчика упомянутой нательной сенсорной сети; и

Фиг.3 - схематическое изображение системы классификации линий связи по 3 категориям в соответствии с вариантом осуществления изобретения для пациента, который лежит на груди в постели.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

На фиг.1 можно видеть нательную сенсорную сеть для контроля множества жизненно важных параметров пациента 10 в соответствии с вариантом осуществления изобретения. Упомянутая сеть содержит набор нательных датчиков 1, носимых пациентом 10, и контрольное устройство 2, отдельное от тела, при этом нательные датчики 1 выполнены с возможностью, каждый, измерения жизненно важного параметра, например сигнала ЭКГ или сигнала кровяного давления, и передачи данных, относящихся к измеренному жизненно важному параметру, в контрольное устройство 2, отдельное от тела, по беспроводному соединению 4.

Кроме того, как можно видеть из фиг.2, нательные датчики 1 содержат, каждый, измерительный блок 5 для измерения, фактически, жизненно важного параметра и датчик 3 наклона, который является предпочтительно акселерометром, гирометром или/и магнитометром. Кроме того, нательные датчики 1 содержат, каждый, запоминающее устройство 6, в котором сохраняется соответствующее местоположение упомянутого датчика на теле, т.е. «грудная клетка» для датчика ЭКГ. Нательные датчики 1 содержат также, каждый, блок 7 приемопередатчика для передачи данных в контрольное устройство 2, отдельное от тела, или в другой нательный датчик 1 и для приема данных из другого нательного датчика 1.

В соответствии с настоящим вариантом осуществления изобретения, по наклону и местоположению на теле каждого из нательных датчиков 1 вычисляется качество прямого маршрута доставки данных между каждым из нательных датчиков 1 и контрольным устройством 2, отдельным от тела. Таким образом, качество каждого прямого маршрута доставки данных определяется и классифицируется как «надежное», «среднее» и «ненадежное», без фактической посылки данных по соответствующим маршрутам. Если качество прямого маршрута доставки данных между нательным датчиком 1 и контрольным устройством 2, отдельным от тела, определяется как имеющее значение меньше, чем предварительно заданное значение, например не определяется как, по меньшей мере, равное «среднему», то в соответствии с вариантом осуществления изобретения принимается решение направить данные нательного датчика 1 с неудовлетворительным прямым маршрутом доставки данных в контрольное устройство 2, отдельное от тела, через другой нательный датчик 1 с более высоким качеством прямого маршрута доставки данных.

Соответственно, нательные датчики 1 нательной сенсорной сети (BSN) в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления изобретения способны узнавать свое местоположение на теле и свой наклон. Как упоминалось выше, в предпочтительном варианте нательные датчики 1 отслеживают свое местоположение по своей локально доступной информации о функциональном назначении, например «грудная клетка» для ЭКГ, «палец» для SpO2 (оксигенации), , которая хранится в соответствующем запоминающем устройстве 6 нательного датчика 1. Кроме того, нательные датчики 1 интерпретируют сигнал своего локального аппаратного средства, чувствительного к наклону, например акселерометра, гирометра или магнитометра, чтобы получить свой наклон, что показывает, в какой степени тело должно блокировать линию прямой видимости (LOS) своих различных беспроводных линий связи.

В соответствии с описанным здесь вариантом осуществления изобретения нательные датчики 1 содержат небольшую микросхему 3-мерного акселерометра малой мощности в качестве датчика 3 наклона, которая дает возможность упомянутым датчикам получать свой наклон относительно пола и, следовательно, относительно контрольного устройства 2, отдельного от тела, при условии, что наклон последнего относительно пола известен. Анализируются постоянные (DC) составляющие 3 сигналов ускорения, которые содержат информацию о наклоне акселерометра относительно пола. Поскольку гравитация создает постоянное ускорение к полу, то его проекция на 3 осях акселерометра показывает наклон данных осей и, следовательно, соответствующих нательных датчиков 1. Таким образом, когда пациент 10 лежит на спине, нательные датчики 1, носимые на груди, определят, что пациент обращен лицом вверх. С другой стороны, если пациент 10 поворачивается в постели и ложится на грудь, то те же самые нательные датчики 1 определят, что пациент обращен лицом вниз. В предпочтительном варианте для правильного вычисления наклона требуется калибровка нательных датчиков 1 во время установки нательной сенсорной сети (BSN), причем выполнение калибровки может потребовать действий пациента, например нажатия кнопки в то время, когда пациент принимает предварительно заданное положение, например встает.

Нательные датчики 1 делятся между собой, для совместного использования, своей информацией о местоположении и наклоне. Это позволяет датчикам точнее оценивать положение пациента и снабжает их информацией о числе альтернативных маршрутов доставки данных в пределах нательной сенсорной сети (BSN) и их чувствительности к отказам каналов связи. На фиг.3 показана вышеупомянутая система классификации по трем категориям, в которой линии связи классифицируются как «надежная» (сплошная линия), «средняя» (штриховая линия) или «ненадежная» (пунктирная линия) для пациента 10, который лежит на груди в койке в соответствии с нижеизложенным.

Линия а связи. Нательный датчик 1а определяет, что он является устройством, носимым на груди, и обращен вниз. Следовательно, пациент 10 опознается как лежащий на груди, что делает ненадежными все уходящие от тела линии связи, начинающиеся от нательного датчика 1а, т.е. линию а связи. Благодаря эффекту огибающих волн нательные линии связи, начинающиеся от нательного датчика 1a, т.е. линия d связи и линия e связи с нательными датчиками 1b и 1c, соответственно, меньше подвержены негативному влиянию из-за текущего положения тела, чем линия a связи.

Линия b связи и линия c связи. Как нательный датчик 1b, так и нательный датчик 1c определяют, что их носят на руке. При данном местоположении считается, что перекрытие тела рукой не оказывает большого негативного влияния, независимо от наклона нательных датчиков 1b, 1c. Поэтому оба нательных датчика относят свои уходящие от тела линии связи, т.е. линию b связи и линию c связи, к категории надежных.

Линия d связи. Нательный датчик 1a определяет, что нательный датчик 1b является устройством, которое находится на плече. Вследствие пространственной близости между грудной клеткой и плечом в любом положении, нательный датчик 1a предполагает, что огибающих волн достаточно для поддержания надежной линии связи и поэтому относит линию d связи к категории надежных независимо от наклона нательного датчика 1b.

Линия с связи . Нательный датчик 1a определяет, что нательный датчик 1c является устройством, которое находится на кисти. Вследствие перемещений кисти в разные положения нательный датчик 1a предполагает, что огибающих волн, возможно, достаточно для поддержания надежной линии связи, и поэтому относит линию с связи к категории средних, независимо от наклона нательного датчика 1c.

Линия f связи. Нательный датчик 1b и нательный датчик 1c определяют, что оба они являются устройствами, носимыми на руке. Благодаря их близости и ограниченному перекрытию рукой, т.е. потому, что маловероятно, чтобы пользователь лежал с рукой под его туловищем, линия f классифицируется как надежная.

С учетом вышеупомянутой классификации линий связи, нательный датчик 1b и нательный датчик 1c принимают решение передавать свои данные непосредственно в контрольное устройство 2, отдельное от тела. Поскольку считается, что линия d связи и линия b связи являются надежными, то нательный датчик 1a принимает решение передавать свои данные через нательный датчик 1b. Следовательно, нательные датчики 1a, 1b, 1c принимают решение заменять устройство, в которое они передают свои данные на основании, главным образом, категории всех линий связи, которые являются частью альтернативного маршрута.

В случае когда, по меньшей мере, обнаруживаются два альтернативных маршрута с одинаковыми категориями линий связи, устройство может выбирать один из них случайным образом или с использованием произвольной дополнительной системы показателей, таких как следующее.

- Ожидаемое остающееся рабочее время или, эквивалентно, остаточный заряд батарей устройств, включенных в состав маршрута передачи данных. В предпочтительном варианте для пересылки данных других устройств следует выбирать устройства с более продолжительным остаточным рабочим временем. Для этого соответствующие устройства предпочтительно контролируют нагрузку на свои батареи и/или профиль потребления мощности.

- Минимальное число ретрансляций, что означает необходимость предпочитать маршруты с меньшим числом линий связи, т.е. ретрансляций. Снижение числа ретрансляций повышает надежность маршрута, минимизирует общее потребление мощности и сокращает время ожидания доставки данных.

- Статистические данные о рабочих параметрах, что означает возможность делать выбор из сходных альтернативных маршрутов на основе статистических данных о рабочих параметрах всех линий связи нательной сенсорной сети (BSN) в зависимости от положения пациента. Данный показатель предпочтителен, когда устройства нательной сенсорной сети (BSN) контролируют и сохраняют рабочие параметры своих разных линий связи, например, основанные на коэффициенте пакетных ошибок.

Эффективность изобретения в отношении сведения к минимуму проблемы ослабления телом можно повысить с помощью точной информации об определении расстояния или/и позиционировании. Определение расстояния или/и позиционирование с точностью до сантиметров возможны, когда в нательной сенсорной сети (BSN) применяют сверхширокополосную (UWB) технологию для беспроводной передачи данных. В соответствии с данным вариантом осуществления устройство, которое определяет, что контрольное устройство, отдельное от тела, например прикроватный монитор пациента, находится очень близко, может принять решение передать свои данные непосредственно в контрольное устройство, отдельное от тела, без учета вышеописанной маршрутизации на основании положения. Хотя мониторы пациентов находятся, обычно, на расстоянии, по меньшей мере, 50 см-100 см от тела пациента, упомянутое расстояние может уменьшаться до нескольких сантиметров, если монитор пациента закрепляют на пациенте или его койке во время транспортировки пациента. Точная информация об определении расстояния или/и позиционировании может также уточнять классификацию нательных линий связи по чувствительности к отказам и поэтому допускает выбор наиболее оптимального маршрута.

Маршрутизацию в зависимости от положения, описанную в настоящей заявке, реализуют предпочтительно в виде программного компонента, который можно именовать «модулем управления маршрутизацией». В зависимости от уровня в коммуникационном стеке, на котором реализован модуль управления маршрутизацией, предпочтительны следующие варианты реализации.

В этом отношении один вариант осуществления является «реализацией прикладного уровня». Модуль управления маршрутизацией реализуется в виде приложения на вершине коммуникационного стека. Данное приложение взаимодействует с другими локальными приложениями для выявления типа устройства, т.е. его размещения на теле и его наклона относительно пола. Извлекается также аналогичная информация о других устройствах нательной сенсорной сети (BSN) из их удаленных приложений. И, наконец, модуль управления маршрутизацией взаимодействует также, непосредственно или через инструментальное средство управления, с сетевым (NWK) слоем, для которого упомянутое средство управляет его таблицей маршрутизации.

Другой вариант осуществления является «межуровневой реализацией». В данном случае модуль управления маршрутизацией реализован в пределах сетевого (NWK) слоя, главной задачей которого является осуществление процесса маршрутизации. Аналогично предыдущей реализации данная реализация использует также информацию, которая доступна на прикладном уровне локального устройства и удаленных устройств. Поскольку для функционирования модуль управления маршрутизацией нуждается в информации из других уровней стека, данная реализация называется межуровневой.

Хотя настоящее изобретение подробно представлено на чертежах и охарактеризовано в вышеприведенном описании, упомянутые чертежи и описание следует считать наглядными или примерными, а не ограничивающими; т.е. настоящее изобретение не ограничено описанными вариантами осуществления.

В процессе практического применения заявленного изобретения, специалистами в данной области техники могут быть предположены и реализованы другие разновидности приведенных вариантов осуществления, в результате изучения чертежей, описания и прилагаемой формулы изобретения. В формуле изобретения, формулировка «содержащий» не исключает других элементов или этапов, и единственное число не исключают множественного числа. Очевидное обстоятельство, что некоторые средства упомянуты в разных взаимозависимых пунктах формулы изобретения, не означает, что, в подходящих случаях, нельзя использовать сочетание упомянутых средств. Никакие условные обозначения в формуле изобретения нельзя толковать в смысле ограничения его объема.