【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于可植入医疗设备(imd，植入物)和外部设备之间的无线数据传输的通信系统，其中，imd配置为监测患者的健康状态和/或配置为向患者递送治疗信号。外部设备至少部分位于体外。本专利技术还涉及用于无线数据传输的相应通信方法、相应计算机程序产品和相应计算机可读数据载体。
技术介绍
1、主动和被动可植入医疗设备(imd、植入物)，例如起搏器(带引线)、生物监测器、可植入无引线起搏器(ilp)、可植入无引线压力传感器(ilps)、可植入心脏除颤器(icd)或电击盒，包含收集生理信号的传感器，以监测患者的健康状态，并使用通信单元将这些信号作为数据传输至外部设备(例如智能手机、计算机、远程服务器)。从这些各种传感器收集的数据可以包括但不限于ecg、阻抗、活动、姿势、心音、压力、呼吸数据和其他数据。主动imd(例如起搏器、ilp、icd或电击盒)可向患者提供治疗信号，例如心室或心房内的电刺激。
2、通常，这种imd包括用于数据处理的处理器和收发器模块，该收发器模块配置为与外部设备的通信单元双向交换消息，例如，如果该外部设备被植入患者体内的话。至少部分位于体外的外部设备的通信单元配置为使用imd的收发器模块进行双向数据传输。通信单元以请求的形式产生并发送消息到imd的收发器模块，例如用于从imd接收关于患者健康状态或imd状态的数据或用于编程(以便配置imd对患者应用适当的治疗)。
3、文献us2018/0152972a1描述了用于数据传输的方法和系统，其中在外部仪器和imd之间启动通信链路。在第一连接间隔
4、上述文献表明，需要考虑通信链路的参数，以避免imd电池的过度消耗。对于imd(如果植入患者体内的话)和外部设备之间的遥测通信来说尤其如此。通常，这种遥测通信被实现为短通信连接，包括以预定的、通常是规则的时间间隔重复的多个数据包的交换。
5、通常，imd和外部设备之间的遥测通信使用低链路余量。在这种情况下，高数据速率会导致通信丢失，并且潜在的高重复率会导致能耗增加。由于短时间通信连接只包含几个数据包，通信伙伴之间通常的最佳数据速率的“协商”也会增加能耗。用于确定数据传输服务的整体性能的通常的服务质量(qos)方法，包括对连接的所有方面的要求，例如服务响应时间、损耗、信噪比、串扰、回声、中断、频率响应、响度级别等，是短距离通信的无效方法，比如遥测通信情况下的imd和外部设备通信。
技术实现思路
1、因此，期望提供的通信系统和方法不消耗imd电池能量，并且提供关于至少一个最佳通信参数的快速结果，从而导致寿命增加。
2、上述问题通过具有权利要求1特征的用于imd和外部通信单元之间的无线数据传输的通信系统、具有权利要求8特征的相应通信方法、具有权利要求13特征的计算机程序产品以及具有权利要求14特征的计算机可读数据载体来解决。
3、具体地，该问题通过用于imd和外部设备之间的无线数据传输的通信系统来解决，该通信系统包括通信单元和处理器，其中imd配置成监测患者的身体参数和/或配置成向患者递送治疗信号，其中imd包括收发器模块，该收发器模块配置成在从收发器模块到通信单元的上行链路方向上以及在从通信单元到收发器模块的下行链路方向上与外部设备的通信单元交换数据，其中外部设备的处理器配置成确定由通信单元接收并由植入的imd的收发器模块以预定初始数据速率发送的至少一个数据包的信号强度，并确定通信单元的噪声水平，其中处理器还配置成基于由通信单元从收发器模块接收的至少一个数据包的紧接着之前确定的信号强度和通信单元的当前噪声水平来确定用于上行链路方向上的数据传输的最高可能上行链路数据速率值和用于下行链路方向上的数据传输的最高可能下行链路数据速率值。
4、imd是如上定义的可植入医疗设备，其配置为监测患者的健康状况和/或配置为向患者递送治疗信号，例如ilp、ilps或icd。可以实现上述主题的imd的其他示例是上述imd、scs设备、药物输送设备或耳蜗植入物。imd至少部分地可植入患者体内。植入后，imd提供与外部设备的遥测通信。
5、imd包括用于数据处理的处理器和用于向通信单元发送和传输消息(即通信信号)以及从通信单元接收消息的收发器模块(例如天线)。imd的处理器电连接到收发器模块，外部设备的处理器电连接到通信单元。可替代地，收发器模块或通信单元可以分别集成在imd的处理器或外部设备的处理器内。收发器模块和通信单元配置成以数据包的形式向相应的其他模块/单元发送信号/消息。通常，这种数据包是嵌入在通信协议中定义的语法规则和语义规则的系统中的位串，这些规则以各自的算法和数据结构来表达。由收发器模块接收的消息被传输到相应的处理器用于数据处理。类似地，处理器产生信号/消息的内容，该内容由收发器模块或通信单元传输到相应的伙伴。
6、imd的存储模块可以包括任何易失性、非易失性、磁性或电介质，例如随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、非易失性ram(nvram)、电可擦除可编程rom(eeprom)、闪存或任何其他存储设备。
7、imd可以包括其他模块，例如诸如电池的电源、用于从患者获取生理信号的至少一个传感器和/或用于产生例如电或电磁治疗信号以便向患者提供治疗的信号发生器。收发器模块、存储器模块、电源、至少一个传感器和/或信号发生器可以电连接到处理器。imd的部件可以位于密封的外壳内。
8、外部设备总是至少部分位于体外，特别是在imd植入患者体内的情况下。外部设备可以是计算机、智能手机、服务器或包括通信单元和处理器的类似计算设备。外部设备可以是所谓的患者远程设备(pr)，其可以用作收发器，以在imd和远程监控服务器之间路由通信。pr可以使患者或hcp能够改变imd的主动治疗程序、控制其刺激幅度、打开/关闭刺激以及查看电池状态。因此，它也可以用作imd的外部编程器。外部设备和以下方法的所述功能可以通过相应的app来实现。
9、通信单元配置用于与imd的收发器模块进行双向通信，因此包括用于消息(信号)的收发器，例如天线。
10、对于数据/信号处理，外部设备和imd每个都包括或可以包括专用处理器，该处理器通常被视为外部设备或imd的功能单元，其解释和执行包括指令控制单元和算术逻辑单元的指令。处理器可以包括微处理器、控制器、数字信号处理器(dsp)、专用集成电路(asic)、现场可编程门阵列(fpga)、离散逻辑电路或其任意组合。可替代地或另外，处理器可以使用集成的专用硬件逻辑电路来实现，特别是在imd的情况下，由于小尺寸和极端的功率限制。处理器可包括多个处理子单元。
11、imd的通信单元和收发本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于可植入医疗设备(IMD，40)和外部设备(60)之间的无线数据传输的通信系统(10)，包括通信单元(62)和处理器(61)，其中，IMD(40)配置成监测患者(30)的身体参数和/或配置成向患者递送治疗信号，其中，IMD包括收发器模块，该收发器模块配置成在从收发器模块到通信单元的上行链路方向上以及在从通信单元到收发器模块的下行链路方向上与外部设备的通信单元交换数据，其中外部设备的处理器配置成确定由通信单元接收并由植入的IMD的收发器模块以预定初始数据速率发送的至少一个数据包(P1)的信号强度(CE)，并确定通信单元的噪声水平(IE)，其中处理器还配置成基于由通信单元从收发器模块接收的至少一个数据包的紧接着之前确定的信号强度和通信单元的当前噪声水平来确定用于上行链路方向上的数据传输的最高可能上行链路数据速率值(dUL)和用于下行链路方向上的数据传输的最高可能下行链路数据速率值(dDL)。
2.根据权利要求1所述的通信系统，其中，用于所述上行链路方向和下行链路方向上的数据传输的最高可能上行链路数据速率值考虑10-1和10-6之间的误码率(BER)，优选BER为
3.根据前述权利要求中任一项所述的通信系统，其中，用于所述上行链路方向和下行链路方向上的数据传输的最高可能上行链路数据速率值考虑预定类型的IMD收发器模块。
4.根据前述权利要求中任一项所述的通信系统，其中，用于所述上行链路方向和下行链路方向上的数据传输的最高可能上行链路数据速率值考虑用于数据传输的预定频带。
5.根据前述权利要求中任一项所述的通信系统，其中，所述外部设备(60)的通信单元(62)还配置为向IMD(40)的收发器模块传输所确定的最高可能上行链路数据速率值和最高可能下行链路数据速率值，并且IMD配置为将收发器模块随后可使用的上行链路和下行链路数据速率设置为从所述通信单元接收的数据速率值。
6.根据前述权利要求中任一项所述的通信系统，其中，所述外部设备(60)配置为将所述通信单元(62)随后可使用的上行链路和下行链路数据速率设置为所确定的最高可能下行链路数据速率值和所确定的最高可能上行链路数据速率值。
7.根据前述权利要求中任一项所述的通信系统，其中，所述外部设备(60)的处理器(61)配置为确定所述上行链路和下行链路方向上的数据传输中的信号损耗(L)，和/或外部设备的处理器配置为在预定时间段内观察所述通信单元(62)的噪声水平，以便识别所述时间段中噪声水平通常高于其他子段的子段。
8.一种用于可植入医疗设备(IMD，40)和外部设备(60)之间的无线数据传输的通信方法(10)，包括通信单元(62)和处理器(61)，其中，IMD(40)在植入患者体内之后监测患者(30)的身体参数和/或向患者递送治疗信号，其中，IMD包括收发器模块，该收发器模块在从收发器模块到通信单元的上行链路方向上以及在从通信单元到收发器模块的下行链路方向上与外部设备的通信单元交换数据，具有以下步骤：
9.根据权利要求8所述的通信方法，其中，，用于所述上行链路方向和下行链路方向上的数据传输的最高可能上行链路数据速率值考虑10-1和10-6之间的误码率(BER)，优选BER为10-2、10-3或10-5，和/或预定类型的IMD收发器模块和/或用于数据传输的预定频带。
10.根据权利要求8至9中任一项所述的通信方法，其中，所述外部设备(60)的通信单元(62)向IMD(40)的收发器模块传输所确定的最高可能上行链路数据速率值和最高可能下行链路数据速率值，并且IMD将收发器模块随后可使用的上行链路和下行链路数据速率设置为所传输的数据速率值。
11.根据权利要求8至10中任一项所述的通信方法，其中，所述外部设备(60)将所述通信单元(62)随后可使用的上行链路和下行链路数据速率设置为所确定的最高可能下行链路数据速率值和所确定的最高可能上行链路数据速率值。
12.根据权利要求8至11中任一项所述的通信方法，其中，所述外部设备(60)的处理器(61)确定所述上行链路和下行链路方向上的数据传输中的信号损耗(L)，和/或在预定时间段内观察所述通信单元(62)的噪声水平，以便识别所述时间段中噪声水平通常高于其他子段的子段。
13.一种包括指令的计算机程序产品，当由外部设备(60)的处理器(61)执行时，所述指令使处理器执行根据权利要求8至12中任一项所述的方法的步骤。
14.一种存储根据权利要求13所述的计算机程序产品的计算机可读数据载体。
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种用于可植入医疗设备(imd，40)和外部设备(60)之间的无线数据传输的通信系统(10)，包括通信单元(62)和处理器(61)，其中，imd(40)配置成监测患者(30)的身体参数和/或配置成向患者递送治疗信号，其中，imd包括收发器模块，该收发器模块配置成在从收发器模块到通信单元的上行链路方向上以及在从通信单元到收发器模块的下行链路方向上与外部设备的通信单元交换数据，其中外部设备的处理器配置成确定由通信单元接收并由植入的imd的收发器模块以预定初始数据速率发送的至少一个数据包(p1)的信号强度(ce)，并确定通信单元的噪声水平(ie)，其中处理器还配置成基于由通信单元从收发器模块接收的至少一个数据包的紧接着之前确定的信号强度和通信单元的当前噪声水平来确定用于上行链路方向上的数据传输的最高可能上行链路数据速率值(dul)和用于下行链路方向上的数据传输的最高可能下行链路数据速率值(ddl)。
2.根据权利要求1所述的通信系统，其中，用于所述上行链路方向和下行链路方向上的数据传输的最高可能上行链路数据速率值考虑10-1和10-6之间的误码率(ber)，优选ber为10-2、10-3或10-5。
3.根据前述权利要求中任一项所述的通信系统，其中，用于所述上行链路方向和下行链路方向上的数据传输的最高可能上行链路数据速率值考虑预定类型的imd收发器模块。
4.根据前述权利要求中任一项所述的通信系统，其中，用于所述上行链路方向和下行链路方向上的数据传输的最高可能上行链路数据速率值考虑用于数据传输的预定频带。
5.根据前述权利要求中任一项所述的通信系统，其中，所述外部设备(60)的通信单元(62)还配置为向imd(40)的收发器模块传输所确定的最高可能上行链路数据速率值和最高可能下行链路数据速率值，并且imd配置为将收发器模块随后可使用的上行链路和下行链路数据速率设置为从所述通信单元接收的数据速率值。
6.根据前述权利要求中任一项所述的通信系统，其中，所述外部设备(60)配置为将所述通信单元(62)随后可使用的上行链路和下行链路数据速率设置为所确定的最高可能下行链路数据速率值和所确定的最高可能上行链路数据速率值。
7.根据前述权利要求中任一项所述的通信系统，其中，...
【专利技术属性】
技术研发人员：J·埃尔斯纳，J·科佩尔，E·比尔施奈德，W·加尔茨，U·卡门兹，U·斯图尔默，E·斯蒂芬，G·戈雷茨基，
申请(专利权)人：百多力两合公司，
类型：发明
国别省市：
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