患者のモニタリングに適合したワイヤレス通信ネットワーク
【解決手段】医療器具の環境下で使用され、ピアツーピアネットワークに類似するアーキテクチャーを有するワイヤレスネットワークは２種類のノードすなわち第１の送信タイプノードおよび第２の受信中継タイプノードを有する。第１タイプノードは患者の身体上の測定因子をモニタリングするワイヤレス装置であればよい。ワイヤレスオキシメーターがその例に挙げられる。第２タイプノードは、送信範囲でワイヤレス装置からデータを受信すべく構成される可搬性のワイヤレス通信機である。受信データの統合後、個々のノード通信機はネットワークに最新のデータをブロードキャスト発信する。発信した通信機のブロードキャスト通信範囲に滞在する他の中継通信機は更新データを受信する。したがって、ワイヤレス装置の送信範囲の外側に位置する通信機には患者の状態が通知される。個々の通信機は複数のワイヤレス装置からデータを受信し表示することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、医療産業で用いられることができるワイヤレス通信ネットワークに関し、特に、患者がモニタリングされる場所から遠方に患者の測定因子を運搬する複数のノード通信機を有するノードネットワークに関する。さらに、本発明は、ネットワーク伝いにリモートで患者データを運搬する（もしくは伝播する）方法、および、そういったワイヤレス通信ネットワークで使用される装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば患者の血圧、動脈血酸素飽和度（ＳＰ０２）、心拍数、心電図といった身体上の測定因子（ｐａｒａｍｅｔｅｒ）を遠隔でモニタリングする際に、通常、センサーが患者に取り付けられる。センサーは送信機に接続される。送信機は主要なナースステーションに向けて患者信号を送信する。こうした送信にあたって一般には有線が用いられ、最近では送信にあたって無線が用いられる。ナースステーションは病院の一般病棟に存在することもあれば集中治療病棟に存在することもある。ナースステーションにはいくつものモニターが設置される。モニターを通じて複数の病室の患者はモニタリングされる。ナースステーションには看護士が常駐する。この看護士は様々な患者の身体上の測定因子をモニタリングし、患者の健康状態（容態）を観察する。身体上の測定因子の信号は複数の病室から送られてくる。こうした主要なナースステーションは、患者がそれぞれの病室に閉じ込められる環境下では良好に稼働する。個々の病室には１台の適切な送信機が設置される。送信機は、それぞれの患者に接続されるセンサーで検出される身体上の測定因子の信号を発信する。
【０００３】
しかしながら、医療分野では、無線通信の採用によって患者に移動の自由度を与えることがトレンドである。医療分野、例えばパルス酸素濃度測定の分野では、携帯型装置として、遠隔通信機能を備えた指装着型のオキシメーターがある。このオキシメーターは本願の出願人に譲渡された米国特許第６７３１９６２号に開示される。この米国特許の開示内容は参考のために本明細書に組み込まれる。当該米国特許に開示の装置は遠隔の受信機またはモニターに向けて患者データを送信する。他の例に係るパルスオキシメーターは米国特許出願公開公報第２００５／０２３４３１７号に開示される。このパルスオキシメーターは無線通信リンクを通じて外部のオキシメーターと通信することができる。このオキシメーターの遠隔装置はディスプレイである。さらに他の例に係る無線パルスオキシメーターは米国特許出願公開公報第２００５／０１１３６５５号に開示される。ここでは、無線の患者センサーはパルスオキシメーターに未加工の患者データを送信する。パルスオキシメーターは患者データを加工し患者データをウェブページに仕立てる。生成されたウェブページは無線アクセスポイントに無線で送信される。その結果、ウェブページは、当該無線アクセスポイントにネットワークで接続される遠隔のモニタリングステーションでダウンロードされることができる。遠隔で患者の状態をモニタリングする他のシステムが米国特許出願公開公報第２００４／０１０２６８３号に開示される。同公報は患者に着用される患者モニタリング装置を開示する。患者から収集される患者データは無線でローカルネットワークのハブに送信される。ハブはパブリックネットワークまたはプライベートネットワークを経てリモートサーバーに向かってデータを転送する。サーバーはウェブポータルサーバーとして機能し、医師や、患者データの閲覧許可を得た人々は閲覧したい患者データにアクセスすることができる。
【０００４】
したがって、現在のシステムは、遠隔のハブや遠隔のアクセスポイントに向けた患者データの送信に着目し、リモートで患者データを閲覧することができるとはいえ、閲覧は特定の場所に制限される。いまのところ使用されるネットワークや通信リンクは、特定の通信経路で情報を送信する予め定義されたリンク、および、選択的にアクセスを許可する特定のサーバーを有するパブリック通信ネットワークのいずれかに該当する。患者の移動の自由度を要求するとともに多数の患者のモニタリングを要求する前述の病院環境にいずれの従来技術システムも適合するとは言えない。しかも、患者の病室に固定されたモニターから患者を解放し、患者に移動の自由を付与すると同時に、その場合であっても、介護者に対して患者の健康状態をモニタリングし続けさせることができることへの要求がある。
【０００５】
したがって、患者が着用することができ、患者から収集されるデータを無線で送信することができる携帯型装置が要求される。
【０００６】
さらに、介護者の不足に鑑み、主要なナースステーションに駐在し様々な患者の身体上の測定因子をモニタリングする看護士または介護者の要件の緩和が要求される。一人よりも多くの介護者で様々な患者の身体上の測定因子をモニタリングすることができれば都合がよい。加えて、この通信ネットワークで、一人の看護士または介護者、または複数の看護士や介護者、健康管理従事者らが実質的にリアルタイムで遠隔から一人の患者や複数の患者の健康状態（容態）をモニタリングすることが要求される。そのために、複数の患者から収集されるデータを受信することができ、収集されたデータと複数の患者との相互関係を示すことができる通信ネットワークが要求される。そうしたネットワークの遠隔モニタリング性能を十二分に引き出すために、個々の介護者に所持され主要なモニタリングの場所から介護者を解放することができる携帯型装置が要求される。
【発明の概要】
【０００７】
本発明は、個別に発明を成立させ得るいくつもの側面の中で、従来技術から教示されるように、患者から収集されるデータが届けられる中央サーバーや中央ハブの必要性を克服することを試みる。本発明は、その一側面によれば、決定論的構成を有する例えばピアツーピアネットワークおよびメッシュネットワークといったネットワーク伝いに遠隔のモニタリングを提供することを目的とする。その結果、単一のハブやアクセスポイントをあてにせずに済む。
【０００８】
本発明は、特に一側面では、医療装置による使用に適合したワイヤレス通信ネットワークに関する。ワイヤレス通信ネットワークは医療装置のピアツーピアネットワークのアーキテクチャーを有する。ネットワークコントローラーは必要とされない。個々の医療装置はネットワークのノードとしてみなされ、医療装置（すなわちノード）は同期化され、医療装置同士の間の通信は時間管理される。そうしてネットワーク干渉は排除され、ノード同士の間の通信の観点からも、装置同士の間でやり取りされるメッセージのタイプの観点からも良好な品質が得られる。
【０００９】
医療環境下で設定される具体例、例えば酸素濃度測定では、患者の生理的な測定因子または生理的属性が測定される場合、患者はセンサーモジュールを着用する。センサーモジュールは患者の身体上の測定因子を測定するセンサーを有する。取得された患者データは送信にあたってセンサーから送信機に届けられる。その他の例として、センサーモジュールは、患者の測定された身体上の測定因子を送信する送信機をそれ自身に含んでもよい。センサーモジュールと遠隔の受信機との間で双方向性通信が望まれる場合には、送受信機がセンサーモジュール内に組み込まれてもよい。センサーモジュールは、議論された医療環境下では、ワイヤレスオキシメーターセンサーと称されてもよい。個々のワイヤレスオキシメーターセンサーは、オキシメーターおよびその関連のセンサーに加え、センサーで取得される患者データを出力する（または送信する）送受信機または無線機を備えていてもよい。
【００１０】
受信機は、患者に取り付けられるセンサーから出力される信号を受信する。こうした受信機は双方向通信装置（以下「通信機（ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｏｒ）」という）であってもよい。通信機は情報またはデータを受信し送信する送受信機を有する。少なくとも１つのメモリーが通信機には組み込まれる。メモリーは受信した最新の情報を保存する。送受信機およびメモリーに加えて、通信機はプロセッサー、ユーザーインターフェイスおよび電源回路を備えてもよい。通信機がオキシメーターセンサーと通信する場合には通信機はオキシメーター回路を備えてもよい。通信機は、受信した（または収集した）情報を統合するように構成され、その結果、通信機のデータはネットワークに向けてばらまかれる（またはネットワークにブロードキャスト発信される）。
【００１１】
本発明に係る通信ネットワークには複数の通信機が存在してもよい。ここでは、個々の通信機はネットワークのノードとしてみなされる。各々が通信機を構成する複数のノードでネットワークは構成されることから、ネットワークを伝ったデータの通信は首尾一貫しコントローラーを必要としない。しかも、個々の通信機は可搬性があることから、ネットワークのトポロジーは変化してもよく、したがってネットワークはトポロジーに依存することはなく、ピアツーピアアーキテクチャーに類似する。ネットワークの大きさは、ネットワークに含まれる通信機の数すなわちノードの数に依存する。ネットワークの一例は最小で２つの通信機（すなわちノード）から最大でＮ個の通信機（すなわちノード）を備えることができる。個々の通信機に組み込まれる送受信機または無線機は所定の距離で規定されるブロードキャスト通信範囲または送信範囲を有する。したがって、１つの通信機からブロードキャスト通信される情報は所定の送受信エリアで行き渡る。ネットワーク上の他の通信機すなわちノードは、もう１つの通信機の送信範囲に滞在していれば、当該他の通信機からブロードキャスト発信されるデータを受信することができる。反対に、当該他の通信機は、その受信範囲に存在する通信機からブロードキャスト発信されるデータを受信する。したがって、ネットワーク内では、異なる通信機同士の間、すなわち異なるノード同士の間でデータは通信されることができる。こうして本発明に係るネットワークでは専用のアクセスポイントやコーディネーター、コントローラーは存在しない。
【００１２】
ネットワークでは全てのノードが通信機である必要はない。患者に取り付けられて患者の身体上の測定因子をモニタリングする（または測定する）ワイヤレスオキシメーターやその他の医療装置がネットワークのノードとしてみなされてもよい。本発明では、そういったワイヤレスオキシメーター、および、患者から身体属性を測定する（または検知する）他のタイプの医療装置はネットワークのセンサーノードとしてみなされてもよい。その他、患者から情報を収集し、収集した情報をネットワークに送信するセンサーノードはネットワークの第１タイプノードと称されてもよい。このとき、本発明に係るネットワークの第２タイプノードは、第１タイプノード経由で、すなわちワイヤレスオキシメーターセンサー経由で患者からデータを受信し、統合し、配信する通信機である。異なるタイプのノードのための通信プロトコルや、ワイヤレスセンサーおよび通信機の間の通信プロトコルはＩＥＥＥ規格８０２．１５．４に基づいてもよい。
【００１３】
ネットワークの様々なノードが相互に通信することから、ネットワーク上の装置は同期化され、所定の通信スケジュールに従う。同期化にあたって、ネットワークのノードには各々タイムスロットが割り当てられる。ここでは、個々のタイムスロットは複数のサブタイムスロットに分割される。個々のノードすなわち装置は隣接するノードすなわち装置からの通信によって同期化される。その結果、個々のノードは割り当てられたタイムスロットでのみデータを送信する。通信スケジュールは周期的であって、ネットワーク上の全てのノードは、保存されたデータの送信（またはブロードキャスト通信）にあたって、ネットワークを構成する通信機に割り当てられたスロットに従って時間管理される。
【００１４】
データは１つのノードからその他のノードへ行き渡る（または伝播する）ことから、データを受信するノードの各々でデータは統合される。統合されたデータはネットワーク中に広められる。その結果、ネットワークを伝って伝播するメッセージは継続的に更新される。１つのノードでは、そのノードで以前に保存されていたメッセージよりも新しいメッセージが受信されると統合が引き起こされる。
【００１５】
第１側面によれば、本発明は、患者の身体属性に関する情報を伝達するシステムに向けられる。システムは、１人の患者に関連する少なくとも１つの患者モニタリング装置を備える。その患者モニタリング装置は、少なくとも１つの患者の身体属性を検出するセンサーと、装置の送信エリアに向けて、検出された身体属性に対応する患者データを送信する少なくとも１つの送信機とを有する。システムには、さらに、複数の通信機が含まれる。個々の通信機は、前述の送信エリアに滞在する際に、患者モニタリング装置から送信されるデータを少なくとも受信する送受信機を備える。個々の通信機はその送受信エリアに存在する他の通信機と通信する。本発明に係るシステムでは、いずれかの通信機は、装置の送信エリアに滞在すると、患者モニタリング装置から患者データを受信し、患者データの受信後、通信機の送受信エリアに存在する他の通信機に向けて患者データをブロードキャスト発信するように構成される。
【００１６】
本発明の他の側面は、患者の身体属性に関する情報を伝達するシステムに向けられる。このシステムは、個別に特定の患者に関連づけられる複数の患者モニタリング装置を備える。これら患者モニタリング装置は、各々、装置に関連する患者に対して少なくとも１つの身体属性を検出するセンサー手段と、身体属性に対応する患者データを装置の送信エリアに向けて送信する送信機とを備える。本発明に係るシステムには、さらに、複数の通信機が含まれる。個々の通信機は、それら患者モニタリング装置の送信エリアに滞在する際に、患者モニタリング装置から送信される患者データを受信する送受信機を備える。個々の通信機はその送受信エリアに存在する他の通信機と通信すべく構成される。個々の通信機は、いずれか１つの患者モニタリング装置の送信エリア内に位置すると、当該患者モニタリング装置から患者データを受信し、その後に、通信機の送受信エリアに向けて、受信した患者データをブロードキャスト発信するように構成される。
【００１７】
本発明の第３側面は、患者の身体属性に関する情報を行き渡らせるシステムに向けられる。システムは、１人の患者に関連づけられる少なくとも１つのオキシメーターを備える。オキシメーターは、少なくとも患者のＳＰ０２を検出するセンサー手段を有する。オキシメーターは、検出されたＳＰ０２に対応する患者データを少なくとも送信する少なくとも１つの送信機または送受信機を備える。システムは、さらに、複数の通信機を備える。個々の通信機は送受信機を有する。送受信機は、患者のオキシメーターの送信範囲に滞在すると患者のオキシメーターから送信されるデータを受信すべく構成される。個々の通信機は、他の通信機と通信すべく構成される。その結果、通信機の１つがオキシメーターの送信範囲に存在すると、通信機は患者のオキシメーターから患者データを受信し、その後に、その通信機は受信した患者データをそのブロードキャスト通信範囲に存在する他の通信機に向けて配信する。
【００１８】
本発明の第４側面は通信ネットワークに向けられる。この通信ネットワークでは、患者の身体属性に関する情報はリモートで運ばれる。本発明に係る通信ネットワークは１人の患者に関連して少なくとも１つのワイヤレスセンサーを備える。ワイヤレスセンサーは患者の少なくとも１つの身体属性を検出する。センサーは少なくとも１つの送信機を備える。送信機は、検出された身体属性に対応する患者データをセンサーから送信する。ネットワークは、さらに、センサーの送信範囲に存在する第１通信機を備える。第１通信機は、センサーから送信される患者データを受信し、受信した患者データをブロードキャスト発信する送受信機を備える。本発明に係る通信ネットワークはさらに第２通信機を備える。第２通信機は第１通信機と通信しつつワイヤレスセンサーとは通信していない。第２通信機は第２送受信機を備える。第２送受信機は第１通信機からブロードキャスト発信された患者データを受信すべく構成される。
【００１９】
本発明の第５側面は、複数のノードを有するワイヤレスネットワークに向けられる。このワイヤレスネットワークは患者の情報を行き渡らせる。本発明に係るワイヤレスネットワークは少なくとも１つの第１タイプノードを備える。第１タイプノードは１人の患者に関連づけられてその患者の身体属性をモニタリングすべく構成される。第１タイプノードは検出器および送信機を備える。検出器は少なくとも患者の１つの身体属性を検出する。送信機は、検出された患者の身体属性をデータとしてネットワークに向かって送信する。さらに、ネットワークには複数の可搬性の第２タイプノードが含まれてもよい。第２タイプノードは直接的に患者に関連づけられない。第２タイプノードは、第１タイプノードのブロードキャスト通信範囲に進入すると、第１タイプノードから信号および（または）データを受信するように構成される。第２タイプノードのそれぞれは、さらに、他の第２タイプノードから信号および（または）データを受信し、ネットワークに信号および（または）データをブロードキャスト発信するように構成される。本発明の当該側面に係るワイヤレスネットワークによれば、第２タイプノードのいずれもは、第１タイプノードのブロードキャスト通信範囲に進入すると、第１タイプノードから送信される患者データを受信し、その後に、ネットワークに向けて受信した患者データをブロードキャスト発信することができる。こうすることで、当該第２タイプノードのブロードキャスト通信範囲に存在する他の第２タイプノードは第１タイプノードから出力される患者データを受信することができる。
【００２０】
本発明の第６側面は、複数のノードを有するワイヤレスネットワークに向けられる。このワイヤレスネットワークは患者の情報を行き渡らせる。この発明に係るネットワークは複数の第１タイプノードを備える。個々の第１タイプノードは特定の１人の患者に関連づけられてその特定の患者の身体属性をモニタリングすべく構成される。個々の第１タイプノードは検出器および送信機を備える。検出器は、特定の患者の少なくとも１つの身体属性を検出する。送信機は、検出された身体属性を患者データとしてネットワークに向かって送信する。ワイヤレスネットワークはさらに複数の可搬性の第２タイプノードを備える。第２タイプノードは直接的に患者に関連づけられない。第２タイプノードは、いずれかの第１タイプノードのブロードキャスト通信範囲に進入すると、第１タイプノードから信号および（または）データを受信すべく構成される。第２タイプノードのそれぞれは、さらに、他の第２タイプノードから信号および（または）データを受信し、ネットワークに信号および（または）データをブロードキャスト発信するように構成される。第２タイプノードの１つがいずれかの第１タイプノードのブロードキャスト通信範囲に進入すると、当該第２タイプノードは、第１タイプノードから送信される患者データを受信する。その後、当該第２タイプノードはネットワークに向けて受信した患者データをブロードキャスト発信する。こうすることで、当該第２タイプノードのブロードキャスト通信範囲に存在する他の第２タイプノードは第１タイプノードから出力される患者データを受信することができる。
【００２１】
本発明の第７側面は、患者の身体属性に関する情報を行き渡らせる方法に向けられる。当該方法は以下の工程を備える。ａ）１人の患者に、センサー手段および少なくとも１つの送信機を有する少なくとも１つの患者モニタリング装置を関連づける工程。ｂ）前記センサー手段を用いて患者から少なくとも１つの身体属性を検出する工程。ｃ）装置送信エリアに向けて、検出された身体属性に対応する患者データを送信する工程。ｄ）患者モニタリング装置から送信されるデータを受信し、通信機送受信エリアにデータをブロードキャスト発信すべく構成される送受信機を個々に有する複数の通信機を提供する工程。ｅ）通信機のうちの１つを前記患者モニタリング装置の装置送信エリア内に位置させ、患者データを受信させる工程。ｆ）受信した患者データを前記通信機から通信機送受信エリアに向けてブロードキャスト発信し、装置送信エリアに存在しないものの前記通信機の送受信エリア内に存在する通信機に患者モニタリング装置から送信される患者データを受信させる工程。
【００２２】
本発明の第８側面は、患者の身体属性に関する情報を伝達する方法に向けられる。当該方法は以下の工程を備える。ａ）患者から少なくとも１つの身体属性を検出するセンサー手段と、検出された身体属性を送信する送信機とを個々に有する複数の患者モニタリング装置を提供する工程。ｂ）複数の患者モニタリング装置を対応の患者に関連づける工程。ｃ）いずれかの患者モニタリング装置から送信される患者データを受信すべく構成される送受信機を個々に有する複数の通信機であって、当該送受信機で通信機同士の通信を確立する通信機を提供する工程。ｄ）関連する患者の身体属性の検出にあたって用いられる１つの患者モニタリング装置の送信エリア内にいずれかの通信機を位置させる工程。ｅ）その通信機で、患者モニタリング装置から送信された患者データを受信させる工程。ｆ）その通信機で、通信機送受信エリアに、受信した患者データをブロードキャスト発信する工程。
【００２３】
本発明の第９側面は、患者の身体属性に関する情報を行き渡らせる方法に向けられる。当該方法は以下の工程を備える。ａ）少なくとも患者のＳＰ０２を検出するセンサー手段を有する少なくとも１つのオキシメーターであって、検出されたＳＰ０２に対応する患者データを装置から送信する送受信機または少なくとも１つの送信機を有するオキシメーターを１人の患者に関連づける工程。ｂ）患者オキシメーターの送信範囲内に位置すると、患者オキシメーターから送信されるデータを受信すべく構成される送受信機を個々に備える複数の通信機であって、通信機同士で通信すべく構成される通信機を提供する工程。ｃ）患者オキシメーターの送信範囲内に通信機のうち１つを位置させ、当該通信機に患者オキシメーターから患者データを受信させる工程。ｄ）当該通信機の送信範囲に滞在する通信機に向けて受信した患者データを当該通信機からブロードキャスト発信する工程。
【００２４】
本発明の第１０側面は、複数の送信装置および受信装置を有するワイヤレス通信ネットワーク環境下で、患者の身体属性に関する情報をリモートで運搬する方法に向けられる。当該方法は以下の工程を備える。ａ）少なくとも送信機を有する少なくとも１つのワイヤレスセンサーを患者に関連づけて、患者の少なくとも１つの身体属性を検出する工程。ｂ）検出される身体属性に対応する患者データをネットワークに向けて送信する工程。ｃ）センサーから送信される患者データを受信すべく構成される送受信機を有する第１通信機をセンサーの送信範囲内に位置させる工程。ｄ）受信した患者データを第１通信機からネットワークにブロードキャスト発信する工程。ｅ）ワイヤレスセンサーと直接に通信せずに、第１通信機からブロードキャスト発信される患者データを受信すべく構成される第２送受信機を有する第２通信機と第１通信機との間で通信を確立する工程。
【００２５】
本発明の第１１側面は、複数のノードを有するワイヤレスネットワークで患者の情報を行き渡らせる方法に向けられる。当該方法は以下の工程を備える。ａ）患者の少なくとも１つの身体属性を検出する検出器と、検出される身体属性を患者データとしてネットワークに向けて送信する送信機とを備える少なくとも１つの第１タイプノードを患者に関連づけて患者の身体属性をモニタリングする工程。ｂ）第１タイプノードのブロードキャスト通信範囲に進入すると第１タイプノードから信号および（または）データを受信すべく構成され、患者に直接的に関連しない複数の第２タイプノードであって、他の第２タイプノードから信号および（または）データを受信しネットワークに信号および（または）データをブロードキャスト発信する第２タイプノードをネットワークに配置する工程。ｃ）第１タイプノードのブロードキャスト通信範囲に第２タイプノードを進入させ第１タイプノードから出力される患者データを受信させる工程。ｄ）受信した患者データを当該第２タイプノードからネットワークにブロードキャスト発信し、当該第２タイプノードのブロードキャスト通信範囲に滞在する他の第２タイプノードに第１タイプノードから出力された患者データを受信させる工程。
【００２６】
本発明の第１２側面は、複数のノードを有するワイヤレスネットワーク環境下で患者の情報を行き渡らせる方法に向けられる。当該方法は以下の工程を備える。ａ）患者の少なくとも１つの身体属性を検出する検出器と、検出される身体属性を患者データとしてネットワークに向けて送信する送信機とを個々に有する複数の第１タイプノードのそれぞれを特定の１人の患者に関連づけて、当該特定の患者の身体属性をモニタリングする工程。ｂ）いずれの患者にも直接に関連しない複数の第２タイプノードをネットワーク内に配置する工程。ｃ）第２タイプノードのそれぞれに対し、いずれかの第１タイプノードのブロードキャスト通信範囲に進入した際に第１タイプノードから信号および（または）データを受信し、他の第２タイプノードのブロードキャスト通信範囲に進入した際に当該他の第２タイプノードから信号および（または）データを受信し、ネットワークに信号および（または）データをブロードキャスト発信すべく構成する工程。ｄ）いずれかの第１タイプノードのブロードキャスト通信範囲内に第２タイプノードのうちの１つを位置させ、第１タイプノードのいずれかから出力される患者データを第２タイプノードで受信させる工程。ｅ）その後に、受信した患者データを第２タイプノードからネットワークにブロードキャスト発信し、当該第２タイプノードのブロードキャスト通信範囲に滞在する他の第２タイプノードが第１タイプノードから出力される患者データを受信することができるようにする工程。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１ａ】本発明に係るシステムのアーキテクチャーの一例であって、例えばピアツーピアネットワークといった相互接続ネットワークを示す。
【図１ｂ】ネットワークのノードの簡略図であって、医療設備環境下で無線機を含む医療装置であるノードを示す。
【図２】図１ａのピアツーピアネットワークに、ネットワークに接続されるワイヤレスオキシメーターといったワイヤレス医療装置を結合するネットワークの一例である。
【図３】本発明に係るネットワークのノードを構成する通信機（この場合には医療通信機）の単純なブロック図の一例である。
【図４】本発明に係るネットワークの通信機（すなわち中継ノード）を詳細に示すブロック図である
【図５】本発明に係る通信ネットワークの一部を構成するワイヤレスオキシメーターセンサー（すなわちセンサーノード）のブロック図である。
【図６】中継ノードとして作動し、本発明のネットワークのワイヤレスオキシメーター（すなわちセンサーノード）に通信リンクで接続される本発明に係る通信機を示す。
【図７】本発明に係る通信機にケーブルで有線接続されるセンサー（この例ではオキシメーターセンサー）を示すブロック図である。通信機はセンサーのための送信機として動作することができる。
【図８】本発明に係るシステムの一例であって、患者センサーが通信リンクで通信機に接続され、その通信機がネットワーク上の他の通信機に通信リンクで接続されるシステムを示す。
【図９】ネットワーク上の様々な通信装置同士の間で通信を時間管理するタイムスロットの一例を示す。
【図１０】ネットワークの様々な通信装置（すなわちノード）同士の間で通信されるメッセージのタイプを示す。
【図１１】ネットワーク上でいかにメッセージが統合され１つのノード通信機から他のノード通信機に配信されるかを示す。
【図１２】ネットワーク上の通信機（すなわち中継ノード）とワイヤレスオキシメーター（すなわちセンサーノード）との間で相互作用通信の一例を示す。
【図１３】本発明に係る通信機の様々な構成要素を詳細に示すブロック図である。
【図１４】図１３で示される本発明に係る通信機の回路概略図の一例を示す。
【図１５】本発明に係るワイヤレスオキシメーター（すなわちセンサーノード）の様々な構成要素を詳細に示す図である。
【図１６】本発明に係るワイヤレスオキシメーターセンサーに使用されることができる無線送信機の主状態を示す。
【図１７】本発明に係る通信機が情報を受信すべく処理する動作工程を示すフロー図である。
【図１８】通信機およびワイヤレスセンサーの無線送信機でデータの送信にあたって実行される処理を示すフローチャートである。
【図１９】通信機で統合されるデータの処理過程を示すフロー図である。
【図２０】通信機のメモリー内でデータを更新する処理を示すフロー図である。
【図２１】メモリーで更新されたメッセージを配信する通信機の処理を示すフローチャートである。
【図２２】本発明に係るワイヤレスオキシメーター（すなわちセンサーノード）の動作処理工程を示すフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
図１ａおよび図１ｂを参照すると、そこには通信ネットワークが示される。通信ネットワークは例えばピアツーピアネットワークに構成される。図１ａに示される一例に係る無線ネットワーク２では４つのノード１〜４が存在する。ただし、無線ネットワーク２がノードＮを有するように、ネットワークはＮ個のノードを有してもよい。図１ａに示される本発明の実施形態では、図１ｂのノード４は図示される個々のノードに相当する。図１ｂに示されるように、ネットワークのノードの各々は無線機を備える医療装置である。無線機は送信機または送受信機であればよい。医療装置は、患者または対象物の身体属性（物理的属性）または身体上の測定因子をモニタリングする（または測定する）多数の装置のうちの一つであればよい。そういった医療装置は、オキシメーター、心拍計、呼気炭酸ガス濃度計または二酸化炭素濃度計（ＣＯ２モニター）、患者に接続されたポンプ、その他、患者の特定の身体属性をモニタリングする装置を含む。ただし、医療装置はこれらの装置に限定されるわけではない。例えばパルスオキシメーターの例では患者の動脈血中の酸素濃度レベル（ＳＰＯ２）がモニタリングされ（あるいは）測定される。呼気炭酸ガス濃度計の例では、二酸化炭素（ＣＯ２）、ＥＴＣＯ２（呼気終末二酸化炭素濃度）および呼吸数がモニタリングされ（あるいは）測定される。例えば本願の譲渡人は現在「ＣＡＰＮＯＣＨＥＣＫ（登録商標）」といった商標名でオキシメーターおよび呼気炭酸ガス濃度計の組み合わせに係る製品を市販する（ただし、無線機を備えていない）。本発明では、発明に係るネットワークのノードとして機能するように、そういった組み合わせに係る装置に無線機が適用される。
【００２９】
装置４の無線機部分は、送受信機であればよく、少なくとも送信機であればよい。こうした送受信機や送信機は例えばＩＥＥＥ規格８０２．１５．４といった通常規格の通信プロトコルの下で動作する。その結果、データはその装置のブロードキャスト通信範囲または送信エリアに装置から送信される。後述されるように、装置４には付加的な構成要素が存在する。いまのところ、図１のネットワークは、医療装置であろうとなかろうと、ハブや中央のネットワーク制御装置なしに相互に通信することができる装置のピアツーピアネットワークで構成されるネットワークであるというにとどめておく。
【００３０】
後ほど特に詳述するように、ネットワークのノードは同期化され、ノード同士の通信は時間管理される。したがって、ノード同士の通信に影響するかもしれないネットワーク干渉は実質的に排除される。加えて、特定のメッセージタイプの採用によってノード間の通信品質は高められる。図１ａに示されるネットワークのアーキテクチャーはさらにブロードキャストの採用により全てのノードに対してデータの配信を可能にする。個々のノードで実行される統合処理で最新のデータがノードからブロードキャスト発信され、その結果、通信でやり取りされるデータの完全性は高められる。こうして、ネットワークを通じて通信でやりとりされるデータまたは伝播されるデータの予測性および一貫性が得られ中央のネットワーク制御装置やハブの必要性はなくなる。
【００３１】
ネットワークのトポロジーは変化してもよく特定の構成に束縛されるものではない。例えばネットワークの大きさは２個のノードといった最小値からＮ個のノードといった最大値までの範囲に広がる。医療装置といった形態をとることができる個々のノードは移動することができ、ネットワークのトポロジーは特定の時点でのノードの位置に従って変化する。個々のノードが個別に無線送信機を備えれば、個々のノードは予め決められた送信範囲にブロードキャスト発信することができる。特定ノードのブロードキャスト通信範囲または受信エリアに存在する全てのノードはその特定ノードと通信することができる。さらにまた、通信は特定の１つのノードやハブによって制御されるわけではないので、ノード同士の通信は特定の１つのアクセスポイントに制限されるわけではない。
【００３２】
図２に示されるように、図１ａのネットワークは複数のワイヤレスオキシメーターまたはその他の前述の医療装置に通信で接続される。図１ａのネットワークで議論されたノードには符号Ｎ１〜ＮＮが付され、ノードは通信機ＣＯ１〜ＣＯＮと称される。図２に示されるように、ワイヤレスオキシメーターＯ１、Ｏ３、ＯＮはそれぞれ通信機ＣＯ１、ＣＯ３、ＣＯＮに通信で接続される。本発明では、患者の身体上の測定因子をモニタリングするワイヤレスオキシメーターまたはその他の前述の医療装置はノードの第１タイプと称されてもよく、通信機ＣＯ１〜ＣＯＮはノードＮ１〜ＮＮの第２タイプとして称されてもよい。ワイヤレスオキシメーターはさらにセンサーノードまたは検出ノードと称されてもよく、通信機はさらに中継ノードまたは伝播ノードと称されてもよい。
【００３３】
ワイヤレスオキシメーターは患者に着用される装置またはモジュールである。装置またはモジュールは例えば患者の指に装着される。装置またはモジュールには、患者のＳＰ０２を検出するセンサーが組み込まれる。一例に係るワイヤレスオキシメーターモジュールは本発明の譲渡人に譲渡された米国特許第６７３１９６２号に開示される。同特許の開示内容は参照により本願明細書に組み込まれる。患者に着用されたり患者に関連づけられたりするオキシメーターセンサーの他のタイプには反射型タイプまたは耳装着タイプが含まれる。反射型タイプは患者の前額やその他身体の平坦部に取り付けられる。耳装着タイプは患者の耳にクリップで留められる。発明者らは、本発明に係るネットワークに１６台のワイヤレスオキシメーターが接続されてもネットワークは有効に動作することを見出した。それだからといって、図２のネットワークが例えば１台といった具合にさらに少数のオキシメーターや１６台を超える数のオキシメーターを有してはいけないということにはならない。同様に、当該システムまたはネットワークの通信機またはノードの数は好ましくは２〜３２個の範囲である。システムのタイムスロットおよび同期性が調整されれば、後述されるように、３２個を超える数の通信機またはノードも可能である。
【００３４】
図３を参照すると、本発明の通信機６はホストプロセッサー８を備える。ホストプロセッサー８は、図示しないメモリーに格納されるプログラム１０を実行する。プログラムの働きでプロセッサー８はオキシメーター回路１２の動作を制御する。オキシメーター回路１２は外部のオキシメーターにインターフェイスで接続される。外部のオキシメーターは、例えばケーブルといった配線や無線で通信機に結合されデジタル酸素濃度データを生成する。デジタル酸素濃度データはプロセッサー８の処理に供される。プロセッサー８にはユーザーインターフェイス１４が接続される。ユーザーインターフェイス１４は通信機とユーザーとの間でやり取りを可能にする。ユーザーインターフェイスは、例えばＬＣＤディスプレイといったディスプレイ、例えばキーパッドといった入力源、並びに、警報にあたって用いられるオーディオ回路およびスピーカーを備えればよい。電源回路１６は通信機６に電力を供給する。電源回路１６は電池またはＤＣ入力端子および既存の電源アナログ回路を備えればよい。電源回路１６の働きで、調整された電力が通信機の全ての動作中の回路に供給される。通信機６には電気的インターフェイス１８がさらに組み込まれる。この電気的インターフェイスは例えばＲＳ−２３２ポート、ＵＳＢポート、またはその他の類似の入出力（ＩＯ）ポートといった導電性の通信ポートを備えればよい。こうした通信ポートは通信機の入出力用のインターフェイスを提供する。通信機でのデータの送受信にあたって、他の通信機との間や、図２に示されるワイヤレスオキシメーターセンサーといったセンサー装置をはじめ、医療装置であろうとかなろうとワイヤレスのデータ送信に適合したセンサー装置との間でワイヤレスでデータを送受信したり伝達したりする無線送受信機が組み込まれる。
【００３５】
図４は図３に示される通信機６の個々の構成要素を詳細に示す。例えば、ユーザーインターフェイス１４は、ディスプレイと、キーパッドと、スピーカーと、「アナログ」と表示されるアナログデジタル（Ａ／Ｄ）変換回路とを備える。既知のように、Ａ／Ｄ変換回路はアナログ入力をデジタル信号に変換する。デジタル信号はホストプロセッサー８に送られる。図４に示される通信機の電源構成要素１６は電池、電池の充電に利用されるＤＣ入力端子、既知のアナログ電源回路、およびホストプロセッサー８に対して電源構成要素１６の通信を確立するデジタル回路とを備える。電源構成要素から提供される電力は通信機の全ての動作中の回路に供給される。先ほど示唆された電気的インターフェイス構成要素１８は、ＲＳ−２３２ポートおよびＵＳＢポートの一方または両方、またはその他の既知のインターフェイスポートを有する。オキシメーター構成要素１２は、患者センサーから受信するアナログ信号を解析するアナログ回路と、オキシメーター構成要素の動作機能を格納するメモリープログラムと、患者から受信するデータを処理してデジタル酸素濃度データを生成するマイクロプロセッサーとを有する。デジタル酸素濃度データはオキシメーター構成要素１２のマイクロプロセッサーからホストプロセッサー８に伝達される。前述のように、プロセッサー８を収容するホストのメモリープログラム１０は、通信機の全体の動作のためにプロセッサー８に対して動作指令を供給する。通信機６で最後の主要な構成要素は無線機２０である。無線機２０は、無線機ＩＣモジュールと、メモリーに格納されて無線送信機の機能を制御するメモリー格納プログラムと、無線機の動作を制御するアナログ回路と、アンテナとを備える。アンテナの働きで無線送受信機は通信機へ信号を送信したり通信機から信号を受信したりする。
【００３６】
図５は、ネットワークのセンサーノードを構成するワイヤレスオキシメーター装置を示す。ワイヤレスオキシメーター２２はセンサー構成要素２４を備える。この構成要素は、既知であって、２つのＬＥＤと検出器とを備える。２つのＬＥＤは、患者の指、または患者の前額といった他の部位に向かって、異なる周波数の光を出力する。検出器は、患者を透過する光または患者から反射する光を検出する。また、ワイヤレスオキシメーター２２にはオキシメーター回路２６が組み込まれる。オキシメーター回路２６は、プロセッサーと、患者から検出される波形信号を解析するアナログ回路と、プログラムを格納するメモリーとを備える。プログラムの働きでアナログ回路は患者から送り込まれる信号を解析し酸素濃度データに変換する。センサー２４の動作はオキシメーター回路２６で制御される。無線機構成要素２８はオキシメーター構成要素２６および（または）センサー構成要素２４にインターフェイスで接続され協働で作動する。無線機構成要素２８は、アンテナと、メモリーに格納されるプログラムと、無線機ＩＣモジュールを動作させるアナログ回路と、通信機に向かって患者の酸素濃度データを送信するアンテナとを備える。電源構成要素３０は、電池電源と、ワイヤレスオキシメーターの他の構成要素に電力を供給する既知のアナログ電源回路とを備える。本発明のネットワークでは、例えば図２に示されるように、図５のワイヤレスオキシメーター装置は、ブロードキャスト通信範囲または送信エリアに存在する通信機に向かって収集された患者データを送信する。
【００３７】
図６は指装着型のワイヤレスオキシメーター装置と本発明に係る通信機との相互作用を詳細に示す。ここで、通信機６とワイヤレスオキシメーター２２との間でワイヤレス通信リンク３２が確立される。図示のように、通信機６の無線送受信機はオキシメーター２２の無線送信機と通信する。その結果、センサー２４で患者から取得されたオキシメーターデータは通信機６に送られる。通信機６は、その送受信エリアに向けて情報をブロードキャスト発信することで情報を中継してもよい。なお、通信機６は、オキシメーター装置の送信エリアまたはブロードキャスト通信範囲内に存在するときのみ、オキシメーター２２からデータを受信する。図６に示される実施形態では、ワイヤレスオキシメーター２２のオキシメーター回路が能動的に患者データを解析し変換する際には、通信機６のオキシメーター回路は患者データを解析したり変換したりしない。なぜなら、オキシメーター装置２２から通信機６に患者データは送信されるからである。オキシメーター装置２２から通信機６に送信される信号はほとんどの場合デジタル信号である。しかしながら、仮にオキシメーターからアナログデジタル変換回路の削除が望まれ、オキシメーターで処理電力の抑制が望まれる場合には、未処理のデータが直接にオキシメーター装置から通信機に送信される場合もある。言い換えれば、必要であれば、未処理のデータはオキシメーター装置から通信機に送られてもよい。その場合には、通信機は、未処理のデータを必要な酸素濃度データに変換する処理を実行する。
【００３８】
図６に示される指装着型のワイヤレスオキシメーター装置２２に代えて、図７に符号３４で示される既存のオキシメーターセンサーとともに使用されるように本発明は適合されることができる。既存のオキシメーターセンサーは本発明の通信機にケーブル３６で接続される。既存のオキシメーターセンサーは患者のＳＰ０２の測定にあたって要求される光源と検出器とを有する。接続にあたってセンサーの電気的コネクターは通信機６の電気的インターフェイス１８の一部であるポートに結合される。患者から受信する信号は処理され保存され、その後、通信機からその送受信範囲にブロードキャスト発信される。この実施形態では、通信機６は、オキシメーターセンサーと協働することにより患者モニタリング装置の送信機として機能する。しかも、通信機６はオキシメーターセンサー３４からケーブル長の範囲に存在しなければならず、通信機６はオキシメーターセンサーに相対的に固定され、患者に近接する。
【００３９】
図８はアドホックメッシュ構造の本発明の通信ネットワークを示す。この通信ネットワークではワイヤレスオキシメーターセンサー装置２２は通信機６ａと通信する。センサーは図示しない患者の指に取り付けられる。その通信機６ａは通信機６ｂおよび通信機６ｃと通信リンクでつながる。２つの通信機６ｂ、６ｃは通信機６ｄと通信リンクでつながる。通信機６ｄは通信機６ｅに通信リンクでつながる。
【００４０】
さらに図８に示されるように、個々の通信機はディスプレイ２４を有する。ディスプレイは複数の患者のデータを表示することができる。図８に示される例に係る通信機では患者のＳＰ０２および脈拍数がディスプレイ２６ａ、２６ｂにそれぞれ表示される。さらに、通信機６ｂ〜６ｅのディスプレイには個々に５組のデータが示される。１組のデータは特定の患者を表す。図８の例では通信機に５人の患者を表すデータが表示されるものの、個々の通信機にはそれよりも少数の組数の患者データが表示されてもよくそれよりも多数の組数の患者データが表示されてもよい。さらにまた、仮に図８の通信機がオキシメーター以外の装置であれば、他の患者属性を表す患者データがそれら通信機のディスプレイに表示されてもよい。例えば装置がＣＯ２モニターであったりＣＯ２モニターおよびオキシメーター装置の複合体であったりすれば、そういった患者属性はＣＯ２および呼吸数である。
【００４１】
通信機６ａに通信接続されるワイヤレスオキシメーターセンサー２２では患者１から測定される（または検知される）身体上の測定因子は例えば９６バイトのオキシメーターデータメッセージデータファイルとして通信機６ａに送られてもよい。この場合、通信機６ａは、オキシメーター装置２２からデータファイルを受け取ると、患者１のデータファイルをＰ１としてリモートデータディスプレイＲＤＤテーブル２８ａに格納する。通信機６ａのメモリーに以前に格納された患者１のデータは患者１の最新のデータで置き換えられる（または更新される）。見本の通信機６ａのＲＤＤテーブルは、例えば患者Ｐ１から患者ＰＮといった具合に複数の患者のデータを保存することができる記憶容量を有する。この例では通信機のメモリーでは個々の患者に対して１８バイト程度の記憶領域が確保される。個々の通信機には、異なる時刻に受信された患者データが実際に保存され統合処理にあたって最新の情報と比較されるように、複数のテーブルが保存されてもよい。統合処理は後ほど詳述される。図８には通信機６ａの追加のテーブル２８ｂ、２８ｃが示される。
【００４２】
ワイヤレスオキシメーター２２が患者の少なくとも１つの身体属性を表す信号をオキシメーターから予め決められた送信範囲すなわちセンサーの送信エリアに発信すると、ワイヤレスオキシメーター２２と通信機６との間で相互作用は開始する。身体属性には例えば患者のＳＰ０２が挙げられる。図８の例に係るネットワークではワイヤレスオキシメーター２２はセンサーノードとしてみなされてもよい。図８のネットワークで通信リンク３０ａとして図示されるように、通信機６ａはワイヤレスオキシメーター２２の送信エリアまたは送信ゾーンに位置する。したがって、患者１から検知される患者データをワイヤレスオキシメーター２２が出力すると、通信機６ａは送信された患者データを受信する。受信された患者データはＲＤＤテーブル例えば符号「２８ａ」に患者データＰ１として格納される。以前の患者１のＰ１データが存在すれば、この以前のデータはいましがたＲＤＤテーブルに受け取られたデータで置き換えられる。格納されたデータは患者のＳＰ０２および（または）脈拍数として通信機６ａのディスプレイ２４に表示されてもよい。なお、患者データは、表示され、解析され、伝導力で通信され、および（または）流行りの用途やＲＤＤ用途または高速の用途のために保存されてもよい。
【００４３】
図８のネットワークでさらに示されるように、通信機６ａは通信リンク３０ｂ、３０ｃを通じて通信機６ｂ、６ｃとの間に通信経路を確立する。前述のように、本発明に係る通信機はそれぞれ個別に無線送受信機を備え、ワイヤレスオキシメーターその他の医療センサーや他の通信機の送信範囲に存在する限りそれらワイヤレスオキシメーターその他の医療センサーや他の通信機から信号を受信するように構成される。反対に、個々の通信機は予め決められたブロードキャスト通信範囲または送受信エリアに信号をブロードキャスト発信するように構成される。というわけで、図８に示されるネットワークでは、通信機６ｂ、６ｃは通信機６ａの送受信エリアに存在することから、これら通信機の各々は通信機６ａと通信する。
【００４４】
図８のネットワークでは、ワイヤレスオキシメーター２２から患者Ｐ１データを受信すると、通信機６ａは、ＲＤＤテーブル２８ａに受信したデータを保存した後に、この最新のＰ１データを送受信エリアにブロードキャスト発信する。通信機６ａの送信範囲に存在する通信機６ｂ、６ｃは患者Ｐ１の同データを受信する。個々の通信機６ｂ、６ｃは個々にＲＤＤテーブルを更新する。この更新時、通信機６ｂ、６ｃはディスプレイ上にその最新の患者Ｐ１データを表示してもよい。その結果、通信機の携帯者は身体上の測定因子を確認することができる。この場合、身体上の測定因子には患者Ｐ１のＳＰ０２および脈拍数が該当する。その後、個々の通信機６ｂ、６ｃはそれぞれの送受信エリアに最新の患者Ｐ１データを送信する。なお、図中では、個々の通信機６ｂ、６ｃはワイヤレスオキシメーターセンサー２２との間で直接の通信リンクを確立していない。
【００４５】
通信機６ｄは２つの通信機６ｂ、６ｃの送信範囲に存在することから、これら通信機から個々に通信リンク３０ｄ、３０ｅを通じて患者Ｐ１のデータを受信する。ここでは、２つの通信機６ｂ、６ｃから同一の患者Ｐ１データが送信されることから、患者Ｐ１に関するデータの更新は通信機６ｄのＲＤＤテーブルで同一データの更新を引き起こす。しかしながら、通信機６ｂ、６ｄの間の通信スケジュールが実質的に通信機６ｃ、６ｄの間の通信スケジュールから相違する場合には、同一の患者からのデータであっても通信機６ｄで通信機６ｂから受信するデータと通信機６ｄから受信するデータとは相違するかもしれない。こうした相違は通信リンクごとに生じる患者データの伝播遅延に起因する。その場合には、通信機６ｄでは時間的に新しい患者データが患者データとして保存される。複数のノードからほぼ等しい送信時間でデータが送信されてくる場合にデータの衝突を阻止するには、本発明に係るネットワークの構築にあたって、後述されるようにタイムスロットで時間管理される通信プロトコルが提供される。図８に示されるネットワークで残るノードは通信機６ｅである。この通信機６ｅは通信リンク３０ｆを通じて通信機６ｄの通信範囲に存在する。通信機６ｅはその他の通信機またはワイヤレスオキシメーターセンサー２２の通信範囲には属さない。本発明では、たとえ通信機６ｅがセンサー２２から遠く離れていても、通信機６ｅの携帯者はネットワークの通信機ノードを横切るＲＤＤメッセージデータの伝播またはホップ通信に応じて患者１の身体上の測定因子をモニタリングすることができる。
【００４６】
図８に示すネットワークではたった１つのワイヤレスオキシメーター２２しか示されないけれども、ネットワークには複数のワイヤレスオキシメーターセンサー装置が通信接続されてもよい。その結果、ネットワークのそれぞれの通信機がネットワークに通信上で接続される他の通信機に向かって患者情報を送信してもよい。こうして複数の患者のデータが個々の通信機では表示されてもよい。このことは図８に示すネットワークの通信機６ｂ、６ｃ、６ｄ、６ｅのディスプレイ２４に図示される。ここでは、それらの通信機に５セットのデータが表示される。１セットのデータは特定の１患者に対応する。それら通信機のユーザーまたは操作者は、近辺にいない患者を含めて複数の患者の身体上の測定因子をモニタリングすることができる。本発明のネットワークでは、遠隔の通信機ノードが患者からデータを受信した他の通信機ノードのブロードキャスト通信範囲に存在する限り、その遠隔の通信機ノードは患者データを受信することができ、したがって、その患者の健康状態を遠隔でモニタリングすることができる。この場合には、当該他の通信機ノードはさらに他の通信機ノードからデータを受信してもよい。
【００４７】
本発明に係るネットワークの様々なノードの間で衝突を防止するには、タイムスロットで時間管理される通信プロトコルは必須となる。そのため、ネットワークの個々の装置またはノードにはデータの送信に利用される所定時間長さのスロットが与えられる。このタイムスロットで時間管理される通信プロトコルは図９に示される。図示されるように、図９の時間範囲では複数のスロット（ここでは、例えばスロットＳ１〜Ｓ１０）が提供される。スロットの数は特定のネットワークに属する通信機装置の数に対応すればよい。ということで、仮にネットワークが１６個の装置を含めば、当該時間範囲に１６個のスロットが提供される。この時間範囲は繰り返され、ネットワーク内では様々な装置の間で通信が時間管理される。予想可能な信頼性の高いネットワーク通信が成立する。
【００４８】
各々の装置では、割り当てられたタイムスロットによって装置は決められたタイムスロットで独占的にメッセージを送信することができる。例えば、図８に示すネットワークではスロットＳ１は通信機装置６ａに割り当てられる。スロットＳ２は通信機６ｂに割り当てられる。スロットＳ３は通信機６ｃに割り当てられる。スロットＳ４は通信機６ｄに割り当てられる。スロットＳ５は通信機６ｅに割り当てられる。ということで、通信機６ａはタイムスロットＳ１で送信し、通信機６ｂはタイムスロットＳ２で送信し、通信機６ｃはタイムスロットＳ３で送信し、といった具合になる。図８に示すネットワークでは、時間範囲ごとに１０個のスロットを有する必要はないかもしれない。個々の装置に特定のスロットを割り付ける１つの方法には、ネットワークが属する施設、例えば病院の集中治療病棟の運用者が装置にそれぞれのスロットを入れ込むプログラムを作成することが挙げられる。他の方法には、ネットワークの運用者が装置に個別にスロットを割り振ることが挙げられる。ネットワーク内の様々な装置は無線周波数（ｒｆ）送信に同期する。
【００４９】
ワイヤレス酸素濃度測定を含めパルス酸素濃度測定ではかなりの量のデータが送信される。ネットワークに属する装置の台数に加えて、個々のスロットごとにメッセージの数が最適化される。図９の通信プロトコルでは個々の中継ノード装置によって割り当てられたスロットで送信される６タイプのメッセージが存在する。これらメッセージはメッセージパケットの形態で提供され、図１０に示される。図９ではメッセージ（Ｍ）はラベル付けされる。Ｍ１は第１メッセージＮＷＫに対応しＭ６は第６メッセージＷＳに対応する。メッセージＭ１すなわちＮＷＫメッセージはノードオーバーヘッド情報メッセージまたは「ネットワークオーバーヘッド情報」に関連する。メッセージＭ２はＲＤＤ（リモートデータディスプレイ）メッセージである。ＲＤＤメッセージは、通信機のメモリーに格納されるＲＤＤテーブルに保存されるデータを運ぶ。ＲＤＤメッセージは、更新されるたびに通信機で表示されてもよい。メッセージＭ３およびメッセージＭ４はそれぞれＨＳ１（ハイスピード１）メッセージおよびＨＳ２（ハイスピード２）メッセージである。ＨＳ１メッセージおよびＨＳ２メッセージは必要に応じてネットワークで他のノード装置にデータを配信する。
【００５０】
図８に示すネットワークを参照しつつ図示すると、患者（Ｐ１）から受信した患者データが「患者のデータが予め決められた特定範囲または許容範囲から逸脱すること」を通信機６ａに知らせると、通信機６ａは警報モードに突入する。この警報モードでは、通信機６ａのユーザーが患者Ｐ１の具合悪さに気づくように警報が開始される。同時に、ネットワークの帯域制限を克服すべくＨＳ１メッセージまたはＨＳ２メッセージを用いて、通信機６ａは、ネットワーク上の他の通信機と連絡をとれるようにネットワークを警報メッセージで溢れさせる。なぜなら、こういったことは、他の通信機を携帯する人々にも知らせるべき緊急事態に相当するかもしれないからである。よって、ＨＳ１メッセージおよびＨＳ２メッセージを送信することで、通信機６ｄ、６ｅの操作者や医療従事者には、たとえワイヤレスオキシメーターセンサー２２に直接に通信リンクが確立されなくても、必要であればそれら健康管理者が適切な処置をとれるように、患者（Ｐ１）の警報状態が通知される。加えて、測定された身体属性が高速で遠隔の通信機にブロードキャスト発信されるためにＨＳ１メッセージおよび（または）ＨＳ２メッセージはユーザーの要求に応じて選択的に使用されてもよい。ユーザーは、データを送信する側の通信機に関連する人物であってもよく、データが向かう側の遠隔の通信機に関連する人物であってもよい。遠隔の通信機からＨＳ１メッセージおよび（または）ＨＳ２メッセージの使用が要求された場合には、遠隔の要求は最初に例えば送信側の通信機で受信され認識されなければならない。
【００５１】
次のメッセージＭ５（ＣＴＲ）は通信機からそれ専用のワイヤレスセンサーに送られる制御メッセージである。専用のワイヤレスセンサーはメッセージＭ６ＷＳ（ワイヤレスセンサー）で特定される。こういったことが必要とされるのは、ワイヤレスセンサーは無線機およびオキシメーターの統合の構築にあたって要求されるユーザー制御の仕組みを持たないかもしれないからである。さらにまた、ネットワークの通信機ノードはそれ専用のセンサーに直接的に通信リンクを確立する必要はないかもしれない。例えば、通信機６ｅの携帯者が実は図８に示すネットワークでワイヤレスオキシメーターセンサー２２に接続される患者の担当看護士であるかもしれない。その看護士が他の患者を世話しなければならず、ワイヤレスオキシメーターセンサー２２の送信範囲の外側に移動しなければならなかったことから、通信機６ｅがワイヤレスオキシメーターセンサー２２の近辺になかったのかもしれない。それでも、その看護士は、ネットワークの他の通信機から患者Ｐ１データが中継で伝達されてくることから、継続的に例えば患者Ｐ１のＳＰ０２といった身体上の測定因子をモニタリングすることができる。メッセージＭ６は他の通信機に向かって「ワイヤレスオキシメーターセンサー２２は通信機６ｅの専用センサーであること」を特定する。仮にワイヤレスオキシメーターが無線で双方向に通信するように構成されていれば、Ｍ５制御メッセージＣＴＲを送ることで、通信機の各々がそれ専用のワイヤレスオキシメーターの動作を制御してもよい。Ｍ５制御メッセージＣＴＲはネットワーク内の他のノードで中継されてＷＳメッセージで特定されるワイヤレスオキシメーターに至る。
【００５２】
図９に示すタイムスロットで時間管理される通信プロトコルによれば、ネットワーク内の様々な装置同士の間で通信は予測可能であって高い信頼性を有する。様々なノードの処理は同期化されることから、プロトコルは本発明に係るシステムすなわちネットワークに対して決定論的な解決方法を提供する。しかも、個々のタイムスロットは１つの特定の装置に割り当てられることから、システムは決定論的である。その結果、個々の装置は「語る」時間以外には他の装置の語らいに耳を傾けることができる。その装置に「語る」順番が訪れると、ネットワークの他の装置はその装置の語らいに耳を傾ける。言い換えれば、ネットワークの装置の各々には、「何を送信し」「いつ送信する」かを様々な装置に命令する中央制御器がなくても、ネットワーク上の他の装置と通信したり情報を広めたりする時間範囲が割り当てられる。
【００５３】
図９に示されるメッセージタイプのメッセージパケットには例えば９６バイトといった具合に十分な大きさが与えられる。その結果、ネットワーク内の伝播では、それらのメッセージパケットで全ての必要なデータは運搬されることができる。メッセージタイプおよびこれらメッセージタイプごとのネットワーク内の流れは図１０に詳細に示される。そこでは、通信機は「ＣＯ」で表される。
【００５４】
図１１には、いかにリモートデータディスプレイメッセージが統合され本発明に係るシステムおよびネットワークで様々な中継ノードや通信機に向かってブロードキャスト発信される（またはフラッド送信される）かが図示される。ここでは、ネットワーク内に複数の通信機（ＣＯ１、ＣＯ２、…ＣＯＮ）が存在すると仮定する。個々の通信機は所定の送受信範囲またはブロードキャスト通信範囲に向かってＲＤＤメッセージを送信する。図示されるように、通信機ＣＯ２は通信機ＣＯ１のブロードキャスト通信範囲に存在し、通信機ＣＯＮは少なくとも通信機ＣＯ２の通信範囲に存在する。混乱を防ぎ理解を助けるために、図１１の記述にあたって、「ＲＤＤ」は個々の通信機に組み込まれたメモリーテーブルに相当すると同時に、１つのノード通信機から他のノード通信機に送信されるメッセージに相当する。
【００５５】
通信機ＣＯ１はそのメモリー内にＲＤＤテーブル３２としてＲＤＤメッセージを記憶するローカルデータ記憶域を有する。通信機ＣＯ１は、ワイヤレスオキシメーターから直接にまたは間接に受信した情報をＲＤＤテーブル３２に格納する。ＲＤＤテーブル３２では「ノード」３２ａはネットワークのノードを示す。このノードにはセンサーおよび通信機のいずれもが含まれる。ＲＤＤテーブル３２では「時間」３２ｂは、メッセージがノードに保存された時点のタイムスタンプを示す。ＲＤＤテーブル３２では「データ」３２ｃは、ノードから送信され通信機で受信されるデータの種類を示す。通信機ＣＯ１のＲＤＤテーブルは多数のノード（１、２、…Ｎ）から受信したデータを保存する。個々のノード（１、２、…Ｎ）は所定のタイムスタンプ（ｔ１１、ｔ２１、…ｔＮ１）とともに個々に対応のデータ（ｘ１、ｘ２、…ｘＮ）を有する。通信機ＣＯ１のＲＤＤテーブル３２は送受信範囲に向かって通信機の無線送受信機でブロードキャスト発信され通信機ＣＯ２でＲＤＤメッセージ３２′として受信される。
【００５６】
通信機ＣＯ２もまた、ＲＤＤテーブル３４で図示されるように、以前に保存されたＲＤＤテーブルを有する。ＲＤＤテーブルは、様々なノードから受信した複数セットのデータを有する。次に通信機ＣＯ２では統合処理が開始される。ここでは、通信機ＣＯ１から受信したデータすなわちＲＤＤメッセージ３２′はＲＤＤテーブル３４内の以前の保存データと比べられる。図示のように、以前に保存されたノード１からの情報はＲＤＤテーブル３４の「ｔ１０」である。これに対し、ＲＤＤメッセージ３２′ではノード１からの情報は「ｔ１１」のタイムスタンプを有する。これは、ノード１に関する情報はＲＤＤメッセージ３２′のものが時間的に新しいことを意味する。その結果、ノード１のデータは「ｘ１」に更新され新しいＲＤＤテーブル３６に保存される。同様な統合処理はノード２に関する情報に対しても引き起こされる。このノードに関しては、ＲＤＤテーブル３４内の時間は「ｔ２２」である一方で、ＲＤＤメッセージ３２′でノード２に関する時間は「ｔ２１」である。したがって、ＲＤＤテーブル３４に保存されたデータが時間的に新しいデータとして判断される。こうしてＲＤＤテーブル３４内のデータ「ｙ２」はＲＤＤテーブル３６に複写される。ＲＤＤテーブル３４では残余のノードに対しても同様な統合処理が繰り返される。すなわち、以前に保存されていたデータはＲＤＤメッセージ３２′内のデータと比べられる。ＲＤＤテーブル３４内のデータが全て比べられ、必要であれば更新されると、更新後のＲＤＤテーブル３６はＲＤＤメッセージ３６′として通信機ＣＯ２からその送受信範囲にブロードキャスト発信される。
【００５７】
ＲＤＤメッセージ３６′はＲＤＤテーブルメッセージ３６′として通信機ＣＯＮで受信される。通信機ＣＯＮでは同様な統合処理が実行される。ＲＤＤメッセージ３６′内の情報はＲＤＤテーブル３８に以前に保存されていた情報と比べられ、更新後のＲＤＤテーブル４０が生成される。図１１の例では、通信機ＣＯ１で受信されたノード１のデータは通信機ＣＯＮまで伝達されそのＲＤＤテーブル４０で更新される。さらに、通信機ＣＯＮのＲＤＤテーブル４０に反映されたノード２のデータは通信機ＣＯ２のＲＤＤテーブル３４に以前に保存されたデータから更新される。
【００５８】
全ての通信機が全ての他の通信機の範囲に存在するシステムでは、送信されたり受信されたりするメッセージに関して遅延時間は最小限に抑えられる。しかしながら、実際には、図８の例に示されるように、そういった場合はほとんどない。ＲＤＤメッセージはネットワークでの伝播にあたって１つの通信機ノードから次の通信機ノードに「ホップ通信」することから、１つの通信機から次の通信機にブロードキャスト発信されるメッセージに関して常に伝播遅延は存在する。これまでのところ、ＲＤＤメッセージだけがネットワーク中に伝播するように開示されるけれども、ＲＤＤメッセージ以外のメッセージが単独でもＲＤＤメッセージとともにでもノードからノードにネットワーク中で行き渡ったり伝播したりしてもよい。例えば、通信機は組み込み型の警報機能を有する。仮に患者から測定される身体上の測定因子が上限値を上回ったり下限値を下回ったりすると、すなわち、患者から測定される身体上の測定因子が安全な限界値から逸脱すると、警報が発せられ通信機のユーザーに「患者の具合が悪いかもしれない」といった注意が喚起される。本発明の他の側面によれば、ＲＤＤメッセージに代えて、警報信号だけがネットワーク中に伝播され、溢れ、通信機を着用する医療従事者その他の様々な人々に「特定の患者が困っている」といった警告を発する。
【００５９】
追加情報がネットワーク中に伝播するように、通信機にはそれぞれテキストメッセンジャーチップが装備されてもよい。この場合には、テキストメッセージを受信するテキストモードがそのディスプレイで起動される。テキストメッセージは例えば所定の周波数または音量の音またはスクリーンの発光といった警報を伴ってもよい。テキストメッセージは具体的に所定の通信機に向けられてもよく、ネットワークを通じて全ての通信機にブロードキャスト配信され（またはフラッド送信され）てもよい。本発明の通信機は携帯用小型無線呼び出し機として使用されるように構成されてもよい。携帯用小型無線呼び出し機は、１人の特定の患者または複数の患者から単純に警報を受信してもよく、さらに洗練されたものとして、１人の患者または規定数の患者でモニタリングされる身体上の測定因子が正常でなく徹底した精査が妥当な場合には、テキストメッセージは警報を伴ってもよい。
【００６０】
電力消費は酸素濃度測定で重要な検討課題である。なぜなら、ワイヤレスオキシメーターは比較的に小さく、そうであっても、無線送信機の作動に相当な電力が要求されるかもしれないからである。したがって、ワイヤレスオキシメーターにはエネルギーの節約が要求される。本発明に係るネットワークでは、個々のオキシメーターセンサーは、所定の時間範囲内で割り当てられる所定のタイムスロットでしか通信しないようにプログラムされることから、ワイヤレスオキシメーターは他のタイムスロットで何が起こっているのか認識する必要はない。したがって、ワイヤレスオキシメーターは、通信モードでないときには、スリープモードまたはサスペンションモードに入って電力消費を節約することができる。しかしながら、ワイヤレスオキシメーターが動作中のときには、その動作は通信機あるいは少なくとも信号の範囲の存在する通信機に同期化し、センサーが装着される患者から検知される情報をブロードキャスト発信することが重要である。本発明に係るタイムスロットで時間管理される通信プロトコルによれば、決定論的な特徴に起因してエネルギーの節約が実現される。
【００６１】
図１２を参照すると、そこにはワイヤレスオキシメーターセンサーおよび通信機の間で相互作用が示される。図１２に示されるセンサーおよび通信機は、図８に示されるワイヤレスオキシメーター２２（センサー１）および通信機６ａ（ＣＯ１）であってもよい。通信機ＣＯ１に関し、図１２は、メッセージの送信にあたって通信機に割り当てられるタイムスロット（０からＴまで）を示す。センサー１に関し、図１２は電力の節約にあたって同様な時間帯にオキシメーターで実行される機能の順番を示す。
【００６２】
図１２に示されるように、時間４２ａで通信機ＣＯ１は例えばＲＤＤメッセージおよび図９および図１０で開示される他の伝達内容を送信する。同一の時間４４ａに、患者に接続されるセンサー１はスリープモードにある。時間４２ｂで通信機ＣＯ１はそのデータの送信を継続する。時間４４ｂでセンサー１は、内部タイマーまたはセンサーの初期化に応じてスリープモードから復帰し、患者の身体上の測定因子を収集し始める。図１２ではスリープモードからの復帰時間がＴＷＵとして示される。時間４２ｃで通信機ＣＯ１はデータを送信し続ける。対応の時間４４ｃでセンサー１はそのセンサーから連続的に患者データを受信する。時間４２ｄで通信機ＣＯ１は特定のワイヤレスオキシメーター例えばセンサー１に信号を送信する。対応の時間４４ｄでセンサー１は通信機ＣＯ１から無線周波数信号を受信する。このとき、センサー１は、それが具体的に通信機ＣＯ１を識別する信号であると認識する。センサー１は通信機ＣＯ１にそのタイミングを同期化する。その後、時間４４ｅでセンサー１は患者から取得されたデータを送信する。このデータは、ＲＸ ＷＳ（受信ワイヤレスセンサー）信号で表されるように、時間４２ｅで通信機ＣＯ１に受信される。時間Ｔの後、通信機ＣＯ１は、ネットワーク上に存在する様々なオキシメーターおよび通信機（例えばＲＸ１、ＲＸ２、…ＲＸＭ装置）から話を聞く受信モードに入る。ほぼ同時に、センサー１はスリープモード（ＴＧＳ）に入り、内部タイマーに基づき起動されるか、例えばＳＰ０２といった患者の身体上の測定因子をモニタリングし始めるまでスリープ状態を維持する。
【００６３】
ワイヤレスオキシメーターセンサーが患者から身体上の測定因子を測定しない際にこのようにワイヤレスオキシメーターセンサーのスリープ状態を確立することで、オキシメーターに要求される電力は抑制され、その結果、オキシメーターのサイズは縮小されることができる。その一方で、通信機の無線機は、携帯型のユニットであって、ネットワーク上でノードを形成する他の通信機および他の装置の話しに聞き入るために起動状態を維持する。
【００６４】
先に論述したように、警報用の携帯用小型無線呼び出し機に関する本発明の側面では、このような携帯用小型無線呼び出し機は、ネットワークで伝播する情報だけに耳を傾ける必要がある。言い換えれば、携帯用小型無線呼び出し機として動作する通信機は情報を発信する必要がない。したがって、携帯用小型無線呼び出し機として機能する通信機はこれまでに述べた通信機の機能を実行しない。しかしながら、通信機は、その機能の１つとして、ネットワークを伝播するデータを受信して警報状態を探し出すことで携帯用小型無線呼び出し機の機能を実行する。他の方法によれば、通信機は通信機能に関し双方向性を有する一方で、携帯用無線呼び出し機は通信機能に関し双方向性を有しなくてもよい。
【００６５】
図１３を参照すると、そこには本発明に係る通信機をさらに詳細に示すブロック図が示される。図４のブロック図で使用された参照符号はそのまま同一の構成要素に使用される。図示されるように、通信機６はメインのホスト基板またはホストモジュールを有する。ホスト基板またはホストモジュールはオキシメーターモジュール１２および無線機モジュール２０を有する。オキシメーターモジュール１２には、メモリー１２ａと、オキシメーターモジュールに固有のプロセッサーコントローラー１２ｂと、センサー回路１２ｃが組み込まれる。センサー回路１２ｃはセンサーコネクター４６に接続される。センサーコネクター４６には、患者に着用されるセンサーがケーブルでセンサーコネクター４６に接続されてもよい。通信機の無線機モジュール２０もまた、専用のメモリー２０ａと、専用のプロセッサーコントローラー２０ｂと、送受信機２０ｃと、アナログ回路２０ｄを有する。アナログ回路２０ｄは通信機との間でデータを送受信すべくアンテナ２０ｅに信号を供給する。
【００６６】
メインのホスト基板にはメモリー１０およびマイクロプロセッサー８が搭載される。マイクロプロセッサー８は全てのモジュールを制御し、同様に通信機のホスト基板またはホストモジュール上に駆動回路を制御する。プロセッサー８はオキシメーターモジュールまたはオキシメーター回路から酸素濃度測定データを取得する。このデータは視覚的なディスプレイや警報音、有線通信、無線通信で通信される。図示のように、４つの異なる駆動回路４８ａ、４８ｂ、４８ｃ、４８ｄが存在する。駆動回路４８ａはディスプレイ５０を駆動する。ディスプレイ５０は例えば患者のＳＰ０２および脈拍数を表示する。ＳＰ０２および脈拍数以外の情報が要求されたり、通信機が携帯用小型無線呼び出し機として使用されたりするときには、可能であれば、ディスプレイ５０は付加的にテキストメッセージを表示する。駆動回路４８ｂは警報器５２を駆動する。測定された患者の測定因子が許容範囲から逸脱すると考えられる場合には警報器５２が起動する。駆動回路４８ｃは例えばキーパッドやポインティングデバイスといったユーザー入力器５４を駆動する。ユーザー入力器５４はユーザーと通信機との相互作用を実現する。駆動回路４８ｄは有線通信モジュール５６と協働で動作する。有線通信モジュール５６には通信コネクター５８が接続される。通信コネクター５８は、前述のように、例えばＲＳ−２３２ポートまたはＵＳＢポートであればよい。
【００６７】
通信機の電力は電源回路５８から供給される。電源回路５８は電池６０の電力レベルを調整する。外部電源インターフェイス６２は電源回路５８に電源コネクター６４を接続する。その結果、外部電力の供給に応じて電池６０が充電されたり、例えば通信機がケーブルで患者に装着のセンサーに接続されるとコンセントから通信機に電力が供給されたりすることができる。通信機の機能のためのソフトウェアプログラムはメモリー１０に保存される。
【００６８】
図１４は本発明に係る通信機の具体例を示す概略図である。図示されるように、メインの通信機プリント回路基板または通信機モジュール６６は複数の主要なモジュールまたは回路に分割される。これら回路はオキシメーターモジュール６８、電源モジュール７０、ディスプレイモジュール７２、メインプロセッサー７４およびメインプロセッサーが搭載されるプリント回路基板上で関連する回路、メモリーモジュール７６、オーディオモジュール７８並びに無線機モジュール８０を含む。その他に、例えばリアルタイムクロック、Ａ／Ｄ変換器、および外部通信回路要素を含む雑多な回路が存在する。システムにはドッキングステーションおよびプリンター（図示されず）がさらに含まれてもよい。
【００６９】
オキシメーターモジュール６８は本出願人のオキシメータープリント回路基板を備える。このオキシメータープリント回路基板は参照符号６８ａで示される。オキシメータープリント回路基板は製造者番号ＰＮ３１３９２Ｂ１もしくは別型のＰＮ３１４０２ＢｘまたはＰＮ３１３９２Ｂｘを有する。このオキシメーター基板は論理レベルで全二重（full duplex）の汎用非同期送受信回路（ＵＡＲＴ）経由でＰ１２コネクターからホストプロセッサー７４まで通信を実施する。オキシメーター回路基板６８ａには電源回路７０からコネクターＰ１２経由でスイッチドキャパシターレギュレーターＵ９を通じて３．３ボルトの電力が供給される。基板６８のコネクターＰ１１はメイン基板６６のコネクターＰ１４に接続される。コネクターＰ１４はケーブル接続のオキシメーターセンサーの接続にあたって用いられる。オキシメーターセンサーから受信される信号は基板６８ａを通過してコネクターＰ１２経由でプロセッサー７４に供給される。
【００７０】
電源モジュール７０は複数の電源から電力供給されるように構成される。ここでは、電源は、汎用壁コンセント用ＡＣ／ＤＣ９ボルト電源アダプター、５ボルト５００ミリアンペアで電力供給されるユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）、交換可能な単三型乾電池（４本のアルカリ使い捨て電池で６ボルト供給）、および７．４ボルト供給の注文生産のリチウムイオン二次電池を含む。どの電源が使用されるかは自動的に決定される。ＡＣ／ＤＣ９ボルトの電力およびＵＳＢの５ボルトの電力は汎用ドッキング／シリアル通信コネクターＰ３を通じて導入される。アルカリ乾電池およびリチウムイオン二次電池は共通の電池室内に収容される。したがって、アルカリ乾電池およびリチウムイオン二次電池のうちいずれか一方のみがそこに存在することができる。アルカリ乾電池およびリチウムイオン二次電池は別個の接続手段を有する。コネクターＰ９およびＰ８の働きで４本のアルカリ乾電池が直列に接続され、５端子コネクターＰ１０を通じてリチウム二次電池パックは接続される。リチウムイオン二次電池パックは一体型の充電制御、残容量計および冗長用の安全回路を含む。Ｐ１０にはさらにＡＣ／ＤＣ９ボルトの電力、ＵＳＢの５ボルトの電力、７．４ボルト出力、接地、および、メインプロセッサー７４（Ｕ２１）に通じる１対１のワイヤ接続の論理インターフェイスといった付加信号が印加される。論理インターフェイスを通じて充電情報および残容量情報はやり取りされる。図示されるように、全ての電源はダイオードでＯＲ接続され、メインのオンオフパワーＭＯＳＦＥＴトランジスターＱ２に至る以前に４．５ボルト〜８．５ボルトの範囲で電力供給源を形成する。その後、電力源はステップダウンコンバーター／スイッチレギュレーターＵ３経由で効率的に２．７ボルトに変換される。１．８ボルトおよび１．５ボルトの供給電圧はそれぞれレギュレーターＵ２およびＵ１の働きで生成される。メインプロセッサーＵ２１は２．７ボルト、１．８ボルトおよび１．５ボルトの電力供給に基づき動作する。フラッシュメモリーおよびＳＤＲＡＭメモリーは１．５ボルトの電力供給に基づき動作する。無線機および汎用Ｉ／Ｏは２．７ボルトの電力供給に基づき動作する。
【００７１】
ディスプレイ回路は３．０インチカラーＴＦＴ液晶ディスプレイを備えることができる。この液晶ディスプレイはシャープ株式会社によって製造され製造番号ＰＮＬＱ０３０Ｂ７ＤＤ０１を有する。ディスプレイの解像度は３２０（水平）ｘ３２０（垂直）である。プロセッサーＵ２１は一体型の液晶ディスプレイコントローラー周辺回路を提供する。このコントローラー周辺回路は必要なタイミング信号および液晶ディスプレイ制御信号の大部分を生成することができる。４つの付加的な液晶ディスプレイ関連回路がプロセッサーＵ２１の外部回路として示される。コントラスト制御はデジタル電位差計（ＰＯＴ）Ｕ１２を通じて提供される。コントラスト制御はＩ２Ｃの２ワイヤバス経由でメインプロセッサーＵ２１から指示される。ＡＣグレイスケール電圧およびＤＣグレイスケール電圧はグレイスケールＡＳＩＣ（特定用途向け集積回路）Ｕ８で生成される。＋３ボルト、＋５ボルト、＋１５ボルトおよび−１０ボルトの液晶ディスプレイ供給電圧は電圧レギュレーターＵ７およびＵ１０で生成される。ＬＥＤバックライトの輝度はスイッチレギュレーターＵ６で制御される。輝度は、メインプロセッサーＵ２１から供給されるパルス幅変調（ＰＷＭ）制御信号のデューティサイクルで制御される。液晶ディスプレイ制御信号は３９芯のフレキシブルフラットケーブル経由でディスプレイモジュールから取り出される。このフレキシブルフラットケーブルはコネクターＰ６に接続される。ディスプレイバックライト用のＬＥＤはモジュールから４芯のフレキシブルフラットケーブルで取り出される。このフレキシブルフラットケーブルはコネクターＰ７に接続される。
【００７２】
メインプロセッサー７１（Ｕ２１）はＡＲＭ−９アーキテクチャープロセッサーであればよい。このＡＲＭ−９アーキテクチャープロセッサーはフリースケールセミコンダクターインコーポレイテッド社から供給され製造番号ＰＮＭＣ９３２８ＭＸ２１ＶＭを有する。このプロセッサーは必要とされる様々なオンボード周辺回路を有する。本発明に係る通信機で利用されるプロセッサーの構成要素のいくつかを挙げるとすれば、こうした周辺回路には、例えば、液晶ディスプレイコントローラー、多重ＵＡＲＴポート、Ｉ２Ｃポート、外部メモリーバス、メモリー管理ユニット、多重ＰＷＭ出力、低電力シャットダウンモード、キースキャンおよびキーデバウンスが含まれる。
【００７３】
メモリーモジュール７６には３タイプのメモリーすなわち２つの８Ｍｂ×１６ＳＤＲＡＭ（シンクロナスダイナミックＲＡＭ）、１つの２Ｍｂ×１６フラッシュ（不揮発性メモリー）および１つの１ＭｂシリアルＥＥＰＲＯＭ（電気的に消去可能なＰＲＯＭ）が組み込まれる。ＳＤＲＡＭの動作電圧は１．８ボルトであってＳＤＲＡＭは参照符号Ｕ１９およびＵ２０で示される。フラッシュの動作電圧は１．８ボルトであって参照符号Ｕ２２で示される。ＥＥＰＲＯＭの動作電圧は２．７ボルトである。フラッシュメモリーにはプログラムコードと不揮発性トレンドデータとが保存される。起動時、プログラムコードは、より高速なプロセッサー処理を実現すべく低速のフラッシュメモリーからそれよりも高速のＳＤＲＡＭに転送される。不揮発性のシリアルＥＥＰＲＯＭは、システムのイベントログ、システムのシリアル番号、その他のシステム情報の保存に使用される。不揮発性のシリアルフラッシュメモリーはトレンドデータの保存に用いられる。ディスプレイメモリーはＳＤＲＡＭの記憶域から形成される。
【００７４】
オーディオモジュール７８は医療装置用の警報規格６０６０１−１−８に則って音声警報を提供する。警報規格で規定される音量および音質に起因して、要求される音の生成にあたって圧電型の振動子ではなく既知のボイスコイルスピーカーが使用される。メインプロセッサーＵ２１は１１ビットの解像度でパルス幅変調（ＰＷＭ）制御信号を生成する。パルス幅変調制御信号は警報信号のピッチと音量とを制御する。信号条件回路要素Ｕ１８はパルス幅変調の信号列をアナログのオーディオ信号にフィルタリングする。続いてオーディオ信号はクラスＤオーディオアンプＵ１５で増幅される。Ｕ１５は最大効率の達成のために既知のブリッジ接続負荷（ＢＴＬ）構成で差動的に８オームスピーカーを駆動する。
【００７５】
無線機回路８０は無線機モジュールＲＦ１を有する。無線機モジュールＲＦ１は、ＩＥＥＥ８０２．１５．４低データレートワイヤレスパーソナルエリアネットワーク（ＷＰＡＮ）規格に従って動作する単一基板の送受信無線機およびプリント基板アンテナを有してもよい。無線機モジュールのハードウェアはウィスコンシン州セダーブルグ所在のエルエスリサーチ社から供給される製造番号ＰＮＭＴＸ１２−１０１ＭＴＮ２６の製品名マトリックスである。マトリックスモジュールは専売であってＺｉｇＢｅｅ（低電力ワイヤレスネットワーク規格）データ送受信用途のための２．４ＧＨｚ８０２．１５．４規格準拠モジュールである。マトリックスモジュールのプロセッサーおよび送信機は例えばテキサスインスツルメンツ社のＣＣ２４３０チップといった統合化モジュールに基づけばよい。
【００７６】
図１５にはさらに詳細な具体例に係る指装着型のワイヤレスオキシメーターセンサーが図示される。このワイヤレスオキシメーターセンサーは図５のそれに対応する。図５と同様な構成要素には同一の参照符号が付される。図１５のオキシメーターセンサー２２はオキシメーターモジュール２６および無線機モジュール２８を備える。オキシメーターモジュール２６にはメモリー２６ａ、コントローラー２６ｂおよびセンサー回路２６ｃが組み込まれる。センサー回路は光源エミッター２６ｄおよび検出器２６ｅに接続される。センサー回路は光源エミッター２６ｄおよび検出器２６ｅに電力を供給する。光エミッターおよび検出器は、協働して、エミッターおよび検出器に接続される患者の血中の酸素飽和度を検出したりモニタリングしたりする。患者から収集されるデータはメモリー２６ａに保存される。オキシメーターモジュールの全体動作はコントローラー２６ｂによって制御される。
【００７７】
無線機モジュール２８はメモリー２８ａ、コントローラー２８ｂ、送受信機２８ｃ、アナログ回路２８ｄおよびアンテナ２８ｅを有する。オキシメーターセンサー装置の無線機モジュール２８の動作は通信機に関して議論したそれに類似する。ただし、ほとんどの場合には、オキシメーターモジュール２６で収集されオキシメーターモジュール２６に保存されたデータのみが無線送信機で送信される。しかしながら、送受信機２８ｃが信号を受信したり信号を送出したりするように構成されていれば、オキシメーターセンサー装置２２の無線機モジュール２８は例えば通信機といった遠隔の信号源から指令を受信すべく信号を受信することができる。そういった指令の１つの例として通信機から送信されるスリープ指令が挙げられる。スリープ指令はオキシメーターにスリープモードへの移行を指示する。他の指令の例として覚醒指令が挙げられる。覚醒指令はスリープモードからオキシメーターセンサーを復帰させ患者のＳＰ０２のモニタリングを開始させる。図１２に示される時間経過ごとの機能に関して議論したように、オキシメーターセンサー装置は、当該オキシメーターセンサー装置に指定される通信機からの送信を受信するように構成され、その結果、オキシメーターセンサーによって患者から収集されたデータが通信機に送信される以前に、オキシメーターセンサー装置は通信機に同期化される。
【００７８】
電源回路３０からオキシメーターセンサー装置２２のオキシメーターおよび無線機モジュールに電力は供給される。電源回路３０は電池３０ａからの電力を調整する。ほとんどの場合には、オキシメーターセンサー装置２２は患者に着用される。センサーは具体的には患者の指に取り付けられる。指には例えば手の指が含まれる。その他、例えば反射型センサーといった他のタイプのセンサーが使用されてもよい。反射型センサーは患者の前額に取り付けられる。
【００７９】
動作中、オキシメーターモジュール２６のプロセッサーコントローラー２６ｂはアナログセンサー回路を制御する。アナログセンサー回路は、シリアルに送り込まれてくるアナログの波形信号をサンプリングする。波形信号は、患者から測定される身体上の測定因子に相当する。コントローラー２６ｂはプログラムを実行し、センサー回路２６ｃから取得されるサンプリングされたアナログの波形からデジタルの酸素濃度データを算出する。その後、このデジタルデータは無線機モジュール２８に伝達される。無線機モジュール２８は、その送信範囲に滞在する通信機にデータを送信する。通信機ではそのデータは表示されてもよい。無線機モジュール２８で利用されるプロトコルは通信機の無線機モジュールで使用されるものと同一であるものの、オキシメーターセンサー装置の無線機モジュールと通信機内の無線機モジュールとの間ではハードウェアに相違が存在する。これは例えば電源アンプの省略やアンテナの強化に起因する。なぜなら、能力対サイズのトレードオフはオキシメーターセンサー装置にとって必要なものだからである。
【００８０】
図１６には無線周波数の中断に基づく無線機モジュールの主要な遷移状態が示される。この無線周波数の中断には例えば開始、受信およびマイクロコントローラー制御が挙げられる。図示では４つの主状態すなわち主モードが存在する。アイドル状態８２、受信状態８４、送信状態８６およびスリープ状態８８である。強制的リセット後に無線機で正しい動作が確保されるために初期化状態９０もまた存在する。アイドル状態８２では無線機は待ち受け状態であって、適切な無線周波数信号の検知に応じて、送られてくるデータを受信し始める。コマンドの受領に応じて無線機は送信状態８６に入る。送信状態８６では一時的に保存されたデータパケットが無線機のブロードキャスト通信範囲に向けて無線周波数インターフェイスで通信される。スリープモード８８は無線機設定を失わずに無線機を低電力で動作させる。いずれの状態でも無線機の電源は切られることができる。
【００８１】
図１７〜図２１は本発明に係る通信機の動作を示すフローチャートである。
【００８２】
図１７に示されるように、ステップ９２で無線機モジュールは受信モードに入る。この受信工程は無線プロトコルおよび付加的なソフトウェア制御に従う。基準信号を検知すると、無線機のコントローラーはステップ９４でその時刻を記録する。ここで、基準信号はＩＥＥＥ規格８０２．１５．４で先頭フレームデリミッター検知信号として定義される。基準信号は時間軸に沿って比較的に首尾一貫した挙動を示さなければならない。ステップ９６で、受信したパケットが特定の装置に向けられたものか否か、すなわち、正しく指定されたアドレスおよびフォーマットが存在するか否かを確かめるために決定がなされる。仮にメッセージがこの特定の無線機に向けられたものでなければ、ステップ９８で処理はアイドル状態に戻る。その際には、アイドル状態への復帰に先立って、無線機は、その無線機に向けられたものではないと判断されるメッセージに応じてデータの受信を停止し、すでに受信したデータを破棄する。仮にステップ９６の決定でメッセージがその無線機向けであることが確かめられると、処理はステップ１００に移行する。メッセージは受信され無線機のローカルメモリーに一時的に保存される。ステップ１０２で、受信したメッセージは同期化にあたって使用されるものか否かが判断される。否であれば、処理はステップ１０４に移行する。ステップ１０４でメッセージは分類される。メッセージが同期化用であれば、処理はステップ１０６に移行する。ステップ１０６では、ステップ１０４のメッセージの分類に先立って、基準信号の時刻に応じてスロットタイマーは更新される。その後、メッセージはステップ１０８で適切に一時保存される。メッセージは無線機のホストに向けてシリアルに伝達されることができる。その後、無線機はステップ９８でアイドル状態に戻る。
【００８３】
図１８は通信機の無線機の送信処理を示すフローチャートである。無線機は無線機マイクロコントローラーからのコマンドの受領に応じて送信を開始する。これがステップ１１０である。このステップでマイクロコントローラーは時間管理および同期化タイミングに基づきタイムスロットの先頭を表示する。スロットの先頭に応じて無線機はステップ１１２でスロットタイマーを更新してもよい。仮にネットワーク中に１つのノードしか存在せず（すなわち、通信機は他の通信機の送受信範囲に滞在せずワイヤレスオキシメーターセンサーのブロードキャスト通信範囲に滞在し）、初期化プロトコルがメッセージの規則的なブロードキャスト発信を要求する場合には、このことは重要かもしれない。ステップ１１４では、所定のタイムスロットで送信すべきデータがあるか否かが決定される。なければ、ステップ１１６で処理は無線機のアイドル状態に戻る。送信すべきデータがあれば、ステップ１１８でデータは送信される。ステップ１２０では、タイムスロットは次の送信に十分な長さを有するか否かが決定される。十分な長さ有すれば、処理はステップ１１４に戻って送信すべき追加のデータを取得する。メッセージの追加に十分な時間が存在する限り、この処理は継続される。ステップ１２０で、次の送信に十分な時間がもはや存在しないと判断されると、処理はステップ１１６でアイドル状態に無線機を戻す。そこで無線機は次の送信、受信またはスリープの指令を待ち受ける。
【００８４】
図１９および図２０のフローチャートには通信機の統合処理およびブロードキャスト発信処理が示される。図１９に示されるように、通信機のホストプロセッサーはステップ１２２で無線機からＲＤＤメッセージまたは他の統合転送タイプメッセージを受信する。受信したデータは、ステップ１２４で、以前に保存されたメッセージ、すなわち無線機のメモリーに保存されたメッセージのローカルな複写と比べられる。ステップ１２６では、受信したデータは以前に保存されたデータよりも新しいか否かが判断される。新しければ、ステップ１２８でローカルメモリーは受信したＲＤＤメッセージで更新される。ステップ１３０で通信機のディスプレイは更新されてもよい。ステップ１３２で次の開始があるまで処理は停止する。ステップ１２６で受信したデータは以前に保存されたデータよりも新しくないと判断されると、統合処理はステップ１３２に移行する。そこでは次のＲＤＤメッセージが待ち受けられる。
【００８５】
図２０は本発明に係る通信機の転送処理を図示するフローチャートである。ステップ１３４でＲＤＤテーブル（ＨＳデータおよび類似の統合転送メッセージを含む）はローカルのパルス酸素濃度データで更新される。ステップ１３６では新たなローカルのパルス酸素濃度データが取得され準備される。ステップ１３８でＲＤＤメッセージは更新される。ステップ１４０で処理は終了する。
【００８６】
図２１には、通信機のメインプロセッサーから無線機モジュールへデータを統合し転送する処理工程が示される。開始のステップ１４２で無線機モジュールのデータは更新される。その後、ステップ１４４でメッセージは無線機モジュールの待ち列に加えられる。ステップ１４６で追加のデータがあるか否かが判断される。追加のデータがあれば、ステップ１４８で追加のデータはシリアルに無線機モジュールに伝達される。ステップ１４６でそれ以上無線機に送られるデータが存在しないと判断されるまで処理は継続される。存在しなくなった時点で処理はステップ１５０に移行する。そこで統合および転送処理は終了する。
【００８７】
図２２はワイヤレスオキシメーターの動作を図示するフローチャートである。前述のように、電力の節約のために、ワイヤレスオキシメーターセンサーは無線機のスリープモードで起動する。したがって、処理はステップ１５２で開始する。ステップ１５２では、前述のように、オキシメーターは外部信号または内部タイマーの割り込みによってスリープモードから覚醒する。オキシメーターの無線機はステップ１５４でアイドル状態に入る。アイドル状態から無線機はデータを受信してもよく同期化されてもよい。この場合、受信や同期化の後に無線機はアイドル状態に戻る。これらの処理はステップ１５６で開始される。ステップ１５６では、図１１および図１２で議論したように、先頭フレームデリミッター（ＳＦＤ）が吟味され時刻が取得される。ステップ１５８でＳＦＤがオキシメーター用ではないと判断されると、ステップ１５４で処理はアイドル状態に戻る。そこでオキシメーターセンサーを指定する（または特定する）ＳＦＤを待ち受ける。そのオキシメーターが通信機と通信すべき正しいセンサーであることがオキシメーターで確認されると、処理はステップ１６０に移行する。ステップ１６０でオキシメーターはメッセージを受信する。ステップ１６２でメッセージが同期化メッセージであると判断されると、ステップ１６４でスロットタイマーは更新される。これによりオキシメーターは通信機に同期化される。それから処理はステップ１６６に移行する。ステップ１６６で送られてくるメッセージは一時的に保存される。メッセージが同期化メッセージではないと判断された場合も、同様な一時保存処理が行われる。その後、処理はステップ１６８で無線機のアイドル状態に戻る。
【００８８】
ステップ１７０で先頭無線周波数送信割り込み信号またはコマンドが受信されるまでオキシメーターはアイドル状態に保持される。割り込み信号またはコマンドが受信されると、スロットタイマーはステップ１７２で更新される。ステップ１７４では送信すべきデータが存在するか否かを処理は判断する。にデータが存在すれば、ステップ１７６でデータは送信される。続いてステップ１７８で次のメッセージの送信に十分な時間があるか否かが判断される。十分な時間があれば、処理はステップ１７４に戻り次のメッセージを取得する。ステップ１７６で取得したメッセージを送信する。ステップ１７８で次にメッセージの送信に十分な時間がないと判断されるまで処理は繰り返される。十分な時間がないと判断されると処理はステップ１８０でアイドル状態に戻る。ステップ１７４で送信すべきデータが存在しないと判断された場合も処理はアイドル状態に移行する。アイドル状態の後、処理はステップ１８２でさらにコマンドを受信することができる。その後、無線機およびオキシメーターには電力の節約のために個別に電力が供給されることから、無線機は次に覚醒するまでステップ１８４でスリープ状態に入る。
【００８９】
なお、本発明には様々な変形、改良および細部の変更が施されることができる。例えば、開示のネットワーク、システムおよび装置は医療設備環境を参照しつつ議論されたけれども、そういったネットワーク、システムおよび装置は医療設備以外の環境下で動作するように構成されてもよい。発明者の意図によれば、本明細書を通じて詳述され添付の図面に図示される全ての事項は単に実例として解釈されるべきであって、これらに限定されるべきではない。したがって、ここに添付される請求項の範囲でのみ本発明の外縁が規定されるべきことが意図される。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、医療産業で用いられることができるワイヤレス通信ネットワークに関し、特に、患者がモニタリングされる場所から遠方に患者の測定因子を運搬する複数のノード通信機を有するノードネットワークに関する。さらに、本発明は、ネットワーク伝いにリモートで患者データを運搬する（もしくは伝播する）方法、および、そういったワイヤレス通信ネットワークで使用される装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば患者の血圧、動脈血酸素飽和度（ＳＰ０２）、心拍数、心電図といった身体上の測定因子（ｐａｒａｍｅｔｅｒ）を遠隔でモニタリングする際に、通常、センサーが患者に取り付けられる。センサーは送信機に接続される。送信機は主要なナースステーションに向けて患者信号を送信する。こうした送信にあたって一般には有線が用いられ、最近では送信にあたって無線が用いられる。ナースステーションは病院の一般病棟に存在することもあれば集中治療病棟に存在することもある。ナースステーションにはいくつものモニターが設置される。モニターを通じて複数の病室の患者はモニタリングされる。ナースステーションには看護士が常駐する。この看護士は様々な患者の身体上の測定因子をモニタリングし、患者の健康状態（容態）を観察する。身体上の測定因子の信号は複数の病室から送られてくる。こうした主要なナースステーションは、患者がそれぞれの病室に閉じ込められる環境下では良好に稼働する。個々の病室には１台の適切な送信機が設置される。送信機は、それぞれの患者に接続されるセンサーで検出される身体上の測定因子の信号を発信する。
【０００３】
しかしながら、医療分野では、無線通信の採用によって患者に移動の自由度を与えることがトレンドである。医療分野、例えばパルス酸素濃度測定の分野では、携帯型装置として、遠隔通信機能を備えた指装着型のオキシメーターがある。このオキシメーターは本願の出願人に譲渡された米国特許第６７３１９６２号に開示される。この米国特許の開示内容は参考のために本明細書に組み込まれる。当該米国特許に開示の装置は遠隔の受信機またはモニターに向けて患者データを送信する。他の例に係るパルスオキシメーターは米国特許出願公開公報第２００５／０２３４３１７号に開示される。このパルスオキシメーターは無線通信リンクを通じて外部のオキシメーターと通信することができる。このオキシメーターの遠隔装置はディスプレイである。さらに他の例に係る無線パルスオキシメーターは米国特許出願公開公報第２００５／０１１３６５５号に開示される。ここでは、無線の患者センサーはパルスオキシメーターに未加工の患者データを送信する。パルスオキシメーターは患者データを加工し患者データをウェブページに仕立てる。生成されたウェブページは無線アクセスポイントに無線で送信される。その結果、ウェブページは、当該無線アクセスポイントにネットワークで接続される遠隔のモニタリングステーションでダウンロードされることができる。遠隔で患者の状態をモニタリングする他のシステムが米国特許出願公開公報第２００４／０１０２６８３号に開示される。同公報は患者に着用される患者モニタリング装置を開示する。患者から収集される患者データは無線でローカルネットワークのハブに送信される。ハブはパブリックネットワークまたはプライベートネットワークを経てリモートサーバーに向かってデータを転送する。サーバーはウェブポータルサーバーとして機能し、医師や、患者データの閲覧許可を得た人々は閲覧したい患者データにアクセスすることができる。
【０００４】
したがって、現在のシステムは、遠隔のハブや遠隔のアクセスポイントに向けた患者データの送信に着目し、リモートで患者データを閲覧することができるとはいえ、閲覧は特定の場所に制限される。いまのところ使用されるネットワークや通信リンクは、特定の通信経路で情報を送信する予め定義されたリンク、および、選択的にアクセスを許可する特定のサーバーを有するパブリック通信ネットワークのいずれかに該当する。患者の移動の自由度を要求するとともに多数の患者のモニタリングを要求する前述の病院環境にいずれの従来技術システムも適合するとは言えない。しかも、患者の病室に固定されたモニターから患者を解放し、患者に移動の自由を付与すると同時に、その場合であっても、介護者に対して患者の健康状態をモニタリングし続けさせることができることへの要求がある。
【０００５】
したがって、患者が着用することができ、患者から収集されるデータを無線で送信することができる携帯型装置が要求される。
【０００６】
さらに、介護者の不足に鑑み、主要なナースステーションに駐在し様々な患者の身体上の測定因子をモニタリングする看護士または介護者の要件の緩和が要求される。一人よりも多くの介護者で様々な患者の身体上の測定因子をモニタリングすることができれば都合がよい。加えて、この通信ネットワークで、一人の看護士または介護者、または複数の看護士や介護者、健康管理従事者らが実質的にリアルタイムで遠隔から一人の患者や複数の患者の健康状態（容態）をモニタリングすることが要求される。そのために、複数の患者から収集されるデータを受信することができ、収集されたデータと複数の患者との相互関係を示すことができる通信ネットワークが要求される。そうしたネットワークの遠隔モニタリング性能を十二分に引き出すために、個々の介護者に所持され主要なモニタリングの場所から介護者を解放することができる携帯型装置が要求される。
【発明の概要】
【０００７】
本発明は、個別に発明を成立させ得るいくつもの側面の中で、従来技術から教示されるように、患者から収集されるデータが届けられる中央サーバーや中央ハブの必要性を克服することを試みる。本発明は、その一側面によれば、決定論的構成を有する例えばピアツーピアネットワークおよびメッシュネットワークといったネットワーク伝いに遠隔のモニタリングを提供することを目的とする。その結果、単一のハブやアクセスポイントをあてにせずに済む。
【０００８】
本発明は、特に一側面では、医療装置による使用に適合したワイヤレス通信ネットワークに関する。ワイヤレス通信ネットワークは医療装置のピアツーピアネットワークのアーキテクチャーを有する。ネットワークコントローラーは必要とされない。個々の医療装置はネットワークのノードとしてみなされ、医療装置（すなわちノード）は同期化され、医療装置同士の間の通信は時間管理される。そうしてネットワーク干渉は排除され、ノード同士の間の通信の観点からも、装置同士の間でやり取りされるメッセージのタイプの観点からも良好な品質が得られる。
【０００９】
医療環境下で設定される具体例、例えば酸素濃度測定では、患者の生理的な測定因子または生理的属性が測定される場合、患者はセンサーモジュールを着用する。センサーモジュールは患者の身体上の測定因子を測定するセンサーを有する。取得された患者データは送信にあたってセンサーから送信機に届けられる。その他の例として、センサーモジュールは、患者の測定された身体上の測定因子を送信する送信機をそれ自身に含んでもよい。センサーモジュールと遠隔の受信機との間で双方向性通信が望まれる場合には、送受信機がセンサーモジュール内に組み込まれてもよい。センサーモジュールは、議論された医療環境下では、ワイヤレスオキシメーターセンサーと称されてもよい。個々のワイヤレスオキシメーターセンサーは、オキシメーターおよびその関連のセンサーに加え、センサーで取得される患者データを出力する（または送信する）送受信機または無線機を備えていてもよい。
【００１０】
受信機は、患者に取り付けられるセンサーから出力される信号を受信する。こうした受信機は双方向通信装置（以下「通信機（ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｏｒ）」という）であってもよい。通信機は情報またはデータを受信し送信する送受信機を有する。少なくとも１つのメモリーが通信機には組み込まれる。メモリーは受信した最新の情報を保存する。送受信機およびメモリーに加えて、通信機はプロセッサー、ユーザーインターフェイスおよび電源回路を備えてもよい。通信機がオキシメーターセンサーと通信する場合には通信機はオキシメーター回路を備えてもよい。通信機は、受信した（または収集した）情報を統合するように構成され、その結果、通信機のデータはネットワークに向けてばらまかれる（またはネットワークにブロードキャスト発信される）。
【００１１】
本発明に係る通信ネットワークには複数の通信機が存在してもよい。ここでは、個々の通信機はネットワークのノードとしてみなされる。各々が通信機を構成する複数のノードでネットワークは構成されることから、ネットワークを伝ったデータの通信は首尾一貫しコントローラーを必要としない。しかも、個々の通信機は可搬性があることから、ネットワークのトポロジーは変化してもよく、したがってネットワークはトポロジーに依存することはなく、ピアツーピアアーキテクチャーに類似する。ネットワークの大きさは、ネットワークに含まれる通信機の数すなわちノードの数に依存する。ネットワークの一例は最小で２つの通信機（すなわちノード）から最大でＮ個の通信機（すなわちノード）を備えることができる。個々の通信機に組み込まれる送受信機または無線機は所定の距離で規定されるブロードキャスト通信範囲または送信範囲を有する。したがって、１つの通信機からブロードキャスト通信される情報は所定の送受信エリアで行き渡る。ネットワーク上の他の通信機すなわちノードは、もう１つの通信機の送信範囲に滞在していれば、当該他の通信機からブロードキャスト発信されるデータを受信することができる。反対に、当該他の通信機は、その受信範囲に存在する通信機からブロードキャスト発信されるデータを受信する。したがって、ネットワーク内では、異なる通信機同士の間、すなわち異なるノード同士の間でデータは通信されることができる。こうして本発明に係るネットワークでは専用のアクセスポイントやコーディネーター、コントローラーは存在しない。
【００１２】
ネットワークでは全てのノードが通信機である必要はない。患者に取り付けられて患者の身体上の測定因子をモニタリングする（または測定する）ワイヤレスオキシメーターやその他の医療装置がネットワークのノードとしてみなされてもよい。本発明では、そういったワイヤレスオキシメーター、および、患者から身体属性を測定する（または検知する）他のタイプの医療装置はネットワークのセンサーノードとしてみなされてもよい。その他、患者から情報を収集し、収集した情報をネットワークに送信するセンサーノードはネットワークの第１タイプノードと称されてもよい。このとき、本発明に係るネットワークの第２タイプノードは、第１タイプノード経由で、すなわちワイヤレスオキシメーターセンサー経由で患者からデータを受信し、統合し、配信する通信機である。異なるタイプのノードのための通信プロトコルや、ワイヤレスセンサーおよび通信機の間の通信プロトコルはＩＥＥＥ規格８０２．１５．４に基づいてもよい。
【００１３】
ネットワークの様々なノードが相互に通信することから、ネットワーク上の装置は同期化され、所定の通信スケジュールに従う。同期化にあたって、ネットワークのノードには各々タイムスロットが割り当てられる。ここでは、個々のタイムスロットは複数のサブタイムスロットに分割される。個々のノードすなわち装置は隣接するノードすなわち装置からの通信によって同期化される。その結果、個々のノードは割り当てられたタイムスロットでのみデータを送信する。通信スケジュールは周期的であって、ネットワーク上の全てのノードは、保存されたデータの送信（またはブロードキャスト通信）にあたって、ネットワークを構成する通信機に割り当てられたスロットに従って時間管理される。
【００１４】
データは１つのノードからその他のノードへ行き渡る（または伝播する）ことから、データを受信するノードの各々でデータは統合される。統合されたデータはネットワーク中に広められる。その結果、ネットワークを伝って伝播するメッセージは継続的に更新される。１つのノードでは、そのノードで以前に保存されていたメッセージよりも新しいメッセージが受信されると統合が引き起こされる。
【００１５】
第１側面によれば、本発明は、患者の身体属性に関する情報を伝達するシステムに向けられる。システムは、１人の患者に関連する少なくとも１つの患者モニタリング装置を備える。その患者モニタリング装置は、少なくとも１つの患者の身体属性を検出するセンサーと、装置の送信エリアに向けて、検出された身体属性に対応する患者データを送信する少なくとも１つの送信機とを有する。システムには、さらに、複数の通信機が含まれる。個々の通信機は、前述の送信エリアに滞在する際に、患者モニタリング装置から送信されるデータを少なくとも受信する送受信機を備える。個々の通信機はその送受信エリアに存在する他の通信機と通信する。本発明に係るシステムでは、いずれかの通信機は、装置の送信エリアに滞在すると、患者モニタリング装置から患者データを受信し、患者データの受信後、通信機の送受信エリアに存在する他の通信機に向けて患者データをブロードキャスト発信するように構成される。
【００１６】
本発明の他の側面は、患者の身体属性に関する情報を伝達するシステムに向けられる。このシステムは、個別に特定の患者に関連づけられる複数の患者モニタリング装置を備える。これら患者モニタリング装置は、各々、装置に関連する患者に対して少なくとも１つの身体属性を検出するセンサー手段と、身体属性に対応する患者データを装置の送信エリアに向けて送信する送信機とを備える。本発明に係るシステムには、さらに、複数の通信機が含まれる。個々の通信機は、それら患者モニタリング装置の送信エリアに滞在する際に、患者モニタリング装置から送信される患者データを受信する送受信機を備える。個々の通信機はその送受信エリアに存在する他の通信機と通信すべく構成される。個々の通信機は、いずれか１つの患者モニタリング装置の送信エリア内に位置すると、当該患者モニタリング装置から患者データを受信し、その後に、通信機の送受信エリアに向けて、受信した患者データをブロードキャスト発信するように構成される。
【００１７】
本発明の第３側面は、患者の身体属性に関する情報を行き渡らせるシステムに向けられる。システムは、１人の患者に関連づけられる少なくとも１つのオキシメーターを備える。オキシメーターは、少なくとも患者のＳＰ０２を検出するセンサー手段を有する。オキシメーターは、検出されたＳＰ０２に対応する患者データを少なくとも送信する少なくとも１つの送信機または送受信機を備える。システムは、さらに、複数の通信機を備える。個々の通信機は送受信機を有する。送受信機は、患者のオキシメーターの送信範囲に滞在すると患者のオキシメーターから送信されるデータを受信すべく構成される。個々の通信機は、他の通信機と通信すべく構成される。その結果、通信機の１つがオキシメーターの送信範囲に存在すると、通信機は患者のオキシメーターから患者データを受信し、その後に、その通信機は受信した患者データをそのブロードキャスト通信範囲に存在する他の通信機に向けて配信する。
【００１８】
本発明の第４側面は通信ネットワークに向けられる。この通信ネットワークでは、患者の身体属性に関する情報はリモートで運ばれる。本発明に係る通信ネットワークは１人の患者に関連して少なくとも１つのワイヤレスセンサーを備える。ワイヤレスセンサーは患者の少なくとも１つの身体属性を検出する。センサーは少なくとも１つの送信機を備える。送信機は、検出された身体属性に対応する患者データをセンサーから送信する。ネットワークは、さらに、センサーの送信範囲に存在する第１通信機を備える。第１通信機は、センサーから送信される患者データを受信し、受信した患者データをブロードキャスト発信する送受信機を備える。本発明に係る通信ネットワークはさらに第２通信機を備える。第２通信機は第１通信機と通信しつつワイヤレスセンサーとは通信していない。第２通信機は第２送受信機を備える。第２送受信機は第１通信機からブロードキャスト発信された患者データを受信すべく構成される。
【００１９】
本発明の第５側面は、複数のノードを有するワイヤレスネットワークに向けられる。このワイヤレスネットワークは患者の情報を行き渡らせる。本発明に係るワイヤレスネットワークは少なくとも１つの第１タイプノードを備える。第１タイプノードは１人の患者に関連づけられてその患者の身体属性をモニタリングすべく構成される。第１タイプノードは検出器および送信機を備える。検出器は少なくとも患者の１つの身体属性を検出する。送信機は、検出された患者の身体属性をデータとしてネットワークに向かって送信する。さらに、ネットワークには複数の可搬性の第２タイプノードが含まれてもよい。第２タイプノードは直接的に患者に関連づけられない。第２タイプノードは、第１タイプノードのブロードキャスト通信範囲に進入すると、第１タイプノードから信号および（または）データを受信するように構成される。第２タイプノードのそれぞれは、さらに、他の第２タイプノードから信号および（または）データを受信し、ネットワークに信号および（または）データをブロードキャスト発信するように構成される。本発明の当該側面に係るワイヤレスネットワークによれば、第２タイプノードのいずれもは、第１タイプノードのブロードキャスト通信範囲に進入すると、第１タイプノードから送信される患者データを受信し、その後に、ネットワークに向けて受信した患者データをブロードキャスト発信することができる。こうすることで、当該第２タイプノードのブロードキャスト通信範囲に存在する他の第２タイプノードは第１タイプノードから出力される患者データを受信することができる。
【００２０】
本発明の第６側面は、複数のノードを有するワイヤレスネットワークに向けられる。このワイヤレスネットワークは患者の情報を行き渡らせる。この発明に係るネットワークは複数の第１タイプノードを備える。個々の第１タイプノードは特定の１人の患者に関連づけられてその特定の患者の身体属性をモニタリングすべく構成される。個々の第１タイプノードは検出器および送信機を備える。検出器は、特定の患者の少なくとも１つの身体属性を検出する。送信機は、検出された身体属性を患者データとしてネットワークに向かって送信する。ワイヤレスネットワークはさらに複数の可搬性の第２タイプノードを備える。第２タイプノードは直接的に患者に関連づけられない。第２タイプノードは、いずれかの第１タイプノードのブロードキャスト通信範囲に進入すると、第１タイプノードから信号および（または）データを受信すべく構成される。第２タイプノードのそれぞれは、さらに、他の第２タイプノードから信号および（または）データを受信し、ネットワークに信号および（または）データをブロードキャスト発信するように構成される。第２タイプノードの１つがいずれかの第１タイプノードのブロードキャスト通信範囲に進入すると、当該第２タイプノードは、第１タイプノードから送信される患者データを受信する。その後、当該第２タイプノードはネットワークに向けて受信した患者データをブロードキャスト発信する。こうすることで、当該第２タイプノードのブロードキャスト通信範囲に存在する他の第２タイプノードは第１タイプノードから出力される患者データを受信することができる。
【００２１】
本発明の第７側面は、患者の身体属性に関する情報を行き渡らせる方法に向けられる。当該方法は以下の工程を備える。ａ）１人の患者に、センサー手段および少なくとも１つの送信機を有する少なくとも１つの患者モニタリング装置を関連づける工程。ｂ）前記センサー手段を用いて患者から少なくとも１つの身体属性を検出する工程。ｃ）装置送信エリアに向けて、検出された身体属性に対応する患者データを送信する工程。ｄ）患者モニタリング装置から送信されるデータを受信し、通信機送受信エリアにデータをブロードキャスト発信すべく構成される送受信機を個々に有する複数の通信機を提供する工程。ｅ）通信機のうちの１つを前記患者モニタリング装置の装置送信エリア内に位置させ、患者データを受信させる工程。ｆ）受信した患者データを前記通信機から通信機送受信エリアに向けてブロードキャスト発信し、装置送信エリアに存在しないものの前記通信機の送受信エリア内に存在する通信機に患者モニタリング装置から送信される患者データを受信させる工程。
【００２２】
本発明の第８側面は、患者の身体属性に関する情報を伝達する方法に向けられる。当該方法は以下の工程を備える。ａ）患者から少なくとも１つの身体属性を検出するセンサー手段と、検出された身体属性を送信する送信機とを個々に有する複数の患者モニタリング装置を提供する工程。ｂ）複数の患者モニタリング装置を対応の患者に関連づける工程。ｃ）いずれかの患者モニタリング装置から送信される患者データを受信すべく構成される送受信機を個々に有する複数の通信機であって、当該送受信機で通信機同士の通信を確立する通信機を提供する工程。ｄ）関連する患者の身体属性の検出にあたって用いられる１つの患者モニタリング装置の送信エリア内にいずれかの通信機を位置させる工程。ｅ）その通信機で、患者モニタリング装置から送信された患者データを受信させる工程。ｆ）その通信機で、通信機送受信エリアに、受信した患者データをブロードキャスト発信する工程。
【００２３】
本発明の第９側面は、患者の身体属性に関する情報を行き渡らせる方法に向けられる。当該方法は以下の工程を備える。ａ）少なくとも患者のＳＰ０２を検出するセンサー手段を有する少なくとも１つのオキシメーターであって、検出されたＳＰ０２に対応する患者データを装置から送信する送受信機または少なくとも１つの送信機を有するオキシメーターを１人の患者に関連づける工程。ｂ）患者オキシメーターの送信範囲内に位置すると、患者オキシメーターから送信されるデータを受信すべく構成される送受信機を個々に備える複数の通信機であって、通信機同士で通信すべく構成される通信機を提供する工程。ｃ）患者オキシメーターの送信範囲内に通信機のうち１つを位置させ、当該通信機に患者オキシメーターから患者データを受信させる工程。ｄ）当該通信機の送信範囲に滞在する通信機に向けて受信した患者データを当該通信機からブロードキャスト発信する工程。
【００２４】
本発明の第１０側面は、複数の送信装置および受信装置を有するワイヤレス通信ネットワーク環境下で、患者の身体属性に関する情報をリモートで運搬する方法に向けられる。当該方法は以下の工程を備える。ａ）少なくとも送信機を有する少なくとも１つのワイヤレスセンサーを患者に関連づけて、患者の少なくとも１つの身体属性を検出する工程。ｂ）検出される身体属性に対応する患者データをネットワークに向けて送信する工程。ｃ）センサーから送信される患者データを受信すべく構成される送受信機を有する第１通信機をセンサーの送信範囲内に位置させる工程。ｄ）受信した患者データを第１通信機からネットワークにブロードキャスト発信する工程。ｅ）ワイヤレスセンサーと直接に通信せずに、第１通信機からブロードキャスト発信される患者データを受信すべく構成される第２送受信機を有する第２通信機と第１通信機との間で通信を確立する工程。
【００２５】
本発明の第１１側面は、複数のノードを有するワイヤレスネットワークで患者の情報を行き渡らせる方法に向けられる。当該方法は以下の工程を備える。ａ）患者の少なくとも１つの身体属性を検出する検出器と、検出される身体属性を患者データとしてネットワークに向けて送信する送信機とを備える少なくとも１つの第１タイプノードを患者に関連づけて患者の身体属性をモニタリングする工程。ｂ）第１タイプノードのブロードキャスト通信範囲に進入すると第１タイプノードから信号および（または）データを受信すべく構成され、患者に直接的に関連しない複数の第２タイプノードであって、他の第２タイプノードから信号および（または）データを受信しネットワークに信号および（または）データをブロードキャスト発信する第２タイプノードをネットワークに配置する工程。ｃ）第１タイプノードのブロードキャスト通信範囲に第２タイプノードを進入させ第１タイプノードから出力される患者データを受信させる工程。ｄ）受信した患者データを当該第２タイプノードからネットワークにブロードキャスト発信し、当該第２タイプノードのブロードキャスト通信範囲に滞在する他の第２タイプノードに第１タイプノードから出力された患者データを受信させる工程。
【００２６】
本発明の第１２側面は、複数のノードを有するワイヤレスネットワーク環境下で患者の情報を行き渡らせる方法に向けられる。当該方法は以下の工程を備える。ａ）患者の少なくとも１つの身体属性を検出する検出器と、検出される身体属性を患者データとしてネットワークに向けて送信する送信機とを個々に有する複数の第１タイプノードのそれぞれを特定の１人の患者に関連づけて、当該特定の患者の身体属性をモニタリングする工程。ｂ）いずれの患者にも直接に関連しない複数の第２タイプノードをネットワーク内に配置する工程。ｃ）第２タイプノードのそれぞれに対し、いずれかの第１タイプノードのブロードキャスト通信範囲に進入した際に第１タイプノードから信号および（または）データを受信し、他の第２タイプノードのブロードキャスト通信範囲に進入した際に当該他の第２タイプノードから信号および（または）データを受信し、ネットワークに信号および（または）データをブロードキャスト発信すべく構成する工程。ｄ）いずれかの第１タイプノードのブロードキャスト通信範囲内に第２タイプノードのうちの１つを位置させ、第１タイプノードのいずれかから出力される患者データを第２タイプノードで受信させる工程。ｅ）その後に、受信した患者データを第２タイプノードからネットワークにブロードキャスト発信し、当該第２タイプノードのブロードキャスト通信範囲に滞在する他の第２タイプノードが第１タイプノードから出力される患者データを受信することができるようにする工程。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１ａ】本発明に係るシステムのアーキテクチャーの一例であって、例えばピアツーピアネットワークといった相互接続ネットワークを示す。
【図１ｂ】ネットワークのノードの簡略図であって、医療設備環境下で無線機を含む医療装置であるノードを示す。
【図２】図１ａのピアツーピアネットワークに、ネットワークに接続されるワイヤレスオキシメーターといったワイヤレス医療装置を結合するネットワークの一例である。
【図３】本発明に係るネットワークのノードを構成する通信機（この場合には医療通信機）の単純なブロック図の一例である。
【図４】本発明に係るネットワークの通信機（すなわち中継ノード）を詳細に示すブロック図である
【図５】本発明に係る通信ネットワークの一部を構成するワイヤレスオキシメーターセンサー（すなわちセンサーノード）のブロック図である。
【図６】中継ノードとして作動し、本発明のネットワークのワイヤレスオキシメーター（すなわちセンサーノード）に通信リンクで接続される本発明に係る通信機を示す。
【図７】本発明に係る通信機にケーブルで有線接続されるセンサー（この例ではオキシメーターセンサー）を示すブロック図である。通信機はセンサーのための送信機として動作することができる。
【図８】本発明に係るシステムの一例であって、患者センサーが通信リンクで通信機に接続され、その通信機がネットワーク上の他の通信機に通信リンクで接続されるシステムを示す。
【図９】ネットワーク上の様々な通信装置同士の間で通信を時間管理するタイムスロットの一例を示す。
【図１０】ネットワークの様々な通信装置（すなわちノード）同士の間で通信されるメッセージのタイプを示す。
【図１１】ネットワーク上でいかにメッセージが統合され１つのノード通信機から他のノード通信機に配信されるかを示す。
【図１２】ネットワーク上の通信機（すなわち中継ノード）とワイヤレスオキシメーター（すなわちセンサーノード）との間で相互作用通信の一例を示す。
【図１３】本発明に係る通信機の様々な構成要素を詳細に示すブロック図である。
【図１４】図１３で示される本発明に係る通信機の回路概略図の一例を示す。
【図１５】本発明に係るワイヤレスオキシメーター（すなわちセンサーノード）の様々な構成要素を詳細に示す図である。
【図１６】本発明に係るワイヤレスオキシメーターセンサーに使用されることができる無線送信機の主状態を示す。
【図１７】本発明に係る通信機が情報を受信すべく処理する動作工程を示すフロー図である。
【図１８】通信機およびワイヤレスセンサーの無線送信機でデータの送信にあたって実行される処理を示すフローチャートである。
【図１９】通信機で統合されるデータの処理過程を示すフロー図である。
【図２０】通信機のメモリー内でデータを更新する処理を示すフロー図である。
【図２１】メモリーで更新されたメッセージを配信する通信機の処理を示すフローチャートである。
【図２２】本発明に係るワイヤレスオキシメーター（すなわちセンサーノード）の動作処理工程を示すフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
図１ａおよび図１ｂを参照すると、そこには通信ネットワークが示される。通信ネットワークは例えばピアツーピアネットワークに構成される。図１ａに示される一例に係る無線ネットワーク２では４つのノード１〜４が存在する。ただし、無線ネットワーク２がノードＮを有するように、ネットワークはＮ個のノードを有してもよい。図１ａに示される本発明の実施形態では、図１ｂのノード４は図示される個々のノードに相当する。図１ｂに示されるように、ネットワークのノードの各々は無線機を備える医療装置である。無線機は送信機または送受信機であればよい。医療装置は、患者または対象物の身体属性（物理的属性）または身体上の測定因子をモニタリングする（または測定する）多数の装置のうちの一つであればよい。そういった医療装置は、オキシメーター、心拍計、呼気炭酸ガス濃度計または二酸化炭素濃度計（ＣＯ２モニター）、患者に接続されたポンプ、その他、患者の特定の身体属性をモニタリングする装置を含む。ただし、医療装置はこれらの装置に限定されるわけではない。例えばパルスオキシメーターの例では患者の動脈血中の酸素濃度レベル（ＳＰＯ２）がモニタリングされ（あるいは）測定される。呼気炭酸ガス濃度計の例では、二酸化炭素（ＣＯ２）、ＥＴＣＯ２（呼気終末二酸化炭素濃度）および呼吸数がモニタリングされ（あるいは）測定される。例えば本願の譲渡人は現在「ＣＡＰＮＯＣＨＥＣＫ（登録商標）」といった商標名でオキシメーターおよび呼気炭酸ガス濃度計の組み合わせに係る製品を市販する（ただし、無線機を備えていない）。本発明では、発明に係るネットワークのノードとして機能するように、そういった組み合わせに係る装置に無線機が適用される。
【００２９】
装置４の無線機部分は、送受信機であればよく、少なくとも送信機であればよい。こうした送受信機や送信機は例えばＩＥＥＥ規格８０２．１５．４といった通常規格の通信プロトコルの下で動作する。その結果、データはその装置のブロードキャスト通信範囲または送信エリアに装置から送信される。後述されるように、装置４には付加的な構成要素が存在する。いまのところ、図１のネットワークは、医療装置であろうとなかろうと、ハブや中央のネットワーク制御装置なしに相互に通信することができる装置のピアツーピアネットワークで構成されるネットワークであるというにとどめておく。
【００３０】
後ほど特に詳述するように、ネットワークのノードは同期化され、ノード同士の通信は時間管理される。したがって、ノード同士の通信に影響するかもしれないネットワーク干渉は実質的に排除される。加えて、特定のメッセージタイプの採用によってノード間の通信品質は高められる。図１ａに示されるネットワークのアーキテクチャーはさらにブロードキャストの採用により全てのノードに対してデータの配信を可能にする。個々のノードで実行される統合処理で最新のデータがノードからブロードキャスト発信され、その結果、通信でやり取りされるデータの完全性は高められる。こうして、ネットワークを通じて通信でやりとりされるデータまたは伝播されるデータの予測性および一貫性が得られ中央のネットワーク制御装置やハブの必要性はなくなる。
【００３１】
ネットワークのトポロジーは変化してもよく特定の構成に束縛されるものではない。例えばネットワークの大きさは２個のノードといった最小値からＮ個のノードといった最大値までの範囲に広がる。医療装置といった形態をとることができる個々のノードは移動することができ、ネットワークのトポロジーは特定の時点でのノードの位置に従って変化する。個々のノードが個別に無線送信機を備えれば、個々のノードは予め決められた送信範囲にブロードキャスト発信することができる。特定ノードのブロードキャスト通信範囲または受信エリアに存在する全てのノードはその特定ノードと通信することができる。さらにまた、通信は特定の１つのノードやハブによって制御されるわけではないので、ノード同士の通信は特定の１つのアクセスポイントに制限されるわけではない。
【００３２】
図２に示されるように、図１ａのネットワークは複数のワイヤレスオキシメーターまたはその他の前述の医療装置に通信で接続される。図１ａのネットワークで議論されたノードには符号Ｎ１〜ＮＮが付され、ノードは通信機ＣＯ１〜ＣＯＮと称される。図２に示されるように、ワイヤレスオキシメーターＯ１、Ｏ３、ＯＮはそれぞれ通信機ＣＯ１、ＣＯ３、ＣＯＮに通信で接続される。本発明では、患者の身体上の測定因子をモニタリングするワイヤレスオキシメーターまたはその他の前述の医療装置はノードの第１タイプと称されてもよく、通信機ＣＯ１〜ＣＯＮはノードＮ１〜ＮＮの第２タイプとして称されてもよい。ワイヤレスオキシメーターはさらにセンサーノードまたは検出ノードと称されてもよく、通信機はさらに中継ノードまたは伝播ノードと称されてもよい。
【００３３】
ワイヤレスオキシメーターは患者に着用される装置またはモジュールである。装置またはモジュールは例えば患者の指に装着される。装置またはモジュールには、患者のＳＰ０２を検出するセンサーが組み込まれる。一例に係るワイヤレスオキシメーターモジュールは本発明の譲渡人に譲渡された米国特許第６７３１９６２号に開示される。同特許の開示内容は参照により本願明細書に組み込まれる。患者に着用されたり患者に関連づけられたりするオキシメーターセンサーの他のタイプには反射型タイプまたは耳装着タイプが含まれる。反射型タイプは患者の前額やその他身体の平坦部に取り付けられる。耳装着タイプは患者の耳にクリップで留められる。発明者らは、本発明に係るネットワークに１６台のワイヤレスオキシメーターが接続されてもネットワークは有効に動作することを見出した。それだからといって、図２のネットワークが例えば１台といった具合にさらに少数のオキシメーターや１６台を超える数のオキシメーターを有してはいけないということにはならない。同様に、当該システムまたはネットワークの通信機またはノードの数は好ましくは２〜３２個の範囲である。システムのタイムスロットおよび同期性が調整されれば、後述されるように、３２個を超える数の通信機またはノードも可能である。
【００３４】
図３を参照すると、本発明の通信機６はホストプロセッサー８を備える。ホストプロセッサー８は、図示しないメモリーに格納されるプログラム１０を実行する。プログラムの働きでプロセッサー８はオキシメーター回路１２の動作を制御する。オキシメーター回路１２は外部のオキシメーターにインターフェイスで接続される。外部のオキシメーターは、例えばケーブルといった配線や無線で通信機に結合されデジタル酸素濃度データを生成する。デジタル酸素濃度データはプロセッサー８の処理に供される。プロセッサー８にはユーザーインターフェイス１４が接続される。ユーザーインターフェイス１４は通信機とユーザーとの間でやり取りを可能にする。ユーザーインターフェイスは、例えばＬＣＤディスプレイといったディスプレイ、例えばキーパッドといった入力源、並びに、警報にあたって用いられるオーディオ回路およびスピーカーを備えればよい。電源回路１６は通信機６に電力を供給する。電源回路１６は電池またはＤＣ入力端子および既存の電源アナログ回路を備えればよい。電源回路１６の働きで、調整された電力が通信機の全ての動作中の回路に供給される。通信機６には電気的インターフェイス１８がさらに組み込まれる。この電気的インターフェイスは例えばＲＳ−２３２ポート、ＵＳＢポート、またはその他の類似の入出力（ＩＯ）ポートといった導電性の通信ポートを備えればよい。こうした通信ポートは通信機の入出力用のインターフェイスを提供する。通信機でのデータの送受信にあたって、他の通信機との間や、図２に示されるワイヤレスオキシメーターセンサーといったセンサー装置をはじめ、医療装置であろうとかなろうとワイヤレスのデータ送信に適合したセンサー装置との間でワイヤレスでデータを送受信したり伝達したりする無線送受信機が組み込まれる。
【００３５】
図４は図３に示される通信機６の個々の構成要素を詳細に示す。例えば、ユーザーインターフェイス１４は、ディスプレイと、キーパッドと、スピーカーと、「アナログ」と表示されるアナログデジタル（Ａ／Ｄ）変換回路とを備える。既知のように、Ａ／Ｄ変換回路はアナログ入力をデジタル信号に変換する。デジタル信号はホストプロセッサー８に送られる。図４に示される通信機の電源構成要素１６は電池、電池の充電に利用されるＤＣ入力端子、既知のアナログ電源回路、およびホストプロセッサー８に対して電源構成要素１６の通信を確立するデジタル回路とを備える。電源構成要素から提供される電力は通信機の全ての動作中の回路に供給される。先ほど示唆された電気的インターフェイス構成要素１８は、ＲＳ−２３２ポートおよびＵＳＢポートの一方または両方、またはその他の既知のインターフェイスポートを有する。オキシメーター構成要素１２は、患者センサーから受信するアナログ信号を解析するアナログ回路と、オキシメーター構成要素の動作機能を格納するメモリープログラムと、患者から受信するデータを処理してデジタル酸素濃度データを生成するマイクロプロセッサーとを有する。デジタル酸素濃度データはオキシメーター構成要素１２のマイクロプロセッサーからホストプロセッサー８に伝達される。前述のように、プロセッサー８を収容するホストのメモリープログラム１０は、通信機の全体の動作のためにプロセッサー８に対して動作指令を供給する。通信機６で最後の主要な構成要素は無線機２０である。無線機２０は、無線機ＩＣモジュールと、メモリーに格納されて無線送信機の機能を制御するメモリー格納プログラムと、無線機の動作を制御するアナログ回路と、アンテナとを備える。アンテナの働きで無線送受信機は通信機へ信号を送信したり通信機から信号を受信したりする。
【００３６】
図５は、ネットワークのセンサーノードを構成するワイヤレスオキシメーター装置を示す。ワイヤレスオキシメーター２２はセンサー構成要素２４を備える。この構成要素は、既知であって、２つのＬＥＤと検出器とを備える。２つのＬＥＤは、患者の指、または患者の前額といった他の部位に向かって、異なる周波数の光を出力する。検出器は、患者を透過する光または患者から反射する光を検出する。また、ワイヤレスオキシメーター２２にはオキシメーター回路２６が組み込まれる。オキシメーター回路２６は、プロセッサーと、患者から検出される波形信号を解析するアナログ回路と、プログラムを格納するメモリーとを備える。プログラムの働きでアナログ回路は患者から送り込まれる信号を解析し酸素濃度データに変換する。センサー２４の動作はオキシメーター回路２６で制御される。無線機構成要素２８はオキシメーター構成要素２６および（または）センサー構成要素２４にインターフェイスで接続され協働で作動する。無線機構成要素２８は、アンテナと、メモリーに格納されるプログラムと、無線機ＩＣモジュールを動作させるアナログ回路と、通信機に向かって患者の酸素濃度データを送信するアンテナとを備える。電源構成要素３０は、電池電源と、ワイヤレスオキシメーターの他の構成要素に電力を供給する既知のアナログ電源回路とを備える。本発明のネットワークでは、例えば図２に示されるように、図５のワイヤレスオキシメーター装置は、ブロードキャスト通信範囲または送信エリアに存在する通信機に向かって収集された患者データを送信する。
【００３７】
図６は指装着型のワイヤレスオキシメーター装置と本発明に係る通信機との相互作用を詳細に示す。ここで、通信機６とワイヤレスオキシメーター２２との間でワイヤレス通信リンク３２が確立される。図示のように、通信機６の無線送受信機はオキシメーター２２の無線送信機と通信する。その結果、センサー２４で患者から取得されたオキシメーターデータは通信機６に送られる。通信機６は、その送受信エリアに向けて情報をブロードキャスト発信することで情報を中継してもよい。なお、通信機６は、オキシメーター装置の送信エリアまたはブロードキャスト通信範囲内に存在するときのみ、オキシメーター２２からデータを受信する。図６に示される実施形態では、ワイヤレスオキシメーター２２のオキシメーター回路が能動的に患者データを解析し変換する際には、通信機６のオキシメーター回路は患者データを解析したり変換したりしない。なぜなら、オキシメーター装置２２から通信機６に患者データは送信されるからである。オキシメーター装置２２から通信機６に送信される信号はほとんどの場合デジタル信号である。しかしながら、仮にオキシメーターからアナログデジタル変換回路の削除が望まれ、オキシメーターで処理電力の抑制が望まれる場合には、未処理のデータが直接にオキシメーター装置から通信機に送信される場合もある。言い換えれば、必要であれば、未処理のデータはオキシメーター装置から通信機に送られてもよい。その場合には、通信機は、未処理のデータを必要な酸素濃度データに変換する処理を実行する。
【００３８】
図６に示される指装着型のワイヤレスオキシメーター装置２２に代えて、図７に符号３４で示される既存のオキシメーターセンサーとともに使用されるように本発明は適合されることができる。既存のオキシメーターセンサーは本発明の通信機にケーブル３６で接続される。既存のオキシメーターセンサーは患者のＳＰ０２の測定にあたって要求される光源と検出器とを有する。接続にあたってセンサーの電気的コネクターは通信機６の電気的インターフェイス１８の一部であるポートに結合される。患者から受信する信号は処理され保存され、その後、通信機からその送受信範囲にブロードキャスト発信される。この実施形態では、通信機６は、オキシメーターセンサーと協働することにより患者モニタリング装置の送信機として機能する。しかも、通信機６はオキシメーターセンサー３４からケーブル長の範囲に存在しなければならず、通信機６はオキシメーターセンサーに相対的に固定され、患者に近接する。
【００３９】
図８はアドホックメッシュ構造の本発明の通信ネットワークを示す。この通信ネットワークではワイヤレスオキシメーターセンサー装置２２は通信機６ａと通信する。センサーは図示しない患者の指に取り付けられる。その通信機６ａは通信機６ｂおよび通信機６ｃと通信リンクでつながる。２つの通信機６ｂ、６ｃは通信機６ｄと通信リンクでつながる。通信機６ｄは通信機６ｅに通信リンクでつながる。
【００４０】
さらに図８に示されるように、個々の通信機はディスプレイ２４を有する。ディスプレイは複数の患者のデータを表示することができる。図８に示される例に係る通信機では患者のＳＰ０２および脈拍数がディスプレイ２６ａ、２６ｂにそれぞれ表示される。さらに、通信機６ｂ〜６ｅのディスプレイには個々に５組のデータが示される。１組のデータは特定の患者を表す。図８の例では通信機に５人の患者を表すデータが表示されるものの、個々の通信機にはそれよりも少数の組数の患者データが表示されてもよくそれよりも多数の組数の患者データが表示されてもよい。さらにまた、仮に図８の通信機がオキシメーター以外の装置であれば、他の患者属性を表す患者データがそれら通信機のディスプレイに表示されてもよい。例えば装置がＣＯ２モニターであったりＣＯ２モニターおよびオキシメーター装置の複合体であったりすれば、そういった患者属性はＣＯ２および呼吸数である。
【００４１】
通信機６ａに通信接続されるワイヤレスオキシメーターセンサー２２では患者１から測定される（または検知される）身体上の測定因子は例えば９６バイトのオキシメーターデータメッセージデータファイルとして通信機６ａに送られてもよい。この場合、通信機６ａは、オキシメーター装置２２からデータファイルを受け取ると、患者１のデータファイルをＰ１としてリモートデータディスプレイＲＤＤテーブル２８ａに格納する。通信機６ａのメモリーに以前に格納された患者１のデータは患者１の最新のデータで置き換えられる（または更新される）。見本の通信機６ａのＲＤＤテーブルは、例えば患者Ｐ１から患者ＰＮといった具合に複数の患者のデータを保存することができる記憶容量を有する。この例では通信機のメモリーでは個々の患者に対して１８バイト程度の記憶領域が確保される。個々の通信機には、異なる時刻に受信された患者データが実際に保存され統合処理にあたって最新の情報と比較されるように、複数のテーブルが保存されてもよい。統合処理は後ほど詳述される。図８には通信機６ａの追加のテーブル２８ｂ、２８ｃが示される。
【００４２】
ワイヤレスオキシメーター２２が患者の少なくとも１つの身体属性を表す信号をオキシメーターから予め決められた送信範囲すなわちセンサーの送信エリアに発信すると、ワイヤレスオキシメーター２２と通信機６との間で相互作用は開始する。身体属性には例えば患者のＳＰ０２が挙げられる。図８の例に係るネットワークではワイヤレスオキシメーター２２はセンサーノードとしてみなされてもよい。図８のネットワークで通信リンク３０ａとして図示されるように、通信機６ａはワイヤレスオキシメーター２２の送信エリアまたは送信ゾーンに位置する。したがって、患者１から検知される患者データをワイヤレスオキシメーター２２が出力すると、通信機６ａは送信された患者データを受信する。受信された患者データはＲＤＤテーブル例えば符号「２８ａ」に患者データＰ１として格納される。以前の患者１のＰ１データが存在すれば、この以前のデータはいましがたＲＤＤテーブルに受け取られたデータで置き換えられる。格納されたデータは患者のＳＰ０２および（または）脈拍数として通信機６ａのディスプレイ２４に表示されてもよい。なお、患者データは、表示され、解析され、伝導力で通信され、および（または）流行りの用途やＲＤＤ用途または高速の用途のために保存されてもよい。
【００４３】
図８のネットワークでさらに示されるように、通信機６ａは通信リンク３０ｂ、３０ｃを通じて通信機６ｂ、６ｃとの間に通信経路を確立する。前述のように、本発明に係る通信機はそれぞれ個別に無線送受信機を備え、ワイヤレスオキシメーターその他の医療センサーや他の通信機の送信範囲に存在する限りそれらワイヤレスオキシメーターその他の医療センサーや他の通信機から信号を受信するように構成される。反対に、個々の通信機は予め決められたブロードキャスト通信範囲または送受信エリアに信号をブロードキャスト発信するように構成される。というわけで、図８に示されるネットワークでは、通信機６ｂ、６ｃは通信機６ａの送受信エリアに存在することから、これら通信機の各々は通信機６ａと通信する。
【００４４】
図８のネットワークでは、ワイヤレスオキシメーター２２から患者Ｐ１データを受信すると、通信機６ａは、ＲＤＤテーブル２８ａに受信したデータを保存した後に、この最新のＰ１データを送受信エリアにブロードキャスト発信する。通信機６ａの送信範囲に存在する通信機６ｂ、６ｃは患者Ｐ１の同データを受信する。個々の通信機６ｂ、６ｃは個々にＲＤＤテーブルを更新する。この更新時、通信機６ｂ、６ｃはディスプレイ上にその最新の患者Ｐ１データを表示してもよい。その結果、通信機の携帯者は身体上の測定因子を確認することができる。この場合、身体上の測定因子には患者Ｐ１のＳＰ０２および脈拍数が該当する。その後、個々の通信機６ｂ、６ｃはそれぞれの送受信エリアに最新の患者Ｐ１データを送信する。なお、図中では、個々の通信機６ｂ、６ｃはワイヤレスオキシメーターセンサー２２との間で直接の通信リンクを確立していない。
【００４５】
通信機６ｄは２つの通信機６ｂ、６ｃの送信範囲に存在することから、これら通信機から個々に通信リンク３０ｄ、３０ｅを通じて患者Ｐ１のデータを受信する。ここでは、２つの通信機６ｂ、６ｃから同一の患者Ｐ１データが送信されることから、患者Ｐ１に関するデータの更新は通信機６ｄのＲＤＤテーブルで同一データの更新を引き起こす。しかしながら、通信機６ｂ、６ｄの間の通信スケジュールが実質的に通信機６ｃ、６ｄの間の通信スケジュールから相違する場合には、同一の患者からのデータであっても通信機６ｄで通信機６ｂから受信するデータと通信機６ｄから受信するデータとは相違するかもしれない。こうした相違は通信リンクごとに生じる患者データの伝播遅延に起因する。その場合には、通信機６ｄでは時間的に新しい患者データが患者データとして保存される。複数のノードからほぼ等しい送信時間でデータが送信されてくる場合にデータの衝突を阻止するには、本発明に係るネットワークの構築にあたって、後述されるようにタイムスロットで時間管理される通信プロトコルが提供される。図８に示されるネットワークで残るノードは通信機６ｅである。この通信機６ｅは通信リンク３０ｆを通じて通信機６ｄの通信範囲に存在する。通信機６ｅはその他の通信機またはワイヤレスオキシメーターセンサー２２の通信範囲には属さない。本発明では、たとえ通信機６ｅがセンサー２２から遠く離れていても、通信機６ｅの携帯者はネットワークの通信機ノードを横切るＲＤＤメッセージデータの伝播またはホップ通信に応じて患者１の身体上の測定因子をモニタリングすることができる。
【００４６】
図８に示すネットワークではたった１つのワイヤレスオキシメーター２２しか示されないけれども、ネットワークには複数のワイヤレスオキシメーターセンサー装置が通信接続されてもよい。その結果、ネットワークのそれぞれの通信機がネットワークに通信上で接続される他の通信機に向かって患者情報を送信してもよい。こうして複数の患者のデータが個々の通信機では表示されてもよい。このことは図８に示すネットワークの通信機６ｂ、６ｃ、６ｄ、６ｅのディスプレイ２４に図示される。ここでは、それらの通信機に５セットのデータが表示される。１セットのデータは特定の１患者に対応する。それら通信機のユーザーまたは操作者は、近辺にいない患者を含めて複数の患者の身体上の測定因子をモニタリングすることができる。本発明のネットワークでは、遠隔の通信機ノードが患者からデータを受信した他の通信機ノードのブロードキャスト通信範囲に存在する限り、その遠隔の通信機ノードは患者データを受信することができ、したがって、その患者の健康状態を遠隔でモニタリングすることができる。この場合には、当該他の通信機ノードはさらに他の通信機ノードからデータを受信してもよい。
【００４７】
本発明に係るネットワークの様々なノードの間で衝突を防止するには、タイムスロットで時間管理される通信プロトコルは必須となる。そのため、ネットワークの個々の装置またはノードにはデータの送信に利用される所定時間長さのスロットが与えられる。このタイムスロットで時間管理される通信プロトコルは図９に示される。図示されるように、図９の時間範囲では複数のスロット（ここでは、例えばスロットＳ１〜Ｓ１０）が提供される。スロットの数は特定のネットワークに属する通信機装置の数に対応すればよい。ということで、仮にネットワークが１６個の装置を含めば、当該時間範囲に１６個のスロットが提供される。この時間範囲は繰り返され、ネットワーク内では様々な装置の間で通信が時間管理される。予想可能な信頼性の高いネットワーク通信が成立する。
【００４８】
各々の装置では、割り当てられたタイムスロットによって装置は決められたタイムスロットで独占的にメッセージを送信することができる。例えば、図８に示すネットワークではスロットＳ１は通信機装置６ａに割り当てられる。スロットＳ２は通信機６ｂに割り当てられる。スロットＳ３は通信機６ｃに割り当てられる。スロットＳ４は通信機６ｄに割り当てられる。スロットＳ５は通信機６ｅに割り当てられる。ということで、通信機６ａはタイムスロットＳ１で送信し、通信機６ｂはタイムスロットＳ２で送信し、通信機６ｃはタイムスロットＳ３で送信し、といった具合になる。図８に示すネットワークでは、時間範囲ごとに１０個のスロットを有する必要はないかもしれない。個々の装置に特定のスロットを割り付ける１つの方法には、ネットワークが属する施設、例えば病院の集中治療病棟の運用者が装置にそれぞれのスロットを入れ込むプログラムを作成することが挙げられる。他の方法には、ネットワークの運用者が装置に個別にスロットを割り振ることが挙げられる。ネットワーク内の様々な装置は無線周波数（ｒｆ）送信に同期する。
【００４９】
ワイヤレス酸素濃度測定を含めパルス酸素濃度測定ではかなりの量のデータが送信される。ネットワークに属する装置の台数に加えて、個々のスロットごとにメッセージの数が最適化される。図９の通信プロトコルでは個々の中継ノード装置によって割り当てられたスロットで送信される６タイプのメッセージが存在する。これらメッセージはメッセージパケットの形態で提供され、図１０に示される。図９ではメッセージ（Ｍ）はラベル付けされる。Ｍ１は第１メッセージＮＷＫに対応しＭ６は第６メッセージＷＳに対応する。メッセージＭ１すなわちＮＷＫメッセージはノードオーバーヘッド情報メッセージまたは「ネットワークオーバーヘッド情報」に関連する。メッセージＭ２はＲＤＤ（リモートデータディスプレイ）メッセージである。ＲＤＤメッセージは、通信機のメモリーに格納されるＲＤＤテーブルに保存されるデータを運ぶ。ＲＤＤメッセージは、更新されるたびに通信機で表示されてもよい。メッセージＭ３およびメッセージＭ４はそれぞれＨＳ１（ハイスピード１）メッセージおよびＨＳ２（ハイスピード２）メッセージである。ＨＳ１メッセージおよびＨＳ２メッセージは必要に応じてネットワークで他のノード装置にデータを配信する。
【００５０】
図８に示すネットワークを参照しつつ図示すると、患者（Ｐ１）から受信した患者データが「患者のデータが予め決められた特定範囲または許容範囲から逸脱すること」を通信機６ａに知らせると、通信機６ａは警報モードに突入する。この警報モードでは、通信機６ａのユーザーが患者Ｐ１の具合悪さに気づくように警報が開始される。同時に、ネットワークの帯域制限を克服すべくＨＳ１メッセージまたはＨＳ２メッセージを用いて、通信機６ａは、ネットワーク上の他の通信機と連絡をとれるようにネットワークを警報メッセージで溢れさせる。なぜなら、こういったことは、他の通信機を携帯する人々にも知らせるべき緊急事態に相当するかもしれないからである。よって、ＨＳ１メッセージおよびＨＳ２メッセージを送信することで、通信機６ｄ、６ｅの操作者や医療従事者には、たとえワイヤレスオキシメーターセンサー２２に直接に通信リンクが確立されなくても、必要であればそれら健康管理者が適切な処置をとれるように、患者（Ｐ１）の警報状態が通知される。加えて、測定された身体属性が高速で遠隔の通信機にブロードキャスト発信されるためにＨＳ１メッセージおよび（または）ＨＳ２メッセージはユーザーの要求に応じて選択的に使用されてもよい。ユーザーは、データを送信する側の通信機に関連する人物であってもよく、データが向かう側の遠隔の通信機に関連する人物であってもよい。遠隔の通信機からＨＳ１メッセージおよび（または）ＨＳ２メッセージの使用が要求された場合には、遠隔の要求は最初に例えば送信側の通信機で受信され認識されなければならない。
【００５１】
次のメッセージＭ５（ＣＴＲ）は通信機からそれ専用のワイヤレスセンサーに送られる制御メッセージである。専用のワイヤレスセンサーはメッセージＭ６ＷＳ（ワイヤレスセンサー）で特定される。こういったことが必要とされるのは、ワイヤレスセンサーは無線機およびオキシメーターの統合の構築にあたって要求されるユーザー制御の仕組みを持たないかもしれないからである。さらにまた、ネットワークの通信機ノードはそれ専用のセンサーに直接的に通信リンクを確立する必要はないかもしれない。例えば、通信機６ｅの携帯者が実は図８に示すネットワークでワイヤレスオキシメーターセンサー２２に接続される患者の担当看護士であるかもしれない。その看護士が他の患者を世話しなければならず、ワイヤレスオキシメーターセンサー２２の送信範囲の外側に移動しなければならなかったことから、通信機６ｅがワイヤレスオキシメーターセンサー２２の近辺になかったのかもしれない。それでも、その看護士は、ネットワークの他の通信機から患者Ｐ１データが中継で伝達されてくることから、継続的に例えば患者Ｐ１のＳＰ０２といった身体上の測定因子をモニタリングすることができる。メッセージＭ６は他の通信機に向かって「ワイヤレスオキシメーターセンサー２２は通信機６ｅの専用センサーであること」を特定する。仮にワイヤレスオキシメーターが無線で双方向に通信するように構成されていれば、Ｍ５制御メッセージＣＴＲを送ることで、通信機の各々がそれ専用のワイヤレスオキシメーターの動作を制御してもよい。Ｍ５制御メッセージＣＴＲはネットワーク内の他のノードで中継されてＷＳメッセージで特定されるワイヤレスオキシメーターに至る。
【００５２】
図９に示すタイムスロットで時間管理される通信プロトコルによれば、ネットワーク内の様々な装置同士の間で通信は予測可能であって高い信頼性を有する。様々なノードの処理は同期化されることから、プロトコルは本発明に係るシステムすなわちネットワークに対して決定論的な解決方法を提供する。しかも、個々のタイムスロットは１つの特定の装置に割り当てられることから、システムは決定論的である。その結果、個々の装置は「語る」時間以外には他の装置の語らいに耳を傾けることができる。その装置に「語る」順番が訪れると、ネットワークの他の装置はその装置の語らいに耳を傾ける。言い換えれば、ネットワークの装置の各々には、「何を送信し」「いつ送信する」かを様々な装置に命令する中央制御器がなくても、ネットワーク上の他の装置と通信したり情報を広めたりする時間範囲が割り当てられる。
【００５３】
図９に示されるメッセージタイプのメッセージパケットには例えば９６バイトといった具合に十分な大きさが与えられる。その結果、ネットワーク内の伝播では、それらのメッセージパケットで全ての必要なデータは運搬されることができる。メッセージタイプおよびこれらメッセージタイプごとのネットワーク内の流れは図１０に詳細に示される。そこでは、通信機は「ＣＯ」で表される。
【００５４】
図１１には、いかにリモートデータディスプレイメッセージが統合され本発明に係るシステムおよびネットワークで様々な中継ノードや通信機に向かってブロードキャスト発信される（またはフラッド送信される）かが図示される。ここでは、ネットワーク内に複数の通信機（ＣＯ１、ＣＯ２、…ＣＯＮ）が存在すると仮定する。個々の通信機は所定の送受信範囲またはブロードキャスト通信範囲に向かってＲＤＤメッセージを送信する。図示されるように、通信機ＣＯ２は通信機ＣＯ１のブロードキャスト通信範囲に存在し、通信機ＣＯＮは少なくとも通信機ＣＯ２の通信範囲に存在する。混乱を防ぎ理解を助けるために、図１１の記述にあたって、「ＲＤＤ」は個々の通信機に組み込まれたメモリーテーブルに相当すると同時に、１つのノード通信機から他のノード通信機に送信されるメッセージに相当する。
【００５５】
通信機ＣＯ１はそのメモリー内にＲＤＤテーブル３２としてＲＤＤメッセージを記憶するローカルデータ記憶域を有する。通信機ＣＯ１は、ワイヤレスオキシメーターから直接にまたは間接に受信した情報をＲＤＤテーブル３２に格納する。ＲＤＤテーブル３２では「ノード」３２ａはネットワークのノードを示す。このノードにはセンサーおよび通信機のいずれもが含まれる。ＲＤＤテーブル３２では「時間」３２ｂは、メッセージがノードに保存された時点のタイムスタンプを示す。ＲＤＤテーブル３２では「データ」３２ｃは、ノードから送信され通信機で受信されるデータの種類を示す。通信機ＣＯ１のＲＤＤテーブルは多数のノード（１、２、…Ｎ）から受信したデータを保存する。個々のノード（１、２、…Ｎ）は所定のタイムスタンプ（ｔ１１、ｔ２１、…ｔＮ１）とともに個々に対応のデータ（ｘ１、ｘ２、…ｘＮ）を有する。通信機ＣＯ１のＲＤＤテーブル３２は送受信範囲に向かって通信機の無線送受信機でブロードキャスト発信され通信機ＣＯ２でＲＤＤメッセージ３２′として受信される。
【００５６】
通信機ＣＯ２もまた、ＲＤＤテーブル３４で図示されるように、以前に保存されたＲＤＤテーブルを有する。ＲＤＤテーブルは、様々なノードから受信した複数セットのデータを有する。次に通信機ＣＯ２では統合処理が開始される。ここでは、通信機ＣＯ１から受信したデータすなわちＲＤＤメッセージ３２′はＲＤＤテーブル３４内の以前の保存データと比べられる。図示のように、以前に保存されたノード１からの情報はＲＤＤテーブル３４の「ｔ１０」である。これに対し、ＲＤＤメッセージ３２′ではノード１からの情報は「ｔ１１」のタイムスタンプを有する。これは、ノード１に関する情報はＲＤＤメッセージ３２′のものが時間的に新しいことを意味する。その結果、ノード１のデータは「ｘ１」に更新され新しいＲＤＤテーブル３６に保存される。同様な統合処理はノード２に関する情報に対しても引き起こされる。このノードに関しては、ＲＤＤテーブル３４内の時間は「ｔ２２」である一方で、ＲＤＤメッセージ３２′でノード２に関する時間は「ｔ２１」である。したがって、ＲＤＤテーブル３４に保存されたデータが時間的に新しいデータとして判断される。こうしてＲＤＤテーブル３４内のデータ「ｙ２」はＲＤＤテーブル３６に複写される。ＲＤＤテーブル３４では残余のノードに対しても同様な統合処理が繰り返される。すなわち、以前に保存されていたデータはＲＤＤメッセージ３２′内のデータと比べられる。ＲＤＤテーブル３４内のデータが全て比べられ、必要であれば更新されると、更新後のＲＤＤテーブル３６はＲＤＤメッセージ３６′として通信機ＣＯ２からその送受信範囲にブロードキャスト発信される。
【００５７】
ＲＤＤメッセージ３６′はＲＤＤテーブルメッセージ３６′として通信機ＣＯＮで受信される。通信機ＣＯＮでは同様な統合処理が実行される。ＲＤＤメッセージ３６′内の情報はＲＤＤテーブル３８に以前に保存されていた情報と比べられ、更新後のＲＤＤテーブル４０が生成される。図１１の例では、通信機ＣＯ１で受信されたノード１のデータは通信機ＣＯＮまで伝達されそのＲＤＤテーブル４０で更新される。さらに、通信機ＣＯＮのＲＤＤテーブル４０に反映されたノード２のデータは通信機ＣＯ２のＲＤＤテーブル３４に以前に保存されたデータから更新される。
【００５８】
全ての通信機が全ての他の通信機の範囲に存在するシステムでは、送信されたり受信されたりするメッセージに関して遅延時間は最小限に抑えられる。しかしながら、実際には、図８の例に示されるように、そういった場合はほとんどない。ＲＤＤメッセージはネットワークでの伝播にあたって１つの通信機ノードから次の通信機ノードに「ホップ通信」することから、１つの通信機から次の通信機にブロードキャスト発信されるメッセージに関して常に伝播遅延は存在する。これまでのところ、ＲＤＤメッセージだけがネットワーク中に伝播するように開示されるけれども、ＲＤＤメッセージ以外のメッセージが単独でもＲＤＤメッセージとともにでもノードからノードにネットワーク中で行き渡ったり伝播したりしてもよい。例えば、通信機は組み込み型の警報機能を有する。仮に患者から測定される身体上の測定因子が上限値を上回ったり下限値を下回ったりすると、すなわち、患者から測定される身体上の測定因子が安全な限界値から逸脱すると、警報が発せられ通信機のユーザーに「患者の具合が悪いかもしれない」といった注意が喚起される。本発明の他の側面によれば、ＲＤＤメッセージに代えて、警報信号だけがネットワーク中に伝播され、溢れ、通信機を着用する医療従事者その他の様々な人々に「特定の患者が困っている」といった警告を発する。
【００５９】
追加情報がネットワーク中に伝播するように、通信機にはそれぞれテキストメッセンジャーチップが装備されてもよい。この場合には、テキストメッセージを受信するテキストモードがそのディスプレイで起動される。テキストメッセージは例えば所定の周波数または音量の音またはスクリーンの発光といった警報を伴ってもよい。テキストメッセージは具体的に所定の通信機に向けられてもよく、ネットワークを通じて全ての通信機にブロードキャスト配信され（またはフラッド送信され）てもよい。本発明の通信機は携帯用小型無線呼び出し機として使用されるように構成されてもよい。携帯用小型無線呼び出し機は、１人の特定の患者または複数の患者から単純に警報を受信してもよく、さらに洗練されたものとして、１人の患者または規定数の患者でモニタリングされる身体上の測定因子が正常でなく徹底した精査が妥当な場合には、テキストメッセージは警報を伴ってもよい。
【００６０】
電力消費は酸素濃度測定で重要な検討課題である。なぜなら、ワイヤレスオキシメーターは比較的に小さく、そうであっても、無線送信機の作動に相当な電力が要求されるかもしれないからである。したがって、ワイヤレスオキシメーターにはエネルギーの節約が要求される。本発明に係るネットワークでは、個々のオキシメーターセンサーは、所定の時間範囲内で割り当てられる所定のタイムスロットでしか通信しないようにプログラムされることから、ワイヤレスオキシメーターは他のタイムスロットで何が起こっているのか認識する必要はない。したがって、ワイヤレスオキシメーターは、通信モードでないときには、スリープモードまたはサスペンションモードに入って電力消費を節約することができる。しかしながら、ワイヤレスオキシメーターが動作中のときには、その動作は通信機あるいは少なくとも信号の範囲の存在する通信機に同期化し、センサーが装着される患者から検知される情報をブロードキャスト発信することが重要である。本発明に係るタイムスロットで時間管理される通信プロトコルによれば、決定論的な特徴に起因してエネルギーの節約が実現される。
【００６１】
図１２を参照すると、そこにはワイヤレスオキシメーターセンサーおよび通信機の間で相互作用が示される。図１２に示されるセンサーおよび通信機は、図８に示されるワイヤレスオキシメーター２２（センサー１）および通信機６ａ（ＣＯ１）であってもよい。通信機ＣＯ１に関し、図１２は、メッセージの送信にあたって通信機に割り当てられるタイムスロット（０からＴまで）を示す。センサー１に関し、図１２は電力の節約にあたって同様な時間帯にオキシメーターで実行される機能の順番を示す。
【００６２】
図１２に示されるように、時間４２ａで通信機ＣＯ１は例えばＲＤＤメッセージおよび図９および図１０で開示される他の伝達内容を送信する。同一の時間４４ａに、患者に接続されるセンサー１はスリープモードにある。時間４２ｂで通信機ＣＯ１はそのデータの送信を継続する。時間４４ｂでセンサー１は、内部タイマーまたはセンサーの初期化に応じてスリープモードから復帰し、患者の身体上の測定因子を収集し始める。図１２ではスリープモードからの復帰時間がＴＷＵとして示される。時間４２ｃで通信機ＣＯ１はデータを送信し続ける。対応の時間４４ｃでセンサー１はそのセンサーから連続的に患者データを受信する。時間４２ｄで通信機ＣＯ１は特定のワイヤレスオキシメーター例えばセンサー１に信号を送信する。対応の時間４４ｄでセンサー１は通信機ＣＯ１から無線周波数信号を受信する。このとき、センサー１は、それが具体的に通信機ＣＯ１を識別する信号であると認識する。センサー１は通信機ＣＯ１にそのタイミングを同期化する。その後、時間４４ｅでセンサー１は患者から取得されたデータを送信する。このデータは、ＲＸ ＷＳ（受信ワイヤレスセンサー）信号で表されるように、時間４２ｅで通信機ＣＯ１に受信される。時間Ｔの後、通信機ＣＯ１は、ネットワーク上に存在する様々なオキシメーターおよび通信機（例えばＲＸ１、ＲＸ２、…ＲＸＭ装置）から話を聞く受信モードに入る。ほぼ同時に、センサー１はスリープモード（ＴＧＳ）に入り、内部タイマーに基づき起動されるか、例えばＳＰ０２といった患者の身体上の測定因子をモニタリングし始めるまでスリープ状態を維持する。
【００６３】
ワイヤレスオキシメーターセンサーが患者から身体上の測定因子を測定しない際にこのようにワイヤレスオキシメーターセンサーのスリープ状態を確立することで、オキシメーターに要求される電力は抑制され、その結果、オキシメーターのサイズは縮小されることができる。その一方で、通信機の無線機は、携帯型のユニットであって、ネットワーク上でノードを形成する他の通信機および他の装置の話しに聞き入るために起動状態を維持する。
【００６４】
先に論述したように、警報用の携帯用小型無線呼び出し機に関する本発明の側面では、このような携帯用小型無線呼び出し機は、ネットワークで伝播する情報だけに耳を傾ける必要がある。言い換えれば、携帯用小型無線呼び出し機として動作する通信機は情報を発信する必要がない。したがって、携帯用小型無線呼び出し機として機能する通信機はこれまでに述べた通信機の機能を実行しない。しかしながら、通信機は、その機能の１つとして、ネットワークを伝播するデータを受信して警報状態を探し出すことで携帯用小型無線呼び出し機の機能を実行する。他の方法によれば、通信機は通信機能に関し双方向性を有する一方で、携帯用無線呼び出し機は通信機能に関し双方向性を有しなくてもよい。
【００６５】
図１３を参照すると、そこには本発明に係る通信機をさらに詳細に示すブロック図が示される。図４のブロック図で使用された参照符号はそのまま同一の構成要素に使用される。図示されるように、通信機６はメインのホスト基板またはホストモジュールを有する。ホスト基板またはホストモジュールはオキシメーターモジュール１２および無線機モジュール２０を有する。オキシメーターモジュール１２には、メモリー１２ａと、オキシメーターモジュールに固有のプロセッサーコントローラー１２ｂと、センサー回路１２ｃが組み込まれる。センサー回路１２ｃはセンサーコネクター４６に接続される。センサーコネクター４６には、患者に着用されるセンサーがケーブルでセンサーコネクター４６に接続されてもよい。通信機の無線機モジュール２０もまた、専用のメモリー２０ａと、専用のプロセッサーコントローラー２０ｂと、送受信機２０ｃと、アナログ回路２０ｄを有する。アナログ回路２０ｄは通信機との間でデータを送受信すべくアンテナ２０ｅに信号を供給する。
【００６６】
メインのホスト基板にはメモリー１０およびマイクロプロセッサー８が搭載される。マイクロプロセッサー８は全てのモジュールを制御し、同様に通信機のホスト基板またはホストモジュール上に駆動回路を制御する。プロセッサー８はオキシメーターモジュールまたはオキシメーター回路から酸素濃度測定データを取得する。このデータは視覚的なディスプレイや警報音、有線通信、無線通信で通信される。図示のように、４つの異なる駆動回路４８ａ、４８ｂ、４８ｃ、４８ｄが存在する。駆動回路４８ａはディスプレイ５０を駆動する。ディスプレイ５０は例えば患者のＳＰ０２および脈拍数を表示する。ＳＰ０２および脈拍数以外の情報が要求されたり、通信機が携帯用小型無線呼び出し機として使用されたりするときには、可能であれば、ディスプレイ５０は付加的にテキストメッセージを表示する。駆動回路４８ｂは警報器５２を駆動する。測定された患者の測定因子が許容範囲から逸脱すると考えられる場合には警報器５２が起動する。駆動回路４８ｃは例えばキーパッドやポインティングデバイスといったユーザー入力器５４を駆動する。ユーザー入力器５４はユーザーと通信機との相互作用を実現する。駆動回路４８ｄは有線通信モジュール５６と協働で動作する。有線通信モジュール５６には通信コネクター５８が接続される。通信コネクター５８は、前述のように、例えばＲＳ−２３２ポートまたはＵＳＢポートであればよい。
【００６７】
通信機の電力は電源回路５８から供給される。電源回路５８は電池６０の電力レベルを調整する。外部電源インターフェイス６２は電源回路５８に電源コネクター６４を接続する。その結果、外部電力の供給に応じて電池６０が充電されたり、例えば通信機がケーブルで患者に装着のセンサーに接続されるとコンセントから通信機に電力が供給されたりすることができる。通信機の機能のためのソフトウェアプログラムはメモリー１０に保存される。
【００６８】
図１４は本発明に係る通信機の具体例を示す概略図である。図示されるように、メインの通信機プリント回路基板または通信機モジュール６６は複数の主要なモジュールまたは回路に分割される。これら回路はオキシメーターモジュール６８、電源モジュール７０、ディスプレイモジュール７２、メインプロセッサー７４およびメインプロセッサーが搭載されるプリント回路基板上で関連する回路、メモリーモジュール７６、オーディオモジュール７８並びに無線機モジュール８０を含む。その他に、例えばリアルタイムクロック、Ａ／Ｄ変換器、および外部通信回路要素を含む雑多な回路が存在する。システムにはドッキングステーションおよびプリンター（図示されず）がさらに含まれてもよい。
【００６９】
オキシメーターモジュール６８は本出願人のオキシメータープリント回路基板を備える。このオキシメータープリント回路基板は参照符号６８ａで示される。オキシメータープリント回路基板は製造者番号ＰＮ３１３９２Ｂ１もしくは別型のＰＮ３１４０２ＢｘまたはＰＮ３１３９２Ｂｘを有する。このオキシメーター基板は論理レベルで全二重（full duplex）の汎用非同期送受信回路（ＵＡＲＴ）経由でＰ１２コネクターからホストプロセッサー７４まで通信を実施する。オキシメーター回路基板６８ａには電源回路７０からコネクターＰ１２経由でスイッチドキャパシターレギュレーターＵ９を通じて３．３ボルトの電力が供給される。基板６８のコネクターＰ１１はメイン基板６６のコネクターＰ１４に接続される。コネクターＰ１４はケーブル接続のオキシメーターセンサーの接続にあたって用いられる。オキシメーターセンサーから受信される信号は基板６８ａを通過してコネクターＰ１２経由でプロセッサー７４に供給される。
【００７０】
電源モジュール７０は複数の電源から電力供給されるように構成される。ここでは、電源は、汎用壁コンセント用ＡＣ／ＤＣ９ボルト電源アダプター、５ボルト５００ミリアンペアで電力供給されるユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）、交換可能な単三型乾電池（４本のアルカリ使い捨て電池で６ボルト供給）、および７．４ボルト供給の注文生産のリチウムイオン二次電池を含む。どの電源が使用されるかは自動的に決定される。ＡＣ／ＤＣ９ボルトの電力およびＵＳＢの５ボルトの電力は汎用ドッキング／シリアル通信コネクターＰ３を通じて導入される。アルカリ乾電池およびリチウムイオン二次電池は共通の電池室内に収容される。したがって、アルカリ乾電池およびリチウムイオン二次電池のうちいずれか一方のみがそこに存在することができる。アルカリ乾電池およびリチウムイオン二次電池は別個の接続手段を有する。コネクターＰ９およびＰ８の働きで４本のアルカリ乾電池が直列に接続され、５端子コネクターＰ１０を通じてリチウム二次電池パックは接続される。リチウムイオン二次電池パックは一体型の充電制御、残容量計および冗長用の安全回路を含む。Ｐ１０にはさらにＡＣ／ＤＣ９ボルトの電力、ＵＳＢの５ボルトの電力、７．４ボルト出力、接地、および、メインプロセッサー７４（Ｕ２１）に通じる１対１のワイヤ接続の論理インターフェイスといった付加信号が印加される。論理インターフェイスを通じて充電情報および残容量情報はやり取りされる。図示されるように、全ての電源はダイオードでＯＲ接続され、メインのオンオフパワーＭＯＳＦＥＴトランジスターＱ２に至る以前に４．５ボルト〜８．５ボルトの範囲で電力供給源を形成する。その後、電力源はステップダウンコンバーター／スイッチレギュレーターＵ３経由で効率的に２．７ボルトに変換される。１．８ボルトおよび１．５ボルトの供給電圧はそれぞれレギュレーターＵ２およびＵ１の働きで生成される。メインプロセッサーＵ２１は２．７ボルト、１．８ボルトおよび１．５ボルトの電力供給に基づき動作する。フラッシュメモリーおよびＳＤＲＡＭメモリーは１．５ボルトの電力供給に基づき動作する。無線機および汎用Ｉ／Ｏは２．７ボルトの電力供給に基づき動作する。
【００７１】
ディスプレイ回路は３．０インチカラーＴＦＴ液晶ディスプレイを備えることができる。この液晶ディスプレイはシャープ株式会社によって製造され製造番号ＰＮＬＱ０３０Ｂ７ＤＤ０１を有する。ディスプレイの解像度は３２０（水平）ｘ３２０（垂直）である。プロセッサーＵ２１は一体型の液晶ディスプレイコントローラー周辺回路を提供する。このコントローラー周辺回路は必要なタイミング信号および液晶ディスプレイ制御信号の大部分を生成することができる。４つの付加的な液晶ディスプレイ関連回路がプロセッサーＵ２１の外部回路として示される。コントラスト制御はデジタル電位差計（ＰＯＴ）Ｕ１２を通じて提供される。コントラスト制御はＩ２Ｃの２ワイヤバス経由でメインプロセッサーＵ２１から指示される。ＡＣグレイスケール電圧およびＤＣグレイスケール電圧はグレイスケールＡＳＩＣ（特定用途向け集積回路）Ｕ８で生成される。＋３ボルト、＋５ボルト、＋１５ボルトおよび−１０ボルトの液晶ディスプレイ供給電圧は電圧レギュレーターＵ７およびＵ１０で生成される。ＬＥＤバックライトの輝度はスイッチレギュレーターＵ６で制御される。輝度は、メインプロセッサーＵ２１から供給されるパルス幅変調（ＰＷＭ）制御信号のデューティサイクルで制御される。液晶ディスプレイ制御信号は３９芯のフレキシブルフラットケーブル経由でディスプレイモジュールから取り出される。このフレキシブルフラットケーブルはコネクターＰ６に接続される。ディスプレイバックライト用のＬＥＤはモジュールから４芯のフレキシブルフラットケーブルで取り出される。このフレキシブルフラットケーブルはコネクターＰ７に接続される。
【００７２】
メインプロセッサー７１（Ｕ２１）はＡＲＭ−９アーキテクチャープロセッサーであればよい。このＡＲＭ−９アーキテクチャープロセッサーはフリースケールセミコンダクターインコーポレイテッド社から供給され製造番号ＰＮＭＣ９３２８ＭＸ２１ＶＭを有する。このプロセッサーは必要とされる様々なオンボード周辺回路を有する。本発明に係る通信機で利用されるプロセッサーの構成要素のいくつかを挙げるとすれば、こうした周辺回路には、例えば、液晶ディスプレイコントローラー、多重ＵＡＲＴポート、Ｉ２Ｃポート、外部メモリーバス、メモリー管理ユニット、多重ＰＷＭ出力、低電力シャットダウンモード、キースキャンおよびキーデバウンスが含まれる。
【００７３】
メモリーモジュール７６には３タイプのメモリーすなわち２つの８Ｍｂ×１６ＳＤＲＡＭ（シンクロナスダイナミックＲＡＭ）、１つの２Ｍｂ×１６フラッシュ（不揮発性メモリー）および１つの１ＭｂシリアルＥＥＰＲＯＭ（電気的に消去可能なＰＲＯＭ）が組み込まれる。ＳＤＲＡＭの動作電圧は１．８ボルトであってＳＤＲＡＭは参照符号Ｕ１９およびＵ２０で示される。フラッシュの動作電圧は１．８ボルトであって参照符号Ｕ２２で示される。ＥＥＰＲＯＭの動作電圧は２．７ボルトである。フラッシュメモリーにはプログラムコードと不揮発性トレンドデータとが保存される。起動時、プログラムコードは、より高速なプロセッサー処理を実現すべく低速のフラッシュメモリーからそれよりも高速のＳＤＲＡＭに転送される。不揮発性のシリアルＥＥＰＲＯＭは、システムのイベントログ、システムのシリアル番号、その他のシステム情報の保存に使用される。不揮発性のシリアルフラッシュメモリーはトレンドデータの保存に用いられる。ディスプレイメモリーはＳＤＲＡＭの記憶域から形成される。
【００７４】
オーディオモジュール７８は医療装置用の警報規格６０６０１−１−８に則って音声警報を提供する。警報規格で規定される音量および音質に起因して、要求される音の生成にあたって圧電型の振動子ではなく既知のボイスコイルスピーカーが使用される。メインプロセッサーＵ２１は１１ビットの解像度でパルス幅変調（ＰＷＭ）制御信号を生成する。パルス幅変調制御信号は警報信号のピッチと音量とを制御する。信号条件回路要素Ｕ１８はパルス幅変調の信号列をアナログのオーディオ信号にフィルタリングする。続いてオーディオ信号はクラスＤオーディオアンプＵ１５で増幅される。Ｕ１５は最大効率の達成のために既知のブリッジ接続負荷（ＢＴＬ）構成で差動的に８オームスピーカーを駆動する。
【００７５】
無線機回路８０は無線機モジュールＲＦ１を有する。無線機モジュールＲＦ１は、ＩＥＥＥ８０２．１５．４低データレートワイヤレスパーソナルエリアネットワーク（ＷＰＡＮ）規格に従って動作する単一基板の送受信無線機およびプリント基板アンテナを有してもよい。無線機モジュールのハードウェアはウィスコンシン州セダーブルグ所在のエルエスリサーチ社から供給される製造番号ＰＮＭＴＸ１２−１０１ＭＴＮ２６の製品名マトリックスである。マトリックスモジュールは専売であってＺｉｇＢｅｅ（低電力ワイヤレスネットワーク規格）データ送受信用途のための２．４ＧＨｚ８０２．１５．４規格準拠モジュールである。マトリックスモジュールのプロセッサーおよび送信機は例えばテキサスインスツルメンツ社のＣＣ２４３０チップといった統合化モジュールに基づけばよい。
【００７６】
図１５にはさらに詳細な具体例に係る指装着型のワイヤレスオキシメーターセンサーが図示される。このワイヤレスオキシメーターセンサーは図５のそれに対応する。図５と同様な構成要素には同一の参照符号が付される。図１５のオキシメーターセンサー２２はオキシメーターモジュール２６および無線機モジュール２８を備える。オキシメーターモジュール２６にはメモリー２６ａ、コントローラー２６ｂおよびセンサー回路２６ｃが組み込まれる。センサー回路は光源エミッター２６ｄおよび検出器２６ｅに接続される。センサー回路は光源エミッター２６ｄおよび検出器２６ｅに電力を供給する。光エミッターおよび検出器は、協働して、エミッターおよび検出器に接続される患者の血中の酸素飽和度を検出したりモニタリングしたりする。患者から収集されるデータはメモリー２６ａに保存される。オキシメーターモジュールの全体動作はコントローラー２６ｂによって制御される。
【００７７】
無線機モジュール２８はメモリー２８ａ、コントローラー２８ｂ、送受信機２８ｃ、アナログ回路２８ｄおよびアンテナ２８ｅを有する。オキシメーターセンサー装置の無線機モジュール２８の動作は通信機に関して議論したそれに類似する。ただし、ほとんどの場合には、オキシメーターモジュール２６で収集されオキシメーターモジュール２６に保存されたデータのみが無線送信機で送信される。しかしながら、送受信機２８ｃが信号を受信したり信号を送出したりするように構成されていれば、オキシメーターセンサー装置２２の無線機モジュール２８は例えば通信機といった遠隔の信号源から指令を受信すべく信号を受信することができる。そういった指令の１つの例として通信機から送信されるスリープ指令が挙げられる。スリープ指令はオキシメーターにスリープモードへの移行を指示する。他の指令の例として覚醒指令が挙げられる。覚醒指令はスリープモードからオキシメーターセンサーを復帰させ患者のＳＰ０２のモニタリングを開始させる。図１２に示される時間経過ごとの機能に関して議論したように、オキシメーターセンサー装置は、当該オキシメーターセンサー装置に指定される通信機からの送信を受信するように構成され、その結果、オキシメーターセンサーによって患者から収集されたデータが通信機に送信される以前に、オキシメーターセンサー装置は通信機に同期化される。
【００７８】
電源回路３０からオキシメーターセンサー装置２２のオキシメーターおよび無線機モジュールに電力は供給される。電源回路３０は電池３０ａからの電力を調整する。ほとんどの場合には、オキシメーターセンサー装置２２は患者に着用される。センサーは具体的には患者の指に取り付けられる。指には例えば手の指が含まれる。その他、例えば反射型センサーといった他のタイプのセンサーが使用されてもよい。反射型センサーは患者の前額に取り付けられる。
【００７９】
動作中、オキシメーターモジュール２６のプロセッサーコントローラー２６ｂはアナログセンサー回路を制御する。アナログセンサー回路は、シリアルに送り込まれてくるアナログの波形信号をサンプリングする。波形信号は、患者から測定される身体上の測定因子に相当する。コントローラー２６ｂはプログラムを実行し、センサー回路２６ｃから取得されるサンプリングされたアナログの波形からデジタルの酸素濃度データを算出する。その後、このデジタルデータは無線機モジュール２８に伝達される。無線機モジュール２８は、その送信範囲に滞在する通信機にデータを送信する。通信機ではそのデータは表示されてもよい。無線機モジュール２８で利用されるプロトコルは通信機の無線機モジュールで使用されるものと同一であるものの、オキシメーターセンサー装置の無線機モジュールと通信機内の無線機モジュールとの間ではハードウェアに相違が存在する。これは例えば電源アンプの省略やアンテナの強化に起因する。なぜなら、能力対サイズのトレードオフはオキシメーターセンサー装置にとって必要なものだからである。
【００８０】
図１６には無線周波数の中断に基づく無線機モジュールの主要な遷移状態が示される。この無線周波数の中断には例えば開始、受信およびマイクロコントローラー制御が挙げられる。図示では４つの主状態すなわち主モードが存在する。アイドル状態８２、受信状態８４、送信状態８６およびスリープ状態８８である。強制的リセット後に無線機で正しい動作が確保されるために初期化状態９０もまた存在する。アイドル状態８２では無線機は待ち受け状態であって、適切な無線周波数信号の検知に応じて、送られてくるデータを受信し始める。コマンドの受領に応じて無線機は送信状態８６に入る。送信状態８６では一時的に保存されたデータパケットが無線機のブロードキャスト通信範囲に向けて無線周波数インターフェイスで通信される。スリープモード８８は無線機設定を失わずに無線機を低電力で動作させる。いずれの状態でも無線機の電源は切られることができる。
【００８１】
図１７〜図２１は本発明に係る通信機の動作を示すフローチャートである。
【００８２】
図１７に示されるように、ステップ９２で無線機モジュールは受信モードに入る。この受信工程は無線プロトコルおよび付加的なソフトウェア制御に従う。基準信号を検知すると、無線機のコントローラーはステップ９４でその時刻を記録する。ここで、基準信号はＩＥＥＥ規格８０２．１５．４で先頭フレームデリミッター検知信号として定義される。基準信号は時間軸に沿って比較的に首尾一貫した挙動を示さなければならない。ステップ９６で、受信したパケットが特定の装置に向けられたものか否か、すなわち、正しく指定されたアドレスおよびフォーマットが存在するか否かを確かめるために決定がなされる。仮にメッセージがこの特定の無線機に向けられたものでなければ、ステップ９８で処理はアイドル状態に戻る。その際には、アイドル状態への復帰に先立って、無線機は、その無線機に向けられたものではないと判断されるメッセージに応じてデータの受信を停止し、すでに受信したデータを破棄する。仮にステップ９６の決定でメッセージがその無線機向けであることが確かめられると、処理はステップ１００に移行する。メッセージは受信され無線機のローカルメモリーに一時的に保存される。ステップ１０２で、受信したメッセージは同期化にあたって使用されるものか否かが判断される。否であれば、処理はステップ１０４に移行する。ステップ１０４でメッセージは分類される。メッセージが同期化用であれば、処理はステップ１０６に移行する。ステップ１０６では、ステップ１０４のメッセージの分類に先立って、基準信号の時刻に応じてスロットタイマーは更新される。その後、メッセージはステップ１０８で適切に一時保存される。メッセージは無線機のホストに向けてシリアルに伝達されることができる。その後、無線機はステップ９８でアイドル状態に戻る。
【００８３】
図１８は通信機の無線機の送信処理を示すフローチャートである。無線機は無線機マイクロコントローラーからのコマンドの受領に応じて送信を開始する。これがステップ１１０である。このステップでマイクロコントローラーは時間管理および同期化タイミングに基づきタイムスロットの先頭を表示する。スロットの先頭に応じて無線機はステップ１１２でスロットタイマーを更新してもよい。仮にネットワーク中に１つのノードしか存在せず（すなわち、通信機は他の通信機の送受信範囲に滞在せずワイヤレスオキシメーターセンサーのブロードキャスト通信範囲に滞在し）、初期化プロトコルがメッセージの規則的なブロードキャスト発信を要求する場合には、このことは重要かもしれない。ステップ１１４では、所定のタイムスロットで送信すべきデータがあるか否かが決定される。なければ、ステップ１１６で処理は無線機のアイドル状態に戻る。送信すべきデータがあれば、ステップ１１８でデータは送信される。ステップ１２０では、タイムスロットは次の送信に十分な長さを有するか否かが決定される。十分な長さ有すれば、処理はステップ１１４に戻って送信すべき追加のデータを取得する。メッセージの追加に十分な時間が存在する限り、この処理は継続される。ステップ１２０で、次の送信に十分な時間がもはや存在しないと判断されると、処理はステップ１１６でアイドル状態に無線機を戻す。そこで無線機は次の送信、受信またはスリープの指令を待ち受ける。
【００８４】
図１９および図２０のフローチャートには通信機の統合処理およびブロードキャスト発信処理が示される。図１９に示されるように、通信機のホストプロセッサーはステップ１２２で無線機からＲＤＤメッセージまたは他の統合転送タイプメッセージを受信する。受信したデータは、ステップ１２４で、以前に保存されたメッセージ、すなわち無線機のメモリーに保存されたメッセージのローカルな複写と比べられる。ステップ１２６では、受信したデータは以前に保存されたデータよりも新しいか否かが判断される。新しければ、ステップ１２８でローカルメモリーは受信したＲＤＤメッセージで更新される。ステップ１３０で通信機のディスプレイは更新されてもよい。ステップ１３２で次の開始があるまで処理は停止する。ステップ１２６で受信したデータは以前に保存されたデータよりも新しくないと判断されると、統合処理はステップ１３２に移行する。そこでは次のＲＤＤメッセージが待ち受けられる。
【００８５】
図２０は本発明に係る通信機の転送処理を図示するフローチャートである。ステップ１３４でＲＤＤテーブル（ＨＳデータおよび類似の統合転送メッセージを含む）はローカルのパルス酸素濃度データで更新される。ステップ１３６では新たなローカルのパルス酸素濃度データが取得され準備される。ステップ１３８でＲＤＤメッセージは更新される。ステップ１４０で処理は終了する。
【００８６】
図２１には、通信機のメインプロセッサーから無線機モジュールへデータを統合し転送する処理工程が示される。開始のステップ１４２で無線機モジュールのデータは更新される。その後、ステップ１４４でメッセージは無線機モジュールの待ち列に加えられる。ステップ１４６で追加のデータがあるか否かが判断される。追加のデータがあれば、ステップ１４８で追加のデータはシリアルに無線機モジュールに伝達される。ステップ１４６でそれ以上無線機に送られるデータが存在しないと判断されるまで処理は継続される。存在しなくなった時点で処理はステップ１５０に移行する。そこで統合および転送処理は終了する。
【００８７】
図２２はワイヤレスオキシメーターの動作を図示するフローチャートである。前述のように、電力の節約のために、ワイヤレスオキシメーターセンサーは無線機のスリープモードで起動する。したがって、処理はステップ１５２で開始する。ステップ１５２では、前述のように、オキシメーターは外部信号または内部タイマーの割り込みによってスリープモードから覚醒する。オキシメーターの無線機はステップ１５４でアイドル状態に入る。アイドル状態から無線機はデータを受信してもよく同期化されてもよい。この場合、受信や同期化の後に無線機はアイドル状態に戻る。これらの処理はステップ１５６で開始される。ステップ１５６では、図１１および図１２で議論したように、先頭フレームデリミッター（ＳＦＤ）が吟味され時刻が取得される。ステップ１５８でＳＦＤがオキシメーター用ではないと判断されると、ステップ１５４で処理はアイドル状態に戻る。そこでオキシメーターセンサーを指定する（または特定する）ＳＦＤを待ち受ける。そのオキシメーターが通信機と通信すべき正しいセンサーであることがオキシメーターで確認されると、処理はステップ１６０に移行する。ステップ１６０でオキシメーターはメッセージを受信する。ステップ１６２でメッセージが同期化メッセージであると判断されると、ステップ１６４でスロットタイマーは更新される。これによりオキシメーターは通信機に同期化される。それから処理はステップ１６６に移行する。ステップ１６６で送られてくるメッセージは一時的に保存される。メッセージが同期化メッセージではないと判断された場合も、同様な一時保存処理が行われる。その後、処理はステップ１６８で無線機のアイドル状態に戻る。
【００８８】
ステップ１７０で先頭無線周波数送信割り込み信号またはコマンドが受信されるまでオキシメーターはアイドル状態に保持される。割り込み信号またはコマンドが受信されると、スロットタイマーはステップ１７２で更新される。ステップ１７４では送信すべきデータが存在するか否かを処理は判断する。にデータが存在すれば、ステップ１７６でデータは送信される。続いてステップ１７８で次のメッセージの送信に十分な時間があるか否かが判断される。十分な時間があれば、処理はステップ１７４に戻り次のメッセージを取得する。ステップ１７６で取得したメッセージを送信する。ステップ１７８で次にメッセージの送信に十分な時間がないと判断されるまで処理は繰り返される。十分な時間がないと判断されると処理はステップ１８０でアイドル状態に戻る。ステップ１７４で送信すべきデータが存在しないと判断された場合も処理はアイドル状態に移行する。アイドル状態の後、処理はステップ１８２でさらにコマンドを受信することができる。その後、無線機およびオキシメーターには電力の節約のために個別に電力が供給されることから、無線機は次に覚醒するまでステップ１８４でスリープ状態に入る。
【００８９】
なお、本発明には様々な変形、改良および細部の変更が施されることができる。例えば、開示のネットワーク、システムおよび装置は医療設備環境を参照しつつ議論されたけれども、そういったネットワーク、システムおよび装置は医療設備以外の環境下で動作するように構成されてもよい。発明者の意図によれば、本明細書を通じて詳述され添付の図面に図示される全ての事項は単に実例として解釈されるべきであって、これらに限定されるべきではない。したがって、ここに添付される請求項の範囲でのみ本発明の外縁が規定されるべきことが意図される。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
リモートで患者の身体属性に関する情報を伝達する通信ネットワークであって、
１人の患者に関連づけられ、その患者から少なくとも１つの身体属性を検出する少なくとも１つのワイヤレスセンサー装置であって、検出された身体属性に対応する患者データを当該ワイヤレスセンサー装置から送信する少なくとも１つの送信機を有するワイヤレスセンサー装置と、
前記ワイヤレスセンサー装置の送信範囲に位置し、前記ワイヤレスセンサー装置から送信される患者データを受信するとともに受信した患者データをブロードキャスト発信すべく構成される送受信機を有する第１通信機と、
前記ワイヤレスセンサー装置と通信せずに前記第１通信機と通信し、前記第１通信機からブロードキャスト発信される患者データを受信すべく構成される第２の送受信機を有する少なくとも１つの第２通信機と
を備える通信ネットワーク。
【請求項２】
請求項１に記載の通信ネットワークにおいて、前記第２通信機は、前記第１通信機のブロードキャスト通信範囲内に位置すると、前記第１通信機と直接に通信する通信ネットワーク。
【請求項３】
請求項１に記載の通信ネットワークにおいて、前記第２通信機は前記第１通信機のブロードキャスト通信範囲に存在せず、前記第１通信機のブロードキャスト通信範囲に存在する少なくとも１つの他の通信機を通じて前記第２通信機は前記第１通信機に通信接続され、当該他の通信機の発信信号は前記第２通信機で受信される通信ネットワーク。
【請求項４】
請求項１に記載の通信ネットワークにおいて、前記患者データは前記ワイヤレスセンサー装置によって前記第１通信機に送信され、前記患者データは、前記第２通信機で受信される以前に、前記第１通信機から複数の他の通信機を通じて伝播される通信ネットワーク。
【請求項５】
請求項４に記載の通信ネットワークにおいて、前記患者データが各々の前記他の通信機で受信されると、前記患者データは、当該他の通信機に保存され、通信ネットワーク伝いで伝えられ伝播される通信ネットワーク。
【請求項６】
請求項１に記載の通信ネットワークにおいて、前記第１および第２通信機は、患者データを受信すると患者データを保存するメモリー記憶域を備え、保存された最新の患者データのみが当該通信機からブロードキャスト発信されるように、新たな患者データが受信されると、保存された患者データは更新される通信ネットワーク。
【請求項７】
請求項１に記載の通信ネットワークにおいて、前記ワイヤレスセンサー装置は携帯型のオキシメーターを有し、検出される前記患者属性はＳＰＯ２であって、携帯型のオキシメーターは患者に着用可能または取り付け可能である通信ネットワーク。
【請求項８】
請求項１に記載の通信ネットワークにおいて、前記通信機の各々は移動自在であって、個々の前記通信機は、受信した患者データを表示する手段を有するオキシメーターを備える通信ネットワーク。
【請求項９】
請求項１に記載の通信ネットワークにおいて、
個々に１人の患者に関連づけられる複数のワイヤレスセンサー装置であって、検出される当該患者の身体属性に対応する患者データを少なくとも送信する送受信機を個々に有するワイヤレスセンサー装置と、
いずれかの前記ワイヤレスセンサー装置の送信範囲内に位置すると、当該ワイヤレスセンサー装置から送信される患者データを受信すべく構成される複数の通信機とを備え、
前記複数のワイヤレスセンサー装置および前記複数の通信機には、それぞれに、同期化したタイムスロットが割り当てられ、時間管理された信号および（または）データの送信、受信および（または）ブロードキャスト発信が実施される通信ネットワーク。
【請求項１０】
請求項１に記載の通信ネットワークにおいて、前記ワイヤレスセンサー装置および前記通信機の各々は、信号および（または）データの送信、受信および（または）ブロードキャスト発信の通信スケジュールに関して同期化される通信ネットワーク。
【請求項１１】
患者の情報を行き渡らせる複数のノードを有するワイヤレスネットワークであって、
前記患者に関連づけられ前記患者の身体属性をモニタリングすべく構成される少なくとも１つの第１タイプノードであって、少なくとも１つの患者の身体属性を検出する検出器、および、検出した身体属性を患者データとしてワイヤレスネットワークに送信する送信機を有する第１タイプノードと、
前記患者に直接に関連づけられずに、前記第１タイプノードのブロードキャスト通信範囲に進入すると前記第１タイプノードから信号および（または）データを受信すべく構成される複数の可搬性の第２タイプノードであって、他の第２タイプノードから信号および（または）データを受信し、信号および（または）データをワイヤレスネットワークに向けてブロードキャスト発信すべく構成される第２タイプノードとを備え、
前記第２タイプノードの１つが前記第１タイプノードのブロードキャスト通信範囲に進入すると、当該第２タイプノードは前記第１タイプノードから前記患者データを受信し、その後、前記１つの第２タイプノードは、当該第２タイプノードのブロードキャスト通信範囲に存在する他の第２タイプノードが前記第１タイプノードから出力される患者データを受信することができるように、受信した患者データをワイヤレスネットワークに向けてブロードキャスト発信する通信ネットワーク。
【請求項１２】
請求項１１に記載の通信ネットワークにおいて、前記患者データが各々の前記第２タイプノードで受信されると、前記患者データは、当該第２タイプノードに保存され、通信ネットワーク伝いに伝播されるべく当該第２タイプノードによって伝えられる通信ネットワーク。
【請求項１２】
請求項１１に記載の通信ネットワークにおいて、第１タイプノードは携帯型のオキシメーターを有し、検出される前記患者属性はＳＰＯ２であって、携帯型のオキシメーターは患者に着用可能である通信ネットワーク。
【請求項１３】
請求項１１に記載の通信ネットワークにおいて、前記第２タイプノードの各々は、ネットワーク内のノードから信号および（または）データを受信しネットワーク内のノードへ信号および（または）データを送信する少なくとも１つの送信機を有するオキシメーターと、受信した患者データを表示する手段とを備える通信ネットワーク。
【請求項１４】
請求項１１に記載の通信ネットワークにおいて、前記第１および第２タイプノードには同期化したタイムスロットが割り当てられ、時間管理された信号および（または）データの送信、受信および（または）ブロードキャスト発信が実施される通信ネットワーク。
【請求項１５】
請求項１１に記載の通信ネットワークにおいて、前記第１タイプノードおよび前記第２タイプノードの各々は、信号および（または）データの送信、受信および（または）ブロードキャスト発信の通信スケジュールに関して同期化される通信ネットワーク。
【請求項１６】
対象物の情報を行き渡らせる複数のノードを有するワイヤレスネットワークであって、
各々に特定の対象物に関連づけられ当該対象物の物理的属性をモニタリングすべく構成される複数の第１タイプノードであって、少なくとも１つの対象物の物理的属性を検出する検出器、および、検出した物理的属性を対象物データとしてワイヤレスネットワークに送信する送信機を有する第１タイプノードと、
前記対象物に直接に関連づけられずに、いずれかの前記第１タイプノードのブロードキャスト通信範囲に進入すると前記第１タイプノードから信号および（または）データを受信すべく構成される複数の可搬性の第２タイプノードであって、他の第２タイプノードから信号および（または）データを受信し、信号および（または）データをワイヤレスネットワークに向けてブロードキャスト発信すべく構成される第２タイプノードとを備え、
前記第２タイプノードの１つがいずれかの前記第１タイプノードのブロードキャスト通信範囲に進入すると、当該第２タイプノードは前記第１タイプノードから出力される前記対象物データを受信し、前記１つの第２タイプノードは、当該第２タイプノードのブロードキャスト通信範囲に存在する他の第２タイプノードが前記第１タイプノードから出力される対象物データを受信することができるように、受信した対象物データをワイヤレスネットワークに向けてブロードキャスト発信する通信ネットワーク。
【請求項１７】
請求項１６に記載の通信ネットワークにおいて、前記第１タイプノードの各々は携帯型のオキシメーターを有し、検出される前記対象物属性はＳＰＯ２であって、携帯型のオキシメーターは、当該第１タイプノードに関連する対象物に着用可能または取り付け可能である通信ネットワーク。
【請求項１８】
請求項１６に記載の通信ネットワークにおいて、前記第２タイプノードの各々は、ネットワーク内のノードから信号および（または）データを受信しネットワーク内のノードへ信号および（または）データを送信する少なくとも１つの送信機を有するオキシメーターと、受信した対象物データを表示する手段を備える通信ネットワーク。
【請求項１９】
請求項１６に記載の通信ネットワークにおいて、前記第１および第２タイプノードには、それぞれに、同期化したタイムスロットが割り当てられ、時間管理された信号および（または）データの送信、受信および（または）ブロードキャスト発信が各ノードで実施される通信ネットワーク。
【請求項２０】
請求項１６に記載の通信ネットワークにおいて、前記対象物データが各々の前記第２タイプノードで受信されると、前記対象物データは、当該第２タイプノードに保存され、通信ネットワーク伝いに伝播されるべく当該第２タイプノードによって伝えられる通信ネットワーク。
【請求項２１】
リモートで対象物に関する情報を運搬するワイヤレスネットワークであって、
１つの対象物に関連づけられ、その対象物から少なくとも１つの物理的属性を検出する少なくとも１つのワイヤレスセンサー装置であって、検出された対象物属性を表す対象物データを当該ワイヤレスセンサー装置から送信する１つの送信機を有するワイヤレスセンサー装置と、
前記ワイヤレスセンサー装置の送信範囲に位置し、前記ワイヤレスセンサー装置から送信される対象物データを受信するとともに受信した対象物データをブロードキャスト発信すべく構成される送受信機を有する第１携帯用小型無線呼び出し機と、
前記第１携帯用小型無線呼び出し機と通信し前記ワイヤレスセンサー装置と通信しない第２携帯用小型無線呼び出し機であって、前記第１携帯用小型無線呼び出し機でブロードキャスト発信される対象物データを受信すべく構成される第２の送受信機を有する少なくとも１つの第２携帯用小型無線呼び出し機と
を備える通信ネットワーク。
【請求項２２】
請求項２１に記載の通信ネットワークにおいて、前記対象物データは、検出された対象物の属性が少なくとも１つの予め決められた安全な限界値から逸脱することを表す警報信号を備える通信ネットワーク。
【請求項２３】
請求項２１に記載の通信ネットワークにおいて、前記対象物データは、検出された対象物の属性に関する情報を含む少なくとも１つのテキストメッセージを備える通信ネットワーク。
【請求項２４】
請求項２３に記載の通信ネットワークにおいて、前記テキストメッセージは特定の携帯用小型無線呼び出し機に向けられる通信ネットワーク。
【請求項２５】
請求項２１に記載の通信ネットワークにおいて、検出された対象物の属性が少なくとも１つの予め決められた安全な限界値から逸脱すると判断されると、前記第１携帯用小型無線呼び出し機は前記第２携帯用小型無線呼び出し機および全ての他の携帯用小型無線呼び出し機に警報信号をブロードキャスト発信する通信ネットワーク。
【請求項１】
リモートで患者の身体属性に関する情報を伝達する通信ネットワークであって、
１人の患者に関連づけられ、その患者から少なくとも１つの身体属性を検出する少なくとも１つのワイヤレスセンサー装置であって、検出された身体属性に対応する患者データを当該ワイヤレスセンサー装置から送信する少なくとも１つの送信機を有するワイヤレスセンサー装置と、
前記ワイヤレスセンサー装置の送信範囲に位置し、前記ワイヤレスセンサー装置から送信される患者データを受信するとともに受信した患者データをブロードキャスト発信すべく構成される送受信機を有する第１通信機と、
前記ワイヤレスセンサー装置と通信せずに前記第１通信機と通信し、前記第１通信機からブロードキャスト発信される患者データを受信すべく構成される第２の送受信機を有する少なくとも１つの第２通信機と
を備える通信ネットワーク。
【請求項２】
請求項１に記載の通信ネットワークにおいて、前記第２通信機は、前記第１通信機のブロードキャスト通信範囲内に位置すると、前記第１通信機と直接に通信する通信ネットワーク。
【請求項３】
請求項１に記載の通信ネットワークにおいて、前記第２通信機は前記第１通信機のブロードキャスト通信範囲に存在せず、前記第１通信機のブロードキャスト通信範囲に存在する少なくとも１つの他の通信機を通じて前記第２通信機は前記第１通信機に通信接続され、当該他の通信機の発信信号は前記第２通信機で受信される通信ネットワーク。
【請求項４】
請求項１に記載の通信ネットワークにおいて、前記患者データは前記ワイヤレスセンサー装置によって前記第１通信機に送信され、前記患者データは、前記第２通信機で受信される以前に、前記第１通信機から複数の他の通信機を通じて伝播される通信ネットワーク。
【請求項５】
請求項４に記載の通信ネットワークにおいて、前記患者データが各々の前記他の通信機で受信されると、前記患者データは、当該他の通信機に保存され、通信ネットワーク伝いで伝えられ伝播される通信ネットワーク。
【請求項６】
請求項１に記載の通信ネットワークにおいて、前記第１および第２通信機は、患者データを受信すると患者データを保存するメモリー記憶域を備え、保存された最新の患者データのみが当該通信機からブロードキャスト発信されるように、新たな患者データが受信されると、保存された患者データは更新される通信ネットワーク。
【請求項７】
請求項１に記載の通信ネットワークにおいて、前記ワイヤレスセンサー装置は携帯型のオキシメーターを有し、検出される前記患者属性はＳＰＯ２であって、携帯型のオキシメーターは患者に着用可能または取り付け可能である通信ネットワーク。
【請求項８】
請求項１に記載の通信ネットワークにおいて、前記通信機の各々は移動自在であって、個々の前記通信機は、受信した患者データを表示する手段を有するオキシメーターを備える通信ネットワーク。
【請求項９】
請求項１に記載の通信ネットワークにおいて、
個々に１人の患者に関連づけられる複数のワイヤレスセンサー装置であって、検出される当該患者の身体属性に対応する患者データを少なくとも送信する送受信機を個々に有するワイヤレスセンサー装置と、
いずれかの前記ワイヤレスセンサー装置の送信範囲内に位置すると、当該ワイヤレスセンサー装置から送信される患者データを受信すべく構成される複数の通信機とを備え、
前記複数のワイヤレスセンサー装置および前記複数の通信機には、それぞれに、同期化したタイムスロットが割り当てられ、時間管理された信号および（または）データの送信、受信および（または）ブロードキャスト発信が実施される通信ネットワーク。
【請求項１０】
請求項１に記載の通信ネットワークにおいて、前記ワイヤレスセンサー装置および前記通信機の各々は、信号および（または）データの送信、受信および（または）ブロードキャスト発信の通信スケジュールに関して同期化される通信ネットワーク。
【請求項１１】
患者の情報を行き渡らせる複数のノードを有するワイヤレスネットワークであって、
前記患者に関連づけられ前記患者の身体属性をモニタリングすべく構成される少なくとも１つの第１タイプノードであって、少なくとも１つの患者の身体属性を検出する検出器、および、検出した身体属性を患者データとしてワイヤレスネットワークに送信する送信機を有する第１タイプノードと、
前記患者に直接に関連づけられずに、前記第１タイプノードのブロードキャスト通信範囲に進入すると前記第１タイプノードから信号および（または）データを受信すべく構成される複数の可搬性の第２タイプノードであって、他の第２タイプノードから信号および（または）データを受信し、信号および（または）データをワイヤレスネットワークに向けてブロードキャスト発信すべく構成される第２タイプノードとを備え、
前記第２タイプノードの１つが前記第１タイプノードのブロードキャスト通信範囲に進入すると、当該第２タイプノードは前記第１タイプノードから前記患者データを受信し、その後、前記１つの第２タイプノードは、当該第２タイプノードのブロードキャスト通信範囲に存在する他の第２タイプノードが前記第１タイプノードから出力される患者データを受信することができるように、受信した患者データをワイヤレスネットワークに向けてブロードキャスト発信する通信ネットワーク。
【請求項１２】
請求項１１に記載の通信ネットワークにおいて、前記患者データが各々の前記第２タイプノードで受信されると、前記患者データは、当該第２タイプノードに保存され、通信ネットワーク伝いに伝播されるべく当該第２タイプノードによって伝えられる通信ネットワーク。
【請求項１２】
請求項１１に記載の通信ネットワークにおいて、第１タイプノードは携帯型のオキシメーターを有し、検出される前記患者属性はＳＰＯ２であって、携帯型のオキシメーターは患者に着用可能である通信ネットワーク。
【請求項１３】
請求項１１に記載の通信ネットワークにおいて、前記第２タイプノードの各々は、ネットワーク内のノードから信号および（または）データを受信しネットワーク内のノードへ信号および（または）データを送信する少なくとも１つの送信機を有するオキシメーターと、受信した患者データを表示する手段とを備える通信ネットワーク。
【請求項１４】
請求項１１に記載の通信ネットワークにおいて、前記第１および第２タイプノードには同期化したタイムスロットが割り当てられ、時間管理された信号および（または）データの送信、受信および（または）ブロードキャスト発信が実施される通信ネットワーク。
【請求項１５】
請求項１１に記載の通信ネットワークにおいて、前記第１タイプノードおよび前記第２タイプノードの各々は、信号および（または）データの送信、受信および（または）ブロードキャスト発信の通信スケジュールに関して同期化される通信ネットワーク。
【請求項１６】
対象物の情報を行き渡らせる複数のノードを有するワイヤレスネットワークであって、
各々に特定の対象物に関連づけられ当該対象物の物理的属性をモニタリングすべく構成される複数の第１タイプノードであって、少なくとも１つの対象物の物理的属性を検出する検出器、および、検出した物理的属性を対象物データとしてワイヤレスネットワークに送信する送信機を有する第１タイプノードと、
前記対象物に直接に関連づけられずに、いずれかの前記第１タイプノードのブロードキャスト通信範囲に進入すると前記第１タイプノードから信号および（または）データを受信すべく構成される複数の可搬性の第２タイプノードであって、他の第２タイプノードから信号および（または）データを受信し、信号および（または）データをワイヤレスネットワークに向けてブロードキャスト発信すべく構成される第２タイプノードとを備え、
前記第２タイプノードの１つがいずれかの前記第１タイプノードのブロードキャスト通信範囲に進入すると、当該第２タイプノードは前記第１タイプノードから出力される前記対象物データを受信し、前記１つの第２タイプノードは、当該第２タイプノードのブロードキャスト通信範囲に存在する他の第２タイプノードが前記第１タイプノードから出力される対象物データを受信することができるように、受信した対象物データをワイヤレスネットワークに向けてブロードキャスト発信する通信ネットワーク。
【請求項１７】
請求項１６に記載の通信ネットワークにおいて、前記第１タイプノードの各々は携帯型のオキシメーターを有し、検出される前記対象物属性はＳＰＯ２であって、携帯型のオキシメーターは、当該第１タイプノードに関連する対象物に着用可能または取り付け可能である通信ネットワーク。
【請求項１８】
請求項１６に記載の通信ネットワークにおいて、前記第２タイプノードの各々は、ネットワーク内のノードから信号および（または）データを受信しネットワーク内のノードへ信号および（または）データを送信する少なくとも１つの送信機を有するオキシメーターと、受信した対象物データを表示する手段を備える通信ネットワーク。
【請求項１９】
請求項１６に記載の通信ネットワークにおいて、前記第１および第２タイプノードには、それぞれに、同期化したタイムスロットが割り当てられ、時間管理された信号および（または）データの送信、受信および（または）ブロードキャスト発信が各ノードで実施される通信ネットワーク。
【請求項２０】
請求項１６に記載の通信ネットワークにおいて、前記対象物データが各々の前記第２タイプノードで受信されると、前記対象物データは、当該第２タイプノードに保存され、通信ネットワーク伝いに伝播されるべく当該第２タイプノードによって伝えられる通信ネットワーク。
【請求項２１】
リモートで対象物に関する情報を運搬するワイヤレスネットワークであって、
１つの対象物に関連づけられ、その対象物から少なくとも１つの物理的属性を検出する少なくとも１つのワイヤレスセンサー装置であって、検出された対象物属性を表す対象物データを当該ワイヤレスセンサー装置から送信する１つの送信機を有するワイヤレスセンサー装置と、
前記ワイヤレスセンサー装置の送信範囲に位置し、前記ワイヤレスセンサー装置から送信される対象物データを受信するとともに受信した対象物データをブロードキャスト発信すべく構成される送受信機を有する第１携帯用小型無線呼び出し機と、
前記第１携帯用小型無線呼び出し機と通信し前記ワイヤレスセンサー装置と通信しない第２携帯用小型無線呼び出し機であって、前記第１携帯用小型無線呼び出し機でブロードキャスト発信される対象物データを受信すべく構成される第２の送受信機を有する少なくとも１つの第２携帯用小型無線呼び出し機と
を備える通信ネットワーク。
【請求項２２】
請求項２１に記載の通信ネットワークにおいて、前記対象物データは、検出された対象物の属性が少なくとも１つの予め決められた安全な限界値から逸脱することを表す警報信号を備える通信ネットワーク。
【請求項２３】
請求項２１に記載の通信ネットワークにおいて、前記対象物データは、検出された対象物の属性に関する情報を含む少なくとも１つのテキストメッセージを備える通信ネットワーク。
【請求項２４】
請求項２３に記載の通信ネットワークにおいて、前記テキストメッセージは特定の携帯用小型無線呼び出し機に向けられる通信ネットワーク。
【請求項２５】
請求項２１に記載の通信ネットワークにおいて、検出された対象物の属性が少なくとも１つの予め決められた安全な限界値から逸脱すると判断されると、前記第１携帯用小型無線呼び出し機は前記第２携帯用小型無線呼び出し機および全ての他の携帯用小型無線呼び出し機に警報信号をブロードキャスト発信する通信ネットワーク。
【図１ａ】
【図１ｂ】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図１ｂ】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【公表番号】特表２０１１−５０４１１４（Ｐ２０１１−５０４１１４Ａ）
【公表日】平成２３年２月３日（２０１１．２．３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−５２９９７２（Ｐ２０１０−５２９９７２）
【出願日】平成２０年１０月１７日（２００８．１０．１７）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００８／０１１９２１
【国際公開番号】ＷＯ２００９／０５１８２９
【国際公開日】平成２１年４月２３日（２００９．４．２３）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．ＺＩＧＢＥＥ
【出願人】（５０２０３４２２４）スミスズ メディカル ピーエム インコーポレイテッド (12)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２３年２月３日（２０１１．２．３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１０月１７日（２００８．１０．１７）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００８／０１１９２１
【国際公開番号】ＷＯ２００９／０５１８２９
【国際公開日】平成２１年４月２３日（２００９．４．２３）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．ＺＩＧＢＥＥ
【出願人】（５０２０３４２２４）スミスズ メディカル ピーエム インコーポレイテッド (12)
【Ｆターム（参考）】
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