[发明专利]医疗设备和传感器的无线ad hoc网络中的时间同步

说明书

本发明涉及医学领域。本发明发现了在无线自主传感器网络的时间同步中的特定应用，并通过特定参照来进行描述。更一般地，本发明发现了用于同步医院里的无线医疗传感器和设备以及其他医疗设施的应用。

包括多个无线传感器节点和/或其他无线医疗设备的无线短距离ad hoc网络被越来越多地应用于医院里的连续健康监视和护理。这种网络有利地可以自主工作而不需要连接到医疗基础设施网络，从而能够在患者被移动到新房间、测试中心等的同时连续进行生命征象监视或其他医疗工作。在ad hoc网络中，无线地连接构成网络的监视或治疗患者的无线设备。然后，当患者离开时，在ad hoc基础上，该无线设备能够被结合到用于其他患者的其他ad hoc网络中。

该无线短距离ad hoc网络的每个传感器节点或其他部件包括低功率、短距离无线通信链接，例如蓝牙或ZigBee链接，用于与该网络的其他设备通信。在一些方案中，该无线短距离ad hoc网络的一个节点可以用作调节该网络活动的控制节点。例如，该控制节点可以采集、预处理和存储来自该网络的传感器节点的传感器读数。在一些方案中，该控制节点还包括长距离无线网络能力(例如WLAN)，使其能够与相邻的医疗基础设施网络的无线接入点和/或其他无线医疗设备通信。在这种情况下，该控制节点可以提供在该无线短距离ad hoc网络和位于该医疗基础设施网络中的服务器、数据库、计算机或医疗设备和/或连接到该网络的其他无线医疗设备之间的无线接口。

无线短距离ad hoc网络中遇到的一个问题是组成该网络的无线医疗设备的时间同步。对于依赖于信息技术系统的任何组织来说，时间同步是一个关键要素。其原因是，这些系统都具有作为它们处理的文件或操作的时间源的时钟。没有时间同步，这些系统的时间就会相对于彼此或者官方时间而变化，这样会导致数据丢失、过程失败、安全性受损、法律风险(legal exposure)增加。

该无线短距离ad hoc网络的某些操作可能是与时间密切相关的。例如，在介入操作中，操作的时间顺序是很重要的。在监视中，在无线短距离ad hoc网络自主工作时记录的传感器数据应当用准确的日期和时间信息记录，从而能够可靠地比较来自不同传感器的传感器数据。另外，可以收集控制操作(例如药物剂量的改变)的活动日志以用于核查目的。另外，通信安全性还会依赖于时间同步。例如，可以对消息打上时间戳以用于重放保护。

由于电池或其他车载电源的使用，所以不能确保维持定时时钟同步。该电池或其他车载电源会损耗，导致将该节点的内部时钟重设为默认值，例如1980年1月1日上午12:00。

而且，由于该无线短距离ad hoc网络的每个无线医疗设备是独立工作的，所以该各个设备的内部时钟存在偏差的可能。由于相邻高功率设备或其他原因导致的电力故障也会导致该内部时钟被重设或破坏，从而对于该发生故障的无线医疗设备产生不正确的时间值。因为必须以ad-hoc方式无缝地、容易地最好是以自组织的方式构建、配置、扩展和分解该无线短距离ad hoc网络，所以不可能由医务人员对每个单个节点进行重复同步。

以下预期改进的装置和方法克服了前述限制和其他问题。

根据一个方面，提供一种使得无线短距离网络的无线医疗设备与医疗网络的时间服务器同步的方法。该无线短距离网络的设备通过短距离无线通信协议互相通信。使得时间控制设备的时钟与该时间服务器同步。该无线短距离网络的选定无线医疗设备使用短距离无线通信协议建立与该时间控制设备的短距离无线连接。通过该建立的短距离无线连接使得该选定无线医疗设备的时钟与该时间控制设备的时钟同步。重复进行该无线连接和同步以便同步该短距离网络的每个无线医疗设备的时钟。

根据另一方面，公开了一种使得无线医疗设备的无线短距离网络与医疗网络的时间服务器同步的装置，该无线医疗设备配置成通过短距离无线通信协议互相通信。时间控制软件配置成安装在时间控制设备上。时间更新软件配置成安装在该短距离网络的无线医疗设备上。通过时间控制设备的处理器执行该时间控制软件和通过选定无线医疗设备的处理器执行该时间更新软件共同实现了一种方法，该方法包括：(i)使得该时间控制设备的时钟与该时间服务器同步；(ii)使得该选定无线医疗设备使用短距离无线通信协议与该时间控制设备无线连接以建立短距离无线连接，和(iii)使得该选定无线医疗设备的时钟通过该建立的短距离无线连接与该时间控制设备的时钟同步。

一个优点在于，对于无线短距离ad hoc网络的无线医疗设备进行时间同步，其中大多数或全部无线医疗设备都没有长距离无线接口或者连接到该时间服务器所在的医疗基础设施网络的任何其他方式。