醫療設備的能量優化式數據傳輸的製作方法

2023-05-10 10:11:16

專利名稱：醫療設備的能量優化式數據傳輸的製作方法
醫療設備的能量優化式數據傳輸
本發明涉及一種醫療設備、用於從和/或向所述醫療設備以能量優化 方式傳輸數據的系統和方法。
在操作醫療設備、如安置在用戶的皮膚上的注射泵或者傳感器時， 如果能夠例如從遠程控制器把用於操作該醫療設備的數據傳輸給該醫療 設備或者如果例如把傳感器測量數據傳輸給外部設備，則對用戶而言是 有利的。
根據US 6,551,276 Bl公知可由遠程控制器控制的外部注射設備， 其中該外部注射設備具有接收器，所述接收器可能處於所謂的待機 (Stand-by)模式，並且大約每隔2.5秒自動地被激活，以便確定是否 由遠程控制器發出無線電信號，使得無線電遠程控制器應該在比如大約 5秒的周期上發出激活信號，以便被接收器識別。
US 4,395,259闡述了 一種可植入的測量設備，所述測量設備具有用 於分配劑量(Dosis)的單元，其中外部控制設備可以以感應方式與該設 備相耦合，用以例如改變注射速率。
本發明的任務是建議能夠在使用低能量的情況下實現數據傳輸的醫 療i殳備、系統以及方法。
該任務通過獨立權利要求的主題來解決。由從屬權利要求得出有利 的實施形式。
醫療設備、比如皮下用傳感器、尤其例如葡萄糖傳感器、例如可被 植入的並且最小入侵或者非入侵的泵、尤其胰島素泵、或者在用戶的身 體之上和/或之內使用的筆，優選地具有至少一個電的或者電子的功能單 元，比如測量傳感器、處理器、存儲器或者可由處理器控制的電機，並 且具有發送和/或接收單元，用於傳輸、即發送和/或接收數據，其中根據 本發明還設置激活開關，所述激活開關與發送和/或接收單元和/或至少一 個電子功能單元相連接，其中激活開關能夠通過外部激活信號被激活， 以便例如激活發送和/或接收單元和/或至少一個電子功能單元，使得例如 可以建立無線通信連接，以便比如把測量數據從傳感器傳輸到外部設備， 或者比如把用於調整基礎速率(Basalrate)或用於分配團注(Bolus)的 控制數據發送到胰島素泵，或者使通過通信連接相連接的設備同步。根
據本發明，只有在需要時、也即"一經請求(on demand)，，才開始通 信，其中通過激活開關的對數據傳輸所必要的激活可以保證，只有當接 收器和發送器、即醫療設備和外部設備(比如控制設備或其相應的輸入/ 輸出單元)要麼相互之間處於直接的物理接觸，要麼如此相對彼此地來 布置，使得未超出在發送器和接收器之間的預定的最大距離時，才建立 或者確立通信。另外，只有當醫療設備和外部設備彼此間具有預定的方 位、即例如發送和接收單元或者發送和接收元件大致彼此相對時，例如 醫療設備的激活開關才可以發出接通或釋放信號，所述激活開關通過外 部設備的激活元件來激活。
因此可以使醫療設備的能量需求降低，因為僅當外部設備的相應發 送器或者接收器處於作用範圍(Reichweite)內時，用於傳輸數據的電 的或者電子的部件才被激活，其中可以如此對發送和接收單元確定尺寸 或進行設計，使得必須保證數據傳輸僅經由相對較短的路段、比如5cm 或者更短，以便使數據從被放置到用戶的衣物上的外部設備穿過衣物傳 輸到安置或者植入到患者的皮膚之下的醫療設備，或者從該醫療設備接
因此與例如針對米範圍內的距離而設計的數據傳輸單;^相比較，'所述數
據傳輸單元被設計得相對較小，其中發送和接收元件、比如天線、感應
線圏或發送或者接收電磁波的其他元件、比如燈或光電二極體或者揚聲 器和擴音器僅必須具有小的作用範圍和有效功率。
激活開關例如可以是元件或者器件，利用所述元件或者器件可以接 收或者拾起例如由外部設備提供的能量，用以例如能夠與外部設備通信， 或者用以執行例如由外部設備所預定的動作，使得在這種情況下醫療設 備不必具有自身的能量供應，因為所需的能量由外部設備提供給所述醫 療設備。例如可以設置感應線圏作為激活開關，其中位於感應線圏附近 的外部設備例如同樣可以具有感應線圏，以 <更通過感應線團的感應耦合 把能量傳輸到醫療設備，由此激活該醫療設備並且例如可以進行測量。
可替代地或者補充地，激活開關還可以被構造為磁性開關、比如被 構造為簧片接觸(Reed-Kontakt),所述磁性開關可以通過外部磁場、 即例如在外部設備上所設置的永久磁鐵或者電磁鐵來激活，並且建立存 在於醫療設備內的電或者電子部件(比如發送或者接收單元)與同樣存 在於醫療設備內的例如電池或者蓄電池形式的能量源的連接。此外，例
如能夠檢測電磁場、聲音或光或者使用磁性或電容性效應的其他傳感器， 可以被用作激活開關，比如光電二極體或者擴音器。
在此，如果不再施加激活信號、也即例如如果又超出了與外部設備 的預定的最小間距，則可以如此構造激活開關，使得再次中斷在激活之 後由外部設備所建立的通信連接。可替代地或補充地，可以僅激活醫療 設備一段預定的時間間隔，其中例如需要所述時間間隔，用以傳輸數據 或者執行預定的動作、比如團注的分配和/或確認信號的發送。
同樣，也可以例如在膠狀表面元件之下設置機械開關作為激活開 關，其中在機械開關過程、也即比如對機械開關的按壓通過安置在醫療 設備上的外部設備被觸發之後，所述機械開關例如激活醫療設備的電源 或者發送/接收設備。在此，醫療設備例如可以具有表面輪廓，所述表面
輪廓與外部設備的對稱輪廓(Gegenprofil)相對應，使得例如必須將外 部設備以由表面輪廓所確定的方位來設置在醫療設備上，用以激活該醫 療設備或者用以建立數據連接。如果醫療設備和外部設備的相應接觸元 件彼此接觸，則在醫療設備和外部設備之間直接接觸的情況下，例如也 可以通過電線路實現數據連接或者還實現能量傳輸。
本發明此外涉及一種控制設備、比如遠程控制器或者血葡萄糖測量 設備，用於控制上述的醫療設備，其中作為外部設備的控制設備具有激 活單元，利用所述激活單元可以激活或者操作醫療設備的一個或者多個 激活開關。作為激活單元，可以設置外部設備，比如磁鐵、尤其是永久 磁鐵或者電磁鐵、用於向醫療設備傳輸能量的感應線圏、揚聲器、燈、 或者用於操作機械開關的確定的表面輪廓。控制設備還具有發送/接收單 元，用以能建立與醫療設備的數據連接，其中在控制設備的激活單元發 出激活信號，或者控制設備檢測到建立了或者存在與醫療設備的連接、 比如機械接觸、無線電連接和/或感應耦合之後，例如可以激活發送/接收 單元。
外部設備可以具有輸入單元、比如鍵盤或者觸控螢幕，用以使用戶能 夠在控制設備中輸入控制信號，所述控制信號可以從所述控制設備被傳 輸給醫療設備，用以例如控制所植入的胰島素泵的工作方式，比如調整 基礎速率或者團注。控制設備優選地具有顯示單元或者顯示器，在所述 顯示單元或者顯示器上能夠顯示要傳輸的數據、由用戶輸入的指令或者 參數、或者從醫療設備所接收到的數據、比如傳感器的測量數據。控制設備優選地具有用於與其他電設備通信的接口 ，比如USB接 口、紅外接口或者藍牙接口，用以例如能夠與計算機、行動電話或者PDA 交換數據、即能夠執行所謂的"長距離(Long-Range)，，的通信。
本發明還涉及一種用於與如上所述優選地可攜於患者的身體之上或 者之內的醫療設備和如上所述的外部控制設備傳輸數據的系統，其中所 述設備在發送/接收單元被激活後也可以被同步化。
根據另 一個方面，本發明涉及一種用於在醫療設備和外部設備之間 傳輸數據的方法，其中處於靜止狀態(Ruhezustand)的醫療設備在數 據傳輸之前被外部設備激活。從而，如果外部設備不存在或者未被激活 而建立數據連接，則醫療設備例如可以處於消耗少量能量或者不消耗能 量的靜止狀態，使得只有在準備好傳輸數據的外部醫療設備事先被外部 或控制設備激活時，該醫療設備才為數據通信消耗能量。
優選地，無接觸地例如通過比如電場、^茲場或者電磁場、聲音和/或 光來激活醫療設備。同樣也可以通過與控制設備的物理接觸來激活醫療 設備。優選地，只有在未超過從例如2至10cm、也即例如5cm的預定 間距時，才實現對醫療設備的激活，其中可能的是，如果又超過預定的 間距，則例如醫療設備的激活開關又中斷該醫療設備和外部設備之間的 通信。醫療設備的激活也可能在時間上是受限制的，或者以對醫療設備 動作的執行而被終止，比如在將測量數據從傳感器的存儲器通過發送和 接收單元傳送到外部設備之後，其中所述測量數據在發送到外部設備之 後或者在接收到關於對所發送的數據的正確接收的確認信號之後可以從 醫療設備的存儲器中被刪除。在這種數據傳輸中，比如自上次數據交換 以來所獲得的所有數據、例如具有所屬檢測時刻的測量值可以被傳輸和 例如被刪除，以便所述醫療設備的存儲器可用於存儲新數據。
優選地，可以由醫療設備和/或外部控制設備發送識別代碼，用以防 止在不同的未被分配的系統之間交換數據。所述識別代碼例如可以是無 線電協議的一部分，並例如可以固定地在系統部件中^皮編程。同樣，可 能的是，例如可在系統啟動時對識別代碼進行自由編程，並且例如在通 過用戶激活之後可以相互耦合兩個部件。此外，比如醫療i殳備上的已知 的RFID標籤可以與控制設備上的RFID應答器(Transponder) —起被
用於識別。
下面根據優選的實施例對本發明進行闡述，其中


圖1示出了用於通過從控制設備傳輸能量來激活醫療設備的本發明
系統的第一實施形式；
圖2示出了用於通過永久磁鐵來激活醫療設備的本發明系統的第二 實施形式；
圖3示出了具有長距離通信能力的本發明系統的第三實施形式； 圖4示出了本發明系統的第四實施形式，所述系統能夠在較大距離 上傳輸簡單信號；
圖5示出了本發明系統的第五實施形式，所述系統能夠在醫療設備 和控制設備之間交換數據；和
圖6示出了根據圖5的在醫療設備和控制設備之間的數據交換期間 的實施形式。
圖1示出了本發明系統的第一實施形式，具有流動式(ambulant) 可攜於用戶的皮膚3上的醫療設備1，所述醫療設備可以被安置或者植 入到皮膚3上並且例如是泵或者傳感器。醫療設備1具有感應線圏6， 用於通過感應耦合從外部控制設備2的相對應的感應線圏6，處拾取所傳 輸的能量，其中醫療設備1的感應線圈6用作設備1的發送/接收單元5 和處理器7的激活開關，所述發送/接收單元5和處理器7由感應線圏6 提供能量。處理器7與存儲器8相耦合，並且也可以在激活之後控制發 送和/或接收單元5,用以例如把測量或配置數據從存儲器8通過單元5 傳輸到外部控制設備2的相對應的發送和/或接收單元5，，或者處理在反 方向上所接收的數據、比如醫療設備1的配置數據和/或存儲在存儲器8 中。此外，也可以選擇性地在醫療設備1中設置電池11，所述電池僅僅 提供為醫療設備1的傳感器或者泵功能所需的能量，使得比如對於數據 通信在醫療設備l中不需要能量源。
外部控制設備2、比如血葡萄糖測量設備與醫療設備1 一樣也具有 處理器7'和存儲器8，，用於存儲由用戶通過觸控螢幕10所輸入的數據和/ 或從醫療設備1所接收到的數據或者經由發送/接收單元5、 5，傳輸數據 到醫療設備。此外，設置電池或者蓄電池9用於給外部控制設備2提供 能量。從而，在激活後，可以通過感應線圏6、 6，經由能量傳送在醫療 設備1和外部控制設備2之間建立通信，其中例如當在這些設備之間實 現數據傳輸之後，控制設備2的存儲器可以被其他設備讀取，如參照圖 3和4所述。
電子組件5至9和11在所示例子布置在板4上。
圖2示出了本發明系統的第二實施形式，其中與圖1中所示的第一 實施形式不同，在控制設備2中設置有永久磁鐵6，，用以激活醫療設備 1的磁性開關12，比如簧片接觸，使得用作激活開關的磁性開關12例如 可以激活醫療設備1的發送/接收單元5和/或處理器7並且可以為數據傳 輸而釋放。
圖3示出了本發明系統的第三實施形式，其中醫療設備l的激活或 者數據傳輸可以通過外部控制設備、比如通過感應線圏6，或者永久磁鐵 6"來實現，所述感應線圏6'或者永久磁4失6"與醫療i殳備1的感應線圏6 或者磁性開關12共同起作用。此外，外部控制設備2如此被設計，使得 可以與另一外部設備13、比如與PC、行動電話或PDA建立數據連接， 用以將例如從醫療設備1傳輸給控制設備2的數據從該控制設備2傳輸 到外部單元13，或者在相反方向上從該外部單元接收。
圖4示出了本發明系統的第四實施形式，其中除了在圖3中所示的 第三實施形式之外，也可以在醫療設備1和控制設備2之間在較大的距 離上針對確定的信號、比如短的狀態信號進行數據通信。對此，可以如 此設計醫療設備1的發送/接收單元5，使得短時間地在使用較大能量的 情況下發送例如達幾米的狀態或請求信號，所述狀態或請求信號例如也 可以經由較大的距離被傳輸給控制設備2，用以用信號通知控制設備2 的用戶應該與醫療i殳備1建立通信。
圖5和圖6示出了本發明系統的第五實施形式，所述系統能夠實現 在流動式可攜於用戶的皮膚3上的醫療設備1 (如傳感器或泵或者注射 泵或所謂的補片模塊(Patch Module))和尤其可由用戶攜帶的或者移 動的外部控制設備2 (如血糖測量設備)之間的數據交換。可安置或者 植入到皮膚3上的醫療設備1例如具有針15，通過該針可以抽取用戶少 量的血液量。醫療設備1也可以是皮下的，或者被布置於用戶的皮膚3 下，或可以最小入侵式地抽取用戶的少量血液量。醫療設備1包含計算 單元、如處理器或微處理器、存儲器、發送/接收單元、能量源、如電池、 和/或上述感應線圏和/或上述》茲性開關、以及用於藉助所抽取的血液量來 測量或者確定用戶的至少一個生理參數、尤其是血糖值或者血葡萄糖水 平的測量單元，如電子電路。測量單元可以以光學方式工作，使得所抽 取的血液與不同的化學物質起反應，這導致測試區域的顏色變化。所述
顏色變化可以由測量單元檢測，並且可以從變化的持續時間和強度來檢
測血糖值。測量單元也可以以安培計方式(amperometrisch )工作，使 得可以通過血液通過測量電流強度特性曲線來確定血糖值。
諸如血葡萄糖測量設備或者數據記錄器的外部控制設備2具有顯示 裝置10、尤其是顯示屏或者顯示器或觸控螢幕、發送/接收單元、存儲器、 能量源、如電池、以及至少一個計算單元、尤其是處理器或者微處理器。 此外，外部控制設備2可以具有參照圖1至圖4所示的激活開關、尤其 是感應線圏或者永久磁鐵。可以如此構造控制設備2，使得能夠根據測 量數據確定用戶的血糖值或者血糖值特性曲線，所述血糖值或者血糖值 特性曲線例如可以通過輸出數值或者圖形特性曲線或者圖表而被顯示在 顯示裝置10上。
如在圖6中所示，諸如血糖測量設備的外部控制設備2可以被安置 在醫療設備1的附近或作用範圍內、比如補片模塊，用以能夠在醫療設 備1和外部控制設備2之間實現數據交換或數據傳輸。在此，控制設備 2的激活開關優選地激活醫療設備1的激活開關，使得可以將能量從控 制設備2的激活開關傳輸到醫療設備1的激活開關，藉助於所述能量可 以給醫療設備1供應電流。控制設備2的激活開關例如也可以激活醫療 設備1的能量源或者能量供應，使得在激活能量源之後能夠給醫療設備 1供應電流。
血液值可以利用醫療i殳備從用戶的血液來測定。如果控制設備2位 於醫療設備1的能夠實現數據傳輸的足夠附近，則該值可以例如與附加 信息(比如血液抽取的時間) 一起由醫療設備1的發送/接收單元發送到 控制設備2的發送/接收單元。在控制設備2中，可以由控制設備2的計 算單元從該血液值中確定用戶的血糖值或者葡萄糖含量，並例如與附加 信息一起存儲在存儲器內或者顯示在顯示裝置10上。
用戶的血糖值或者葡萄糖水平也可以在醫療設備1中藉助於計算單 元根據所抽取的用戶血液來確定，並且例如在圖6中所示的位置或排列 可以例如與附加信息一起被傳輸到控制設備2。在不同的時刻所拾取的 血糖值可以與抽取的時刻或時間一起被存儲在醫療設備1的存儲器中， 並且在需要時可以由外部控制設備調用。關於所確定的血糖水平的數據 和必要時附加信息可以由醫療設備1的發送/接收單元傳輸到控制設備2 的發送/接收單元並可以被存儲在控制設備2的存儲器中或作為數值或者
圖表顯示於控制設備2的顯示裝置10上。例如，多個在不同時刻所獲取 的血糖值可以被存儲在控制設備2中，並且在需要時例如關於時間以圖 形形式被顯示，用以得到用戶的血糖水平圖。例如可以由用戶藉助於觸 摸屏或者藉助於其它輸入單元來選擇血糖水平圖的單個值，所述單個值 可以作為數值輸出。尤其，也可以在接收到由醫療設備所確定的血糖值 之後立即在控制設備2的顯示裝置IO上輸出血糖值。控制設備2也可以 被保持在醫療設備1的激活作用範圍內，使得控制設備2的發送/接收單 元例如能夠發送激活信號到醫療設備1，接著醫療設備1被激活並且血 糖測量被執行和/或所確定的血糖值被發送到控制設備2，所述血糖值可 以在控制設備2的顯示裝置10上被輸出。
關於用戶的葡萄糖水平或者葡萄糖水平特性曲線的所確定的數據可 以通過布置在控制設備2處的接口 (比如紅外或藍牙或者FireWire (火 線)接口 )被傳輸到外部計算單元(比如計算機)，並且在計算單元內 被進一步處理或者輸出，或者利用顯示或分析軟體被顯示和/或被分析。
權利要求
1.醫療系統，包括a)使用在用戶的身體之上和/或之內的醫療設備(1)，具有發送單元和/或接收單元(5)以及激活開關(6)，所述激活開關(6)與所述發送單元和/或接收單元(5)相連接，並且如果從所述激活開關(6)接收到激活信號，則能夠激活所述發送單元和/或接收單元(5)；b)遠程控制器(2)，具有數據輸入單元、用於激活所述醫療設備(1)的所述激活開關(6)的激活單元(6』，6」)和發送和/或接收單元(5』)，所述發送和/或接收單元(5』)能與所述醫療設備(1)的發送單元和/或接收單元(5)交換數據。
2. 如權利要求1所述的醫療系統，其中所述醫療設備(1)是傳感 器、葡萄糖傳感器、注射系統、泵、胰島素泵或筆。
3. 如權利要求1或2所述的醫療系統，其中所述遠程控制器(2)是葡萄糖測量設備。
4. 如上述權利要求中任意一項所述的醫療系統，其中所述激活開關 (6)是感應線圏、磁性開關(12)、簧片接觸、擴音器或者光敏開關、光電二極體或者機械開關。
5. 如上述權利要求中任意一項所述的醫療系統，其中所述激活單 元(6，， 6")是感應線圏(6，)和/或永久磁鐵(6")。
6. 如上述權利要求中任意一項所述的醫療系統，其中所述遠程控制 器(2)具有數據輸出單元(10)。
7. 如上述權利要求中任意一項所述的醫療系統，其中所述遠程控制 器(2)具有用於與電子設備、PC、行動電話或者PDA通信的接口。
全文摘要
本發明涉及一種使用在用戶的身體之上和/或之內的醫療設備(1)，具有發送單元(5)和激活開關(6)，所述激活開關與發送單元(5)相連接，並且如果由激活開關(6)接收到激活信號，則能夠激活發送單元(5)，以及涉及一種用於在醫療設備(1)和外部設備(2)之間傳輸數據的方法，其中處於靜止狀態的醫療設備(1)由外部設備(2)在數據傳輸之前被激活。
文檔編號A61M5/00GK101193671SQ200680013896
公開日2008年6月4日 申請日期2006年4月26日 優先權日2005年4月26日
發明者G·邁耶奧爾登, J·傑克爾曼, M·休梅克, M·埃森普賴斯, N·伯尼尼, S·弗蘭克豪瑟, S·拉巴斯蒂德 申請人:迪斯特朗尼克許可公司