Dispositivo que comprende:

una unidad (102) de comunicación acoplada al cuerpo configurada para realizar 5 una comunicación acoplada alcuerpo a través de un cuerpo humano o de animal;

una unidad (104) de comunicación por radiofrecuencia configurada para realizar una comunicación porradiofrecuencia;

una unidad (112) de procesamiento configurada para decidir si los datos van a transmitirse mediante dichaunidad de comunicación acoplada al cuerpo o dicha unidad de comunicación por radiofrecuencia a un destino ovan a transmitirse mediante dicha unidad de comunicación acoplada al cuerpo a un dispositivo intermedioconfigurado para intentar transmitir dichos datos mediante una comunicación por radiofrecuencia a dichodestino;

una unidad (114) de determinación configurada para determinar si dichos datos se han transmitido con éxito adicho destino,

en el que dicha unidad de procesamiento está configurada para decidir a qué dispositivo intermedio van atransmitirse dichos datos mediante dicha unidad de comunicación acoplada al cuerpo, si una determinaciónmediante dicha unidad de determinación es negativa.

Combinación de comunicación acoplada al cuerpo y comunicación por radiofrecuencia

Campo de la invención

La presente invención se refiere en general a un dispositivo, un sistema, un método y un programa informático para proporcionar una conectividad inalámbrica fiable en el cuerpo y fuera del cuerpo combinando una comunicación acoplada al cuerpo y una comunicación por radiofrecuencia.

Antecedentes de la invención

La comunicación acoplada al cuerpo (BCC) permite el intercambio de información entre dispositivos que están ubicados en o en proximidad cercana de un cuerpo humano o de animal. Las señales de BCC se transportan por el cuerpo en lugar de a través del aire. El cuerpo (y el espacio que lo rodea a pocos centímetros) se utiliza como canal de comunicación, permitiendo así interacción e intercambio de datos basados en el tacto. Thomas Guthrie Zimmerman proporciona una descripción detallada del principio de comunicación subyacente básico en “Personal Area Networks (PAN) : Near-Field Intra-Body Communication”, MASTER OF SCIENCE IN MEDIA ARTS AND SCIENCES en el Instituto Tecnológico de Massachusetts, septiembre de 1995. En esta tesis, el término “comunicación en el interior del cuerpo de campo cercano” se usa para describir una comunicación acoplada al cuerpo o basada en el cuerpo.

Una comunicación basada en señales de BCC está confinada a un área cerca del cuerpo. Esto es lo contrario a las comunicaciones por radiofrecuencia (RF) , en las que se cubre un área mucho más grande. Por tanto, cuando se usan señales de BCC, sólo es posible una comunicación entre dispositivos situados en, conectados a o colocados cerca del mismo cuerpo.

Por otro lado, las tecnologías de comunicación por RF que usan una frecuencia alta como, por ejemplo, las tecnologías de RF de corto alcance de baja potencia que funcionan en la banda industrial, científica y médica (ISM) de 2, 4 GHz, tales como las tecnologías (“ZigBee”) de IEEE 802.15.4 son muy adecuadas para comunicación fuera del cuerpo en condiciones de línea de visión. Sin embargo, no son muy adecuadas para funcionar alrededor del cuerpo humano. Experimentan un ensombrecimiento o atenuación altos a causa del cuerpo lo que conduce a una comunicación no fiable. Esto sucede frecuentemente en escenarios en los que dos sensores de cuerpo desean comunicarse entre sí o el cuerpo humano o de animal bloquea la línea de visión directa entre un sensor en el cuerpo y un dispositivo fuera del cuerpo., por ejemplo, un nodo en el pecho de un usuario no puede comunicarse con otro nodo en la espalda del usuario. Dado que los sistemas de RF usan bandas de frecuencia sin aglomeraciones, experimentan interferencia. De nuevo, esto diminuye la fiabilidad de la comunicación. Además, los sistemas de RF presentan un consumo de potencia muy alto lo que conduce a una corta duración del sistema y a una gestión de baterías cara e incómoda.

Es ventajoso proporcionar una conectividad inalámbrica fiable para aplicaciones de asistencia sanitaria y otras aplicaciones que se basan en sensores en el cuerpo conectados en red y/o actuadores así como dispositivos fuera del cuerpo. Un ejemplo de tales aplicaciones es la detección automática de caídas (AFD) en casas de personas ancianas por medio de una red de área corporal (BAN) . Cada persona anciana lleva sensores tales como, por ejemplo, acelerómetros para detectar si la persona se cae. En ese caso se envía una alarma a través de una infraestructura inalámbrica basada, por ejemplo, en tecnología WiFi o Zigbee. En algunos escenarios, por ejemplo, si la persona anciana se cae sobre uno o más sensores, al menos parte de los sensores ya no puede comunicarse con la infraestructura inalámbrica. Como resultado, puede impedirse que se envíe la alarma.

Las figuras 18 a 21 ilustran el ensombrecimiento a causa del cuerpo de una comunicación por RF en una aplicación de AFD. La figura 18 ilustra un caso normal de una comunicación por RF. Los nodos BN, FN posteriores y frontales tales como los sensores unidos a la parte posterior y frontal de una persona anciana pueden comunicarse con un destino d fuera del cuerpo tal como, por ejemplo, un punto de acceso (AP) en forma de un dispositivo montado, por ejemplo, en un techo de una sala. La figura 19 ilustra un caso frontal de comunicación por RF. Sólo el nodo FN frontal puede comunicarse con el destino d. La figura 20 ilustra un caso posterior de comunicación por RF. Sólo el nodo BN posterior puede comunicarse con el destino d. La figura 21 ilustra un caso de caída de comunicación por RF. Sólo el nodo BN posterior puede comunicarse con el destino d.

Otro ejemplo es la monitorización de un paciente en hospitales usando sensores médicos llevados en el cuerpo tales como, por ejemplo, sensores de electrocardiograma (ECG) , de pulsioximetría (SpO2) y de tensión arterial. Estos sensores pueden transmitir de manera inalámbrica sus mediciones a través de un radio de corto alcance a un monitor de paciente cercano (si el paciente está acostado en su cama) [“comunicación fuera del cuerpo”] o a un concentrador llevado en el cuerpo [“comunicación en el cuerpo”] que reenvía los datos a través de una infraestructura basada en tecnología de red de área local inalámbrica (WLAN) a un puesto central de enfermería (si el paciente camina por el hospital) . Se requiere una conectividad inalámbrica de calidad médica para la monitorización de un paciente en hospitales.

Las figuras 22 y 23 ilustran un ejemplo de monitorización de un paciente en hospitales. La figura 22 ilustra un ejemplo de monitorización de un paciente a pie de cama. En este caso, los sensores 1, 2 primero y segundo pueden comunicarse directamente con un monitor 3 a pie de cama que está conectado a un centro 4 de información de paciente a través de una red 5. No se usa un concentrador 0. La figura 23 muestra un ejemplo de monitorización de un paciente mientras el paciente está andando. En este caso, los sensores 1, 2 primero y segundo pueden comunicarse con un concentrador 0, que a su vez puede comunicarse con un AP 7 tal como, por ejemplo, un dispositivo fuera del cuerpo montado, por ejemplo, en un techo de una sala y conectado al centro 4 de información de paciente a través de la red 5.

La calidad de un enlace inalámbrico a un dispositivo fuera del cuerpo varía dependiendo de la posición de un dispositivo de radio de corto alcance en el cuerpo del paciente para transmitir mediciones de sensor. Además, las condiciones de RF cambian de manera dinámica debido al movimiento del paciente.

Las figuras 24 y 25 ilustran la calidad de enlace inalámbrico que cambia de manera dinámica. La figura 24 ilustra un escenario en el que el segundo sensor 2 tiene una mejor calidad de enlace inalámbrico. El sensor 2 tiene una mejor calidad de enlace inalámbrico al monitor 3 a pie de cama que el sensor 1, es decir, una indicación de calidad de enlace (LQI) del sensor 2 es superior a una LQI del sensor 1., es decir, en el escenario de la figura 24 se aplica LQI (1 -3) < LQI (2 -3) . La figura 25 ilustra un escenario en el que el primer sensor 1 tiene una mejor calidad de enlace inalámbrico. Las condiciones de RF se invierten, es decir, el sensor 1 tiene una mejor calidad de enlace inalámbrico al monitor 3 a pie de cama (LQI superior) que el sensor 2., es decir, en el escenario de la figura 25 se aplica LQI (1 -3) > LQI (2 -3) .

Por otro lado, las tecnologías de BCC basadas, por ejemplo, en acoplamiento capacitivo o conducción ósea son muy adecuadas para comunicación en el cuerpo, pero no pueden proporcionar conectividad a dispositivos fuera del cuerpo.

Como resultado, ni RF ni BCC solas pueden cumplir los requisitos de conectividad de sensores llevados en el cuerpo tal como se exige para aplicaciones de asistencia sanitaria tales como, por ejemplo, monitorización de un paciente en hospitales y otras aplicaciones tales como, por ejemplo, AFD. Este hecho también ha sido reconocido por el grupo de trabajo de BAN de IEEE 802.15.6, que pretende especificar tres tecnologías inalámbricas diferentes para comunicación en el cuerpo, fuera del cuerpo y dentro del cuerpo, respectivamente.

Sumario de la invención

Un objeto de la presente invención es aliviar al menos algunos de los problemas descritos anteriormente.

Este objeto puede conseguirse mediante un dispositivo según la reivindicación 1, un sistema según la reivindicación 24, un método según la reivindicación 25, y un programa informático... [Seguir leyendo]

1. Dispositivo que comprende:

una unidad (102) de comunicación acoplada al cuerpo configurada para realizar una comunicación acoplada al cuerpo a través de un cuerpo humano o de animal;

una unidad (104) de comunicación por radiofrecuencia configurada para realizar una comunicación por radiofrecuencia;

una unidad (112) de procesamiento configurada para decidir si los datos van a transmitirse mediante dicha unidad de comunicación acoplada al cuerpo o dicha unidad de comunicación por radiofrecuencia a un destino o van a transmitirse mediante dicha unidad de comunicación acoplada al cuerpo a un dispositivo intermedio configurado para intentar transmitir dichos datos mediante una comunicación por radiofrecuencia a dicho destino;

una unidad (114) de determinación configurada para determinar si dichos datos se han transmitido con éxito a dicho destino,

en el que dicha unidad de procesamiento está configurada para decidir a qué dispositivo intermedio van a transmitirse dichos datos mediante dicha unidad de comunicación acoplada al cuerpo, si una determinación mediante dicha unidad de determinación es negativa.

2. Dispositivo según la reivindicación 1,

en el que dicha unidad de procesamiento está configurada para decidir a qué dispositivo intermedio van a transmitirse dichos datos mediante dicha unidad de comunicación acoplada al cuerpo.

3. Dispositivo según la reivindicación 1, que comprende:

una unidad (116) de almacenamiento configurada para almacenar una primera lista (124) de otros dispositivos en una red de comunicación acoplada al cuerpo que comprende dicho dispositivo.

4. Dispositivo según la reivindicación 3,

en el que dicha unidad de procesamiento está configurada para decidir:

- transmitir dichos datos mediante dicha unidad de comunicación acoplada al cuerpo a dicho destino, si dicho destino está presente en dicha primera lista, o

- intentar en primer lugar transmitir dichos datos a dicho destino mediante dicha unidad de comunicación por radiofrecuencia, si dicho destino no está presente en dicha primera lista, o

- seleccionar aleatoriamente dicho dispositivo intermedio a partir de dicha primera lista, excluyendo un origen de dichos datos y dispositivos que ya han fallado a la hora de transmitir con éxito dichos datos mediante su respectiva unidad de comunicación por radiofrecuencia.

5. Dispositivo según la reivindicación 1,

en el que dicha unidad de comunicación acoplada al cuerpo está configurada para transmitir a dicho dispositivo intermedio una dirección de un origen de dichos datos, una dirección de dicho destino y una lista de direcciones de dispositivos, incluyendo una dirección de dicho dispositivo, que ya han fallado a la hora de transmitir con éxito dichos datos mediante su respectiva unidad de comunicación por radiofrecuencia.

6. Dispositivo según la reivindicación 1,

en el que dicha unidad de comunicación acoplada al cuerpo está configurada para recibir de otro dispositivo una dirección de un origen de dichos datos, una dirección de dicho destino y una lista de direcciones de dispositivos que ya han fallado a la hora de transmitir con éxito dichos datos mediante su respectiva unidad de comunicación por radiofrecuencia, y

en el que dicha unidad de procesamiento está configurada para decidir

transmitir mediante dicha unidad de comunicación acoplada al cuerpo a dicho origen de dichos datos una indicación de que dichos datos se han transmitido con éxito, si dicha determinación mediante dicha unidad de determinación es positiva,

transmitir mediante dicha unidad de comunicación acoplada al cuerpo a dicho origen de dichos datos una indicación de que dichos datos no se han transmitido con éxito, si dicha determinación mediante dicha unidad de determinación es negativa y no hay otros dispositivos aparte de dicho dispositivo, dicho origen de dichos datos y dichos dispositivos cuyas direcciones están contenidas en dicha lista de direcciones de dispositivos, y

transmitir mediante dicha unidad de comunicación acoplada al cuerpo a dicho dispositivo intermedio dicha dirección de dicho origen de dichos datos, dicha dirección de dicho destino y dicha lista de direcciones de dispositivos, complementadas por una dirección de dicho dispositivo, que ya han fallado a la hora de transmitir con éxito dichos datos mediante su respectiva unidad de comunicación por radiofrecuencia, si dicha determinación mediante dicha unidad de determinación es negativa y una dirección de dicho dispositivo intermedio no es ni idéntica a dicha dirección de dicho origen de dichos datos ni está contenida en dicha lista de direcciones de dispositivos.

7. Dispositivo según la reivindicación 1,

en el que dicha unidad de comunicación acoplada al cuerpo está configurada para recibir de otro dispositivo una indicación de que dichos datos se han transmitido con éxito o no.

8. Dispositivo según la reivindicación 3,

en el que dicha unidad de almacenamiento está configurada para almacenar para cada posible destino, que no está presente en dicha primera lista, el dispositivo con más éxito respectivo, que está presente en dicha primera lista, y un número de comunicaciones por radiofrecuencia con éxito de dicho dispositivo con más éxito.

9. Dispositivo según la reivindicación 8,

en el que dicha unidad de procesamiento está configurada para decidir transmitir dichos datos al dispositivo con más éxito almacenado en dicha unidad de almacenamiento para dicho destino.

10. Dispositivo según la reivindicación 8, que comprende:

una unidad (114) de determinación configurada para determinar si se ha realizado una comunicación por radiofrecuencia con éxito con dicho destino mediante dicha unidad de comunicación por radiofrecuencia; y

una unidad (118) de modificación configurada para modificar el contenido de dicha unidad de almacenamiento,

en el que dicha unidad de comunicación acoplada al cuerpo está configurada para recibir una indicación de que se ha realizado una comunicación por radiofrecuencia con éxito con dicho destino mediante una unidad de comunicación por radiofrecuencia de dicho dispositivo intermedio, y

en el que dicha unidad de modificación está configurada para

almacenar en dicha unidad de almacenamiento dicho dispositivo como dispositivo con más éxito para dicho destino junto con un número de uno, si dicha determinación mediante dicha unidad de determinación es positiva y no existe ningún dispositivo con más éxito para dicho destino,

aumentar en dicha unidad de almacenamiento dicho número para dicho destino y dicho dispositivo, si dicha determinación mediante dicha unidad de determinación es positiva y dicho dispositivo ya está almacenado como dispositivo con más éxito para dicho destino,

almacenar en dicha unidad de almacenamiento dicho dispositivo intermedio como dispositivo con más éxito para dicho destino junto con un número de uno, si dicha unidad de comunicación acoplada al cuerpo recibe dicha indicación y no existe ningún dispositivo con más éxito para dicho destino, y

aumentar en dicha unidad de almacenamiento dicho número para dicho destino y dicho dispositivo intermedio, si dicha unidad de comunicación acoplada al cuerpo recibe dicha indicación y dicho dispositivo intermedio ya está almacenado como dispositivo con más éxito para dicho destino.

11. Dispositivo según la reivindicación 10, que comprende:

una unidad (120) de comparación configurada para comparar un valor umbral y un número respectivo asociado con dicho destino y un dispositivo respectivo,

en el que dicha unidad de procesamiento está configurada para decidir transmitir dichos datos al dispositivo con más éxito mediante dicha unidad de comunicación acoplada al cuerpo, si un número asociado con dicho destino y dicho dispositivo con más éxito es mayor que dicho valor umbral, y

en el que dicha unidad de procesamiento está configurada para decidir intentar transmitir dichos datos mediante dicha unidad de comunicación por radiofrecuencia, si ninguno de dicho números es mayor que dicho valor umbral,

en el que dicha unidad de procesamiento está configurada para decidir transmitir dichos datos mediante dicha unidad de comunicación acoplada al cuerpo a dicho dispositivo intermedio, si dicha unidad de procesamiento determina que dicho dispositivo intermedio proporciona una mejor calidad de enlace de radiofrecuencia para dicho destino.

12. Sistema que comprende:

una pluralidad de dispositivos (1, 2; 100; 200) según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores; y

un dispositivo (0) concentrador de radiofrecuencia configurado para retransmitir dichos datos si dicho destino está fuera de alcance para toda dicha pluralidad de dispositivos.

13. Método que comprende:

decidir si los datos van a transmitirse mediante una unidad de comunicación acoplada al cuerpo o una unidad de comunicación por radiofrecuencia de un dispositivo a un destino (S1602) ;

decidir si van a transmitirse dichos datos mediante dicha unidad de comunicación acoplada al cuerpo a un dispositivo intermedio configurado para intentar transmitir dichos datos mediante una comunicación por radiofrecuencia a dicho destino (S1604) ;

determinar si dichos datos se han transmitido con éxito a dicho destino; y

si dichos datos no se han transmitido con éxito a dicho destino, decidir a qué dispositivo intermedio van a transmitirse dichos datos mediante dicha unidad de comunicación acoplada al cuerpo.

14. Programa informático que comprende medios de código de programa para hacer que un ordenador lleve a cabo las etapas de un método según la reivindicación 13 cuando dicho programa informático se lleva a cabo en un ordenador.