[发明专利]用于医疗设备的增强型无线通信

说明书

提供了用于医疗设备(100，120)之间的无线通信的方法和装置。在一些实施例中，可以利用商用低功率、低带宽通信协议来同时以高保真度和可靠性传送多个信号。例如，心音数据和ECG数据可以使用公共ADPCM组件(330)来压缩，并插入到公共BLE分组结构(200)中。命令控制数据(220)也可被插入。在所需命令控制数据报告频率小于包频率的情况下，可利用报头位在给定分组字节位置中传达多种类型的命令控制数据。滚动分组序列值可以被插入到公共分组结构中，以供接收设备用来识别链路完整性故障。

技术领域

本公开涉及利用无线电子通信的医疗设备。更具体地说，本公开涉及用于在医疗设备应用(例如无线心脏传感器)中增强无线通信的方法和装置。

背景技术

将无线通信技术用于电子设备正变得日益流行。无线设备提供了使用的便利性和简易性。蓝牙作为无线通信协议已经变得特别普遍。它提供了用于在短距离上以非常低的功耗发送数字信号的通用机制。蓝牙已经成为移动电话、平板计算机、个人计算机、无线耳机、汽车和各种其它设备类型中普遍存在的标准。结果，蓝牙设备可以容易地与其它电子设备互操作。同时，高生产量导致收发器芯片组和电路板的可用性和相对低的成本，由此进一步增强了标准的广泛采用。

蓝牙低功耗(BLE)是蓝牙4.0协议中定义的子协议，其使得能够在客户端设备(例如传感器)和服务器设备(例如移动电话或个人计算机)之间进行高能效的数据传输。BLE对于电池供电的设备特别有价值，而对于电池供电的设备，最小化功耗可能是至关重要的。

虽然蓝牙的普及和BLE的功率效率提供了许多优点，但是一些设备类型，特别是在医疗仪器的环境中，产生的通信要求不能被标准蓝牙实现很好地满足。例如，许多类型的仪器可能需要多种信号类型的传输，传统上，这些信号类型将由多个有线或多个无线无线电来传送。然而，消费电子设备可能在所提供的无线电的数量方面受到限制，而具有多个无线电的传感器可能需要更大的功耗，从而导致更大的电池和/或更坏的电池寿命。同时，BLE带宽限制可能影响传感器性能。例如，虽然人通常能够感知范围从约20Hz到约20kHz的声音，但是由于分组大小小且分组速度慢，BLE作为协议不具有足够的带宽来传输整个人类的音频频谱。传统的蓝牙和BLE实现对于诸如无线心脏设备的医疗设备可能是特别不利的或限制性的。

发明内容

基于BLE的无线通信协议的改进实现可以在无线医疗设备应用中提供高水平的性能，同时仍然能够使用商用蓝牙收发器硬件和商品主机电子设备。

在一些实施例中，提供了一种用于将心脏数据从无线传感器传输到主机设备的方法。在无线传感器处接收心音数据和ECG数据，例如经由将患者身上感测的音频和电信号进行数字化的板载换能器。可以对心音和ECG数据进行滤波，例如通过将数字低通滤波器应用于心音数据，以衰减大约2kHz以上的频率分量。例如通过将数据应用于自适应差分压缩组件来压缩心音数据和ECG数据。在一些实施例中，可以将公共自适应差分压缩组件应用于心音数据和ECG数据。压缩的心音数据和压缩的ECG数据可以组合成公共分组结构，并且从无线传感器传送到主机设备。

公共分组结构还可以包括命令控制数据。在分组频率大于命令控制数据报告的所需频率的实施例中，命令控制数据可包含报头位，所述报头位表示与关联命令控制值相关联的多个命令控制数据内容类型中的一者，借此减少必须分配给所述分组结构内的命令控制数据的位的数目。

公共分组结构还可以包括用于识别无线通信链路完整性问题的机制。诸如滚动(rolling)四位值之类的分组序列值可以由诸如心脏传感器之类的发送设备插入到每个分组中。接收设备(例如主机设备)可以解码分组序列值，以确保顺序接收的分组具有顺序分组序列值。在接收设备识别滚动分组序列值中的间隙的情况下，接收设备可以确定存在无线通信链路完整性的故障。然后，这种故障可以通过例如在主机设备用户界面上显示警告标记而被传达给用户。

附图说明

图1是包括无线心脏传感器和主机设备的医疗仪器环境的示意性框图。