用于便攜式醫(yī)學(xué)設(shè)備的無(wú)線電池狀態(tài)管理的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及無(wú)線病人設(shè)備。所述無(wú)線病人設(shè)備與連接到病人并相互無(wú)線通信以及連接到中央單元的生理監(jiān)護(hù)設(shè)備一起具有特殊的應(yīng)用。然而，本發(fā)明還適用于無(wú)線控制的給藥設(shè)備，例如灌注泵，等等。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)上，每個(gè)病人監(jiān)護(hù)儀，例如心電圖傳感器、脈搏傳感器、血氧傳感器等，都通過(guò)電纜與它的控制單元相連。這種縱橫交錯(cuò)的電纜安裝起來(lái)不方便，并且對(duì)于病人也不舒服。而且，移動(dòng)病人通常需要拆開電纜并在移動(dòng)之后重新連接它們。除了不方便之外，病人在移動(dòng)期間也是不受監(jiān)護(hù)的。
[0003]在努力消除電纜的過(guò)程中，提出了電池供電的無(wú)線傳感器設(shè)備。然而，當(dāng)監(jiān)護(hù)病人的生命體征或服用關(guān)鍵藥物時(shí)，電池沒電可能不只是不方便；它可能危及生命。
[0004]電池供電的部件通常配備一個(gè)傳感器，用于測(cè)量電池當(dāng)前的電荷水平。一些部件提供一個(gè)簡(jiǎn)單的綠燈和一個(gè)紅燈，綠燈用于強(qiáng)電荷，紅燈用于弱電荷，即電池即將用完。其它的部件提供一個(gè)測(cè)量?jī)x，用于指示電池壽命的剩余部分。電池壽命測(cè)量?jī)x僅僅表示電荷的水平，而不表示何時(shí)電池將要用完。標(biāo)稱值類似的電池將保持不同數(shù)量的最大電荷或者以不同的速率放電。隨著電池的老化，電池的壽命趨向于越來(lái)越短。
[0005]在醫(yī)院中，一個(gè)病人可能具有幾個(gè)監(jiān)護(hù)儀，或許是6個(gè)或更多。因?yàn)閿?shù)百個(gè)病人被監(jiān)護(hù)，所以檢查所有監(jiān)護(hù)儀的電池狀態(tài)指示器是后勤的沉重負(fù)擔(dān)。因此，設(shè)備上電池水平的監(jiān)視并不保證免除處于危及生命的情形中的電池問(wèn)題。
[0006]由于這些問(wèn)題以及其它問(wèn)題，所以系統(tǒng)設(shè)計(jì)者在設(shè)備的性質(zhì)更關(guān)鍵時(shí)不太情愿用無(wú)線設(shè)備代替標(biāo)準(zhǔn)的有線設(shè)備。如果電池在不恰當(dāng)?shù)臅r(shí)刻失效了，那么結(jié)果可能包括從只是煩惱一直到潛在危及生命的情形和醫(yī)療事故/產(chǎn)品責(zé)任的訴訟。盡管如此，一些關(guān)鍵的設(shè)備還是配備了電池，例如便攜式呼吸機(jī)和靜脈內(nèi)流體泵。此外，有時(shí)在關(guān)鍵情形下使用非關(guān)鍵設(shè)備，例如與創(chuàng)傷受害者結(jié)合的診斷成像。在極端情況下，如果這些設(shè)備之一由于電池功率不夠而失效，那么結(jié)果可能是災(zāi)難性的。
[0007]本發(fā)明設(shè)想了一種與能夠無(wú)線通信的單元一起使用的新的且改進(jìn)的電池監(jiān)視系統(tǒng)，其克服了上面提到的問(wèn)題以及其它問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]按照本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種醫(yī)學(xué)系統(tǒng)，包括一個(gè)或多個(gè)無(wú)線醫(yī)學(xué)部件，所述一個(gè)或多個(gè)無(wú)線醫(yī)學(xué)部件中的每一個(gè)包括:功能部件，用于執(zhí)行醫(yī)學(xué)過(guò)程；無(wú)線電源，用于給功能部件供電；電荷水平監(jiān)視器，用于監(jiān)視電源的電荷水平；以及發(fā)射器，用于無(wú)線發(fā)射攜帶了來(lái)自功能部件和電荷水平監(jiān)視器的信息的信號(hào)。該醫(yī)學(xué)系統(tǒng)還包括與接收器連接的主設(shè)備，該接收器接收來(lái)自所述一個(gè)或多個(gè)無(wú)線醫(yī)學(xué)部件的發(fā)射信號(hào)。該主設(shè)備包括:醫(yī)學(xué)功能信號(hào)解釋裝置，用于解釋攜帶了來(lái)自功能部件的信息的信號(hào)；以及電池分析裝置，用于確定所述電源的估計(jì)狀態(tài)和/或所述無(wú)線醫(yī)學(xué)部件的剩余工作時(shí)間。
[0009]按照本發(fā)明的另一方面，提供一種監(jiān)視一個(gè)或多個(gè)無(wú)線醫(yī)學(xué)部件中每一個(gè)的無(wú)線電源的壽命的方法。醫(yī)學(xué)過(guò)程利用功能部件來(lái)執(zhí)行，而給功能部件供電的無(wú)線電源的電荷水平利用電荷水平監(jiān)視器來(lái)監(jiān)視。攜帶來(lái)自功能部件和電荷水平監(jiān)視器的信息的信號(hào)從所述部件無(wú)線地發(fā)射并利用主設(shè)備來(lái)接收。解釋從功能部件接收的信號(hào)，并且從接收的信號(hào)確定所述電源的估計(jì)狀態(tài)和/或無(wú)線醫(yī)學(xué)部件的剩余工作時(shí)間。
[0010]本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是對(duì)于具有電池供電的部件的系統(tǒng)而言更好的可靠性。
[0011]另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是幾個(gè)類似設(shè)備的更好的電池管理。
[0012]另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是對(duì)于電池供電的部件而言增加的可靠性。
[0013]另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于增加了電池供電的關(guān)鍵系統(tǒng)的安全性。
[0014]本發(fā)明更進(jìn)一步的優(yōu)點(diǎn)和好處對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)在閱讀和理解了后面的優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)描述后將變得顯而易見。
【附圖說(shuō)明】
[0015]本發(fā)明可以具體化為各種部件和部件的安排以及各種步驟和步驟的安排。附圖只是為了說(shuō)明優(yōu)選實(shí)施例，并且不應(yīng)解釋為限制本發(fā)明。
[0016]圖1是無(wú)線醫(yī)學(xué)部件和電池監(jiān)視系統(tǒng)的優(yōu)選實(shí)施方式的示意圖；
圖2是圖1的無(wú)線醫(yī)學(xué)部件更詳細(xì)的表示；
圖3是典型的電池電壓衰減的時(shí)間與電壓的關(guān)系的曲線圖；
圖4是電池監(jiān)視系統(tǒng)的圖，其中部件和接收器的比是1:1 ；
圖5是電池監(jiān)視系統(tǒng)的圖，其中單個(gè)接收器從多個(gè)部件接收信號(hào)；
圖6是在無(wú)線熱點(diǎn)環(huán)境中實(shí)施的電池監(jiān)視系統(tǒng)的圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]參考圖1，以臨床的方式來(lái)使用無(wú)線醫(yī)學(xué)部件10。因?yàn)椴考?0是無(wú)線的，所以部件10的優(yōu)點(diǎn)是可移動(dòng)性，并且不固定在某個(gè)房間或地點(diǎn)。由于部件10仍然使用電源來(lái)執(zhí)行它的功能或通信，所以它具有電池或其它便攜式電源。參考圖2，更詳細(xì)地示出了部件10。部件10由可再充電電源或電池12來(lái)供電。優(yōu)選地，電池12是可再充電的，使得當(dāng)不使用時(shí)用戶可以將部件10插入到一個(gè)塢站來(lái)對(duì)它再充電。應(yīng)該理解，也設(shè)想了常規(guī)不可再充電的電池，盡管它們略有不便。電池12向功能部件14提供功率，該功能部件14例如是心電圖傳感器、脈搏傳感器、血氧傳感器、血液測(cè)量傳感器、腦電波傳感器、溫度傳感器、灌注泵、靜脈滴注控制器、病人標(biāo)識(shí)標(biāo)簽或腕帶、起搏器、呼吸機(jī)、X射線探測(cè)器、磁共振成像線圈等等。典型地，與每個(gè)病人相關(guān)的部件相互通信并且形成一個(gè)特設(shè)網(wǎng)。
[0018]因?yàn)檫@些部件10是電池供電的，所以有利的是，知道剩余的電池壽命以便部件不會(huì)在不恰當(dāng)?shù)臅r(shí)刻對(duì)用戶失效。為此，部件10還包括一個(gè)電池電平或電荷水平監(jiān)視器，例如連續(xù)地監(jiān)視電池12的電壓輸出的電壓監(jiān)視器16。在優(yōu)選實(shí)施例中，電壓監(jiān)視器只取得電壓讀數(shù)，并且不解釋它收集的數(shù)據(jù)。設(shè)想了數(shù)據(jù)的板上解釋，板上解釋將更昂貴，因?yàn)樗赡馨~外的電路部件，例如額外的專用微處理器，這會(huì)增加貨幣成本并縮短電池壽命。微處理控制單元18處理監(jiān)視的功能數(shù)據(jù)、設(shè)備ID、可能的網(wǎng)絡(luò)或病人標(biāo)識(shí)符、從其他部件所接收的信息等，連同電池電平數(shù)據(jù)一起以用于無(wú)線傳輸。參考圖1并且繼續(xù)參考圖2，無(wú)線發(fā)射器20向與主設(shè)備24連接的接收器22發(fā)送數(shù)據(jù)。無(wú)線發(fā)射器優(yōu)選是低功率的短程發(fā)射器，例如紅外、藍(lán)牙、ZigBee、低強(qiáng)度射頻(RF)波等等。當(dāng)然，還可以使用較長(zhǎng)射程的模態(tài)，但優(yōu)選的是使用短程的低強(qiáng)度發(fā)射。短程發(fā)射將滿足大多數(shù)(如果不是所有的)臨床需要。由于低功率發(fā)射，所以放置接收器22靠近病人。主設(shè)備24通過(guò)傳輸電纜、無(wú)線局域網(wǎng)等等與接收器連接?？蛇x擇地，主設(shè)備24專用于一個(gè)特定部件，并且與接收器22安裝在一起。例如，可以將再充電站、接收器22和主設(shè)備24安裝到一個(gè)活動(dòng)車上。如果不進(jìn)行連續(xù)傳輸，當(dāng)由主設(shè)備24輪詢等等時(shí)，控制單元18可以保存近期測(cè)量值的旋轉(zhuǎn)記錄，并且周期性發(fā)射來(lái)自近期歷史的所有測(cè)量值。
[0019]參考圖1，在一個(gè)示例性X射線探測(cè)器的實(shí)施例中，便攜式X射線源26發(fā)射診斷X射線穿過(guò)一個(gè)對(duì)象，所述對(duì)象位于支撐表面28 (通常是病床)上。病人在他們的床上進(jìn)行X射線照射，并且探測(cè)器10放在病人和床之間。可選擇地，探測(cè)器10可與靜止的X射線單元26—起使用。將病人運(yùn)輸?shù)綄Ｓ玫腦射線室。再一次，雖然在圖1中將部件10描繪為X射線探測(cè)器，但是本申請(qǐng)可用于無(wú)數(shù)其它的電池供電的醫(yī)學(xué)設(shè)備。部件10的發(fā)射器20向主設(shè)備24定期地發(fā)射信息包，該信息包包含電壓讀數(shù)、圖像數(shù)據(jù)等等。此外，數(shù)據(jù)包優(yōu)選包含部件標(biāo)識(shí)，該部件標(biāo)識(shí)可以包括給部件供電的電池12的類型。優(yōu)選地經(jīng)由以太網(wǎng)的局域網(wǎng)連接與主設(shè)備24連接的接收器22接收信息包。在一個(gè)實(shí)施例中，發(fā)射器在拍攝每個(gè)圖像后發(fā)送數(shù)據(jù)包，并且電池信息是在它們之間周期性發(fā)射的。在電池保存和不斷的電池監(jiān)視之間期望一個(gè)合理的平衡。在優(yōu)選實(shí)施例中，發(fā)射器20每5分鐘發(fā)射一次電池信息，但是這個(gè)時(shí)間長(zhǎng)度可以更長(zhǎng)或更短，這取決于應(yīng)用。
[0020]一旦接收器22從部件10接收到包含電壓數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)包，就由主控制單元30解調(diào)所述數(shù)據(jù)包，從而將無(wú)線信號(hào)轉(zhuǎn)換回成電壓數(shù)據(jù)和診斷數(shù)據(jù)。將診斷數(shù)據(jù)發(fā)送到診斷數(shù)據(jù)處理器32，例如在X射線成像實(shí)施例中的圖像處理器和電池狀態(tài)監(jiān)視器34。雖然這些功能優(yōu)選是通用處理器的軟件程序，但是圖中所示的這些功能是分開的，或者只進(jìn)行簡(jiǎn)單的說(shuō)明。接收器22和主控制單元30、以及處理器32可以共同被稱為一個(gè)子系統(tǒng)。這個(gè)子系統(tǒng)優(yōu)選地執(zhí)行自動(dòng)的圖像或圖形的處理操作而沒有用戶輸入或接口，同時(shí)電池狀態(tài)監(jiān)視器34解釋電壓數(shù)據(jù)。通常，當(dāng)電池用完時(shí)，它的輸出電壓變小。新充電的或新的電池放出非常接近它的額定值的峰值電壓，而用完的電池將發(fā)出明顯小于它的額定值的電壓。自然，這就是在電池狀態(tài)監(jiān)視器34可以進(jìn)行任何計(jì)算之前為什么必須知道電池的額定電壓的原因?；陔姵?2的額定輸出值和電池12的當(dāng)前工作電壓，電池狀態(tài)監(jiān)視器34確定該電池的電荷狀態(tài)。
[0021]電池狀態(tài)監(jiān)視器34至少包括用于比較電池12的當(dāng)前工作電壓與預(yù)定的百分?jǐn)?shù)閾值的軟件。例如，如果當(dāng)前工作電壓大于上閾值，那么電池狀態(tài)監(jiān)視器34可以將電池12的剩余電荷評(píng)價(jià)為“良好”。如果工作電壓在上和下閾值之間，那么監(jiān)視器34可將電池狀態(tài)報(bào)告為“低”。最后，如果電池12的當(dāng)前電壓低于下閾值，那么監(jiān)視器34可以將其標(biāo)記為“危急”。此外，電池狀態(tài)監(jiān)視器34會(huì)能夠報(bào)告電池狀態(tài)是否未知，例如，部件10是否讓接收器22的接收范圍超過(guò)預(yù)定數(shù)目的期望傳輸。優(yōu)選的電池狀態(tài)監(jiān)視器34能夠?yàn)橛脩籼峁└_的信息，所以用戶能夠更準(zhǔn)確地確定，是更換或充電電池還是等待并讓部件10在它的當(dāng)前狀態(tài)下工作更長(zhǎng)時(shí)間是謹(jǐn)慎的。
[0022]通過(guò)在歷史存儲(chǔ)器36中存儲(chǔ)電壓的歷史讀數(shù)和使用情況，電池狀態(tài)監(jiān)視器34可以對(duì)電壓/剩余使用情況進(jìn)行制圖。也就是，對(duì)于這個(gè)設(shè)備中的這個(gè)電池，對(duì)于通常的或者預(yù)定執(zhí)行的過(guò)程，歷史數(shù)據(jù)使得在電池上剩余過(guò)程的數(shù)目能夠被計(jì)劃，或者對(duì)于連續(xù)的監(jiān)視操作而言是電池將要用完的時(shí)間。通過(guò)實(shí)際報(bào)告的工作電壓的明顯增大或尖峰來(lái)指示電池12的充電或更換。如圖3所示，從實(shí)際報(bào)告的電壓數(shù)據(jù)點(diǎn)，并與典型的消耗模式結(jié)合，電池狀態(tài)監(jiān)視器34可以推斷出一個(gè)預(yù)期的電池壽命曲線，并且在電池工作電壓將變得不足以操作所述部件10或者不足以完全執(zhí)行進(jìn)一步的過(guò)程時(shí)，確定一個(gè)估計(jì)的臨界點(diǎn)38。以這種方式，估計(jì)電池12將持續(xù)多長(zhǎng)時(shí)間，以及是否和何時(shí)更換或充電所述的電池12是謹(jǐn)慎的。用戶會(huì)問(wèn)的常見問(wèn)題可能是:這個(gè)電池能夠用過(guò)周末嗎？能夠用過(guò)這個(gè)夜晚嗎？能夠