(57)【要約】  医療環境内の自律性装置の間で、装置交換機はメッセージを転送する。医療環境において自律性装置は、たとえば外科装置の制御、薬剤の注入、動画像の記録およびユーザインターフェースなどの種々の業務を遂行する。各自律性装置には、装置交換機によって発行されかつ記憶される、他の自律性装置で利用可能な装置仕様がある。装置仕様は、それぞれの自律性装置について、識別子、1組の出力および1組の入力または指令を示す。交換機に接続されたすべての装置で利用可能な発行された装置仕様に各メッセージが基づくため、装置は、スクリプト、プロトコル変換、ドライバまたはインターフェースモジュールなどの解釈または変換のメカニズムなしで、装置識別子および出力または指令を含むメッセージによって連携する。各装置が交換機を介して送受するメッセージを理解するための内部ロジックを有するので、相互接続された医療機器は、再構成の必要性なしで連携する。
2015501567.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自律性装置の間で制御およびデータをやりとりする方法であって、
複数の自律性装置のそれぞれから、装置識別子、受理可能な指令および装置出力を定義する装置仕様を受信するステップと、
前記複数の自律性装置のそれぞれについて、前記装置仕様を記憶するステップと、
前記複数の自律性装置のうち少なくとも1つの他のものによる受信のために、前記記憶された装置仕様の少なくとも一部分を発行するステップと、
前記発行された装置仕様に基づいて、前記自律性装置のうちの1つから前記自律性装置のうちの宛先装置へ、指令または装置出力を含むメッセージを送信するステップであって、前記送信が、前記宛先装置から発行された前記装置仕様に基づいて、前記宛先装置による受信のために、前記送信している自律性装置によって起動されたスクリプトなしのやりとりであるステップとを含む方法。
【請求項２】
前記送信されるメッセージが、応答するアクションを遂行するよう前記宛先装置に指示する指令を含み、前記送信される指令が、前記送信される指令を送る前記自律性装置のそれぞれにとって共通のフォーマットを有する請求項1に記載の方法。
【請求項３】
前記共通のフォーマットが、装置識別子、出力および各出力の長さのリスト、ならびに指令および各指令の長さのリストを含み、前記共通のフォーマットが、メッセージが向けられる、または受信される宛先装置のそれぞれに対して同一である請求項2に記載の方法。
【請求項４】
送信するステップが、
前記送信される装置出力をトリガイベントに応答して送るステップであって、前記装置出力が前記宛先装置の前記装置識別子に基づくものであり、前記宛先装置が前記装置出力に応答するステップをさらに含む請求項1に記載の方法。
【請求項５】
前記トリガイベントが、制御ロジックからのタイミングインターフェースまたは前記宛先装置から受信した指令に基づくものである請求項4に記載の方法。
【請求項６】
前記装置仕様が、前記装置出力を定義する複数の出力フィールドと、前記受理可能な指令を定義する複数の制御フィールドとを含み、前記出力フィールドと制御フィールドが、前記宛先装置に無関係な共通のフォーマットを有する請求項1に記載の方法。
【請求項７】
前記メッセージを送信するステップが、現在記憶されている装置仕様を、全体の通信を定義する単一のメッセージで送信するステップをさらに含む請求項6に記載の方法。
【請求項８】
前記メッセージが、前記出力フィールドおよび制御フィールドに基づいて、ネスティングのない非階層的やり方で定義されるという点で階層がないメッセージである請求項7に記載の方法。
【請求項９】
前記自律性装置のそれぞれが制御ロジックおよびインターフェースを有し、前記インターフェースが、
前記発行された制御フィールドの受信、および
前記出力フィールドの送信のための制御ロジックに応答し、前記制御ロジックが、前記制御フィールドに基づいて前記自律性装置に指示して、交換機に送信するために前記出力フィールドを収集する請求項6に記載の方法。
【請求項１０】
前記自律性装置は、それ自体が接続する自律性装置を識別するための制御ロジックを有し、送信するステップが、
精通している装置に対応する交換機インターフェースから装置仕様を受信するステップと、
スクリプトなしの制御ロジックおよび前記受信した装置仕様に基づいて、前記精通している装置に指示するための指令を計算するステップと、
前記交換機インターフェースを介して、前記精通している装置に前記指令を送信するステップとをさらに含む請求項6に記載の方法。
【請求項１１】
前記スクリプトなしの制御ロジックが、前記自律性装置のそれぞれに向けられるメッセージに関して同一の装置識別子、出力フィールドおよび制御フィールドを使用し、前記自律性装置に基づく装置特有のスクリプトを回避する請求項10に記載の方法。
【請求項１２】
前記メッセージが、条件付きコマンドおよび任意選択のフィールドとは無関係に固定長のままであるように、前記装置識別子、出力フィールドおよび制御フィールドに対して、前記メッセージの中の条件付きフィールドとは無関係に固定長を指定するステップをさらに含む請求項10に記載の方法。
【請求項１３】
前記自律性装置が、所定のスクリプトなしの構成を有し、前記構成が、他の自律性装置のすべてに対して、前記他の自律性装置のそれぞれにとって同一の、前記自律性装置から送られる出力および前記自律性装置が受理可能な指令を定義する請求項6に記載の方法。
【請求項１４】
相互接続された装置間のスクリプトなしの統合化および制御のためのシステムであって、
それぞれが装置仕様を有する複数の自律性装置と、
前記複数の自律性装置のそれぞれに結合された交換機インターフェースであって、前記装置仕様を記憶し、かつ前記装置仕様を前記自律性装置の他のものへ送信するために前記自律性装置のそれぞれに応答する交換機インターフェースとを備え、
前記自律性装置のそれぞれが、発行された前記装置仕様に基づいて、前記自律性装置のうちの1つから前記自律性装置のうちの宛先装置へ指令または装置出力を含むメッセージを送信するための制御ロジックを有し、前記送信が、前記宛先装置から発行された前記装置仕様に基づいて、前記宛先装置による受信のために、前記送信している自律性装置によって起動されたスクリプトなしのやりとりであるシステム。
【請求項１５】
前記送信されるメッセージが、応答するアクションを遂行するよう前記宛先装置に指示する指令を含み、前記送信されるメッセージが、前記送信される指令を送る前記自律性装置のそれぞれにとって共通のフォーマットを有し、前記共通のフォーマットが、装置識別子、出力および各出力の長さのリスト、ならびに指令および各指令の長さのリストを含み、前記共通のフォーマットが、メッセージが向けられる、または受信される前記宛先装置のそれぞれに対して同一である請求項14に記載のシステム。
【請求項１６】
前記メッセージの送信が、装置仕様を、第1の自律性装置から交換機に送信すること、および前記交換機から第2の自律性装置に送信することをさらに含む請求項14に記載のシステム。
【請求項１７】
前記メッセージが出力フィールドおよび制御フィールドに基づいてネスティングのない非階層的やり方で定義されるように、前記メッセージが前記装置仕様からフィールドをマッピングする請求項16に記載のシステム。
【請求項１８】
前記スクリプトなしの制御ロジックが、それぞれの前記自律性装置に向けられるメッセージに対して同一の装置識別子、出力フィールドおよび制御フィールドを使用し、前記自律性装置に基づく装置特有のスクリプトを回避する、請求項17に記載のシステム。
【請求項１９】
医療機器環境において、命令に応答するプロセッサによって実行されたとき、自律性装置間で制御およびデータのやりとりの方法を遂行する前記命令として符号化されたロジックを有する非一時的コンピュータ可読記憶媒体であって、前記方法が、
複数の自律性装置のそれぞれから、装置識別子、受理可能な指令および装置出力を定義する装置仕様を受信するステップと、
前記複数の自律性装置のそれぞれについて、前記装置仕様をリポジトリに記憶するステップと、
前記複数の自律性装置のうち少なくとも1つの他のものによる受信のために、前記記憶された装置仕様の少なくとも一部分を発行するステップと、
前記発行された装置仕様に基づいて、前記自律性装置のうちの1つから前記自律性装置のうちの宛先装置へ指令または装置出力を含むメッセージを送信するステップであって、前記送信が、前記宛先装置から発行された前記装置仕様に基づいて、前記宛先装置による受信のために、前記送信している自律性装置によって起動されたスクリプトなしのやりとりであるステップとを含む非一時的コンピュータ可読記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
最新の医療技術は、いくつか例を挙げると、手術、診断、患者の監視および医薬の調剤のために、新規のより精巧な医療機器を継続的に導入している。特定の患者または処置のために、いくつかの装置が同時に使用される可能性がある。大抵の場合、装置は、他の装置または医療関係者に対して相補的制御、フィードバックおよび/または診断情報を供給するために相互接続されている。技術の進化および医療費の増加が続くので、より高い性能およびより低いコストを求める要求により、新たな医療機器供給業者による市場参入が促進されている。したがって、医療関係者は、特定の患者または処置の状況における配慮のために、広範な装置の選択肢と対峙する。したがって、同じ患者または処置が、種々の供給業者の装置を使用する処置から利益を受ける可能性がある。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００２】
装置交換機は、医療環境における自律性装置の間でメッセージを転送する。自律性装置は、医療環境において、たとえば外科装置の制御、薬剤の注入および配送、動画像の記録、およびユーザインターフェースなどの種々の業務を遂行する。それぞれの自律性装置には、装置交換機によって発行され、かつ記憶される、他の自律性装置で利用可能な装置仕様がある。装置仕様は、それぞれの自律性装置について、識別子、1組の出力および1組の入力、または指令を示す。各メッセージが、交換機に接続されたすべての装置で利用可能な発行された装置仕様に基づくものであるため、装置は、スクリプト、プロトコル変換、ドライバまたはインターフェースモジュールなどの解釈または変換のメカニズムなしで、装置識別子および出力または指令を含むメッセージによって連携する。したがって、相互接続された医療機器は、各装置が共通の装置交換機(交換機)を介して送受するメッセージを理解するための内部ロジックを有するので、スクリプト、ドライバ、プロトコル変換器または大規模な構成の必要性なしで連携する。
【０００３】
開示される手法は、局所的な自律性装置間のアクセスおよびインターフェースを提供するばかりでなく、他の遠隔装置に対する均質のインターフェース、監視プラットフォーム、制御プラットフォーム、およびユーザインターフェースも提供するものである。これは、遠隔診断、遠隔更新、服薬順守業務、電子商取引、共有アプリケーションまたはサービスのためのサーバ、および電子的健康記録システムに対するインターフェースのような可能性のためのポータルを提供する。開示される手法は、交換機に対する従来の機器のゲートウェイまたはインターフェースの概念も具現する。
【０００４】
本明細書の構成は、従来の装置の相互接続が、一般に、各装置の入力および出力を適合させるための変換または解釈を組み込んだ装置特有のリンクを使用するという観察に部分的に基づくものである。連携を可能にするために、スクリプト、プロトコル変換機、ドライバなどを構成して起動する必要がある。大抵の場合、シリアル接続によって2つの装置間で非常に基本的なデータまたはアクションをやりとりするために、特定のプロトコルが生成される。従来の統合化および連携は、一般に、特定の装置、要求およびアクションに対応するように広範囲にスクリプトされた基本的な動作のみのために、限定的な2地点間インターフェースに形式的にスクリプトされた固有の装置インターフェースの概念に的を絞るものである。このインターフェースは、一般に非同期ではなく、装置およびコントローラにほとんど特有のものであり、1つの装置のインターフェースを変更すると、両方の装置のソフトウェアを変更することが必要になる。各装置によって占められ得る共通のインターフェース構造を提供するのが有利であろう。
【０００５】
したがって、残念ながら、装置を相互接続するための従来の手法は、医療機器が、装置の特定の供給業者しか知らない専用の制御方式に準拠することが多いという欠点があり、したがって、その供給業者の装置への相互接続が効率的であるために購入を繰り返すように仕向けられ、供給業者間の統合化のためには再構成が必要とされる。その結果、大抵の場合、従来の装置間の制御および他のデータのやりとりは、基本的な情報およびアクションを送るために2地点間コントローラまたは2次コントローラをしばしば使用することになる。これらのアクションは、特定の装置、要求およびアクションに対応するように、一般的には基本的なものであって、高度にスクリプト化されている。そのようなリンクは、シリアルで、1点対多点(point to multipoint point)または1対1であることが多い。各装置は、共通のやり方またはインターフェースによって通信するものではないことが多く、1つの装置のインターフェースを変更すると、両方の装置のソフトウェアを変更することが必要になる。
【０００６】
したがって、本明細書の構成は、接続されている自律性装置のそれぞれに見える装置交換機に対して装置仕様を発行することにより、前述の短所を実質的に克服する。それぞれの自律性装置は、対話する可能性がある他の装置の発行された装置仕様を識別するためのロジックを保有する。それぞれの自律性装置は、交換機上で発行されたメッセージを識別し、かつ受信することができる。装置仕様における装置識別子により、装置交換機上で送信されたメッセージを意図された受信装置が読むことが保証される。したがって、装置交換機は、装置間通信を助長するばかりでなく、情報の頑健な交換を最も包括的なやり方で提供し、また、接続されているデータベースによって、一時的な性質、恒久的な性質または記録的な性質のリポジトリデータを提供するポータルとしても働く。各装置は、包括的なプロトコルによって交換機に接続し、同プロトコルで、そのインターフェースおよびデータの性質を交換機に知らせる。共通の装置記述交換機が包括的な共通の構造をもたらし、その結果、相互接続された自律性装置は共通のレベルでデータを共有することができる。「軽い」バージョンは、2つまたは3つの高度に結合された装置に適する装置仕様および交換機をさらに効率化し、1つまたは複数の装置に常駐する。
【０００７】
特定の構成では、交換機は、接続されている装置がそれらの装置仕様を送ることによって登録するように、装置間の情報センタとして作用し、また、交換機は、変更を受信すると、装置仕様に対する更新を送信するかまたは転送する。交換機ロジックは、装置のタイプに基づいて、どの装置が「関与しているか」、すなわち更新を受信するように意図されているかを示す。接続されている装置は、1つまたは複数のパラメータが変化すると、更新された装置仕様を交換機に送信し、交換機は、更新された装置仕様を、関与する装置に送る。たとえば、ポンプおよび電気カミソリのシステムでは、ポンプは、起動するとその装置仕様を交換機に送る。電気カミソリも同じことを行なう。交換機ロジックは、電気カミソリをポンプに関連した装置として識別し、ポンプがそれに応じて流れを調節し得るように、電気カミソリの装置仕様にポンプの更新を送る。
【０００８】
交換機は、基礎をなす輸送媒体に従って動作し、輸送媒体には、たとえばTCP/IP、UDP、イーサネット（登録商標）、または他の輸送媒体が含まれ得るが、装置と交換機の間の通信は、それぞれの装置の装置仕様に基づくものである。
【０００９】
より詳細には、自律性装置間の制御およびデータのやりとりの方法は、装置仕様が、装置識別子、受理可能な指令および装置出力を定義するように、複数の自律性装置のそれぞれから装置仕様を受信するステップと、複数の自律性装置のそれぞれについて、装置仕様を、自律性装置のそれぞれを相互に接続する装置交換機に接続されたリポジトリの中に記憶するステップとを含む。交換機は、自律性装置の少なくとも1つの他のものが受信するように、記憶されたそれぞれの装置仕様を発行し、それぞれの自律性装置は、発行された装置仕様に基づいて、自律性装置のうちの1つから宛先の自律性装置へ、指令または装置出力を含むメッセージを送信してよい。この送信は、宛先装置による受信のために、宛先装置から発行された装置仕様に基づいて、送信している自律性装置によって起動されたスクリプトなしのやりとりである。
【００１０】
本発明の代替構成には、本発明の実施形態として本明細書に開示された方法の動作のいずれかまたはすべてを処理するようにソフトウェアおよび/または回路(たとえば上記で要約されたようなプロセッサ)を用いて構成されている、ワークステーション、手持ち式コンピュータもしくはラップトップコンピュータまたは専用のコンピュータ装置などの多重プログラミングまたは多重処理のコンピュータ化された装置が含まれる。本発明のさらに他の実施形態には、上記で要約された、以下で詳細に開示される方法の実施形態のステップおよび動作を遂行するように、多重処理のコンピュータ化された装置を用いて、単独で、または互いに協力して動作することができる、Java（登録商標）仮想マシンおよび/またはオペレーティングシステムなどのソフトウエアプログラムが含まれる。そのような実施形態の1つには、符号化されたコンピュータプログラムロジックを命令として含む非一時的コンピュータ可読記憶媒体を有するコンピュータプログラム製品が備わっており、これが、記憶装置とプロセッサの結合を有する多重処理のコンピュータ化された装置で遂行されたとき、プロセッサが本発明の実施形態として本明細書で開示されたデータアクセス要請を実行するための動作を遂行するようにプロセッサをプログラムする。本発明のそのような機構は、一般的には、光学媒体(たとえばCD-ROM)、フロッピー（登録商標）ディスクまたはハードディスク、あるいは1つまたは複数のROM、RAMまたはPROMチップ、フィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA)または特定用途向け集積回路(ASIC)のファームウェアまたはマイクロコードなどの他の媒体などのコンピュータ可読媒体上に構成された、または符号化されたソフトウェア、符号および/または他のデータ(たとえばデータ構造)として用意される。ソフトウェアもしくはファームウェアまたは他のそのような構成は、本発明の実施形態として本明細書で説明された技法をコンピュータ化された装置に遂行させるように、コンピュータ化された装置に(たとえばオペレーティングシステムの実行中、または環境のインストール中に)インストールすることができる。
【００１１】
本発明の前述の目的および他の目的、機能および利点は、添付図面に示されるように、本発明の特定の実施形態の以下の説明から明らかになるはずであり、添付図面では、種々の図面の全体にわたって同じ参照文字は同じ部品を指す。図面は、必ずしも原寸に比例するものではなく、むしろ本発明の原理を説明する際には強調されている。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本明細書で開示された構成を伴って使用するのに適切な医療機器環境の状況図である。
【図２】図1の環境におけるシステム間の装置の制御およびデータのやりとりの流れ図である。
【図３】図2のように制御およびデータをやりとりするための装置仕様のブロック図である。
【図４】交換機で装置仕様を使用する、より詳細な流れ図である。
【図５】交換機で装置仕様を使用する、より詳細な流れ図である。
【図６】交換機で装置仕様を使用する、より詳細な流れ図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
装置交換機(交換機)に接続された自律性装置を使用する医療機器環境の例示的構成が、本明細書で概説された手法と併せて以下に示される。特定の構成では、交換機は、やりとりの監視および管理のためのサーバに接続されたイーサネット（登録商標）バスの形態をとってよい。したがって、接続されている装置は、メッセージの送受のためにイーサネット（登録商標）接続を使用する。従来の手法とは対照的に、イーサネット（登録商標）アクセスは、すべての装置が、任意の他の装置からのメッセージまたは発表（publication）も同時に受信し得るように、パケット交換というよりもむしろ非同期である。装置仕様の共通構造は、接続されている装置が、イベントまたは変更に際して、メッセージを、周期的な(恐らく冗長な)ポーリングまたはマルチキャスト伝送としてではなく伝送するように、自律性または非同期のメッセージを用意する。さらに、装置仕様によって定義された各メッセージが連続した単一レベルの(非階層的)構造を含むため、各メッセージが交換機に記憶された対応する装置仕様に従うので、階層的にネスティングされたフィールドの大規模な解析および条件付き解釈が回避され、したがって、プロトコルベースの交換機によくあるバージョンまたはタイプの不整合が回避される。したがって、開示される手法は、プロトコルに共通の複数レベルの「階層化」を回避し、むしろフィールド構造(すなわち長さ)を定義するための交換機を使用する。
【００１４】
したがって、装置交換機は、複数の協力的OEM(相手先商標製品の製造会社)によって製作された複数の装置間の通信リンクをもたらす。装置交換機は、最小限の配備におけるソフトウェアサービスおよび/または企業環境におけるソフトウェアとハードウェア機器の組合せとして実施されてよい。開示される装置交換機は、発行された装置仕様によってアクセスすべきすべての相互接続された装置に対して、交換機の全域で、情報、制御、およびデータを共有する能力をもたらす。交換機は、装置間のアクセスおよびインターフェースを提供するばかりでなく、他の装置に対する均質のインターフェース、監視プラットフォーム、制御プラットフォーム、およびユーザインターフェースも用意するように意図されている。この手法は、遠隔診断、遠隔更新、服薬順守業務、電子商取引、共有のアプリケーションまたはサービスのためのサーバ、および電子的健康記録システムに対するインターフェースを含む構成のためのポータルを提供する。代替構成は、交換機に対する従来の機器のゲートウェイまたはインターフェースの概念を包含する。
【００１５】
結果としてのデータ交換機は、装置間通信を助長するばかりでなく、情報の頑健なやりとりを最も包括的なやり方でもたらし、かつ一時的な性質、恒久的な性質または記録的な性質のデータのためのリポジトリをもたらすポータルとしても働く。各装置は、包括的なフォーマットによって交換機に接続し、このフォーマットで、装置仕様によって、そのインターフェースおよびデータの性質を交換機に知らせる。交換機によって使用されるフォーマットは、装置仕様によって包括的な共通の構造をもたらし、その結果、データが共通のレベルで共有され得る。発行されたデータおよびインターフェースは、一旦交換機に渡されると、たとえば、複数の局所的インターフェース装置およびウェブの全域のインターフェース装置に運ばれ得る。
【００１６】
提案された手法では、自律性装置は、他の自律性装置からの通信を識別して応答するのに、スクリプトまたはプロトコル変換の代わりに共通の装置仕様が使用される。共通の装置仕様は、容易に識別可能なフォーマットの、識別子、出力のリストおよび指令(入力)のリストを有する。共通の装置仕様は、各フィールドが装置仕様によって指定され、そのように接続された各装置によって共通の交換機から非同期で読まれ得るので、プロトコルまたはTLV(タイプ、長さ、値)ベースの入力とは異なるものであり得る。それぞれの自律性装置は、装置識別子と他の自律性装置から発行されたメッセージとを照合することにより、それ自体に向けられたメッセージのみを識別して解釈する。
【００１７】
従来のシリアル媒体またはパケット切換え媒体は、ペイロードとヘッダを定義し、一連のパケットにおけるペイロードとして送信するために、プロトコルで指定された構造に従ってメッセージまたはペイロードを細分することがある。それと対照的に、特許請求された指令および出力は、外部プロトコル仕様によって指定するのではなく、装置仕様に基づいて送信を定義する。装置とやりとりする各メッセージが、発行された装置の仕様に基づくものであるため、メッセージの中のインデックス付けフィールドに対する位置特定の識別子は不要である。装置仕様は、他の装置からのメッセージを識別したり解釈したりするためのドライバまたは繰返し変換を必要としない。プロトコルは、一般に、ビットのストリングに重ねられたルールベースのフィールドの層を用いるが、単一のペイロードを占める複数の埋め込まれたプロトコルとは対照的に、メッセージが、平坦な単一レベルの装置仕様に基づいて定義されるという点で、開示された手法には階層がない。(プロトコルではなく)装置仕様が構造を指定するので、受側に必要とされるのは装置仕様に気を付けることだけであり、メッセージに埋め込まれたフィールドを復号化する必要はない(プロトコルの中には、トンネリングおよび類似の動作のために、全体のメッセージを別のパケットのペイロードに組み込むものがある)。最低限、装置仕様には、装置識別子、装置タイプ、心拍および装置仕様における他の(恐らく任意選択の)フィールドを表す入出力定義が含まれる。単一のパケットメッセージにはありがちなことであるが、この交換機では複数のパケットメッセージが排除されることはない。心拍を含む周期的メッセージが送られ得るが、交換機は一般にイベントベースであり、メッセージが、装置仕様の変更時を識別するか、またはそのような変更に応答すること、そうでなければそのままの状態が想定されることを意味する。
【００１８】
図1は、本明細書で開示された構成を伴って使用するのに適切な医療機器環境100の状況図である。図1を参照すると、病院または医院などの医療機器環境100では、医療スタッフは患者102の介護中にさまざまな自律性装置110-1..110-N(一般に110)を使用する。自律性装置(装置)110には、たとえば手術道具、監視および診断のセンサ、および視聴覚フィードバック機器が含まれる。装置110のそれぞれが装置交換機130に接続されており、装置交換機130は、接続されているエンティティ間の通信を提供するためのサーバ132などのネットワーク機器に応答する。ネットワーク機器132は、以下でさらに論じられるように、装置交換機(交換機)に接続された装置110に対して転送および記憶のサービスを提供するためのソフトウェアアプリケーションおよび/またはハードウェアベースのアプリケーションでよい。各装置110は交換機130に対するインターフェース111を含んでおり、これは、同軸ケーブル接続、RJ45モジュラコネクタ、RS-232(多ピン)接続、または他の適切な接続でよい。装置110は、インターネットなどの公開のアクセスネットワークに対するゲートウェイ110-100ならびに表示器114および医療関係者118に応答する有鍵のエントリ116を有するオペレータGUI(グラフィカルユーザインターフェース)110-101も含んでよい。
【００１９】
開示されたような例示的機構では、交換機130は、それぞれの接続された装置110による書込みおよび読出しが可能な非同期バスとして動作する。各装置110は、送信装置および受信装置を指定するための固有の装置識別子を含む装置仕様150を有する。特定の構成では、交換機130は、キャリア感知多重アクセス/衝突検出(CSMACD)媒体として動作し、これは、各装置110が送信することを試みてよく、すべての他の装置がその送信を「見て」よく、各装置が整合する装置の識別子を有するメッセージに応答するはずであることを意味する。複数の装置が同時に送信することを試みると、衝突検出機能が衝突を識別し、各装置が別の期間に再び試みるように譲歩する。
【００２０】
代替構成は、代替の輸送媒体を使用してよい。交換機130は、インターフェースモジュール、スクリプト化されたやりとり(scripted exchanges)および/またはプロトコル変換の代わりに、宛先装置110の装置仕様150のみが通信に必要とされるように、各装置110から対応する装置仕様150を受信し、それをすべての他の装置110に発行する。交換機が、それぞれの自律性装置110から現行の装置仕様150を受信してリポジトリに記憶し、関係がある装置110によって要求されたとき現行の装置仕様150を含むメッセージを送るので、装置間のメッセージが交換機130によって効率よく送られる。したがって、それぞれの自律性装置110が、すべての他の装置110から装置仕様150を含むメッセージを受信し得る一方で、各装置のルールおよび装置制御ロジックは、どの装置がそれぞれ関係があるか識別する。たとえば、ポンプは電気カミソリに関係があり、したがってポンプ速度を評価するメッセージを受信するが、ポンプが薬剤注入装置からメッセージを受信する必要はないはずである。したがって、各装置は、関係がある「加入者」(装置仕様150に基づく制御ロジックを有する装置)による受信のために、交換機に対して装置仕様を「発行し」、交換機が、(発行する装置のイベントに基づいて)装置仕様に対するそれぞれの変更に際してこれを送る。
【００２１】
交換機130は、各装置に関する現行の装置仕様を記憶することによってデータベース機能を遂行するためのリポジトリと、自律性装置間の相互作用に関するロジック(またはルール)を定義するためのインターフェースモジュールとを含む。交換機のインターフェースモジュールは、ルールを確立して確認し、「心拍」を維持するばかりでなく、装置に対する指令を管理し、ルールを強制することになる。交換機のインターフェースモジュールは、装置を論理的に接続する働きもすることになり、たとえば、一旦2つ以上の装置の間にリンクが要求されて確立されると、交換機は、リンクされた装置に対する更新(データ、接続状態)を自動的に押し進めることにより、データを求めるポーリングと、各装置に対する複数の接続とを不要にする。
【００２２】
図2は、図1の環境におけるシステム間の装置の制御およびデータのやりとりの流れ図である。図1および図2を参照して、自律性装置110の間で制御およびデータをやりとりする方法は、ステップ200で、複数の自律性装置110のそれぞれから、装置識別子、受理可能な指令および装置出力を定義する装置仕様150を受信することを含む。受理可能な指令は、パラメータの要求などの自律性装置が応答する入力であって、長さフィールドを伴う。装置出力は、一般的には装置のタイプおよびタイミング間隔に基づいて、または指令に対する応答として、別の自律性装置が受信するように、交換機に対して発行される。交換機130は、ステップ201で開示されているように、複数の自律性装置110-Nの各装置110に関して装置仕様を記憶する。サーバ132は、別の装置110による取得のために、装置仕様150を記憶する。交換機130は、少なくとも1つの他の自律性装置による受信のために、ステップ202に示されるように、記憶された装置仕様の少なくとも一部分も発行する。これは、装置110による最初の発行を受信することからでよく、またはサーバ132から取得されてもよい。サーバ132は、完全な装置仕様150が利用可能であることを示すために、装置IDのみを含む装置仕様の一部分を発行してもよい。
【００２３】
装置110の動作によって求められた時間に、交換機130は、発行された装置仕様150に基づいて、自律性装置110のうちの1つから自律性装置110の宛先装置110'に対する指令または装置出力を含むメッセージ(図3の165)を送信し、この送信は、宛先装置110'による受信のために、宛先装置110'から発行された装置仕様に基づいて、送信している自律性装置110によって起動されたスクリプトなしのやりとりである。自律性装置110のうち任意のものが、装置IDに基づいて、宛先すなわち受信装置110'になり得ることに留意されたい。スクリプトのないやりとりの性質により、宛先装置110'は、フィールド位置を示す装置仕様のみに基づいてメッセージを受信することができる。宛先装置110'は、たとえば層状に構成された、階層的な、条件付きのネスティングされたフィールドを有するプロトコルのように、メッセージの中に符号化された位置の参照を見つけるために解析する必要はない。
【００２４】
図3は、図2のような制御およびデータのやりとりのための装置仕様のブロック図である。図1および図3を参照して、それぞれの自律性装置110は、それが受信することになる入力(指令)152、およびそれが供給することができる出力154を示す装置仕様150を有する。入力は、装置110が応答する指令およびパラメータを識別し、出力154は、装置110が、リクエスト指令に応答して、または周期的な期間で、配送する(送信する)はずのデータを指定する。それぞれの装置仕様150は、対応する装置110を識別するための固有の装置識別子156も含んでいる。各装置110は、起動または交換機130への接続に際して、その装置仕様150を含むメッセージ160をサーバ132に送る。サーバは装置仕様150をリポジトリ170に記憶し、また、要求または更新のメッセージ165により、装置仕様150を他の装置110に対して利用可能にする。各装置110は、この装置が、特定のタイプまたはIDの他の装置110に対してどのように応答するか定義するための制御ロジック151も有する。たとえば、手術ポンプと電気カミソリのシステムを含む装置110の機構では、電気カミソリは、ポンプタイプの装置を探すためのロジックを含んでよく、ポンプおよび電気カミソリは、医者または他の人員118に対して、電気カミソリ速度およびポンプ圧力を表示するためのモニタタイプの装置110を探してよい。
【００２５】
したがって、それぞれの装置仕様150が1組の入力152および出力154を定義する。入力152は入力フィールド180および対応する長さ182のリストを含んでおり、出力は出力フィールド184および長さ(サイズ)184のリストを含んでいる。個々のフィールドはデリミタまたは長さを含んでよく、装置仕様は許容できる(予期される)フィールドを示す。指令を含む入力については、リスト180は、装置110が応答する特定の命令または要求を示す指令ID 181-1と、装置(すなわち上記の例のポンプまたは電気カミソリ)のタイプを示すためのモデル181-2とを含む。また、装置が使用可能であることを保証するために、一般的にはサーバ132から送られる心拍信号181-3と、入力フィールド180および出力フィールド184の数および各フィールド180、184の最大の長さを定義するIO定義181-4とが含まれる。残りの入力フィールド181-5..185-N(一般に185)は、他のパラメータまたは指令181-1に関するデータを含んでいる。入力152は、指令IDフィールド181-1の中の指令に対応するパラメータを指定するための1組の入力フィールド181-5..181-N(一般に181)をさらに含む。出力は、出力フィールド185-1..185N(一般に185)の類似の組を含んでおり、これは特定の指令181に応答してよく、または周期的に送られてもよい。制御ロジック151は、装置110が受信する指令181-1を定義し、また、185への出力が特定の指令をもたらすなど、各指令を処理するやり方を定義する。一般に、各メッセージは装置の装置仕様150に対応し、その結果、フィールド180、184のそれぞれが類似の位置を占め、解析が回避される。特定の構成では、装置仕様は、データ値を識別するために、全体を順次に解析してフィールド定義にマッピングされなければならないネットワークプロトコルおよびTLV(タイプ、長さ、値)フォーマットとは対照的に、フィールドの位置付けを維持するために、空白の、または使用されないフィールドを含んでよい。たとえば、電気カミソリは、速度(RPM)の更新を、ポンプおよびモニタ(GUI)へ周期的に送ってよく、また、GUIからの、速度を変化させるための増速または減速の指令に応答してもよい。ポンプは、速度に比例して応答するための制御ロジック151を使用してよく、またはGUIから圧力を増減するための明示的指令を受信してもよい。
【００２６】
図4〜図6は、交換機で装置仕様を使用する、より詳細な流れ図である。図1および図3〜図6を参照すると、ステップ300に示されるように、交換機130は、複数の自律性装置のそれぞれから、装置識別子、受理可能な指令および装置出力を定義する装置仕様を受信する。ステップ301に示されるように、装置仕様は、装置出力を定義する複数の出力フィールドと、受理可能な指令を定義する複数の制御フィールドとを含み、出力フィールドおよび制御フィールドは、宛先装置に無関係な共通のフォーマットを有する。ステップ302で開示されているように、共通のフォーマットは、自律性装置110のそれぞれによって共有され、装置識別子と、出力184のリストおよび各出力の長さ186と、指令180のリストおよび各指令の長さ182とを含んでいる。共通のフォーマットは、宛先装置のそれぞれに対して同一であり、メッセージは、宛先装置のそれぞれに対して、受信するのにプロトコル識別、スクリプトまたは解釈が必要でないように向けられる、または受信される。
【００２７】
ステップ303に示されるように、サーバ132は、複数の自律性装置110-Nの各装置110に関して、装置仕様150をリポジトリ170に記憶する。ステップ304で開示されているように、自律性装置110のそれぞれが、装置仕様150を記憶し、かつ発行することにより、他の自律性装置のすべてに対して自律性装置110が送る出力および自律性装置110が受理可能な指令を定義する所定のスクリプトのない構成へのアクセスを有し、この送る出力および受理可能な指令は、他の自律性装置110のそれぞれに対して同一である。言い換えれば、装置が別々のプロトコルまたは輸送媒体に応答するとき従来の手法で使用される別々の指令構造ではなく、装置仕様150は、指令を発する自律性装置とは無関係に、指令に関する特定の構造を定義する。
【００２８】
ステップ305に示されるように、自律性装置110のそれぞれが制御ロジック151およびインターフェース111を有し、ステップ306に示されるように、インターフェース111は、発行された制御フィールド152を受信するために、装置仕様150に従って制御ロジックに応答し、かつ出力フィールド154を送信し、ステップ307に示されるように、制御ロジック151は、制御フィールド152に基づいて自律性装置110に指示して、交換機130に送信するために出力フィールドを収集する。
【００２９】
ステップ308で開示されているように、サーバ132は、少なくとも1つの他の自律性装置に受信させるために、記憶している装置仕様150の少なくとも一部分を、自律性装置110が交換機130を介して別の受側の自律性装置110'に送るように発行する。ステップ309で開示されているように、自律性装置のそれぞれは、それが接続する自律性装置110を識別するための制御ロジック151を有し、ステップ310に示されるように、送信するステップは、指令180(入力)を送るべき宛先装置110'などの精通している装置110に対応する交換機インターフェース130から装置仕様150を受信するステップをさらに含んでいる。ステップ311で開示されているように、送出装置110は、スクリプトなしの制御ロジック151および受信した装置仕様150に基づいて、精通している装置110'に指示するための指令181-1を計算する。ステップ312に示されるように、送出装置110は、次いで、交換機インターフェース130を介して、精通している装置110に指令164を送る。
【００３０】
上記に示された例では、オペレータ118は、RPMを下げるよう電気カミソリに指令するのにコンソール装置110-101を使用してよい。次いで、電気カミソリ110は、ポンプ110'に対して、対応する量だけ圧力を下げるようにメッセージを送る。当業者には種々の制御シナリオが構想され得る。ステップ313に示されるように、交換機130は、発行された装置仕様150'に基づいて、自律性装置110のうちの1つから自律性装置110の宛先装置110'に対する指令または装置出力を含むメッセージ164を送信し、この送信は、宛先装置110'による受信のために、宛先装置110'から発行された装置仕様150に基づいて、送信している自律性装置110によって起動されたスクリプトなしのやりとりである。ステップ314で開示されているように、送信される指令164は、宛先装置110'に、応答するアクションを遂行するように指示し、送信される指令164は、宛先装置110'の装置仕様150に基づくものであるため、送信される指令を送る自律性装置110のそれぞれにとって共通のフォーマットを有する。
【００３１】
この例示的機構では、ステップ315に示されるように、メッセージはトリガイベントに応答して送られてよく、装置出力184は、宛先装置110'が装置出力154に応答するように、宛先装置110'の装置識別子156に基づくものである。ステップ316に示されるように、メッセージ164は、制御ロジック151からのタイミングインターフェースまたは宛先装置151'から受信した指令164に基づくトリガイベントに由来するものでよい。ステップ317に示されるように、メッセージを送信するステップは、メッセージ164が、全体の通信を総体として(すなわち再構築される一連のペイロードとして)定義するシリアルシーケンスを定義することのないように、パケットなしのやり方で送信するステップをさらに含み得る。装置仕様が、各指令を、単一の送信またはメッセージの範囲内に適合するように定義してよく、したがって複数パケットの必要性が緩和される。従来のシリアル媒体またはパケット切換え媒体は、ペイロードとヘッダを定義し、一連のパケットにおけるペイロードとして送信するために、メッセージを不連続なセグメントに細分することがある。それと対照的に、特許請求される指令および出力は、装置仕様に基づいて、連続した送信を定義する。さらに、ネスティングされた可変長フィールドおよびタグの階層を定義する従来のプロトコルとは対照的に、メッセージ164は、ステップ318で開示されているように、メッセージが、試験されない非階層的なやり方で、出力フィールド154および指令(入力)フィールド152に基づいて定義されるという点で階層がないメッセージである。
【００３２】
ステップ319に示されるように、スクリプトなしの制御ロジック151は、それぞれの自律性装置110に向けられるメッセージに対して同一の装置識別子、出力フィールドおよび制御フィールドを使用し、自律性装置110に基づく装置特有のスクリプトを回避する。この例示的機構では、ステップ320に示されるように、装置仕様150は、メッセージが、条件付きコマンドおよび任意選択のフィールドとは無関係に固定長のままであるように、装置識別子、出力フィールドおよび制御フィールドに対して、メッセージの中の条件付きフィールドとは無関係に固定長を指定する。
【００３３】
本明細書で定義されている、自律性装置の間で制御およびデータをやりとりするプログラムおよび方法は、限定するものではないが、a) ROM装置などの書込み不能な記憶媒体に恒久的に記憶された情報、b) フロッピー（登録商標）ディスク、磁気テープ、CD、RAM装置、ならびに他の磁気的媒体および光学的媒体などの書込み可能な非一時的記憶媒体上に変更可能に記憶された情報、またはc) インターネットまたは電話のモデムラインなどの電子ネットワークのように通信媒体を介してコンピュータに伝えられる情報を含む多くの形態で、ユーザ処理およびレンダリング装置に対して配達可能であることを当業者なら容易に理解するはずである。これらの動作および方法は、命令に応答するプロセッサによって実行するための、ソフトウェア実行可能オブジェクトまたは1組の符号化された命令として実施されてよい。あるいは、本明細書で開示された動作および方法は、特定用途向け集積回路(ASIC)、フィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA)、状態機械、コントローラまたは他のハードウェアのコンポーネントもしくは装置などのハードウェアコンポーネント、あるいはハードウェア、ソフトウェアおよびファームウェアコンポーネントの組合せを使用して、全体的に、または部分的に実施されてよい。
【００３４】
自律性装置の間で制御およびデータをやりとりするシステムおよび方法が、特にその実施形態を参照しながら示されかつ説明されてきたが、添付の特許請求の範囲に包含される本発明の範囲から逸脱することなく、形態および詳細におけるさまざまな変更がそこで行なわれ得ることが当業者には理解されよう。
【符号の説明】
【００３５】
100  医療機器環境
102  患者
110  自律性装置
110’  宛先装置
110-1  自律性装置
110-2  自律性装置
110-3  自律性装置
110-4  自律性装置
110-5  自律性装置
110-N  自律性装置
110-100  ゲートウェイ
110-101  コンソール装置
111  インターフェース
114  表示器
118  医療関係者
130  装置交換機
132  サーバ
150  装置仕様
151  制御ロジック
152  入力(指令)
154  出力
156  装置識別子
160  メッセージ
164  指令
165  メッセージ
170  リポジトリ
180  指令
181-1  指令
181-2  モデル
181-3  心拍信号
181-4  IO定義
181-5  入力フィールド
181-6  入力フィールド
181-7  入力フィールド
181-N  入力フィールド
182  入力フィールドの長さ
184  出力フィールドの長さ
185-1  出力フィールド
185-2  出力フィールド
185-N  出力フィールド
186  出力の長さ
【図１】
2015501567.tif 000003
【図２】
2015501567.tif 000004
【図３】
2015501567.tif 000005
【図４】
2015501567.tif 000006
【図５】
2015501567.tif 000007
【図６】
2015501567.tif 000008
【国際調査報告】
2015501567.tif 000009
2015501567.tif 000010