[发明专利]用于无线医疗设备可靠通信的消息完整性

说明书

技术领域

本发明涉及医疗技术。本发明发现了与医疗无线设备相结合的特定应用， 并且特别参照这方面对本发明进行描述。然而，应当理解，本发明也将应用于 其他类似的医疗设备。

背景技术

无线医疗设备越来越多地应用于连续护理监测当中，从而在单个患者周围 形成一个身体区域网络。当传感器节点附着于患者身体时，立即形成一个身体 区域传感器网络。在身体区域网络中，医疗设备利用ZigBee、Bluetooth或其 他现有短距离无线技术进行对等网络通信。每个医疗设备都提供一组医疗服 务，并且可要求访问由其他设备提供的一组医疗服务。

确保无线医疗设备传输的信息和无线医疗设备之间传输的信息得到可靠保 护是非常重要的。通常通过保证消息的保密性和完整性来确保医疗设备之间的 无线通信安全。对通信数据进行加密，从而保护所传送的消息的内容，因此侵 入者不能读出或修改消息。数据完整性机制确保了所传送的消息的完整性，因 此入侵者不能通过修改消息和/或通过先窃听后重放(replay)消息来危及通信 安全。例如，在重放攻击中，通信敌手起初可以窃听由授权通信方交换的加密 信息，然后存储窃听到的消息，最终在经过一段时间之后，对窃听到的消息进 行重放。因为重放的消息是以有效密钥进行加密的，所以通信方可能会将这些 消息当作可靠消息而接受它们。将旧数据作为可靠数据而接受下来可能会带来 严重后果，尤其在医疗领域，大部分传送的消息都包含患者的重要数据。通过 提供带有唯一性(uniqueness)和时间性(timeliness)保证的消息完整性，可 以消除这种担忧。

传统上，通过向待发送的消息加密绑定时间戳，比如，向消息附加时间戳 并加密或计算由此产生的消息的MAC，提供了具有唯一性和时间性保证的消 息完整性。解密接收到的消息之后，当且仅当附加的时间戳与授权的接收器自 身当前时钟差异极小时，授权的接收器才接受该消息。通常，发送器和接收器 具有它们自己的内部时钟，这些内部时钟与共有时间基准“松散同步”。在传 统基础网络中，比如因特网或局域网中，计算机能可靠地从提供共有时钟的中 央时间服务器取得共有基准时间。然而，在无线身体区域无线网络中，无线医 疗设备进行通信时不需要专门连接到驻有时间服务器的任何基础网络中。另 外，因为这些设备由电池供电，而每当医疗设备电池耗尽时会清除时间基准， 所以这些设备在整个使用寿命中不能预先设置时间基准。另外，它们各自独立 的内部时钟将随着时间变化而产生偏差。最后，因为消息唯一性和时间性的可 靠性最终取决于时钟完整性，所以，时钟同步过程必须可靠，从而防止对手向 后复位时钟以便恢复旧消息的有效性，或者防止对手向前设置时钟而为某些未 来时间点做准备。

本发明提供一种新的和改进的装置及方法，可以克服上述相关难题。

发明内容

根据本发明的一个方面，公开了一种网络系统。该系统包括多个用于互相 发送或接收消息的医疗设备，每条消息都包括数据部分和时间戳。每个医疗设 备都包括附着于患者身体的传感器，至少密切地监测循环(recurring)的生命 体征，还包括产生时间戳的时间戳产生装置。

根据本发明的另一个方面，公开了一种在医疗设备之间联网的方法。每个 医疗设备都包括附着于患者身体的传感器。可靠地监测患者共有的至少一个循 环生命体征。产生基于循环生命体征的时间戳。一个医疗设备向另一个医疗设 备发送消息，并接收来自另一个医疗设备的消息。每条消息都包括数据部分和 时间戳。

本发明的一个优点在于，自动地提供无线医疗设备的时间同步，而无需连 接到外部服务器，以获得时间同步。

本发明的另一个优点在于，可靠的无线医疗设备同步，这些无线医疗设备 的传感器附于同一患者的身体，在患者身体处产生了用于同步的生命体征。

本发明的另一个优点在于，无需用户介入即可提供无线医疗设备的时间同 步。

本发明的另一个优点在于，取决于生命体征的重复模式而自动周期性地/ 间歇性地/偶然性地再次同步。

本发明的另一优点在于，降低了无线医疗设备同步所需的处理时间和通信 开销。

本领域普通技术人员一旦阅读和理解了下列详细描述的优选实施例，则会 相当清楚本发明更进一步的优点和益处。

附图说明