自動外部傳感器接口的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及醫療器械，并且更具體而言，涉及一種接口連接系統，以確保醫療應用 中使用合適的硬件。
【背景技術】
[0002] 監測患者生命特征的醫療設備使用各種類型的傳感器來將患者的生理活動轉換 為電信號。電信號能夠提供用于數字測量和時變波的基礎，其能夠被顯示并用于檢測報警 條件。一個示例是通過測量患者呼出的氣體中所吸收的紅外光的量來測量潮氣末二氧化碳 EtC02的傳感器。
[0003] 傳感器能夠被物理地安裝在患者監測設備的內部。備選地，它們能夠被制造作為 獨立模塊，通過線纜插入監測設備上的端口內。外部傳感器的潛在優勢是終端用戶能夠選 擇多個備選的兼容的傳感器類型中的哪一個來使用。
[0004] 傳統系統使用行業標準接口協議和通用連接器。用于醫療設備的行業標準接口協 議的示意性示例是藍牙健康設備概要（HDP)。該標準定義了用于與醫療設備交換數據的應 用程序接口（API)。具體支持的設備包括諸如脈搏血氧計、血壓監測器、血糖計和熱量計的 傳感器。供應商能夠設計他們的傳感器產品以遵從這些標準協議。執行相關HDP的任何患 者監測設備能夠與兼容的傳感器交換數據。
[0005] 通用連接器類似于行業標準協議，其中它定義了標準協議接口。另外，它定義了電 氣和機械或物理接口。示例是通用串行總線（USB)。USB允許多種類型的設備被連接至主 機。
[0006] 行業標準協議和通用連接器旨在用于無限的適用性，允許任何時刻引入新的兼容 性產品。該通用性使得患者監測設備廠商不可能驗證與每個傳感器的兼容性和安全性。
【發明內容】
[0007] 根據該原理，描述了用于提供患者監測設備上的端口的機構和方法，其將接收各 種不同的傳感器類型并自動確定連接哪種類型的傳感器。該機構還提供安全裝置以確保僅 使用授權的傳感器。另外，兼容傳感器的性能可以由該機構評估以確保所有特征或性能被 理解并能夠被利用。
[0008] 在一個實施例中，一種具有傳感器接口的監測器設備包括連接器部分，所述連接 器部分被配置為與預定類型的一個或多個傳感器機械接合。能夠使用多層方法來確定兼容 性。例如，可以軟件實現的硬件接口層被配置為確定傳感器類型并建立與傳感器類型的通 信接口。可以包括硬件和軟件部分的硬件抽象層被配置為存儲與預定類型的一個或多個傳 感器對應的多個協議。硬件抽象層通過通信接口使用針對該類型的選定協議與傳感器通 信，以允許設備與傳感器類型之間的交互。
[0009] 具有傳感器接口的另一監測器設備包括連接器部分，所述連接器部分被配置為與 預定類型的一個或多個傳感器機械接合。包括三層面機構，用于確定傳感器兼容性并提供 與僅兼容傳感器類型的通信。所述三層面機構還包括：硬件接口層，其被配置為確定傳感器 類型并建立與傳感器類型的通信接口；硬件抽象層，其被配置為存儲與預定類型的一個或 多個傳感器對應的多個協議；硬件抽象層通過通信接口使用針對該類型的選定協議與傳感 器通信，以允許設備與傳感器類型之間的交互；以及，設備應用，其被配置為通過硬件接口 層和硬件抽象層與兼容傳感器交互。
[0010] 一種用于驗證傳感器類型的兼容性的方法，包括通過嘗試將傳感器連接至監測設 備來確定傳感器類型是否與監測設備機械兼容；如果機械兼容，使用傳感器檢測單元來識 別傳感器類型；通過硬件接口層建立與機械兼容傳感器類型的通信接口；并且，使用針對 該傳感器類型的選定協議來通過通信接口與傳感器類型通信，選定協議被存儲在硬件抽象 層中，以允許監測設備與傳感器類型之間的交互。
[0011] 本公開的這些和其他目標、特征和優點將通過下述示例實施方式的詳細描述而變 得顯而易見，其將結合附圖來理解。
【附圖說明】
[0012] 本發明將參考以下附圖詳細地呈現優選實施例的下述描述，其中：
[0013] 圖1是示出根據一個實施例的具有傳感器接口和感測系統的監測設備或系統的 方框/流程圖；
[0014] 圖2是示出根據有用實施例的針對用于專門提供機械兼容和機械不兼容的連接 器對的插頭和插座的示例性配置的透視圖；
[0015] 圖3是示出根據一個實施例的用于識別傳感器并與傳感器通信的三層面機構的 方框/流程圖；
[0016] 圖4是示出根據一個實施例的更詳細的圖3的三層面機構的方框/流程圖；以及
[0017] 圖5是示出根據示例性實施例的用于識別傳感器并與傳感器通信的方法的流程 圖。
【具體實施方式】
[0018] 根據本原理，描述了用于提供患者監測設備上的端口的機構和方法，其將接收各 種不同的傳感器類型并自動確定連接哪種類型的傳感器。該機構還提供安全裝置，以確保 僅使用授權的傳感器。
[0019] 醫療設備需要經過驗證以確保該設備滿足其確認要求并且該設備對于臨床使用 是安全且有效的。在外部傳感器與患者監測設備一起使用時，外部傳感器被認為是整個醫 療設備的部分。因此，需要利用其兼容傳感器中的每個驗證并確認患者監測設備的功能性、 安全性和功效。
[0020] 與通用或標準連接器相反，本機構旨在用于非常有限的適用性，從而患者監測設 備廠商能夠預選擇有限組的兼容傳感器并驗證每個授權的傳感器滿足針對功能性、安全性 和功效的所有系統層要求。
[0021] 還應當理解的是，本發明將根據醫療器械來描述；然而，本發明的教導更寬泛，并 適用于任何接線的器械或系統。在一些實施例中，在針對復雜生理或機械系統的應用中利 用本原理。具體地，本原理可應用于諸如肺部、胃腸道、排泄器官、血管等的人體所有區域中 的生理系統、過程的內部跟蹤或測試設備。附圖中描繪的元件可以硬件和軟件的各種組合 來實現并提供可以在單個元件或多個元件組合的功能。
[0022] 附圖中示出的各個元件的功能能夠通過專用硬件以及能夠執行與合適軟件相關 的軟件的硬件的使用來提供。在由處理器提供時，能夠通過單個專用處理器、通過單個共享 處理器、或通過其中一些能夠共享的多個單獨處理器來提供功能。此外，術語"處理器"或 "控制器"的明確使用不應當解釋為僅僅指代能夠執行軟件的硬件，并能夠隱含地而非限制 地包括數字信號處理器（"DSP"）硬件、用于存儲軟件的只讀存儲器（"R0M")、隨機存取存 儲器（"RAM"）、非易失性存儲器等。
[0023] 此外，本文中敘述本發明的原理、方面和實施例的所有表述以及其具體示例旨在 涵蓋其結構和功能等效方案。另外，這樣的等效方案包括當前已知的等效方案以及未來開 發的等效方案（即，執行相同功能的所開發的任何元件，而不論結構如何）。因此，例如，本 領域技術人員將意識到，本文中呈現的方框圖表示體現本發明原理的示例性系統部件和/ 或電路的概念視圖。類似地，將意識到，任何流程表、流程圖和類似呈現的各種過程可以在 計算機可讀存儲介質中基本呈現并因此由計算機或處理器執行，不論這樣的計算機或處理 器是否被明確示出。
[0024] 此外，本發明的實施例能夠采用可從計算機可用或計算機可讀存儲介質讀取的計 算機程序產品的形式，其提供由計算機或任何指令執行系統使用或者與之結合使用的程序 代碼。為了該描述的目的，計算機可用或計算機可讀存儲介質能夠是任何設備，其可以包 括、存儲、通信、傳播、或傳輸用于由指令執行系統、裝置、或設備使用或者與之結合使用的 程序。該介質能夠是電子、磁性、光學、電磁、紅外或半導體系統（或裝置或設備）或傳播介 質。計算機可讀介質的示例包括半導體或固態存儲器、磁帶、可移除計算機硬盤、隨機存取 存儲器（RAM)、只讀存儲器（R0M)、剛性磁盤和光盤。光盤的當前示例包括光盤只讀存儲器 (CD-ROM)、光盤-讀/寫（CD-R/W)、藍光光碟和DVD。
[0025] 現在參考附圖，其中相似數字表示相同或相似的元件，并首先參考圖1，具有傳感 器檢測和通信模塊106的系統100。根據一個實施例，系統100包括患者監測設備112,諸 如除顫器或其他監測器設備。除顫器或監測器設備示意性地用作為示例。根據本原理也可 以利用其他設備或系統。設備112可包括一個或多個處理器114和用于存儲程序和應用的 存儲器116。傳感器檢測和通信模塊106可以包括用于傳感器檢測的電路。模塊106可以 包括硬件