(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
センサインタフェースを有するモニタデバイスであって：
予め定義されたタイプの１つ以上のセンサと機械的にインタフェースするよう構成される、コネクタ部と；
センサタイプを決定し、前記センサタイプとの通信インタフェースを確立するよう構成される、ハードウェアインタフェース層と；
予め定義されたタイプの前記１つ以上のセンサに対応する複数のプロトコルを記憶するよう構成されるハードウェア抽象化層であって、当該デバイスと前記センサタイプとの間の対話を可能にするよう、そのタイプについて選択されたプロトコルを使用して前記通信インタフェースを介して前記センサと通信する、ハードウェア抽象化層と；
を備える、デバイス。
【請求項２】
前記ハードウェアインタフェース層は、センサが接続されたことを感知し、前記センサタイプを決定するように構成される、センサ検出回路を含む、
請求項１に記載のデバイス。
【請求項３】
前記ハードウェアインタフェース層は、前記センサ検出回路の出力に従って、前記ハードウェア抽象化層のプロトコルとインタフェースするように構成される、多重化デバイスを含む、
請求項２に記載のデバイス。
【請求項４】
前記多重化デバイスは、当該デバイスに接続されるセンサとのシリアルデータ通信のための万能非同期送受信機（ＵＡＲＴ）を有するフィールドプログラマブルゲートアレイを含む、
請求項３に記載のデバイス。
【請求項５】
前記ハードウェアインタフェース層は、当該デバイスに接続されるセンサについて調整された電力を提供するよう、電力調整回路を含む、
請求項１に記載のデバイス。
【請求項６】
前記コネクタ部は、前記予め定義されたタイプではないセンサによる接続を妨げる、嵌合機能を含む、
請求項１に記載のデバイス。
【請求項７】
当該デバイスは除細動器を含む、
請求項１に記載のデバイス。
【請求項８】
センサの適合性を識別し、適合性のあるセンサタイプのみとの通信を提供するための３レベル機構を更に備え、該３レベル機構が、
前記ハードウェアインタフェース層及び前記ハードウェア抽象化層を通して、適合性のあるセンサと対話するよう構成されるデバイスアプリケーションを備える、
請求項１に記載のデバイス。
【請求項９】
前記ハードウェアインタフェース層は、センサが接続されたことを感知し、前記センサタイプを決定するように構成される、センサ検出回路を含む、
請求項８に記載のデバイス。
【請求項１０】
前記ハードウェアインタフェース層は、前記センサ検出回路の出力に従って、前記ハードウェア抽象化層のプロトコルとインタフェースするように構成される、多重化デバイスを含む、
請求項９に記載のデバイス。
【請求項１１】
前記多重化デバイスは、当該デバイスに接続されるセンサとのシリアルデータ通信のための万能非同期送受信機（ＵＡＲＴ）を有するフィールドプログラマブルゲートアレイを含む、
請求項１０に記載のデバイス。
【請求項１２】
前記ハードウェアインタフェース層は、当該デバイスに接続されるセンサについて調整された電力を提供するよう、電力調整回路を含む、
請求項８に記載のデバイス。
【請求項１３】
前記コネクタ部は、前記予め定義されたタイプではないセンサによる接続を妨げる、嵌合機能を含む、
請求項８に記載のデバイス。
【請求項１４】
当該デバイスは除細動器を含む、
請求項８に記載のデバイス。
【請求項１５】
センサタイプの適合性を検証する方法であって：
センサをモニタリングデバイスに接続するよう試みることにより、センサタイプが前記モニタリングデバイスと機械的に適合性を有するかどうかを判断するステップと；
機械的に適合性がある場合、センサ検出回路を使用してセンサタイプを識別するステップと；
ハードウェアインタフェース層を通して、適合性があるセンサタイプとの通信インタフェースを確立するステップと；
前記センサタイプについて選択されたプロトコルを使用して、前記通信インタフェースを介して前記センサタイプと通信するステップであって、前記選択されたプロトコルは、前記モニタリングデバイスと前記センサタイプとの間の対話を可能にするようハードウェア抽象化層内に記憶されている、ステップと；
を備える、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、医療機器に関し、より具体的には、適切なハードウェアを医療用途で用いることを保証するインタフェース接続システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
患者のバイタルサインをモニタする医療デバイスは、様々なタイプのセンサを使用して患者の生理的活性を電気信号に変換する。電気信号は、警告状態を検出するために表示及び使用され得る時間変化型の波形及び数値測定の基準を提供することができる。一例は、患者の呼気内に吸収される赤外光の量を測定することにより呼気終末二酸化炭素EtCO2を測定するセンサである。
【０００３】
センサは、患者モニタリングデバイスの内部に物理的に搭載される可能性がある。あるいは、センサは、モニタリングデバイス上のポートに差し込むケーブルを有する別個のモジュールとして製造されることもある。外部センサの潜在的な利点は、エンドユーザが、幾つかの代替的な適合性のあるセンサタイプのうち、使用するものを選択することができることである。
【０００４】
従来のシステムは、業界標準インタフェースプロトコル及びユニバーサルコネクタを使用する。医療デバイス用の業界標準インタフェースプロトコルの具体的な例は、Bluetooth（登録商標）ＨＤＰ（Health  Device  Profile）である。この標準は、データを医療デバイスと交換するためのアプリケーションプログラマインタフェース（ＡＰＩ）を規定する。特にサポートされるデバイスには、パルスオキシメータ、血圧モニタ、血糖メータ及び体温計といったセンサが含まれる。ベンダは、これらの標準プロトコルに準拠するセンサ製品を設計することができる。関連するＨＤＰを実装する任意の患者モニタデバイスは、適合性のあるセンサとデータを交換することができる。
【０００５】
ユニバーサルコネクタは、標準プロトコルインタフェースを規定する点において業界標準プロトコルと同様である。加えて、ユニバーサルコネクタは、電気的及び機械的又は物理的インタフェースを規定する。一例は、ユニバーサルリアルバス（ＵＳＢ）である。ＵＳＢは、多様なタイプのデバイスをホストデバイスに接続することを可能にする。
【０００６】
業界標準プロトコル及びユニバーサルコネクタは、非限定的な適用を対象としており、適合性のある新たな製品を任意の時に導入することが可能である。この汎用性は、患者モニタリングデバイスの製造業者が、各センサとの適合性及び安全性を評価することを可能にする。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本原理に従って、患者モニタリングデバイス上にポートを提供するための機構及び方法を説明する。この患者モニタリングデバイスは、様々な異なるセンサタイプを受け入れ、どのタイプのセンサが接続されているかを自動的に判断することになる。この機構は、認証されたセンサのみが用いられることを保証するセーフガードも提供する。加えて、適合性のあるセンサの能力をこの機構により評価し、全ての特徴及び能力が理解され、利用され得ることを保証することができる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
一実施形態において、センサインタフェースを有するモニタデバイスは、予め定義されたタイプの１つ以上のセンサと機械的にインタフェースするよう構成される、コネクタ部を含む。適合性は、マルチレイヤアプローチを使用して決定され得る。例えばソフトウェアで実装され得るハードウェアインタフェース層は、センサタイプを決定し、そのセンサタイプとの通信インタフェースを確立するよう構成される。ハードウェアとソフトウェアの部分を含み得るハードウェア抽象化層は、予め定義されたタイプの１つ以上のセンサに対応する複数のプロトコルを記憶するよう構成される。ハードウェア抽象化層は、デバイスとセンサタイプとの間の対話を可能にするよう、そのタイプについて選択されたプロトコルを使用して通信インタフェースを介してセンサと通信する。
【０００９】
センサインタフェースを有する別のモニタデバイスは、予め定義されたタイプの１つ以上のセンサと機械的にインタフェースするよう構成されるコネクタ部を含む。センサの適合性を識別し、適合性のあるセンサタイプのみとの通信を提供するために３レベル機構が含まれる。３レベル機構は、センサタイプを決定し、該センサタイプとの通信インタフェースを確立するように構成されるハードウェアインタフェース層と；予め定義されたタイプの１つ以上のセンサに対応する複数のプロトコルを記憶するよう構成されるハードウェア抽象化層であって、デバイスとセンサタイプとの間の対話を可能にするよう、そのタイプについて選択されたプロトコルを使用して通信インタフェースを介してセンサと通信する、ハードウェア抽象化層と；ハードウェアインタフェース層及びハードウェア抽象化層を通して、適合性のあるセンサと対話するよう構成されるデバイスアプリケーションとを更に含む。
【００１０】
センサタイプの適合性を検証する方法は、センサをモニタリングデバイスに接続するよう試みることにより、センサタイプがモニタリングデバイスと機械的に適合性を有するかどうかを判断するステップと；機械的に適合性がある場合、センサ検出回路を使用してセンサタイプを識別するステップと；ハードウェアインタフェース層を通して、適合性があるセンサタイプとの通信インタフェースを確立するステップと；センサタイプについて選択されたプロトコルを使用して、通信インタフェースを介してセンサタイプと通信するステップとを含み、選択されたプロトコルは、モニタリングデバイスとセンサタイプとの間の対話を可能にするようハードウェア抽象化層内に記憶されている。
【００１１】
本開示のこれら及び他の目的、特徴及び利点は、添付の図面と関連して読まれることになる例示の実施形態についての以下の詳細な説明から明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
本開示は、以下の図面と関連して、好適な実施形態の下記の説明で詳細に提示される。
【図１】一実施形態に係る、センサインタフェース及び感知システムを有するモニタリングデバイス又はシステムを示すブロック／フロー図である。
【図２】有益な実施形態に従って、機械的に適合性のあるコネクタと機械的に適合性のないコネクタのペアを意図的に提供するためのプラグ及びレセプタクルの例示的構成を示す透視図である。
【図３】一実施形態に従って、センサを識別して通信するための３レベル機構を示すブロック／フロー図である。
【図４】一実施形態に従って、図３の３レベル機構をより詳細に示すブロック／フロー図である。
【図５】例示の実施形態に従って、センサを識別して通信するための方法を示すフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本原理に従って、様々な異なるセンサタイプを受け入れ、どのタイプのセンサが接続されているかを自動的に判断するポートを患者モニタリングデバイス上に提供するための機構及び方法を説明する。この機構は、認証されたセンサのみが用いられることを保証するセーフガードも提供する。
【００１４】
医療デバイスは、デバイスがその有効な要件に合致すること、そしてデバイスが臨床的利用に安全かつ有効であることを保証するために、検証を受ける必要がある。外部センサが患者モニタリングデバイスとともに使用されるとき、外部センサは、全体的な医療デバイスの一部であると考えられる。したがって、患者モニタリングデバイスは、その適合性のあるセンサの各々とともに機能性、安全性及び有効性について検証され、評価される必要がある。
【００１５】
ユニバーサルコネクタ又は標準コネクタとは対照的に、本機構は非常に限られた用途を対象としており、したがって、患者モニタリングデバイスの製造業者は、適合性のあるセンサの限られたセットを予め選択し、それぞれの認証されたセンサが、機能性、安全性及び有効性について全てのシステムレベルの要件に合致することを確かめることができる。
【００１６】
本発明は、医療機器の観点で説明されるが、本発明の教示は非常に広く、全ての接続型の機器又はシステムに適用可能であることも理解されたい。一部の実施形態では、本原理は、複雑な生物学的又は機械的システムの用途に用いられる。特に、本原理は、肺や消化管、排出器官、血管等といった身体の全てのエリアにおける生物学的システム、プロシージャの内部追跡又はテストデバイスに適用可能である。図面に示される要素は、ハードウェア及びソフトウェアの様々な組合せで実装されてよく、単一の要素又は複数の要素で組み合され得る機能を提供することができる。
【００１７】
図面に示される様々な要素の機能は、専用のハードウェア並びに適切なソフトウェアとの関連でソフトウェアを実行する能力を有するハードウェアの使用を通して提供され得る。プロセッサによって提供されるとき、機能は、単一の専用のプロセッサにより、単一の共有プロセッサにより、あるいはその一部が共有され得る複数の個別のプロセッサによって提供され得る。さらに、「プロセッサ」又は「コントローラ」という用語の明示的な使用は、ソフトウェアを実行する能力を有するハードウェアのみを指すように解釈されるべきではなく、これらには限られないが、デジタル信号プロセッサ（「ＤＳＰ」）ハードウェア、ソフトウェアを格納するための読取専用メモリ（「ＲＯＭ」）、ランダムアクセスメモリ（「ＲＡＭ」）、不揮発性ストレージ等を暗黙的に含む可能性がある。
【００１８】
さらに、本明細書において本発明の原理、態様及び実施形態並びにその具体的な実施例を説明する全ての記載は、その構造的均等物と機能的均等物の双方を包含するよう意図される。加えて、そのような均等物は、現在公知な均等物だけでなく、将来開発される均等物（すなわち、構造に関わらず、同じ機能を実行する全ての開発される要素）を含むことが意図される。したがって、例えば本明細書で提示されるブロック図は、本発明の原理を具現化する例示的システムコンポーネント及び／又は回路の概念的ビューを表していることが当業者には認識されよう。同様に、全てのフローチャート、フロー図及び同様のものは、コンピュータ読取可能媒体内で実質的に表され、したがって、コンピュータ又はプロセッサが明示的に示されているか否かに関わらず、そのようなコンピュータ又はプロセッサにおって実行され得る、様々な処理を表すことも認識されよう。
【００１９】
さらに、本発明の実施形態は、コンピュータ又は任意の命令実行システムによる使用又はこれらとの関連で使用するためのプログラムコードを提供する、コンピュータ使用可能又はコンピュータ読取可能記憶媒体からアクセス可能なコンピュータプログラム製品の形式を取ることができる。この説明の目的で、コンピュータ使用可能又はコンピュータ読取可能記憶媒体は、命令実行システム、装置又はデバイスによる使用又はこれらとの関連で使用するためのプログラムを含むか、格納、通信、伝搬又は伝達する、任意の装置とすることができる。媒体は、電気、磁気、光学、電磁気、赤外又は半導体システム（又は装置若しくはデバイス）又は伝搬媒体とすることができる。コンピュータ読取可能媒体の例には、半導体又は固体のメモリ、磁気テープ、取外し可能コンピュータディスケット、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読取専用メモリ（ＲＯＭ）、剛性の磁気ディスク及び光ディスクが含まれる。光ディスクの現在の例には、コンパクトディスク読取専用メモリ（ＣＤ−ＲＯＭ）、コンパクトディスク読取／書込（ＣＤ−Ｒ／Ｗ）、Ｂｌｕｅ−Ｒａｙ（登録商標）及びＤＶＤが含まれる。
【００２０】
次に図面を参照するが、図面では同様の数字は同じ又は類似の要素を表す。まず、図１を参照すると、システム１００は、センサ検出システム及び通信モジュール１０６を有する。一実施形態によると、システム１００は、除細動器や他のモニタデバイスのような患者モニタリングデバイス１１２を含む。除細動器又はモニタデバイスを、例として例示的に用いる。本原理に従って、他のデバイス又はシステムを用いてもよい。デバイス１１２は、１つ以上のプロセッサ１１４と、プログラム及びアプリケーションを格納するためのメモリ１１６を含み得る。センサ検出及び通信モジュール１０６は、センサ検出のための回路を含み得る。モジュール１０６は、ハードウェア（論理回路）、ソフトウェア又はその双方の組合せを含み得る。一実施形態において、モジュール１０６は、センサ及びセンサタイプを識別して分類するように構成される論理ゲート又は回路を含む。その論理は代わりにソフトウェアで実装されてもよく、あるいはハードウェアとソフトウェアの組合せが用いられてもよいことを理解されたい。ソフトウェアの部分は、メモリ１１６に格納され得るが、他のメモリ要素、例えばバッファ等が用いされてもよい。
【００２１】
コネクタ感知モジュール１１５は、コネクタからのフィードバック信号を解釈するように構成される。コネクタ感知モジュール１１５は、論理回路を含んでもよく、あるいはソフトウェアと回路の任意の組合せを含んでもよい。コネクタ感知モジュール１１５は、センサ１０８と通信して、センサ１０８とモニタリングデバイス１１２との間の適合性を判断する。適合性のあるセンサ１０８はそれぞれ、モニタリングデバイス１１２上のレセプタクルポート又はレセプタクル１０４と嵌合（mate）するコネクタプラグ１１０を有するケーブル１０５を有することがある。電力及び信号は、コネクタ１０４内で予め定義されたピンを介してルーティングされる。電力に加えて、電気接続は、１つ以上のシリアルデータ接続、センサタイプ識別信号線を含むことがあり、更に他のアナログ又はデジタル信号線も含むことがある。信号線又はケーブル１０５は、電気コンダクタ、ファイバオプティクス等を含み得る。モニタリングデバイス１１２内には、センサ１０８と通信するためのマルチレベル機構が存在する。１又は複数のセンサ１０８を識別すると、１又は複数のセンサ１０８の正しい使用を可能にするよう、メモリ１１６内に格納されたセンサアプリケーション１２４が実行され得る。
【００２２】
一部の実施形態において、モニタリングデバイス１１２は、ディスプレイ１１８を含み、ユーザがモニタリングデバイス１１２並びにそのコンポーネント及び機能と、あるいはシステム１００内の任意の他の要素と対話するのを可能にすることができる。このことは、ユーザインタフェース１２０によって更に容易にされる。ユーザインタフェース１２０は、キーボード、マウス、ジョイスティック、触覚デバイス又は任意の他の周辺機器若しくはコントローラを含み、モニタリングデバイス１１２からのユーザフィードバック及びモニタリングデバイス１１２との対話を可能にすることができる。モニタリングデバイス１１２は、電気ショックパドル、他の電子デバイス又は特徴等のような他の特徴１３４を含んでもよい。
【００２３】
図１の参照を続けながら、図２を参照すると、デバイス１１２とセンサ１０８との間のハードウェア接続を示す例が、１つのセンサ又はセンサのセットと適合性のあるレセプタクルをどのように作ることができるかを例示的に示すために図示されている。レセプタクル１０４が、患者モニタデバイス１１２の外面上に提供されている。このレセプタクル１０４は、外部センサ１０８上のコネクタプラグ１１０に物理的に嵌合する。コネクタプラグ１１０とレセプタクル１０４の形状及び色は一致し、ユーザが正しい１つ又は複数のレセプタクルを配置することを容易にすることができる。加えて、レセプタクル１０４は、全ての適合性のあるセンサ１０８に、及び適合性のあるセンサのみに合うように形状形成され、かつ／又はキー形成され得る。
【００２４】
コネクタ・キー形成ストラテジ（connector  keying  strategy）は、センサ１０８とモニタリングデバイス（１１２）との様々な組合せを可能にするよう、複数のレベルで実装され得る。例えばレセプタクル２２６は、センサ２２０及び２２２をサポートする。しかし、レセプタクル２２４はセンサ２２０のみをサポートする。センサ２２０及び２２２は、複数のコンダクタ又はピン２０８を含む。センサプラグ部分２０２は、センサ２２０及びセンサ２２２についてそれぞれ、溝（groove）２０６と、平面（flat）２０４又はキー２１０とを含む。キー２１０は、レセプタクル２２４がセンサ２２２と嵌合しないように設計される。レセプタクル２２４及び２２６は、キー溝２１４と、溝２０６で受け取られる導電性リブ２１５とを含む。レセプタクル２２４は嵌合平面２１２を含み、レセプタクル２２６は嵌合スロット２１６を含む。平面２０４は嵌合平面２１２に適合する。ピン２０８は、ソケット２１８で受け取られる。平面２０４を有するセンサ２２０は、レセプタクル２２４と２２６の双方に適合する。キー２１０を有するセンサ２２２は、レセプタクル２２６のみに適合する。この例は、単に１つの具体的なスキームを表すものであり、他の構成も考えられることを理解されたい。追加の特徴、例えばキー又はスロットを、センサ２２０又は２２２上に、あるいはレセプタクル２２４及び２２６上に提供して、必要に応じて更なる配列又は組合せを提供してもよい。
【００２５】
インタフェース内で提供される電気信号レベル及び接続（例えばソケット２１８へのピン２０８）は、全ての適合センサの要件に合致する必要がある。電力、アース端子（ground）及びデータ信号に使用されるコネクタピン２０８は、全ての機能するセンサ／レセプタクルのペアについて適合性がある必要がある。
【００２６】
図１の参照を続けながら、図３を参照すると、モニタリングデバイス１１２内には、センサ検出及びセンサ１０８との通信のための３レベル機構３００が存在する。図１において、３層機構３００は、コネクタ感知モジュール１１５と、センサ検出及び通信モジュール１０６と、センサアプリケーション１２４内に含まれる。図３において、３層機構３００は、それぞれハードウェアインタフェース層３０６、ハードウェア抽象化層３０４及びデバイスアプリケーションソフトウェア層３０２となる。
【００２７】
センサ１０８がモニタリングデバイス１１２のレセプタクルに機械的に適合する場合、モニタリングデバイス１１２は、ハードウェアセンサ検出回路又はハードウェアインタフェース層３０６と、ハードウェア抽象化層３０４及び／又はデバイスアプリケーションソフトウェア３０２のうちの１つ以上を使用する適合性のあるプロトコルのソフトウェア確認の組合せを通して、センサ１０８が、接続／信号レベルにおいて適合性があるかどうかを判断する必要がある。デバイス１１２は、次いで検証されたソフトウェア及びプロトコルを使用して、識別された適合性のあるセンサと通信することができる。
【００２８】
例示の一実施形態では、モニタ／除細動器がデバイス１１２のために使用される。デバイス１１２は、数タイプの外部EtCO2センサ、例えばタイプ３１０、３１２、３１４と適合性がある。EtCO2センサは、異なる製造業者によって供給され、サイドストリームCO2測定技術とメインストリームCO2測定技術の双方を含む。例えばフィリップス（登録商標）社は、外部メインストリームセンサ（Capnostat  5（登録商標））、外部サイドストリームセンサ（LoFlo（登録商標））を提供し、コヴィディエン（登録商標）社（Oridion（登録商標））は、外部サイドストリームセンサ（MicroPod（登録商標））を提供する。センサ１０８は、この例では、３つのタイプ３１０、３１２及び３１４を含む。
【００２９】
代替的な適合センサ１０８はそれぞれ、患者モニタリングデバイス１１２上のレセプタクルポート１０４と嵌合するコネクタプラグ３２２があるケーブル３２０を有する。電力及び信号は、コネクタ（レセプタクル１０４へのプラグ３２２）内の予め定義されたピンを介してルーティングされる。電力に加えて、電気接続は、１つ以上のシリアルデータ接続、センサタイプ識別信号線、ファイバ光リンク、無線リンク（例えばプラグ３２２と、それぞれのセンサタイプ３１０、３１２、３１４との間）及び任意の他のアナログ若しくはデジタル信号線を含むことがある。レセプタクル１０４がデバイス１１２上に現れると、デバイス１１２は、センサのレセプタクルを嵌合するためのプラグを含んでもよく、あるいはプラグとレセプタクルの組合せが使用されてもよいことを理解されたい。
【００３０】
図４を参照すると、センサ検出及び通信のための３レベル機構がより詳細に示されている。ハードウェアインタフェース層３０６は、センサ検出回路４０４と、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）４０６のような多重化デバイスと、電力調整（power  regulation）回路４０８を含む。センサ検出回路４０４は、センサが接続されるかどうか、例えばセンサ入出力（ＩＯ）レセプタクル４０２（レセプタクル１０４も参照されたい）に接続されているセンサが存在しないときに、センサタイプ識別信号線上で開口（open）が検出されるかどうかを判断する。センサが接続されると、センサは、センサタイプ信号線上に、接続されるセンサのタイプ（例えばセンサタイプ３１０、３１２、３１４等）を一意に示す信号を出力する。
【００３１】
センサ検出回路４０４は論理回路を含んでもよい。センサ検出回路４０４の出力は、次のような可能性のある論理値（logical  value）を含んでもよい、すなわち：接続されているセンサがない；未認識センサが接続；センサタイプ３１０が接続、センサタイプ３１２が接続及び他の適合性のあるセンサについての値等の論理値を含んでもよい。ＦＰＧＡ４０６は、センサ検出回路４０４の出力にアクセスするよう、ハードウェア抽象化層３０４のソフトウェアのためのインタフェースを提供し、加えて、ＦＰＧＡ４０６は、レセプタクル４０２を介したセンサへのシリアルデータ通信のために万能非同期送受信機（ＵＡＲＴ：universal  asynchronous  receiver/transmitted）を含む。ハードウェアインタフェース層３０６はまた、電力調整回路４０８を使用して、レセプタクル４０２に接続されるセンサに対して、調整された電力を提供する。
【００３２】
ハードウェア抽象化層３０４は、プロトコルのタイプ、したがってデバイス１１２で用いられるセンサのタイプにおいて柔軟性を提供する。ハードウェア抽象化層３０４は、全ての適合性のあるセンサによって使用されるものと同じデータプロトコルを必要としない。センサタイプの各々は、シリアルデータ接続上で異なる通信プロトコルを使用する可能性がある。機構の中間層（３０４）は、記憶された複数のプロトコル４１０（例えばプロトコルＡ〜Ｎ）を含む。ハードウェア抽象化層３０４は、接続されたセンサとともにプロトコル４１０を使用するように自動的に適応する。ハードウェア抽象化層３０４で実行中のソフトウェアは、（ＦＰＧＡ４０６を介して）センサ検出回路４０４の出力を周期的にチェックし、センサが差し込まれているか（プラグインされているか）どうかを判断する。センサが接続されているとき、センサ検出回路４０４の出力を使用して、どのセンサプロトコル４１０を使用すべきか判断する。
【００３３】
デバイスの選択されたセンサプロトコルソフトウェア（プロトコル４１０）はボーレートを設定し、そのプロトコルを使用して、接続されたセンサ（４０２）と通信するよう試みる。センサがそのプロトコルに正しく応答しない場合、センサは適合性がなく、モニタリングデバイスのディスプレイ１１８（図１）上にエラーメッセージが提示される。センサが正しく応答する場合、デバイス１１２は、どのタイプのセンサが接続されるかを判断して、そのセンサについて検証されたソフトウェアプロトコル４１０を使用して、センサと通信する。また、デバイス１１２は、センサ検出回路が適合性のないセンサと接続されたことを示す場合、エラーメッセージを提示する。
【００３４】
ハードウェア抽象化層３０４は、接続されたセンサのタイプに関して透過性を提供するので、デバイスアプリケーションソフトウェア３０２は、センサごとにカスタムの通信ソフトウェアを必要としない。複数のセンサを取り扱う複雑性は、ハードウェア抽象化層３０４でカプセル化される。デバイスアプリケーションソフトウェア３０２は、センサのタイプに特有の全ての機能をサポートする責任を負う。例えばあるタイプのセンサを較正する必要があり、あるいは様々なタイプのセンサが異なるエラー状態を検出する可能性がある。デバイスアプリケーションソフトウェア３０２は、較正方法、エラーメッセージの生成等に対処する。
【００３５】
デバイスアプリケーションソフトウェア３０２はまた、データ取得機能を制御し、センサについての仕様をチェック等することができる。本原理によると、ユーザは、幾つかの異なるタイプのセンサのうちのいずれかを接続することができ、モニタリングデバイス１１２は、どのセンサが接続されているかを自動的に認識することになる。接続されるセンサタイプは、認識されるだけでなく、モニタリングデバイス１１２に、センサタイプに基づくセンサの能力の理解を提供することになる。このようにして、レセプタクルにプラグインされるセンサは、使用に用いることが可能な完全な機能性を有することになる。
【００３６】
図５を参照すると、有益な実施形態に従って、センサタイプの適合性を検証する方法が例示的に図示されている。ブロック５０２において、センサタイプがモニタリングデバイスと適合性を有するかどうかの決定が、センサをモニタリングデバイスに接続するよう試みることにより行われる。ブロック５０４において、これは、モニタリングデバイスと予め選択されたセンサタイプとの間の機械的な適合性を有する嵌合コネクタを提供することを含み得る。予め選択されたセンサタイプは、モニタリングデバイスと適合性があるように前もって決定される。ブロック５０６において、センサタイプを一意に示すよう、センサタイプ信号線に出力される信号が提供される。ブロック５０８において、適合性のない嵌合機能（engagement  feature）をコネクタ部に提供することにより、予め定義されたタイプではないセンサについて、モニタリングデバイスへの接続が阻止される。
【００３７】
ブロック５１０において、機械的に適合性がある場合、センサタイプがセンサ検出回路を使用して識別される。機械的に適合性のないセンサは、ブロック５０８で説明したように、モニタリングデバイスに接続することができない。ブロック５１４において、ハードウェアインタフェース層を通して、機械的に適合性のあるセンサタイプとの通信インタフェースが確立される。これは、ハードウェアインタフェース層を越えてインタフェース接続を生じる多重化デバイス又はＦＰＧＡを含み得る。ブロック５１６において、通信インタフェースを確立することは、センサ検出回路の出力に従ってハードウェア抽象化層のプロトコルとインタフェースすることを含む。
【００３８】
ブロック５１８において、センサタイプとの通信は、そのセンサタイプについて選択されたプロトコルを使用して、通信インタフェースを介して実行される。選択されたプロトコルは、ハードウェア抽象化層内に記憶され、モニタリングデバイスとセンサタイプとの間の対話を可能にする。ブロック５２０において、センサタイプと適合性のあるプロトコルが存在しない場合、そのセンサがモニタリングデバイスと適合性を有しないことをユーザに警告する。
【００３９】
添付の特許請求の範囲を解釈する際、次のことを理解されたい：
ａ）「備える（comprising）」という用語は、所与の請求項内に列挙されるもの以外の他の要素又は動作の存在を除外せず；
ｂ）要素に先行する「ある（a、an）」という用語は、そのような要素の複数の存在を除外せず；
ｃ）請求項内の全ての参照符号は、これらの範囲を限定せず；
ｄ）幾つかの「手段」は、構造又は機構を実装する同じアイテム又はハードウェア又はソフトウェアによって表されてもよく；
ｅ）特段に記載がない限り、動作の具体的なシーケンスは必須であるように意図されていない。
【００４０】
自動の外部センサインタフェースについての（例示であって限定ではないように意図される）実施形態を説明してきたが、上記の教示の観点から、修正及び変形が当業者によりなされることが可能であることがわかる。したがって、理解されるように、本開示の特定の実施形態において、添付の請求項により記載されるように、本明細書で開示される実施形態の範囲内にある変更がなされることが可能である。しがって、特許法によって要求される詳細及び具体的事項を説明してきたが、特許請求され、及び特許証による保護が望まれるものは、添付の特許請求の範囲において示される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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