專利名稱：用于與病人連接的裝置的電隔離功率和信號耦合器系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種用于便攜醫療監控裝置的功率和信號耦合器，該監控裝置設計用于在醫療環境中連接于病人。
背景技術：
在醫療環境中用于病人的監控系統以長時間為人所知。這些監控器包括設計用于附著于病人的電極。該電極接收表示病人體內生理機能的電信號。這樣，這些信號值的一些形式的表示被顯示。例如，心電圖(ECG)系統包括設計用于附著于病人胸部及其它之上的電極。這些電極接收表示病人心臟瞬時動作的電信號。表示涉及ECG電極信號的波形的圖像在顯示器裝置上被顯示，用于醫生來進行分析。
近來已認識到，在醫院設置中，在中心位置來維護所有從病人收集的監控數據和所收集的關于那些病人的其它數據如實驗室結果等是有優點的。這樣的安排將允許病人信息在醫院中可用于任何地方。這樣的安排亦將允許來自醫院任何地方的、可能從監控設備得到的病人信息被接收并存儲于中心位置。
在過去，監控設備被保持在一個固定位置處例如檢查室。需要那個類型監控的病人被移到包含監控設備的房間并連接于監控設備。在固定位置處將監控設備插入AC電源插座。另外，在固定位置處的監控設備和中心存儲位置之間保持一直接有線連接，使得易于將監控數據傳遞到中心位置以進行存儲。然而近來已認識到，在一些情況下，一直保持對病人的監控是重要的；即使是當病人在被運送中例如在病人室、檢查室、手術室等時。這需要監控設備為便攜的。通過這種方法，可將監控設備與病人一起從一個位置運送到另一個位置。實現監控設備的便攜有兩個方面第一是向監控設備供電；第二是在監控設備和中心位置之間保持一數據鏈接，即使是它與病人在被運送中。
涉及向監控設備供電的方面通過在監控設備中包含電池得到解決。本領域的技術人員將理解，電池需要充電，并且病人被運送的時間占小部分。當前的便攜監控設備包括在所有適當的固定位置如手術室、檢查室和病人室中的固定對接站(docking station)。當病人位于這些位置之一時，將便攜監控設備插入那個位置處的對接站。這些對接站被連接于那個位置處的AC電源，并為監控設備中的電池提供充電電流。這讓電池保持其電荷。當病人被移動時，有充電電池的監控設備從對接站被再次移動并與病人一起被運送，直到可使用另一個對接站。
由于對接站連接于AC電源，并由于眾所周知將電力直接用于病人是危險的，特別是用于腰部以上，因此已發展了標準以確保所有電力與欲附著于病人的電極是隔離的。這已需要在AC電源插座和便攜監控設備之間沒有直接電連接而是向便攜監控設備提供電池充電電流。這已通過使用以監控設備中的線圈(bobbin)為形式的分離變壓器(splittransformer)的已知技術而實現，當設備被對接時，所述線圈在對接站中包圍一磁芯。AC電流在對接站中的磁芯周圍感應一交替磁通量，當被對接時，反過來該磁通量在監控設備中的線圈中感應一電流。這個電流反過來均以已知的方式為監控設備提供工作電力并亦保持電池被充電。使用這種已知的系統可獲得大約60％的工作效率。
涉及當監控設備被對接時保持數據鏈接的方面通過提供用于從監控設備向中心位置傳輸監控數據的無線例如射頻(RF)鏈接而得到解決。每一塊監控設備都包括RF收發機和天線。每個對接站亦都包括相應的RF收發機和天線。另外，獨立的天線和收發機被置于醫院各處，特別是在病人將被運送的位置，例如大廳等。每個對接站和獨立位置中的收發機通過有線連接被連接到中心位置。在對接站和監控設備之間使用RF通信進一步提供了電隔離。
當病人位于固定位置且監控設備被置于對接站時，對接站接收來自監控設備的RF信號并通過其有線連接將數據傳輸到中心位置。當病人被從一個固定位置運送到另一個位置時，獨立式的天線/收發機接收來自監控設備的RF信號并將數據傳輸到中心位置。這提供了連續監控病人的能力。
然而，存在從監控設備連續發射RF可導致問題而必須仔細計劃的位置。例如，在手術室中，電烙機器使用RF能量以在外科手術中切割組織并使血液凝固。這種設備導致RF能量的不可預測量并有可能干擾監控設備的RF鏈接。然而，正是在這個環境中，沒有監控數據的丟失或誤用才是重要的。
在其中功率效率高于50％且潛在RF干擾為最小的便攜監控設備是理想的。
發明簡述依照本發明的原理，公開一種用于與病人連接的裝置的電隔離組合功率和信號耦合器。對接站和能夠與對接站對接的便攜裝置，每個都包括功率耦合器和電隔離數據變換器。各自的功率耦合器包括一包含中心極和外圍極的磁透過單元以及一有開口的印刷電路板，中心極通過所述開口伸出。印刷電路板包括包圍中心極開口的繞組初級繞組在對接站中而次級繞組在便攜裝置中。當便攜裝置與對接站對接時，安排便攜裝置中的磁透過單元和對接站中的磁透過單元以形成磁路，而安排便攜裝置中的數據變換器和對接站中的數據變換器以交換數據。
附圖簡述在附圖中
圖1為包括中心位置、對接站和便攜監控裝置的監控系統的方塊圖；并且圖2和圖3為監控裝置的方塊圖，示出為使用替換的傳輸介質的裝置；并且圖4為示出用于如圖1中所示的功率和數據傳輸設備的組件圖。
發明詳述圖1為包括中心位置、對接站和便攜監控裝置的監控系統的方塊圖。圖1示出多個(300A和300B)便攜監控裝置310和對接站340，每個都耦合于中心控制器100和中心電源200。每個監控裝置310都包括將附著于病人(病人A和病人B)的電極324。
每個便攜監控裝置310都包括RF天線312。RF天線312的雙向終端耦合于收發機314的相應終端。收發機314耦合(未表示)于監控裝置310中的其它電路(亦未表示)。每個便攜監控裝置310亦都包括電池318。電池318耦合于電源316。電源316均以已知方式耦合(未表示)于監控器310中的其它電路。以上討論的其它電路的設計、工作和互連是本領域技術人員所熟知的、與本發明無密切關系并將不在以下進行詳述。
所示實施例中的光學變換器320表示無線兩路全雙工光學變換器。本領域的技術人員將理解，這種變換器可包括用于發射光學信號的發光二極管(LED)和用于同時接收光學信號的光敏晶體管。光學變換器320的雙向終端耦合于收發機314的相應終端。收發機314的數據終端(未表示)連接于監控裝置310中的其它電路。
監控裝置310亦包括分離變壓器的次級322。次級322耦合于電源316的輸入終端。分離變壓器316的結構和工作將在以下進行詳述。
每個對接站340都包括代表無線兩路全雙工光學變換器的光學變換器342。光學變換器342對應于監控裝置310中的光學變換器320，并在物理上被安排以使當監控裝置310在對接站340中被對接時可進行相應的光學變換器320和342之間的全雙工通信。
對接站340亦包括分離變壓器的初級344。初級344對應于監控裝置310中的分離變壓器的次級322，并被安排以使當監控裝置310在對接站340中被對接時形成完整的變壓器并傳遞電功率。
圖1亦示出中心控制器100。中心控制器100包括耦合于局域網(LAN)的雙向數據終端。這個LAN與醫院內的各種工作站(未表示)進行連接并亦可包括通往廣域網(WAN)如，例如互聯網的橋(亦未表示)。多個340對接站中的光學變換器342雙向耦合于LAN。盡管光學變換器被表示為通過LAN耦合于中心控制器100，但本領域的技術人員將理解，相應的雙向信號線可直接在多個對接站340的每個中的光學變換器342和中心控制器100上的相應的雙向終端之間耦合。然后這些相應的信號線可用于直接在對接站340和中心控制器100之間進行通信。
中心控制器亦包括RF天線110。這種RF天線110能以已知方式通過無線電傳輸與監控裝置310的相應的RF天線312通信。盡管被表示為單個天線110，但本領域的技術人員將理解，分布于醫院各處的多個天線可全部連接到中心控制器110。例如，獨立的收發機120被耦合到LAN。獨立的收發機120包括能如圖1中虛線所示與便攜裝置310交換數據的RF天線122。如以上所述，這些獨立的收發機亦可通過各自的直接連接被連接到中心控制器100。這樣的獨立收發機可被置于醫院各處以便于當未對接且在運送中時與便攜監控裝置310通信。
電源200耦合于多個基站340中的相應的初級344。盡管在圖1中被表示為分離的單元，標準的分布式AC電源系統可用于向多個基站340中的多個初級344供電。
在工作中，監控裝置310在兩種狀態之一下工作對接或未對接。在圖上部300A中成對的監控裝置310和對接站340為未對接狀況，而在圖下部300B中成對的監控裝置310和對接站340為對接狀況。通常，當監控裝置310被對接時，通過光學變換器320、342而發生數據通信，并通過分離變壓器344、322向監控裝置310供電。當監控裝置310未被對接時，通過RF天線312而發生數據通信，并從電池318來供電。
在300A(未對接)中，光學變換器320和收發機314之間的連接被表示為虛線以表明它在當前是不工作的，而天線312和收發機314之間的連接由實線表示以表明它在工作。中心控制器100上的天線110和監控裝置310上的天線312之間的之字線表示在監控裝置310和中心控制器100保持了RF鏈接。類似地，分離變壓器的次級322和電源316之間的連接被表示為虛線以表明它在當前是不工作的，而電池318和電源316之間的連接由帶箭頭的實線表示以表明功率在從電池318向電源316傳遞。對接站340中的光學變換器342和LAN之間的數據連接以及電源200和分離變壓器的初級344之間的供電連接被表示為虛線以表明它們在當前是不工作的。
在300B(對接)中，天線312和收發機314之間的連接被表示為虛線以表明它在當前是不工作的，而光學變換器320和收發機314之間的連接由實線表示以表明它在工作。對接站340中的光學變換器342和監控裝置310中的光學變換器320之間的之字線表示在監控裝置310和中心控制器100保持了光學鏈接。類似地，分離變壓器的次級322和電源316之間的連接由實線表示以表明它當前在工作。電池318和電源316之間的連接由帶箭頭的實線表示以表明充電的功率在從電源316向電池318傳遞。LAN和對接站340中的光學變換器342之間以及電源200和分離變壓器的初級344之間的連接被表示為實線以表明它們是工作的。在監控裝置310的天線312和中心控制器100的天線110之間沒有之字線，這表明沒有發生RF通信。
本領域的技術人員將理解，通過LAN和/或通過到監控裝置310被對接于其中的對接站340的各自硬件連接(未表示)，以及/或者通過到未對接的監控裝置310的無線RF鏈接，中心控制器100將與許多監控裝置310同時進行通信。用于進行同時通信的任何已知技術，如時分復用、頻分復用、打包通信或這樣技術的任何結合，可用于提供這種同時通信。例如，在多個網點中，各種協議被用于網絡通信的普通用途。更特別地，這樣的協議除了許多其它的還包括互聯網協議(IP)、通用串行總線(USB)、I.E.E.E.網絡協議。任何這些已知協議可用于通過LAN在多個監控裝置310和中心控制器100之間進行通信。這些相同的協議亦可用于在未對接監控裝置310和中心控制器100的天線110之間直接或通過獨立的收發機120進行無線RF通信，所述收發機120通過LAN或通過各自的硬件連接被連接到中心控制器100。
監控裝置310和對接站340中的已知電路對監控裝置何時與對接站340對接進行檢測。在一個實施例中，由于僅當監控裝置與對接站340對接時傳遞電功率，因此對接站340中這樣的電路可檢測附加于初級344的負載(次級322)，而監控裝置310中的相應電路可檢測次級322處的功率的存在。舉另一個例子，由于僅當監控裝置310與對接站340對接時將通過成對光學變換器320、342來交換數據，因此對接站310中這樣的電路可檢測來自光學變換器320的數據的存在，而對接站340中的相應電路可檢測來自光學變換器342的數據的存在。
當對接站340檢測到監控裝置被對接時，中心控制器100開始通過LAN與對接站340中的光學變換器342進行通信。同時，當監控裝置檢測到它已被對接時，收發機314被連接到光學變換器320，并且通過成對光學變換器320、342經LAN開始進行與中心控制器100的通信。更特別地，監控裝置310中的收發機314以LAN使用的網絡協議來產生數據，即IP包。然后打包的數據經過成對光學變換器320、342至LAN。反過來中心控制器100從LAN接收IP包并提取數據。然后這個數據為中心控制器100所處理。例如，病人監控數據被存儲于中心位置。同時，將來自中心控制器100欲用于監控裝置310的數據打包并置于LAN上。打包的數據由監控裝置310通過成對光學變換器342、320來接收。收發機314提取數據并以被接收數據所規定的方式來控制監控裝置310的工作。例如，監控參數可由中心控制器100來設定或改變。
與此同時，當檢測到監控裝置310在對接站340中被對接時，來自分離變壓器的次級322的功率給監控裝置310中的電路供電，包括給電池318充電。
當對接站340檢測到監控裝置310已脫離時，中心控制器100被告知并且它開始通過RF天線110進行通信。同時，當監控裝置310檢測到它已脫離時，收發機314被連接到RF天線312，并且通過RF鏈接開始進行到中心控制器100的通信。如以上所述，收發機314以所選網絡協議來產生數據，即IP包。這個打包的數據通過無線RF天線110被傳輸到中心控制器100。中心控制器100接收IP包、提取數據并處理數據，例如存儲病人監控數據。中心控制器100亦可產生欲用于監控裝置310的數據的IP包。中心控制器100通過無線RF天線110將這個打包數據傳輸到監控裝置310的天線312。反過來，監控裝置310中的收發機314接收IP包、提取數據并作為響應而控制監控裝置310的工作。
可選地，獨立的收發機120可通過無線RF信號與監控裝置310進行通信。在此情況下，監控裝置310的天線312如以上所述將打包的病人監控數據傳輸到獨立收發機120的天線122。獨立的收發機120接收這個打包數據并將其置于LAN上。中心控制器100從LAN接收IP包、提取數據并以所需方式處理它。反過來，中心控制器100將欲用于監控裝置310的打包數據置于LAN上。獨立的收發機120接收該打包數據并將其傳輸到監控裝置310的天線312。監控裝置310中的收發機314接收該包、從所接收的包提取數據并作為響應而控制監控裝置的工作。
另外，當監控裝置未被對接時，來自電池318的功率給監控裝置310中的電路供電。
在圖1中所示和上述的實施例中，傳輸介質從當監控裝置310對接時(光學)到當它未被對接時(RF)發生變化。然而，本領域的技術人員將理解，在兩種模式下共享相同的傳輸介質是可能的。圖2示出用于具有當對接時與中心控制器100進行通信的可選裝置的監控裝置310。在圖2中，監控裝置310中的收發機314耦合于RF天線326，當它被對接時，所述天線326在物理上被安排在對接站340附近。對接站340包括相應的RF天線346，當它被對接時，所述天線346在物理上被安排在監控裝置310中的RF天線326附近。這些天線326和346可以是小的并被安排得彼此接近。監控裝置310中以點線表示的屏蔽328包圍天線326，而對接站340中的相應屏蔽348包圍天線346。當監控裝置310在對接站340中被對接時，在物理上安排屏蔽328和348合作以完全屏蔽天線326和346，這樣它們不向周圍區域輻射，并且這樣周圍區域中的如可由外科設備產生的RF干擾，不在它們之間的通信中產生干擾。
以這種方式，中心控制器100可使用公用的RF收發機用于對接和未對接監控裝置310兩者。當對接時使用成對RF天線326和346，而當未對接時使用成對RF天線110和312。本領域的技術人員將理解，來自對接站340中的RF天線346的信號電平將比來自廣播天線110的強。本領域的技術人員將理解，為能在中心控制器100中使用正常動態范圍的RF收發機，衰減器和/或放大器是必要的。
圖3示出用于當對接和未對接時具有用于與中心控制器100進行通信的另一可選裝置的監控裝置310。在圖3中，監控裝置310不包括如圖1和圖2中的天線312。相反，在圖3中，所嵌入的天線326既如圖2中用作當監控裝置310被對接時的RF天線，也可如圖3中的粗之字線所示用作當監控裝置310未被對接時的RF天線。如在圖2中，當監控裝置310被對接時，屏蔽326和346合作以將天線326和346從周圍區域完全屏蔽。然而在圖3中，當監控裝置310未被對接時，屏蔽328和348分開而天線326能向周圍區域發射。就是說，天線326能如以上所述向中心位置上的天線110或醫院內任何多個獨立式的天線進行發射。此外，對接站340中的天線346能用作接收來自監控裝置310中天線326的RF信號的獨立天線之一(如122-圖1)。因此，即使當它未被對接時，監控裝置310中的天線326也能與對接站340中的天線346進行通信。這在圖3中由細之字線來表示。
本領域的技術人員將理解，通過使用冗余的傳輸介質可獲得附加的可靠性。例如，監控裝置310和對接站340可包括如圖1中所示的光學變換器320和342，也可包括如圖2和圖3中所示的RF天線326和346。在工作中，兩種介質被用于同時在監控裝置310和對接站340之間傳輸數據。
圖4a為示出用于實現如圖1中所示分離變壓器322、344和相應光學變換器320、342的設備的組件圖。在圖4a中，左上部分中的組件表示包含在監控裝置310中的單元，而右下部分中的組件表示包含在對接站340中的單元。在實際實現過程中，這兩種組件被分別模制到監控站310和對接站340的側面中這樣的位置使當監控裝置310在對接站340中被對接時，它們以將在以下較具體描述的方式對準。
對接站340中的組件包括形成分離變壓器322、344初級的部分344。初級344包括磁透過單元，它在所示實施例中為分別具有中心極462以及兩個外圍極464和466的鐵氧體框架444。初級344進一步包括具有開口468的印刷電路板(PCB)442，中心極462通過所述開口468伸出。PCB 442亦包括其它開口，外圍極464和466通過它們伸出。這種PCB 442優選為具有近似于10或更多層的多層PCB。通過沿中心的芯布置跡線(為簡化圖，未表示)并逐層提供直通以形成繞組的圓筒，以已知的方式在緊圍用于中心極462的開口468的區域于PCB 44中來制作繞組。當每個繞組圈中的間隙串聯連接在一起時，這種圓筒相當于一層傳統的線圈纏繞變壓器繞組。繞中心極462的繞組附加圓筒能以相同方式形成。許多其它繞組匝可在單層上的螺旋繞組上以這種方式實現。PCB 442中的繞組形成分離變壓器的初級繞組344。
類似地，監控裝置310中的組件包括形成分離變壓器322、344次級的部分322。次級322包括磁透過單元，例如分別具有中心極422以及兩個外圍極424和426的鐵氧體框架404。這些極的面在圖4a中以交叉陰影線示出。這些極422、424、426分別對應于分離變壓器初級344中的中心極462以及外圍極464和466，并被制作以使當監控裝置310在對接站340中被對接時，這些極422、424、426的面與初級344中的相應極462、464、466的面(未表示)對準。次級322進一步包括具有開口428的印刷電路板(PCB)402，中心極422通過所述開口428伸出。PCB 402包括其它開口，外圍極424和426通過它們伸出。以上述方式，在PCB 402中緊圍著用于中心極422的開口的、以虛線表示為432的區域中來制作繞組。PCB 402中的繞組形成分離變壓器的次級繞組322。
本領域的技術人員將認識到，圖4a中所示的磁芯404和444為匹配的E芯。如眾所周知的，在E芯中，繞中心極的繞組形成一個磁場極而包圍中心極的外部的兩個極形成另一個磁場極。在圖4a中，中心極422和462相當于相應E芯中的中心極而外圍極426、466和424、464相當于相應E芯中的外部極。本領域的技術人員將進一步認識到，盡管為了分別提供次級和初級繞組，PCB 402、442必須包圍中心極422和462，然而并沒有因為電或磁的原因而需要PCB 402、442包圍外圍極424、464和426、466。
另外，本領域的從業者將認識到，磁框架404、444可由包括鐵或層疊鐵的任何磁透過材料來制作。然而，除了其它因素，從初級344傳遞到次級322的功率的效率還將隨著所選的磁性材料而變化。
在優選實施例中，次級322中的極422、424、426的面以及初級344中的極462、464、466的面被制作得分別與監控裝置310和對接站340的外殼表面很接近，這樣僅有一薄層的非磁性非導體材料例如塑料來覆蓋它們。圖4b示出當監控裝置310從對接站340脫離時沿箭頭490的方向觀察的圖4a中所示的分離變壓器的端視圖。在圖4b中，左手側表示監視裝置310而右手側表示對接站340。在圖4b中，交叉陰影線區域表示封裝材料，如塑料。制作監控裝置310中的鐵芯404和對接站340中的鐵芯444以使很薄一層的塑料淀積于所述極422、424、426和462、464、466的面的頂上。在所示的實施例中，所述極的面上的塑料厚度為千分之10到15英寸。如上所述，PCB 402和442分別提供次級和初級繞組。圖4c示出監控裝置310與對接站340對接時的分離變壓器的端視圖。在對接位置，相應鐵芯404和444的極面之間的塑料厚度合計為千分之20到30英寸。這提供了很高程度的磁性耦合以及相應高的磁和功率的傳輸效率。
圖4a亦示出用于實現光學變換器320和342的設備。對接站340中的光學變換器342包括發光二極管(LED)446形式的光學發射器和光敏晶體管448形式的光學接收器。監控裝置310中的光學變換器320亦包括LED 410形式的光學發射器和光敏晶體管408形式的光學接收器。響應于通過相應的PCB 442、402提供給它們的電信號這些LED和光敏晶體管以已知方式來進行工作。當監控裝置310被對接在對接站340中時，在物理上安排對接站中的LED 446以使其光發射僅被監控裝置310中的光敏晶體管408接收，而在物理上安排監控裝置310中的LED 410以使其光發射僅被對接站340中的光敏晶體管448接收。如上所述，光學變換器320、342的使用消除了因周圍RF場而導致的相反作用，如上所述可能在手術室中發生的。
如參照圖2所述的，LED和光敏晶體管可用以已知方式屏蔽的、可能為帶狀線的小的RF天線來代替或增加。由于僅需要單個RF收發機而非RF收發機和光學收發機，RF鏈接的使用簡化了中心位置100中所需的電路。如果有適當的屏蔽，干擾RF信號的相反作用可達最小。
在工作中，當監控裝置310在對接站340中被對接時，由圖4a中的虛線箭頭所示和圖4c中所示，從電源200向包圍分離變壓器初級344中的中心極462的PCB 442中的初級繞組(未表示)提供交流電。這個交流電在由初級和次級鐵氧體框架444、404形成的框架內感應一磁場。如上所述，中心極462、422以及外圍極464、424和466、426的面是對準的并僅由塑料薄層隔離。因此，完整的磁路是由中心極462、422以及外圍極464、424和466、426形成的。由此在監控裝置310中的PCB 402中的次級繞組(亦未表示)中感應次級電流。將這個次級電流供給電源316以向監控裝置310供電并給電池318充電。同時，LED 446與光敏晶體管408以及LED 410與光敏晶體管448的對準提供了監控裝置310和對接站340之間的全雙工數據通信。
由于繞中心極462、422的PCB 442、402有相對寬的區域，相對大量的繞組可繞這些極來制作。還有，面向并接近其對應的適配(congruent)次級繞組的這個大的初級繞組區域使耦合最大而使損失最小。另外，由于所述極462、422，464、424以及466、426的面有相對小的間隔，因而僅有較小的磁通量泄漏。與先前的分離變壓器相比，這導致圖4中所示的分離變壓器有近似于85％的增加的工作效率。使用這些原理可實現緊湊、有效的配置。
權利要求
1.一種使用電隔離組合功率和信號耦合器系統的便攜病人監控器裝置，包括功率耦合器，包括包括中心極和外圍極的磁透過單元；和形成開口的繞組，中心極通過該開口伸出；以及電隔離數據變換器；其中所述便攜病人監控器裝置適合于通過以下與對接站對接，(a)形成磁路，所述磁路包括所述便攜病人監控器裝置中的磁透過單元和所述對接站中相應的磁透過單元，以及(b)將所述便攜病人監控器裝置中的數據變換器耦合到所述對接站中相應的變換器以支持所述便攜病人監控器裝置到網絡的連接和雙向數據交換。
2.依照權利要求1的便攜病人監控器裝置，其中，所述雙向交換的數據包括通過所述便攜病人監控器裝置得到的病人監控器參數和用于控制所述便攜與病人連接裝置的功能的信息。
3.依照權利要求1的便攜病人監控器裝置，其中，所述便攜裝置的所述網絡連接包括至少(a)互聯網協議(IP)兼容連接，(b)通用串行總線(USB)兼容連接，(c)局域網(LAN)兼容連接和(d)I.E.E.E.協議兼容連接之一。
4.依照權利要求1的便攜病人監控器裝置，其中磁透過單元為鐵氧體框架。
5.依照權利要求1的便攜病人監控器裝置，其中磁透過單元被安排以具有非磁性非導體材料的相對薄的覆蓋。
6.依照權利要求5的便攜病人監控器裝置，其中相對薄的覆蓋基本上為千分之10到15英寸。
7.依照權利要求5的便攜病人監控器裝置，其中非磁性非導體材料為塑料。
8.依照權利要求1的便攜病人監控器裝置，其中繞組由包括開口的印刷電路板構成，磁透過單元的中心極通過該開口伸出。
9.依照權利要求8的便攜病人監控器裝置，其中印刷電路板為多層印刷電路板而繞組包括繞每層上的開口的跡線，其通過相鄰層之間的直通來連接以形成跡線的圓筒。
10.依照權利要求8的便攜病人監控器裝置，其中繞組包括多個跡線圓筒。
11.依照權利要求1的便攜病人監控器裝置，其中電隔離數據變換器為光學數據，包括至少(a)發光二極管和(b)光敏晶體管之一。
12.依照權利要求1的便攜病人監控器裝置，其中電隔離數據變換器包括射頻(RF)數據變換器。
13.依照權利要求12的便攜病人監控器裝置，其中RF數據變換器包括天線。
14.依照權利要求13的便攜病人監控器裝置，其中天線被屏蔽。
15.一種使用電隔離、組合的功率和信號耦合器系統的對接站，包括功率耦合器，包括包括中心極和外圍極的磁透過單元；和形成開口的繞組，中心極通過該開口伸出；以及電隔離數據變換器；其中所述對接站適合于通過以下與便攜病人監控器裝置對接，(a)形成磁路，所述磁路包括所述便攜病人監控器裝置中的磁透過單元和所述對接站中相應的磁透過單元，以及(b)將所述便攜病人監控器裝置中的數據變換器耦合到所述對接站中相應的變換器以支持所述便攜病人監控器裝置到網絡的連接和雙向數據交換。
16.依照權利要求15的對接站，其中，所述雙向交換的數據包括通過所述便攜病人監控器裝置得到的病人監控器參數和用于控制所述便攜與病人連接裝置的功能的信息。
17.依照權利要求15的對接站，其中，所述便攜裝置的所述網絡連接包括至少(a)互聯網協議(IP)兼容連接，(b)通用串行總線(USB)兼容連接，(c)局域網(LAN)兼容連接和(d)I.E.E.E.協議兼容連接之一。
18.依照權利要求15的對接站，其中磁透過單元為鐵氧體框架。
19.依照權利要求15的對接站，其中安排磁透過單元以具有非磁性非導體材料的相對薄的覆蓋。
20.依照權利要求19的對接站，其中相對薄的覆蓋基本上為千分之10到15英寸。
21.依照權利要求19的對接站，其中非磁性非導體材料為塑料。
22.依照權利要求15的對接站，其中繞組由包括開口的印刷電路板構成，磁透過單元的中心極通過該開口伸出。
23.依照權利要求22的對接站，其中印刷電路板為多層印刷電路板而繞組包括繞每層上的開口的跡線，其通過相鄰層之間的直通來連接以形成跡線的圓筒。
24.依照權利要求22的對接站，其中繞組包括多個跡線圓筒。
25.依照權利要求15的對接站，其中電隔離數據變換器為光學數據，包括至少(a)發光二極管和(b)光敏晶體管之一。
26.依照權利要求15的對接站，其中電隔離數據變換器包括射頻(RF)數據變換器。
27.依照權利要求26的對接站，其中RF數據變換器包括天線。
28.依照權利要求27的對接站，其中天線被屏蔽。
29.一種適合于在便攜病人監控網絡中使用的通信系統，包括用于通過所選對接站在便攜裝置和中心控制器之間提供第一電隔離雙向通信通道的電路；用于在便攜裝置直接和中心控制器之間提供第二電隔離雙向通信通道的電路；用于當便攜裝置對接于所選對接站時通過第一通信通道建立通信否則通過第二通信通道建立通信的電路。
30.權利要求29的系統，其中所述便攜病人監控網絡包括，雙向耦合于網絡的中心控制器；每個都雙向耦合于網絡的一個或多個對接站；以及能夠與所選對接站之一對接的一個或多個便攜裝置。
31.權利要求29的系統，其中響應于至少一個(a)便攜病人監控器裝置的對接，(b)檢測所建立通信通道上的通信損失以及(c)檢測特定通信通道的不存在，用于建立通信的所述電路自動選擇并建立一特定通信通道。
32.權利要求30的系統，其中用于提供第一通信通道的電路包括對接站中用于接收來自網絡的網絡兼容數據的電路；和便攜裝置中用于從所接收的網絡兼容數據提取數據的電路。
33.權利要求29的系統，其中用于提供第二通信通道的電路進一步包括耦合于網絡的獨立收發機，用于接收來自便攜裝置的網絡兼容數據和網絡上的所接收網絡兼容數據。
34.權利要求30的系統，其中用于提供第二通信通道的電路包括中心控制器中用于依照預定網絡協議產生網絡兼容數據并將這個數據無線傳輸到便攜裝置的電路；和便攜裝置中用于接收來自中心控制器的網絡兼容數據并從所接收的網絡兼容數據提取數據的電路。
35.權利要求29的系統，其中用于提供第二通信通道的電路進一步包括耦合于網絡的獨立收發機，用于接收來自中心控制器的網絡兼容數據并將這個數據無線傳輸到便攜裝置。
36.權利要求30的系統，其中每個便攜裝置都傳輸病人監控數據至中心控制器，而中心控制器將用于控制便攜裝置工作的數據傳輸到便攜裝置。
37.權利要求30的系統，其中網絡傳輸依照預定網絡兼容協議格式化的數據；并且每個便攜裝置包括用于依照網絡兼容協議產生數據的電路。
38.權利要求37的系統，其中所選網絡協議是從由互聯網協議(IP)、通用串行總線(USB)、I.E.E.E.網絡協議和局域網(LAN)協議構成的組里選擇的。
39.在電隔離便攜病人監控網絡中，所述網絡包括中心控制器；一個或多個對接站，每個都與中心控制器耦合以進行通信；以及一個或多個便攜裝置，每個都能夠與所選的一個對接站對接；一種通信系統包括用于通過所選對接站提供從便攜裝置到中心控制器的第一電隔離通信通道的電路；用于提供從便攜裝置到中心控制器的第二電隔離通信通道的電路；用于當便攜裝置對接于所選對接站時通過第一通信通道建立通信否則通過第二通信通道建立通信的電路。
40.權利要求39的系統，其中每個對接站中的數據變換器通過硬連線耦合于中心控制器。
41.權利要求39的系統，其中每個對接站中的變換器都包括無線通信天線；并且每個便攜裝置中的變換器都包括當便攜裝置與所選對接站對接時被安排與所選對接站中的無線通信天線進行通信的無線通信天線。
42.權利要求39的系統，其中中心控制器包括無線通信天線；并且每個便攜裝置中用于提供第二通信通道的電路包括當便攜裝置未與任何的對接站對接時，被安排來與中心控制器中的天線交換數據的附加無線天線。
43.權利要求42的系統，其中中心控制器包括無線通信天線；并且當便攜裝置未與任何的對接站對接時進一步安排便攜裝置中的無線通信天線與中心控制器中的天線交換數據。
44.權利要求39的系統，其中中心控制器包括無線通信天線；并且每個便攜裝置中用于提供第二通信通道的電路包括當便攜裝置未與任何的對接站對接時，被安排來與中心控制器中的天線交換數據的無線天線。
45.權利要求39的系統，其中用于建立通信的電路耦合于提供第一天線通道的電路并包括當檢測到數據在第一通信通道上時確定便攜裝置對接于所選對接站的電路。
46.權利要求39的系統，其中每個對接站進一步包括電隔離功率耦合器；每個便攜裝置進一步包括當便攜裝置對接于所選對接站時被安排接收來自所選對接站中功率耦合器的功率的電隔離功率耦合器；并且用于建立通信的電路包括每個便攜裝置中耦合于便攜裝置中功率耦合器、當檢測到所接收功率時確定便攜裝置對接于所選對接站的電路；以及每個對接站中耦合于對接站中功率耦合器、當在對接站中的功率耦合器上檢測到負載時確定便攜裝置對接于該對接站的電路。
47.一種用于與病人連接的監控系統的電隔離、組合功率和信號耦合器，包括功率耦合器，包括包括中心極和外圍極的磁透過單元；和初級繞組，其形成開口，中心極通過該開口伸出；以及電隔離數據變換器；以及一種能夠與對接站對接的便攜裝置，包括功率耦合器，包括包括中心極和外圍極的磁透過單元；和次級繞組，其形成開口，中心極通過該開口伸出；以及電隔離數據變換器；其中當便攜裝置與對接站對接時，安排便攜裝置中的磁透過單元和對接站中的磁透過單元以形成磁路，并且安排便攜裝置中的數據變換器和對接站中的數據變換器以交換數據。
48.權利要求47的功率耦合器，其中當便攜裝置與對接站對接時，安排對接站中的磁透過單元與監控裝置中的磁透過單元具有基本上千分之20到30英寸的相對小的間隔。
全文摘要
公開一種用于與病人連接的裝置的電隔離組合功率和信號耦合器。對接站和能夠與對接站對接的便攜裝置，每個都包括功率耦合器和電隔離數據變換器。各自的功率耦合器包括一包含中心極和外圍極的磁透過單元以及一有開口的印刷電路板，中心極通過所述開口伸出。印刷電路板包括包圍中心極開口的繞組初級繞組在對接站中而次級繞組在便攜裝置中。當便攜裝置與對接站對接時，安排便攜裝置中的磁透過單元和對接站中的磁透過單元以形成磁路，而安排便攜裝置中的數據變換器和對接站中的數據變換器以交換數據。
文檔編號A61B5/00GK1440254SQ01809730
公開日2003年9月3日 申請日期2001年11月20日 優先權日2000年11月20日
發明者C·凱利, S·紐厄爾, T·魯斯 申請人:美國西門子醫療解決公司