СПОСОБ БЕСПРОВОДНОЙ ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ МЕЖДУ СЕНСОРНОЙ СИСТЕМОЙ И ПРИЕМНИКОМ И СИСТЕМА ДЛЯ БЕСПРОВОДНОЙ ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ
METHOD FOR WIRELESS DATA TRANSMISSION BETWEEN A SENSOR SYSTEM AND A RECEIVER AND A SYSTEM FOR WIRELESS DATA TRANSMISSION

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к способу беспроводной передачи данных между сенсорной системой и приемником и к системе для беспроводной передачи данных.
Уровень техники
Контроль глюкозы помогает больным диабетом справляться с болезнью и избегать связанных с ней проблем. Результаты контроля глюкозы могут использоваться человеком для принятия решений в отношении приема пищи, физической активности и приема лекарственных средств. Традиционным методом проверки уровня глюкозы является его периодический контроль. Такие проверки обычно предполагают прокалывание кончика пальца автоматическим ланцетом для взятия пробы крови и последующее измерение уровня глюкозы во взятой пробе крови при помощи глюкометра. Такой контроль также называют разовым или точечным.
В качестве альтернативы разовому контролю или в дополнение к нему может использоваться непрерывное мониторирование гликемии (НМГ), также называемое длительным мониторированием. В системе НМГ может использоваться сенсор, устанавливаемый на теле и вводимый под кожу для контроля уровня глюкозы. Сенсор остается на месте в течение времени, составляющего от нескольких суток до нескольких недель или даже дольше, после чего он должен быть заменен. Передавая данные посредством беспроводной и/или проводной связи, передатчик посылает информацию о значении аналита или значении, указывающем на уровень глюкозы, от сенсора в приемник, такой как контрольный прибор.
В публикации WO 2015/094981 А1 раскрывается способ увеличения срока службы батареи, установленной в сенсорной системе для измерения аналита. Способ включает измерение первого значения аналита в первый момент времени и передачу измеренного первого значения аналита вместе с прогнозным вторым значением аналита. Во второй момент времени измеряют второе значение аналита и определяют, находится ли разность между измеренным и прогнозным вторым значением аналита в заданном диапазоне. Если указанная разность находится в заданном диапазоне, передачу измеренного второго значения аналита пропускают.
В публикации US 2009/0118592 А1 раскрывается медицинская система, содержащая сенсорный узел и приемный узел. Сенсорный узел выполнен с возможностью выработки сенсорных данных, представляющих зависящую от времени физиологическую характеристику человека, и передачи данных в приемник с интервалами, определяемыми путем анализа изменений генерируемых данных во времени. Приемный узел выполнен с возможностью приема сенсорных данных с частотой, заранее не заданной. Предлагается пропускать передачу сенсорных данных, если фактическое значение сенсорных данных не изменилось или изменилось лишь незначительно. С другой стороны, в случае резких изменений значений сенсорных данных передача сенсорных данных может выполняться с повышенной частотой.
В публикации ЕР 2011283 В1 раскрывается способ беспроводной передачи данных между компонентами системы контроля гликемии, предусматривающий первоначальную установку частоты приведения в действия приемника на первое значение частоты при переключении с режима передачи данных на режим энергосбережения и установку частоты приведения в действия приемника на второе значение частоты, меньшее первого значения, выполняемую в том случае, если в течение заданного времени ожидания в режиме энергосбережения не поступил кадр инициирования передачи.
В публикации US 8622903 В2 раскрывается система контроля, содержащая передатчик, выполненный с возможностью однократной передачи раз в минуту в момент времени, случайно выбираемый во временном окне длительностью плюс-минус пять секунд, т.е. передатчик скачкообразно изменяет временной интервал передачи. Для экономии энергии приемник "слушает" соответствующий ему передатчик не на протяжении всех 10 секунд, а только заданное время, в течение которого, как ему известно, от соответствующего передатчика поступит пакет данных.
В публикации WO 2015/069797 А1 раскрывается способ беспроводной передачи данных между сенсорной системой для определения аналита и мобильным устройством, способным посредством беспроводной связи принимать значения аналита от сенсорной системы. Известный способ включает передачу первой последовательности сигналов оповещения, начинающуюся в первый момент времени; прием во второй момент времени запроса от мобильного устройства на установление информационного соединения; установление информационного соединения с мобильным устройством; передачу в мобильное устройство интервала соединения, указывающего разность между вторым моментом времени и первым моментом времени; передачу значения аналита; завершение информационного соединения с мобильным устройством; и перевод приемопередатчика сенсорной системы для определения аналита в состояние ожидания. Первое значение аналита, измеренное в первый момент времени, передают с прогнозным вторым значением аналита и определяют, находится ли разность между измеренным вторым значением аналита и прогнозным вторым значением аналита в пределах заданного диапазона.
В публикации ЕР 2973082 А2 раскрывается способ передачи данных между устройствами системы мониторирования аналита, включающий: генерирование сенсорных данных посредством модуля электроники сенсора, электрически связанного с сенсором для непрерывного мониторирования аналита; установление канала двухсторонней связи между модулем электроники сенсора и отображающим устройством и передачу данных как модулем электроники сенсора, так и отображающим устройством на первой мощности передачи; и инициирование передачи в режиме низкой мощности при определении на пользовательском интерфейсе отображающего устройства управляющего воздействия пользователя, указывающего на вход в этот режим, причем в режиме низкой мощности передачи модуль электроники сенсора и/или отображающее устройство ведут передачу на второй мощности, меньшей, чем первая мощность передачи.
В публикации US 2015/0164391 А1, указанной в расширенном европейском отчете о поиске, раскрывается сенсорная система для измерения аналита, выполненная с возможностью ее ношения пользователем и содержащая сенсор аналита, приемопередатчик, выполненный с возможностью передачи и приема беспроводных сигналов, батарею питания и модуль управления, связанный с приемопередатчиком и выполненный с возможностью определения того, что запас энергии в батарее питания находится ниже заданного уровня, и инициирования изменения одной или нескольких операций передачи данных в сенсорной системе для определения аналита.
Сущность изобретения
Целью настоящего изобретения является разработка способа беспроводной передачи данных между сенсорной системой и приемником, а также системы для беспроводной передачи данных, усовершенствованных в отношении работы по сбору данных об аналите. В частности, в системе, включающей в себя приемник и сенсорную систему, должно быть снижено потребление энергии или мощности.
В соответствии с настоящим изобретением предложен способ беспроводной передачи данных между сенсорной системой и приемником, охарактеризованный в пункте 1 формулы. Также предложена система для беспроводной передачи данных, охарактеризованная в пункте 12 формулы. Частные случаи осуществления изобретения раскрыты в зависимых пунктах формулы изобретения.
Одним объектом настоящего изобретения является способ беспроводной передачи данных между сенсорной системой и приемником. Приемник способен посредством беспроводной связи принимать от сенсорной системы значения аналита, воспринимаемые сенсорной системой при непрерывном мониторировании аналита. Способ характеризуется тем, что для сенсорной системы и приемника устанавливают несопряженный режим работы, и посредством приемника принимают первый пакет данных, переданный сенсорной системой в широковещательном режиме. Первый пакет данных содержит первые статусные данные, указывающие статус устройства и/или статус значения аналита. Первые статусные данные обрабатывают посредством контроллера приемника. При определении по результатам указанной обработки того, что статус устройства и/или статус значения аналита является критическим для сенсорной системы и приемника устанавливают сопряженный режим работы. При этом, т.е. при установлении сопряженного режима работы, между сенсорной системой и приемником устанавливают канал связи, и по каналу связи принимают второй пакет данных, переданный в приемник сенсорной системой и содержащий одно или несколько значений аналита.
Другим объектом изобретения является система для беспроводной передачи данных, содержащая сенсорную систему и приемник. Приемник способен посредством беспроводной связи принимать от сенсорной системы значения аналита, воспринимаемые сенсорной системой при непрерывном мониторировании аналита. Система выполнена с возможностью: установления для сенсорной системы и приемника несопряженного режима работы; выполняемого приемником приема первого пакета данных, переданного сенсорной системой в широковещательном режиме и содержащего первые статусные данные, указывающие статус устройства и/или статус значения аналита; обработки статусных данных посредством контроллера приемника; и установления для сенсорной системы и приемника сопряженного режима работы при определении по результатам указанной обработки того, что статус устройства и/или статус значения аналита является критическим. Установление сопряженного режима работы включает установление канала связи между сенсорной системой и приемником и прием второго пакета данных, переданного сенсорной системой в приемник по каналу связи и содержащего одно или несколько значений аналита.
Сопряженный режим работы может устанавливаться при получении в приемнике подтверждения, введенного пользователем посредством устройства ввода. Например, при определении того, что статус устройства и/или статус аналита является критическим, пользователю может быть выдан запрос на ввод соответствующей команды, причем такой запрос может выдаваться посредством пользовательского интерфейса приемника, например, посредством дисплея, который может быть связан с контроллером приемника. После приема от пользователя команды, введенной в ответ на выдачу пользователю вышеупомянутого запроса, устанавливается сопряженный режим работы. Таким образом, перед установлением или повторным установлением канала связи, предусмотренного в сопряженном режиме, может запрашиваться подтверждение пользователя.
Отправка и/или прием пакетов данных может выполняться приемопередатчиком, входящим в состав приемника и/или сенсорной системы.
Приемник может быть мобильным или портативным. Приемник может входить в состав мобильного или портативного устройства, такого как носимый прибор, ноутбук, мобильный телефон и пульт дистанционного управления. Пульт дистанционного управления может быть выполнен с возможностью управления работой медицинской системы, например медицинской системы для введения в организм лекарственного средства. В качестве альтернативы, приемник может входить в состав стационарного устройства, такого как настольный компьютер.
Сенсор, который также можно называть сенсором аналита или биосенсором, может быть выполнен с возможностью мониторирования (контроля) аналита в физиологической жидкости. Например, мониторироваться может значение глюкозы в физиологической жидкости. Вместе с тем, описываемые технологии могут использоваться и в отношении других аналитов.
Первый пакет данных может не содержать никакого значения аналита. Наконец, в таком альтернативном варианте осуществления изобретения ни статусные данные, ни первый пакет данных в целом не содержит фактического значения аналита.
В одном варианте осуществления изобретения широковещательная передача пакетов данных сенсором может отличаться от передачи или отправки пакетов данных сенсорной системой приемнику по каналу связи. При широковещательной передаче пакеты данных могут посылаться любому устройству, находящемуся в зоне покрытия сенсорного прибора и способному принимать такие пакеты данных посредством беспроводной связи. Пакеты же данных, передаваемые сенсорной системой по каналу связи, направляются для приема тому приемнику, с которым сенсорная система была ранее сопряжена в процессе сопряжения устройств.
Обработка данных, выполняемая посредством контроллера приемника, направлена на определение того, указывают ли статусные данные на то, что статус устройства и/или статус аналита является критическим. Что касается критического статуса устройства, обработка данных позволяет определять критический статус устройства, выбранный из следующей группы: сеанс использования сенсора завершен; низкий уровень заряда источника питания (батареи); неправильный тип сенсора для данной сенсорной системы; неисправность сенсора; тревожный сигнал от устройства; отказ устройства в составе сенсорной системы; и запрос  синхронизации между сенсорной системой и приемником. В качестве альтернативы или дополнения, критический статус устройства может указывать по меньшей мере на одно из следующего: не допускается калибровка сенсора; рекомендуется калибровка сенсора; и требуется калибровка сенсора. Статусные данные могут указывать на то, что температура сенсора находится за пределами температурного диапазона, который требуется выдерживать для достоверного измерения значений аналита.
Что касается критического статуса значения аналита, статусные данные могут указывать на тревожное сообщение. Тревожное сообщение может генерироваться контроллером сенсора при обнаружении по меньшей мере одного критического статуса значения аналита из следующей группы: значение аналита ниже специфического для пациента низкого уровня аналита; значение аналита выше специфического для пациента высокого уровня аналита; значение аналита ниже пониженного уровня (гипогликемия); значение аналита выше повышенного уровня (гипергликемия); скорость снижения значения аналита превышает предел; скорость повышения значения аналита превышает предел; значение аналита ниже порога чувствительности сенсорной системы; и значение аналита превышает предел возможностей сенсора.
Предлагаемый в изобретении способ также может предусматривать, что в несопряженном режиме приемник работает на первом уровне потребления энергии, а в сопряженном режиме - на втором, более высоком, чем первый, уровне потребления энергии. Работа системы, включающей в себя сенсорную систему и приемник, на различных уровнях потребления энергии, позволяет экономить энергию, тем самым продлевая срок службы источника питания, такого как батарея питания.
Предлагаемый в изобретении способ также может предусматривать, что в несопряженном режиме работы устанавливают для функционального блока приемника режим ожидания, а в сопряженном режиме работы устанавливают для функционального блока активированный режим, причем в активированном режиме уровень потребления энергии функциональным блоком выше, чем в режиме ожидания.
Прием первого пакета данных может включать прием приемником незашифрованного пакета данных, переданного сенсорной системой в широковещательном режиме и содержащего статусные данные. Первый пакет данных в целом может передаваться в широковещательном режиме и приниматься без шифрования данных.
Предлагаемый в изобретении способ также может предусматривать, что между сенсорной системой и приемником устанавливают безопасный канал связи, способный передавать зашифрованные пакеты данных, и по безопасному каналу связи принимают зашифрованный пакет данных, включенный во второй пакет данных и содержащий одно или несколько значений аналита. Безопасный канал связи может устанавливаться или создаваться в процессе сопряжения устройств, подробнее описываемом ниже. Установление или создание безопасного канала связи, обеспечивающего защищенную передачу данных с их шифрованием, может включать обмен ключами (криптографическими ключами) для защищенного обмена данными между двумя устройствами.
Между сенсорной системой и приемником может устанавливаться канал двухсторонней связи. Канал двухсторонней связи позволяет вести передачу и прием пакетов данных как на стороне приемника, так и на стороне сенсорной системы.
Предлагаемый в изобретении способ также может предусматривать, что если по результатам указанной обработки не установлено того, что статус устройства и статус аналита являются критическими, для сенсорной системы и приемника поддерживают несопряженный режим работы, и посредством приемника принимают третий пакет данных, переданный сенсорной системой в широковещательном режиме и содержащий дополнительные статусные данные, указывающие текущий статус устройства и/или текущий статус аналита. При обработке первых статусных данных не определяют ни критический статус устройства, ни критический статус аналита. Приемник при этом не распознает необходимость установления или повторного установления канала связи между сенсорной системой и приемником.
Предлагаемый в изобретении способ также может предусматривать, что в первый пакет данных включают специфические для устройства статусные данные, посредством контроллера приемника определяют, способен ли контроллер приемника обрабатывать специфические для устройства статусные данные, и если установлено, что контроллер приемника способен обрабатывать специфические для устройства статусные данные, посредством контроллера приемника обрабатывают специфические для устройства статусные данные, а в противном случае в приемнике игнорируют специфические для устройства статусные данные. Например, приемник от одного производителя оборудования может быть неспособен правильно обрабатывать специфические для устройства данные от сенсорной системы, поставляемой другим производителем оборудования, по причине нестандартного протокола обмена данными. Тем не менее, сопряженный режим работы может быть установлен в ответ на игнорирование статусных данных. Благодаря этому передача одного или нескольких значений аналита в приемник может выполняться без предварительного определения того, что статус устройства и/или статус значения аналита является критическим. Это позволяет избежать критической ситуации, вызванной только невозможностью обработки статусных данных в приемнике. Этим достигается более высокий уровень безопасности. Исключается потеря критических статусных данных.
Статусные данные могут быть представлены флагом состояния или полем статусных данных. В таком варианте осуществления изобретения или в других вариантах статусные данные могут включать один или несколько кодов, например буквенно-цифровых кодов, которым поставлен в соответствие критический статус значения аналита и/или критический статус устройства. В приемнике заложено соответствие между одним или несколькими кодами и критическим статусом, позволяющее контроллеру приемника определять критический статус по результатам обработки статусных данных, содержащих один или несколько кодов. Такой код может быть предусмотрен во флаге состояния или в поле статусных данных. При определении приемником поступления флага состояния или поля статусных данных приемником может быть выдано предупреждение пользователю, которое может включать в себя визуальные и/или звуковые данные.
Сопряженный режим работы можно устанавливать путем выполнения процесса сопряжения устройств для сенсорной системы и приемника при определении по результатам указанной обработки того, что статус устройства и/или статус значения аналита является критическим. Процесс сопряжения устройств может включать установление безопасного соединения с шифрованием данных для передачи данных между приемником и сенсорной системой. Установление или создание соединения (канала связи), обеспечивающего защищенную передачу данных с их шифрованием, может включать обмен ключами (криптографическими ключами) для защищенного обмена данными между двумя устройствами.
После выполнения первоначального сопряжения устройств может быть выполнено повторное соединение без повторения сопряжения устройств или обмена ключами. Повторное соединение включает установление канала связи между сенсорной системой и приемником повторно после того как соединение было прервано и остановлено, например, в течение периода времени между следующими друг за другом событиями передачи данных, заданными временными интервалами. Затем, после повторного установления соединения между устройствами в приемнике могут приниматься регистрируемые сенсором значения аналита. В одном варианте осуществления изобретения из приемника в сенсорную систему могут передаваться управляющие сигналы, определяющие задержку во времени между концом процесса соединения устройств, представляющим собой установление канала связи, и моментом начала передачи в приемник одного или нескольких значений аналита. В качестве альтернативы, период времени может быть задан относительно момента времени, в который началась предыдущая передача одного или нескольких значений аналита.
Предлагаемый в изобретении способ также может предусматривать, что посредством приемника принимают четвертый пакет данных, переданный в широковещательном режиме сенсорной системой и содержащий вторые статусные данные, указывающие статус устройства и/или статус значения аналита; обрабатывают вторые статусные данные посредством контроллера приемника; при определении по результатам указанной обработки того, что статус устройства и/или статус значения аналита является критическим, повторно устанавливают для сенсорной системы и приемника сопряженный режим работы, для чего повторно устанавливают канал связи между сенсорной системой и приемником и посредством приемника принимают по каналу связи пятый пакет данных, переданный сенсорной системой и содержащий одно или несколько дополнительных значений аналита. После того как для сенсорной системы и приемника было выполнено сопряжение устройств, может быть повторно установлен канал связи без повторного сопряжения устройств.
Что касается измерения или контроля глюкозы, уровень или значение глюкозы можно определять путем анализа пробы крови, например, путем точечного контроля, и, в качестве альтернативы или дополнения, путем непрерывного мониторирования гликемии (НМГ) посредством полностью или частично имплантированного сенсора. Вообще в контексте НМГ можно определять значение или уровень аналита, указывающее на значение или уровень глюкозы в крови. Такое значение аналита можно измерять в интерстициальной жидкости. Измерение может выполняться подкожно или in vivo, т.е. в условиях живого организма. НМГ может быть реализовано в виде выполняемой практически в реальном времени или квазинепрерывной процедуры мониторирования, которая часто или автоматически выдает/обновляет значения аналита без взаимодействия с пользователем. В альтернативном варианте осуществления изобретения измерение аналита может выполняться посредством биосенсора, расположенного в контактной линзе, через глазную жидкость или посредством биосенсора, расположенного на коже, посредством трансдермального измерения в потовой жидкости.
Описанные выше альтернативные варианты осуществления изобретения могут относиться, с соответствующими изменениями, к предлагаемой в изобретении системе для беспроводного обмена данными или передачи данных.
Описание других вариантов осуществления изобретения
Ниже в качестве примера рассматриваются варианты осуществления изобретения, поясняемые чертежами, на которых показано:
на фиг. 1 - схематическое представление элементов системы непрерывного мониторирования аналита, содержащей сенсорную систему и приемник; и
на фиг. 2 - блок-схема осуществления способа беспроводной передачи данных между сенсорной системой и приемником, способным посредством беспроводной связи принимать от сенсорной системы значения аналита, воспринимаемые сенсорной системой при непрерывном мониторировании аналита.
На фиг. 1 схематически представлены элементы системы 10 непрерывного мониторирования аналита, содержащей сенсорную систему 20 и приемник 30, в некоторых вариантах осуществления изобретения.
Сенсорная система 20 для определения аналита может содержать сенсор 21, который может быть предусмотрен как сенсор аналита или биосенсор. Сенсор 21 способен воспринимать значения аналита в текучей среде, например в физиологической жидкости. Сенсор 21 связан с измерительной схемой 22, обеспечивающей, например, обработку сенсорных данных и управление ими. Измерительная схема 22 сенсора может быть связана с контроллером 23 сенсора, содержащим один или несколько процессоров. В некоторых вариантах осуществления изобретения контроллер 23 сенсора может выполнять часть функций или все функции измерительной схемы 22 сенсора по получению от сенсора 21 и обработке значений результатов измерения (значения аналита).
Контроллер 23 сенсора также связан с информационным интерфейсом 24 (интерфейсом данных) для передачи сенсорных данных. Информационный интерфейс 24 может быть снабжен приемопередатчиком, выполненным с возможностью передачи и приема данных по каналу 40 связи. Информационный интерфейс 24 может быть способен принимать запросы и команды от внешнего устройства, такого как приемник 30, который используется, например, для приема пакетов данных от сенсорной системы 20 посредством беспроводной передачи данных.
В рассматриваемом примере осуществления изобретения сенсорная система 20 также содержит запоминающее устройство 25 для хранения данных, например сенсорных данных, указывающих значения аналита. Запоминающее устройство 25 также может использоваться для хранения операционной системы для настраиваемого приложения, разработанного для беспроводной передачи данных между сенсорной системой 20 и приемником 30. Запоминающее устройство 25 может представлять собой одиночное запоминающее устройство или несколько запоминающих устройств и может быть энергозависимым или энергонезависимым запоминающим устройством для хранения данных и/или команд для программ и программных приложений. Команды могут выполняться процессором(-ами) контроллера 23 сенсора для контроля информационного интерфейса 24 и управления им.
Компоненты сенсорной системы 20 могут периодически нуждаться в замене. Например, как показано на фиг. 1, сенсор 21 может входить в состав сенсорной системы 20, содержащей измерительную схему 22, контроллер 23 сенсора, информационный интерфейс 24, запоминающее устройство 25, например, приемопередатчик, и источник питания 26, такой как батарея. Сенсор 21 может представлять собой имплантируемый сенсор.
Сенсор 21 может требовать периодической замены, например, каждые 7…30 суток. Измерительная схема 22 сенсора может быть рассчитана на то, чтобы снабжаться энергией и оставаться активной гораздо дольше, чем сенсор 21, например в течение трех, шести месяцев или дольше, пока не потребуется заменить батарею. Замена этих компонентов может быть сложной и требовать помощи обученного персонала. Уменьшение потребности в замене таких компонентов, особенно батареи, значительно повышает удобство сенсорной системы 20 в использовании.
Как показано на фиг. 1, приемник 30 может содержать дисплей 31 для вывода пользователю визуальной информации. Дисплей 31 связан с контроллером 32 приемника, обеспечивающим, например, обработку данных и управление ими. Контроллер 32 приемника может содержать один или несколько процессоров. Далее, приемник 30 может быть снабжен запоминающим устройством 33, связанным с контроллером 32 приемника. Контроллер 32 приемника также связан с информационным интерфейсом 34 (интерфейсом данных) для приема пакетов данных из сенсорной системы 20 по каналу 40 связи. Информационный интерфейс 34 может быть способен принимать запросы и команды от внешнего устройства и посылать данные посредством беспроводной передачи данных, например, сенсорному прибору 20.
В показанном на фиг. 1 варианте осуществления изобретения приемник 30 имеет пользовательское устройство 35 ввода, связанное с контроллером 32 приемника. Посредством устройства 35 ввода пользователь может вводить данные и команды.
Приемник 30 может быть предусмотрен в составе мобильного или портативного устройства, такого как смартфон, мобильный телефон, ноутбук, носимое вычислительное устройство или персональный цифровой ассистент (карманный компьютер).
В некоторых вариантах осуществления изобретения сеанс использования сенсора может соответствовать сроку службы сенсора 21, например, может составлять от 7 до 30 суток. Когда сенсорная система 20 используется впервые или в некоторых случаях повторно активируется после замены батареи, может быть установлен сеанс использования сенсора. Может быть предусмотрен процесс первоначального установления связи между приемником 30 и сенсорной системой 20 при ее первом использовании или повторном активировании (например, после замены батареи). Такой первоначальный процесс может включать в себя процесс сопряжения устройств.
В случае первого, или первоначального, соединения устройств и перед фактическим приемом одного или нескольких значений аналита в приемнике 30 предусмотрено выполнение между приемником 30 и сенсорной системой 20 так называемого процесс сопряжения устройств. В целом процесс сопряжения устройств представляет собой процесс первоначального установления соединения для передачи данных между приемником 30 и сенсорной системой 20. В результате выполнения этого процесса сопряжения между сопряженными устройствами устанавливается линия односторонней или двухсторонней передачи данных, т.е. одностороннее или двухстороннее соединение. При завершении сопряжения устройств, которое само по себе известно, например в отношении сопряжения устройств, взаимодействующих по протоколу Bluetooth, по каналу 40 связи из сенсорной системы 20 в приемник 30 сразу или с задержкой во времени может быть передано одно или несколько значений аналита.
Перед началом процесса сопряжения устройств сенсорная система 20 может непрерывно передавать в широковещательном режиме сигнал готовности к сопряжению. Такой сигнал указывает, что сенсорная система 20 может быть сопряжена с любым другим устройством, т.е. может подключиться к нему, для передачи данных. При обнаружении сигнала готовности к сопряжению приемник 30 может запустить процесс сопряжения для установления соединения с целью передачи данных между приемником 30 и сенсорной системой 20.
После того как приемник 30 и сенсорная система 20 установили соединение, в частности путем установления канала 40 связи, приемник 30 и сенсорная система 20 могут периодически или непериодически связываться между собой на протяжении срока службы нескольких сенсоров до тех пор пока, например, не потребуется замена батареи. Каждый раз при замене сенсора 21 может устанавливаться новый сеанс использования сенсора. Новый сеанс использования сенсора может инициироваться посредством процесса, совершаемого при помощи приемника 30, и этот процесс может запускаться уведомлениями о новом сенсоре посредством связи между сенсорной системой 20 и приемной системой 30, которая может быть постоянной на протяжении сеансов использования сенсоров.
После завершения процесса сопряжения канал связи может быть разорван, например, ввиду отсутствия потребности в передаче данных между сенсорной системой 20 и приемником 30. Для повторного установления канала 40 связи повторное сопряжение устройств может не требоваться. Напротив, канал 40 связи между сенсорной системой 20 и приемником 30 может устанавливаться без повторения сопряжения устройств. После разрыва канала связи сенсорная система может непрерывно передавать в широковещательном режиме сигнал готовности к установлению соединения/канала связи. Такой сигнал указывает, что сенсорная система 20 может снова соединиться с приемником 30 для передачи данных. При обнаружении этого сигнала, который может передаваться в широковещательном режиме в незашифрованной форме, приемник 30 может запустить процесс соединения (подключения), тем самым повторно устанавливая канал 40 связи.
Для передачи и приема данных между сенсорной системой 20 и приемником 30 могут использоваться протоколы беспроводной связи. Используемый беспроводной протокол может быть рассчитан на его применение в беспроводной сети сенсоров, оптимизированной для периодических или апериодических передач небольших объемов данных между несколькими устройствами, находящимися на близком расстоянии, например, в персональной сети (PAN). Например, такой протокол может быть оптимизирован для периодических или апериодических передач данных, где приемопередающие узлы могут быть выполнены с возможностью передачи данных в течение коротких интервалов и последующего входа в режимы пониженного энергопотребления на длительные интервалы.
Протокол беспроводной связи также может обеспечивать возможность установления каналов связи с несколькими устройствами с реализацией схем исключения помех или столкновений. В некоторых вариантах осуществления изобретения такой протокол может использовать адаптивные изохронные сетевые топологии, задающие различные временные кванты и частотные диапазоны для связи с несколькими устройствами. Таким образом, протокол может модифицировать временные окна и частоты передачи в ответ на возникновение помех или столкновений и поддерживать связь с несколькими устройствами. Соответственно, беспроводной протокол может использовать схемы на основе множественного доступа с временным (TDMA) и частотным (FDMA) разделением. Беспроводной протокол также может использовать схемы с расширением спектра методом прямой последовательности (DSSS) и расширением спектра скачкообразной сменой частоты (FHSS). Для поддержки беспроводной связи на малых расстояниях и/или с потреблением небольшой мощности могут использоваться различные сетевые топологии, такие как топология одноранговой сети, звездообразная, древовидная или сетчатая топологии, например по технологиям Wi-Fi, Bluetooth и Bluetooth Low Energy (BLE). Беспроводной протокол может работать в различных частотных диапазонах, таких как открытый промышленный, научный и медицинский диапазон (ISM), например на частоте 2,4 ГГц.
В некоторых вариантах осуществления изобретения, когда используется стандартизованный протокол связи, могут использоваться серийно выпускаемые приемопередающие цепи или узлы, содержащие схемы обработки данных для выполнения низкоуровневых функций передачи данных, таких как управление шифрованием данных, частотами передачи, протоколы квитирования и т.п. В этих вариантах осуществления изобретения контроллер 32 приемника и/или контроллер 23 сенсора не должен управлять выполнением этих функций, но обеспечивает требуемые значения данных для передачи и управляет выполнением высокоуровневых функций, таких как включение или выключение, задание скорости передачи сообщений и т.п. Команды и значения данных для выполнения этих высокоуровневых функций могут быть подаваться в приемопередающие цепи посредством информационной шины и протокола передачи, установленного производителем приемопередающей цепи.
Сенсорная система 20 собирает получаемые от сенсора 21 значения аналита, которые он может посылать в приемник 30 периодическим или апериодическим образом. Результаты измерений собираются и передаются на протяжении срока службы сенсора 21, например в течение периода, составляющего от 1 до 30 суток или более. Для адекватного контроля уровней глюкозы в физиологической жидкости может требоваться передавать новые результаты измерений достаточно часто. Вместо того, чтобы ведущие передачу и прием элементы сенсорной системы 20 и приемника 30 взаимодействовали, т.е. поддерживали связь между собой, непрерывно, сенсорная система 20 и приемник 30 могут устанавливать между собой канал 40 связи по потребности, возникающей периодически или спорадически.
Как показано на фиг. 1, рассматриваемая в качестве примера система или комплекс содержит сенсорную систему 20, связанную с приемником 30 с возможностью информационного взаимодействия с ним через информационные интерфейсы 24, 34, которые могут быть реализованы, например, приемопередающим узлом. Указанная связь предусмотрена для передачи из сенсорной системы 20 в приемник 30 биологических данных или данных об аналите, указывающих на свойства аналита, такого как глюкоза. В случае использования приемопередатчиков информационный интерфейс 25 реализуется приемопередатчиком на стороне сенсора. Сенсорная система 20 снабжена приемопередатчиком на стороне сенсора, выполненным с возможностью передачи и приема электронных данных.
Принимаемые в приемнике 30 биологические данные или данные об аналите могут по меньшей мере частично сохраняться в запоминающем устройстве 33. Сенсор 21 может быть выполнен в виде носимого в теле сенсора, по меньшей мере частично имплантируемого в тело (организм) человека.
В одном варианте осуществления изобретения сенсор 21 представляет собой сенсор глюкозы, который при его установке непосредственно под кожей пациента способен регистрировать, или воспринимать, уровень глюкозы (например, концентрацию глюкозы). В частности, может быть предусмотрен устанавливаемый подкожно сенсор. Например, сенсор 21 может представлять собой одноразовый сенсор глюкозы, носимый под кожей в течение нескольких суток, пока не потребуется его замена. Как отмечено выше, сенсорная система 20 связана с приемником 30 с возможностью информационного взаимодействия с ним. Соответственно, если сенсором является сенсор глюкозы, сенсорная система 20 может быть связана с возможностью информационного взаимодействия, например, с портативным устройством, таким как смартфон или пульт дистанционного управления, или с интеллектуальным глюкометром и может предоставлять этим устройствам данные амбулаторного НМГ, т.е. данные уровня глюкозы, собираемые непрерывно на протяжении всего срока службы сенсора 21. Приемник 30, предусмотренный в составе такого портативного устройства, может управлять передачей данных из сенсорной системы 20 в портативное устройство, инициируя передачу значений аналита.
На фиг. 2 приведена блок-схема варианта осуществления предлагаемого в изобретении способа беспроводной передачи данных между сенсорной системой 20 и приемником 30, способным посредством беспроводной связи принимать от сенсорной системы 20 значения аналита, воспринимаемые сенсором 21 при непрерывном мониторировании аналита. Непрерывным мониторированием аналита может быть, например, непрерывное мониторирование гликемии.
На шаге 100 подготавливают приемник 30 и сенсорную систему 20.
На шаге 110 для сенсорной системы 20 и приемника 30 устанавливают несопряженный режим работы. В несопряженном режиме работы канал 40 связи разорван. Вместо этого приемник 30 слушает сигналы или пакеты данных, передаваемые сенсорной системой 20 в широковещательном режиме. Такой режим работы можно назвать режимом прослушивания. Например, сенсорная система 20 может в широковещательном режиме передавать так называемый сигнал оповещения, указывающий на то, что сенсорная система 20 готова к созданию соединения для передачи данных. Такой процесс может включать процесс сопряжения устройств, который, в свою очередь, может включать установление канала 40 связи.
Работая в несопряженном режиме, приемник 30 может принимать через информационный интерфейс 34 сигналы и/или пакеты данных, передаваемые сенсорной системой 20 в широковещательном режиме. На шаге 120 приемник 30 принимает от сенсорной системы 20 первый пакет данных, содержащий статусные данные. Статусные данные указывают статус устройства и/или статус аналита. Статус устройства дает информацию о состоянии сенсорной системы 20 и/или о состоянии компонента сенсорной системы 20, такого как сенсор 21. Статус аналита может относиться к специфической информации о воспринимаемых сенсором 21 значениях аналита. Например, в случае мониторирования уровня глюкозы критический статус значения аналита может указывать на то, что уровень глюкозы понижен (гипогликемия) или повышен (гипергликемия). Статус аналита может не содержать никакой информации о фактическом значении аналита, такой как значение уровня глюкозы. Статусные данные могут быть представлены флагом состояния или полем данных в первом пакете данных, принимаемых в приемнике 30.
Первый пакет данных, принимаемый в приемнике 30, обрабатывается посредством контроллера 32 приемника на шаге 130. Например, такая обработка данных выполняется для определения того, указывают ли статусные данные на то, что статус устройства и/или статус аналита является критическим. Что касается критического статуса устройства, обработка данных позволяет определять критический статус устройства, выбранный из следующей группы: сеанс использования сенсора завершен; низкий уровень заряда источника питания (батареи); неправильный тип сенсора для данной сенсорной системы; неисправность сенсора; тревожный сигнал от устройства; отказ устройства в составе сенсорной системы; и запрос  синхронизации между сенсорной системой и приемником. В качестве альтернативы или дополнения, критический статус устройства может указывать по меньшей мере на одно из следующего: не допускается калибровка сенсора; рекомендуется калибровка сенсора; и/или требуется калибровка сенсора. Статусные данные могут указывать на то, что температура сенсора находится за пределами температурного диапазона, который требуется выдерживать для достоверного измерения значений аналита.
Что касается критического статуса значения аналита, статусные данные могут указывать на тревожное сообщение. Тревожное сообщение может генерироваться контроллером 23 сенсора при обнаружении по меньшей мере одного критического статуса значения аналита из следующей группы: значение аналита ниже специфического для пациента низкого уровня аналита; значение аналита выше специфического для пациента высокого уровня аналита; значение аналита ниже пониженного уровня (гипогликемия); значение аналита выше повышенного уровня (гипергликемия); скорость снижения значения аналита превышает предел; скорость повышения значения аналита превышает предел; значение аналита ниже порога чувствительности сенсорной системы; и значение аналита превышает предел возможностей сенсора.
На шаге 140 при определении того, что статус устройства и/или статус значения аналита является критическим, для сенсорной системы 20 и приемника 30 устанавливается сопряженный режим работы. Установление сопряженного режима работы включает, на шаге 150, установление между сенсорной системой 20 и приемником 30 канала 40 связи.
Далее, на шаге 160 в приемнике 30 принимают от сенсорной системы 20 второй пакет данных. Второй пакет данных содержит одно или несколько значений аналита, воспринимаемых сенсором 21 при измерении в рамках непрерывного мониторирования аналита. Второй пакет данных может приниматься в приемнике 30 в виде пакета зашифрованных данных. В отличие от второго пакета данных, первый пакет данных может передаваться из сенсорной системы 20 в приемник 30 без шифрования.
Работа в несопряженном и сопряженном режимах обусловливает различный уровень потребления энергии в приемнике 30 и/или сенсорной системе 20. Например, в несопряженном режиме работы по меньшей мере один компонент приемника 30, например устройство 35 ввода и/или дисплей 31, может находиться в режиме ожидания, в результате чего потребление им мощности или энергии снижено. В режиме ожидания потребление энергии может быть даже нулевым. При установлении сопряженного режим работы один или несколько функциональных компонентов приемника 30 и/или сенсорной системы 20 может быть переведен из режима ожидания в рабочий или активированный режим, в результате чего уровень потребления энергии таким(-и) функциональным(-и) компонентом(-ами) в приемнике 30 и/или сенсорной системе 20 в целом повысится.
Поддержание системы для беспроводной передачи данных, содержащей сенсорную систему 20 и приемник 30, в несопряженном режиме работы позволяет экономить энергию или мощность по сравнению с сопряженным режимом работы. И только если статусные данные указывают на необходимость соединения устройств (входа в сопряженный режим работы), выполняют выход из несопряженного режима работы для переключения на сопряженный режим работы.
Рассмотренные выше несопряженный и сопряженный режимы работы могут использоваться применительно к различным сценариям эксплуатации системы, содержащей сенсорную систему 20 и приемник 30. Например, несопряженный режим работы может поддерживаться в течение ночи, так как ночь - это время суток, когда пользователь может быть не заинтересован в приеме значений аналита из сенсорной системы 20. Тем не менее, прием статусных данных приемником 30 гарантирует то, что в случае обнаружения критического статуса устройства и/или критического статуса значения аналита будет автоматически инициировано соединение устройств, т.е. установление или повторное установление канала 40 связи. В этом случае пользователю может выводиться, например посредством дисплея 31, предупреждающее сообщение.
Еще один вариант осуществления изобретения может быть связан с периодом времени, в течение которого пользователя не следует беспокоить приемом значений аналита в приемнике 30, например при посещении театра или кинотеатра. Но и в этом случае прием статусных данных приемником 30 гарантирует передачу значений аналита из сенсорной системы 20 в приемник 30, если обнаружен критический статус устройства и/или критический статус значения аналита.
В различных вариантах осуществления изобретения, описанных выше, несопряженный режим работы может устанавливаться по команде, введенной пользователем. Как возможный вариант, пользователь может определять заданный период времени для установления несопряженного режима работы, например несколько часов. И только в случае, если в приемнике 30 после приема первого пакета данных, содержащего статусные данные, установлено, что статус устройства и/или статус значения аналита является критическим, работа в несопряженном режиме может быть остановлена для переключения в сопряженный режим.