识别连接到医疗设备的自供电设备 对相关申请的交叉引用
本 申 请 要 求 于 2009 年 7 月 16 日 提 交 的 题 为 “Identifying A Self-Powered Device Connected To A Medical Device” 的美国专利申请 No.12/504,306 的优先权， 该 申请是 2008 年 12 月 31 日提交的题为 “Identifying A Self-Powered Device Connected To A Medical Device” 的美国专利申请 No.12/347,297 的部分连续案并且要求它的优先 权， 这些全部通过引用而被合并于此。
技术领域
本专利申请一般涉及识别连接到医疗设备的自供电设备。背景技术
医疗设备传统上已被设计为具有非常低的漏电流以便防止或限制对病人的安全风险。 发明内容 在本发明的一个方面中， 一种方法包括 ： 确定通用串行总线 (USB) 外围设备是否 连接到与医疗设备相连并且正在从该医疗设备汲取电力的 USB 监视设备。该医疗设备被配 置用在对病人的医疗过程。该方法还包括 ： 如果该 USB 外围设备被确定为连接到该 USB 监 视设备， 则确定该 USB 外围设备是否正在从该医疗设备汲取电力。
在本发明的另一个方面中， 一种通用串行总线监视设备包括被配置为存储用于执 行的指令的存储器。一个或多个处理设备被配置为执行指令， 所述指令使得该一个或多个 处理设备确定 USB 外围设备是否连接到该 USB 监视设备。该 USB 监视设备被配置为连接到 医疗设备并且被配置为从该医疗设备汲取电力。该医疗设备被配置用在对病人的医疗过 程。如果该 USB 外围设备被确定为连接到该 USB 医疗设备， 则该 USB 监视设备确定该 USB 外围设备是否正在从该医疗设备汲取电力。
在本发明的另一个方面中， 一个或多个计算机可读介质存储包括有形介质的可执 行指令。 所述指令使得一个或多个处理设备确定通用串行总线外围设备是否连接到包括该 一个或多个处理设备的 USB 监视设备。该 USB 监视设备被配置为连接到医疗设备并且被配 置为从该医疗设备汲取电力。该医疗设备被配置用在对病人的医疗过程。如果该 USB 外围 设备被确定为连接到该 USB 医疗设备， 则该 USB 监视设备确定该 USB 外围设备是否正在从 该医疗设备汲取电力。
在本发明的另一个方面中， 一种方法包括 ： 确定连接到 USB 监视设备的通用串行 总线外围设备不是正在从医疗设备汲取电力。该 USB 监视设备被配置为连接到该医疗设备 并且被配置为从该医疗设备汲取电力。该医疗设备被配置用在对病人的医疗过程。响应于 确定该 USB 外围设备不是正在从该医疗设备汲取电力， 激活警报。
在本发明的另一个方面中， 一种通用串行总线监视设备包括被配置为存储用于执
行的指令的存储器、 以及被配置为执行指令的一个或多个处理设备。所述指令使得该一个 或多个处理设备确定连接到该 USB 监视设备的 USB 外围设备不是正在从医疗设备汲取电 力。该 USB 监视设备被配置为连接到医疗设备并且被配置为从该医疗设备汲取电力。该医 疗设备被配置用在对病人的医疗过程。响应于确定该 USB 外围设备不是正在从该医疗设备 汲取电力， 激活警报。
在本发明的另一个方面中， 一种方法包括 ： 在 USB 监视设备上监视第一通用串行 总线数据线和第二 USB 数据线。该 USB 监视设备被配置为连接到医疗设备并且被配置为从 该医疗设备汲取电力。该医疗设备被配置用在对病人的医疗过程。如果该第一 USB 数据线 或第二 USB 数据线中的至少一个变为高状态， 则监视电流检测电路的输出。该输出指示连 接到该 USB 监视设备的 USB 外围设备是否正在从该医疗设备汲取电力。
在本发明的另一个方面中， 一种通用串行总线监视设备包括电流检测电路、 被配 置为存储用于执行的指令的存储器、 以及被配置为执行指令的一个或多个处理设备。所述 指令使得该一个或多个处理设备在该 USB 监视设备上监视第一 USB 数据线和第二 USB 数据 线， 该 USB 监视设备被配置为连接到医疗设备并且被配置为从该医疗设备汲取电力。该医 疗设备被配置用在对病人的医疗过程。如果该第一 USB 数据线或第二 USB 数据线中的至少 一个变为高状态， 则监视该电流检测电路的输出。 该输出指示连接到该 USB 监视设备的 USB 外围设备是否正在从该医疗设备汲取电力。 在本发明的另一个方面中， 一种通用串行总线监视设备包括被配置为存储用于执 行的指令的存储器、 被配置为容纳各个 USB 外围设备的各个 USB 连接器以将各个 USB 外围 设备连接到 USB 监视设备的 USB 端口、 以及分别耦接到该 USB 端口的电流检测电路。 所述电 流检测电路具有各个输出。该 USB 监视设备还包括耦接到所述电流检测电路的 USB 集线器 电路。该 USB 集线器电路被配置为从医疗设备向各个 USB 外围设备提供电力并提供该 USB 外围设备与该医疗设备之间的信号连接。该 USB 监视设备被配置为连接到该医疗设备并且 被配置为从设备汲取电力。该医疗设备被配置用在对病人的医疗过程。一个或多个处理设 备被配置为执行指令， 所述指令使得该一个或多个处理设备确定一个或多个 USB 外围设备 是否在所述 USB 端口的任何一个处连接到该 USB 监视设备。如果一个或多个 USB 外围设备 被确定为连接到 USB 监视设备， 则该 USB 监视设备通过监视所述电流检测电路的各个输出 来确定该一个或多个 USB 外围设备中的任何一个是否正在从医疗设备汲取电力。
实施方式可以包括以下特征中的一个或多个。
在一些实施方式中， 如果 USB 外围设备被确定为不是正在从医疗设备汲取电力， 则激活警报。
在一些实施方式中， 激活警报包括在 USB 监视设备上显示警告灯、 或在 USB 监视设 备上触发听觉警报中的至少一个。
在一些实施方式中， 激活警报包括在医疗设备上触发听觉警报或使得警告消息显 示在包括在医疗设备中的用户界面上。
在一些实施方式中， 如果 USB 外围设备被确定为不是正在从医疗设备汲取电力， 则将 USB 外围设备与医疗设备和病人电隔离。
在一些实施方式中， 将 USB 外围设备与医疗设备和病人电隔离包括 ： 将连接到 USB 监视设备的 USB 端口的一条或多条信号线断开连接。USB 端口被配置为容纳 USB 外围设备
的 USB 连接器。
在一些实施方式中， 一条或多条信号线包括第一 USB 数据线、 第二 USB 数据线、 USB 电源线、 和 USB 接地线。
在一些实施方式中， 医疗设备包括能够向 USB 监视设备和 USB 外围设备提供电力 的 USB 主机设备。USB 监视设备包括第一 USB 连接器， 而 USB 外围设备包括第二 USB 连接 器。USB 主机设备包括用于容纳第一 USB 连接器的第一 USB 端口。USB 监视设备包括第二 USB 端口用于容纳第二 USB 连接器以使得 USB 外围设备可以连接到 USB 监视设备。
在一些实施方式中， USB 监视设备包括用于容纳 USB 外围设备的第一 USB 连接器 的第一 USB 端口、 用于容纳第二 USB 外围设备的第二 USB 连接器的第二 USB 端口、 以及被配 置为从医疗设备接收电力且将电力分配给第一 USB 外围设备和第二 USB 外围设备的 USB 集 线器电路。
在一些实施方式中， USB 监视设备包括连接在第一 USB 端口与 USB 集线器电路之 间的第一电流检测电路、 以及连接在第二 USB 端口与 USB 集线器电路之间的第二电流检测 电路。
在一些实施方式中， USB 监视设备包括一个或多个处理设备。 在一些实施方式中， 确定 USB 外围设备是否连接到 USB 监视设备包括 ： 使用一个或 多个处理设备监视第一 USB 数据线和第二 USB 数据线。如果第一 USB 数据线或第二 USB 数 据线中的至少一个变为高状态， 则 USB 监视设备确定 USB 外围设备连接到 USB 监视设备。
在一些实施方式中， 确定 USB 外围设备是否连接到 USB 监视设备包括 ： 如果第一 USB 数据线或第二 USB 数据线中的至少一个变为高状态， 则触发一个或多个处理设备的中 断。
在一些实施方式中， 确定 USB 外围设备是否连接到 USB 监视设备包括 ： 使用一个或 多个处理设备轮询第一 USB 数据线和第二 USB 数据线以确认 USB 外围设备连接到 USB 监视 设备。
在一些实施方式中， 确定 USB 外围设备是否正在从医疗设备汲取电力包括 ： 使用 一个或多个处理设备监视电流检测电路的输出。USB 监视设备包括电流检测电路。如果该 输出处于低状态， 则 USB 监视设备确定 USB 外围设备不是正在从医疗设备汲取电力。
在一些实施方式中， 电流检测电路包括运算放大器， 其包括正输入、 负输入、 和电 流检测电路的输出。该电流检测电路还包括连接在电源与正输入之间的第一电阻器、 以及 连接在信号地与正输入之间的第二电阻器。 第一和第二电阻器形成电源与信号地之间的分 压器。电流检测电路还包括连接在电源与负输入之间的第三电阻器。
在一些实施方式中， 其中电源包括 USB 监视设备的电源， 而信号地包括 USB 监视设 备的信号地。
在一些实施方式中， USB 监视设备的电源包括医疗设备的电源、 或从医疗设备的电 源汲取电力的电源。
在一些实施方式中， 当正输入处的第一电压小于负输入处的第二电压时， 该输出 处于低状态。
在一些实施方式中， 医疗过程包括血液透析， 而医疗设备包括血液透析设备。
在一些实施方式中， 医疗过程包括体外医疗过程， 其中从病人处移走一部分血液。
该部分血液由医疗设备处理， 而且该部分血液的至少一些随后返回给病人。
在一些实施方式中， 医疗过程包括腹膜透析， 而医疗设备包括腹膜透析设备。
在一些实施方式中， 所述指令进一步包括使得一个或多个处理设备如果确定 USB 外围设备不是正在从医疗设备汲取电力则激活警报的指令。
在一些实施方式中， 所述指令进一步包括使得一个或多个处理设备如果确定 USB 外围设备不是正在从医疗设备汲取电力则将 USB 外围设备与医疗设备和病人电隔离的指 令。
在一些实施方式中， 医疗设备包括能够向 USB 外围设备提供电力的 USB 主机设备。 USB 外围设备包括 USB 连接器。USB 主机设备包括 USB 端口用于容纳 USB 连接器以使得 USB 外围设备可以连接到医疗设备。USB 主机设备包括存储器和一个或多个处理设备。
在一些实施方式中， 确定 USB 外围设备是否连接到 USB 监视设备包括 ： 监视第一 USB 数据线和第二 USB 数据线。如果第一 USB 数据线或第二 USB 数据线中的至少一个变为 高状态， 则 USB 监视设备确定 USB 外围设备连接到 USB 监视设备。
在一些实施方式中， USB 监视设备包括电流检测电路。确定 USB 外围设备是否正 在从医疗设备汲取电力包括 ： 监视电流检测电路的输出。 如果该输出处于低状态， 则 USB 监 视设备确定 USB 外围设备不是正在从医疗设备汲取电力。 在一些实施方式中， 如果该输出指示 USB 外围设备不是正在从医疗设备汲取电 力， 则执行将 USB 外围设备与医疗设备和病人电隔离、 或激活警报中的至少一个。
上述方法可以被实施为包括一个或多个处理设备和存储用来实施该方法的可执 行指令的存储器的装置或系统。
在附图和下面的说明书中阐述一个或多个示例的细节。进一步的特征、 方面和优 点将通过说明书、 附图和权利要求书而变得清楚。
附图说明
图 1A 是显示包括示例医疗设备的病人监护环境的示例的图 ； 图 IB 是显示包括示例血液透析设备的病人监护环境的示例的图 ； 图 2 是示例医疗设备的一部分的框图 ； 图 3 是示例电流检测电路的图 ； 图 4 是示例医疗设备用户界面的图 ； 图 5-10 是显示示例过程的流程图 ； 图 11 是显示包括示例医疗设备和 USB 监视设备的病人监护环境的示例的图 ； 图 12 是显示连接到医疗设备的 USB 监视设备的示例的图 ； 以及 图 13 是显示示例过程的流程图。具体实施方式
从例如墙上插座接收电力的设备通常必须包括对电压冲击和漏电流的保护。 设备 可以包括隔离变压器， 例如用来提供电压隔离以使得该设备与例如电插座上的冲击隔离。 同样， 具有隔离变压器的设备可以被设计为限制来自于电源且通过隔离变压器到达该设备 的漏电流的潜能。 即， 为了在发生电气故障时保护设备的用户免于成为到地的通路， 可以限制设备的潜在的漏电流。
医疗级电源通常比非医疗级电源需要更高程度的对电压冲击和漏电流的保护， 因 而必须满足非常严格的标准。例如， 非医疗级电源 ( 例如， 用于膝上计算机的电源 ) 可能只 须与例如至少 2000 伏隔离， 而医疗级电源可能需要在故障之前例如至少 4000 伏的电压隔 离电平。
类似地， 医疗设备传统上已被设计为具有非常低的漏电流 ( 例如， 5 微安 (uA)) 以 便防止或限制对病人的安全风险。 非医疗级电源和使用这些电源的医疗设备可能不需要满 足这样严格的标准。
漏电流由于对病人的风险因而是医疗设备中严重的安全问题。 像在具有电路的任 何设备中一样， 电故障可能发生在医疗设备中， 其中例如由于设备内的故障或损坏或由于 例如用户错误， 导致医疗设备的安全接地被断开连接或失败。医疗设备中的电气故障通常 比非医疗设备中的电气故障呈现高得多的安全风险， 因为医疗设备更有可能与病人直接接 触， 并且这样的病人可能接地并且可能呈现漏电流到地的通路。如果医疗设备的电气系统 的部分直接或间接与例如病人的循环系统接触， 则漏电流可能发现通过病人的心脏到地的 通路， 从而可能导致对病人的致命后果。
例如， 在血液透析 ( 下面更详细地讨论 ) 中， 病人的部分血液从病人的身体传输到 血液透析设备上的透析仪过滤器的一侧。在透析仪过滤器的另一侧， 被称为透析液的溶液 接触血液透析设备中的机械泵。如果发生与机械泵之一有关的电气故障， 则来自于泵的漏 电流可能通过穿过透析液、 到达透析仪过滤器的另一侧上的血液、 且回到 ( 接地的 ) 病人的 循环系统以及可能通过病人的心脏， 而形成到地的通路。即使少量的漏电流也可能引起对 病人的伤害、 乃至死亡。
因而， 医疗设备， 特别是具有直接病人接触或例如破坏病人的皮肤的设备被设计 为具有极低的漏电流并且必须满足已建立的严格的标准。
但是， 医疗设备仅仅具有与连接到医疗设备的具有最高漏电流的设备一样低的漏 电流。 即， 医疗设备可以被设计为具有极低的漏电流， 但是如果例如来自于具有较高的潜在 漏电流的另一个设备的信号线 ( 例如， 数据或电源线 ) 连接到该设备， 则医疗设备现在对该 较高的漏电流敏感。如果该较高的漏电流大于医疗级技术要求或特定医疗设备的技术要 求， 则存在安全隐患。
随着计算机联网和互联网的出现， 用于直接从医疗设备获得实时信息的机会已经 增大。同样， 越来越多的外围设备可用， 其可以有利地串联连接到医疗设备。一些医疗 ( 和 其他 ) 设备可以包括用于接纳外围设备的串行端口。对于具有串行端口的许多设备， 当自 供电外围设备连接到串行端口时， 光学隔离可以用来提供高级别的隔离。
通用串行总线 (USB) 外围设备通常连接到可以向外围设备提供电力的 USB 主机设 备。例如， 许多 USB 外围设备 ( 例如， USB 闪速存储棒和诸如键盘或定点设备的用户接口设 备 ) 仅仅从它们连接到的 USB 主机设备汲取电力。这样的 USB 外围设备在连接到医疗设备 (USB 主机设备 ) 的 USB 端口时通常不引起与例如漏电流有关的安全问题， 因为 USB 外围设 备是由医疗设备 (USB 主机设备 ) 供电的。
但是， 日益增多的其他 USB 外围设备由它们自己的外部电源 ( 例如， 墙上插座 ) 供 电， 并且可以不从它们连接到的 USB 主机设备汲取电力。这样的 “自供电” USB 外围设备的一些示例包括打印机、 扫描仪、 视频捕获设备、 监视器、 外部硬盘驱动器、 音频扬声器、 条形 码扫描器等等。其他 USB 外围设备 ( 例如， 混合录像机 ) 可以被配置为从 USB 主机设备或 从外部电源设备汲取电力。一些类型的 USB 外围设备 ( 例如， 外部硬盘驱动器或键盘 ) 可 以在从 USB 主机设备汲取电力的实施方式或在其他自供电实施方式中找到。
对于某些类型的医疗设备， 连接到医疗设备的 USB 端口的自供电 USB 外围设备 ( 无论什么种类 ) 可以通过例如潜在地增大对医疗设备和对与医疗设备直接接触的病人的 漏电流风险， 而通常呈现潜在不安全的状况。
USB 外围设备通常具有四条信号线 ： 电源线 VBUS、 信号地线 GND、 以及两条数据线 D+ 和 D-。USB 外围设备可以支持通常三种速度下的数据传输 ： 高速、 全速、 和低速。当 USB 外围设备首次连接到 USB 主机设备时， 两条数据线 D+ 和 D- 的各自的初始状态 ( 例如， [D+ 高， D- 低 ] 或 [D+ 低， D- 高 ]) 通常可以指示 USB 外围设备的操作数据传输速度。低速 USB 外围设备以数据线 D- 上的 “高” 状态和数据线 D+ 上的 “低” 状态标识它们自己， 而全速和 高速 USB 外围设备以数据线 D+ 上的高状态和数据线 D- 上的低状态标识它们自己。当没有 USB 外围设备连接到 USB 端口时， 数据线 D+ 和 D- 二者都处于低状态。
将自供电 USB 外围设备连接到满足严格的对于例如漏电流的电源标准的医疗设 备可能损害设备的安全性。自供电 USB 外围设备的四条信号线 VBUS、 GND、 D+、 和 D- 中的任 何一个将呈现漏电流进入 USB 外围设备连接到的医疗设备 (USB 主机设备 ) 之内的潜在途 径， 因而让接地的病人潜在地受到漏电流的伤害。
图 1A 示出包括示例医疗设备 106 的病人监护环境 100 的示例。医疗设备 106 被 配置用在对病人 102 的医疗过程中， 以使得例如病人 102 可以从医疗设备 106 接收医疗处 置。连接管 108 将病人 102 连接到医疗设备 106。连接管 108 可以例如将血液或其他液体 从病人 102 传输到医疗设备 106 并且再次传输回病人 102。在一些实施方式中， 连接管 108 可以被考虑为医疗设备 106 的一部分。医疗设备 106 可以包括显示器和 / 或用户界面 126， 其上可以显示例如关于医疗过程和 / 或病人的信息。显示器和 / 或用户界面 126 可以包括 触摸屏， 可以由医疗设备的操作者 ( 例如， 护理医师 (HCP)， 诸如例如医生、 护士、 病人监护 技师、 或家庭健康助理 ) 在其上输入数据。医疗设备 106 可以包括其他用户界面设备 ( 图 1A 中未示出 )， 诸如例如键盘或定点设备。医疗设备 106 可以被配置为经由有线或无线连 接 130 与诸如局域网或互联网的外部网络 128 通信。
医疗设备 106 可以包括一个或多个处理设备。该一个或多个处理设备可以用于管 理和监督医疗过程的功能， 并用于在医疗过程期间例如监视、 分析和释读病人生命体征和 医疗过程参数。
医疗设备 106 包括通用串行总线 (USB) 主机设备 110。在一些实施方式中， USB 主 机设备 110 可以被考虑为与医疗设备 106 共同延伸 (coextensive)， 以使得例如 USB 主机设 备 110 可以是医疗设备 106 自身。在其他实施方式中， 医疗设备 106 可以包括例如彼此连 接的一个或多个设备， 其中一个设备包括 USB 主机设备 110。
在一些实施方式中， USB 主机设备 110( 乃至医疗设备 106) 可以包括被配置为容 纳来自 USB 外围设备的 USB 连接器的一个或多个 USB 端口。医疗设备 106 的 USB 主机设备 110 可以包括图 1A 所示的三个 USB 端口 112、 114、 116。在实施方式中， 到外部网络 128 的 连接 130 可以是有线的并且被插入到 USB 端口 112、 114、 116 之一中。如上所述， 虽然一些 USB 外围设备 ( 例如， USB 闪速存储棒 ) 仅仅从它们连接到的 USB 主机设备汲取电力， 但是其他 USB 外围设备可以由它们自己的外部电源供电并且可以 不从它们连接到的 USB 主机设备汲取电力。
图 1A 中， 示例 USB 外围设备 118 经由软线 122 和 USB 连接器 120 连接到医疗设备 116。USB 连接器 120 插入到医疗设备 106 的 USB 主机设备 110 上的 USB 端口 114。USB 外 围设备 118 由它自己的外部电源 124 供电并且不从医疗设备 106 的 USB 主机设备 110 汲取 电力。在一些实施方式中， 软线 112、 USB 连接器 120、 和外部电源 124 可以被考虑为 USB 外 围设备 118 的一部分。图 1A 的 USB 连接器 120 是串行 A 插头。在其他实施方式中， 可以使 用系列 A(series A) 连接器 ( 插头和 / 或插座 ) 和 / 或系列 B 连接器 ( 插头和 / 或插座 )。
如上所述， “自供电” USB 外围设备的一些示例包括打印机、 扫描仪、 视频捕获设备、 监视器、 外部硬盘驱动器、 音频扬声器、 条形码扫描器等等。
医疗设备 106 可以被配置用在对病人的医疗过程中。医疗过程可以是多种医疗 过程中的任何一种， 包括例如体外医疗过程， 其中从病人处移走一部分血液， 该部分血液 由医疗设备处理， 并且该部分血液的至少一些随后返回给该病人。即便体外医疗过程在 病人的身体外执行， 如果体外医疗过程是循环过程， 则病人 ( 经由病人的循环系统 ) 通常 可以事实上与医疗设备直接接触。医疗过程可以是例如血液透析， 而医疗设备 106 可以 是 ( 或可以包括 ) 例如血液透析设备。下面参考图 1B 描述医疗设备 106 作为示例血液 透析设备的示例实施方式。医疗过程可以是例如腹膜透析， 而医疗设备 106 可以是 ( 或 可以包括 ) 例如腹膜透析设备。除了血液透析和 / 或腹膜透析之外或代替它们， 医疗过 程可以是例如血液过滤 (hemofiltration)、 血液透析过滤 (hemodiafiltration)、 血浆取 出法 (plasmapheresis)、 血浆分离法 (apheresis)、 体外膜肺氧合 (ECMO)、 或心肺分流术 (cardiopulmonary bypass)、 或这些的任何组合。医疗过程可以包括心脏直视手术 (open heart surgery) 期间的辅助血液循环， 而医疗设备可以包括例如心肺机。在一些实施方式 中， 医疗过程可以包括进入病人的身体之内的注射药物治疗 (infusing medication)， 而医 疗设备 106 可以是 ( 或可以包括 ) 例如输液泵。在一些实施方式中， 医疗过程可以包括进 入病人的身体， 而医疗设备 106( 例如， 用于进入病人的身体 ) 可以是 ( 或可以包括 ) 例如 外科器械， 诸如振动或振荡外科切割设备。在医疗设备 106 包括外科器械的一些实施方式 中， 图 1A 的连接管 108 通常可以不被包括或作为该过程的一部分涉及。 通常， 医疗过程可以 包括医疗设备 106 与病人的体液 ( 例如， 血液 ) 的直接接触、 医疗设备 106 的输出与病人的 直接接触、 医疗设备与病人的身体的直接接触、 病人的皮肤的穿刺、 或这些的任何组合。医 疗设备和装备的其他示例可以包括例如病人监视器、 体外起搏器、 神经刺激器、 X 光机、 心脏 泵、 心脏监视器、 计算机辅助轴向断层摄影术 (CAT 或 CT) 装备、 核磁共振成像 (MRI) 装备、 放射治疗装备、 和失禁监视器。
图 1B 示出医疗设备的具体类型 ( 血液透析设备 ) 和医疗过程的具体类型 ( 血液 透析 ) 的示例。血液透析是采用包括透析仪的机器来辅助肾功能已经恶化到他们的身体无 法充分地清除自身毒素的程度的病人的过程。透析仪包括半透膜， 该膜用来将透析仪分成 两个室。血液被泵激通过一个室， 而透析溶液被泵激通过第二室。随着血液流过透析液， 诸 如尿素和肌酸酐的杂质通过半透膜扩散到透析溶液中。 将透析液的电解液浓度设置为使得 维持病人体内的电解平衡。通过超滤法可以在透析仪中进一步净化。 超滤法起因于血液与透析液室之间存在 正的压力差的正常情况。该压力差导致血液中的水穿过膜进入透析溶液。这提供了减小透 析病人的多余水负担的益处， 而这通常是通过适当的肾功能来消除的。
经历透析疗法的病人通常每周去医院、 或设计用于高效和常规透析疗法的透析中 心三次或更多次。 血液透析是复杂的治疗过程， 其中典型地将动静脉短路 ( 常常称为 “瘘管 (fistula)” ) 通过外科手术插在病人的动脉与静脉之间以便于将血液从病人传送到透析 仪。在正常的透析治疗期间， 动脉线或管的一端被插入到瘘管的上游端中 ( 即， 在接近病人 的动脉的点处 ) 并且将从瘘管的上游部分退出的血液传输到透析仪的入口。连接到透析仪 的血液侧的输出的静脉线或管在动脉线的插入点下游处 ( 即， 在接近病人的静脉的点处 ) 将处理过的血液返回到瘘管。
由于透析涉及从病人移走血液以及将血液返回给病人， 因此执行透析过程带有一 定程度的风险。 成功的透析治疗需要在透析过程期间监视几种病人生命体征和血液透析参 数， 以便优化透析的总体效果、 评估瘘管 ( 病人的血液的存取 ) 的状况、 并确定实现的实际 净化。 由血液透析机器或装备监视和分析的参数的一些示例包括血液存取流速或血液从病 人流出到透析仪的速度、 临界参数 ； 以及测量透析效率的比率 Kt/V， 其中 K 是肾清除率或透 析度 ( 两个术语表示透析仪的净化效率 )， t 是治疗时间， V 是病人的总水值。 图 1B 示出包括示例血液透析 (HD) 设备 106-H 的病人监护环境 100-H 的示例。HD 设备 106-H 是医疗设备 106 的示例实施方式。HD 设备 106-H 被配置用在对坐在椅子 104-H 上的血液透析 (HD) 病人 102-H 的血液透析中， 以使得例如 HD 病人 102-H 可以从 HD 设备 106-H 接收血液透析治疗。连接管或动脉线 108-H 将血液从 HD 病人 102-H 传输到 HD 设备 106-H 并且在 HD 设备 106-H 中处理和治疗之后归还到 HD 病人 102-H。HD 设备 106-H 可以 包括显示器和 / 或用户界面 126-H， 在其上可以显示例如关于血液透析医疗过程和 / 或病人 的信息。显示器和 / 或用户界面 126-H 可以包括触摸屏， 可以由 HD 设备 106-H 的操作者在 其上输入数据。HD 设备 106-H 可以包括其他用户界面设备 ( 图 1B 中未示出 )， 诸如例如键 盘或定点设备。如图 1A 中， HD 设备 106-H 可以被配置为经由有线或无线连接 130 与外部 网络 128 通信。
HD 设备 106-H 可以包括一个或多个处理设备。 该一个或多个处理设备可以用来管 理和监督血液透析医疗过程的功能以及例如在血液透析医疗过程期间监视、 分析和释读病 人生命体征和血液透析参数。
示例 HD 设备 106-H 包括 USB 主机设备 110-H 并且与之共同延伸。在其他实施方 式中， HD 设备 106-H 可以包括例如彼此连接的一个或多个设备， 其中一个设备包括 USB 主 机设备 110-H。
HD 设备 106-H( 或 USB 主机设备 110-H) 可以包括一个或多个 USB 端口， 一个 USB 端口 114-H 如图 1B 所示。示例 USB 外围设备 118 经由软线 122 和 USB 连接器 120 连接到 HD 设备 106-H。USB 连接器 120 插入到 USB 主机设备 110-H( 或 HD 设备 106-H) 上的 USB 端 口 114-H 中。USB 外围设备 118 由它自己的外部电源 124 供电， 并且不从 HD 设备 106-H 的 USB 主机设备 110-H 汲取电力。
图 2 是图 1A 的医疗设备 106 的示例实施方式 200( 或例如诸如图 1B 的 HD 设备 106-H 的医疗设备 106 的示例实施方式 ) 的一部分的框图。医疗设备 200 包括一个或多个
处理设备 202、 存储器 204、 电流检测电路 206、 和 USB 端口 214。
在一些实施方式中， 医疗设备 200 可以包括 USB 外围断接块 208。 在其他实施方式 中， 医疗设备 200 不包括块 208。尽管图 2 中仅仅示出一个 USB 端口 214， 但是在一些实施 方式中， 医疗设备 200 可以包括其他 USB 端口。每个其他 USB 端口可以具有它自己的相应 的各个单独的电流检测电路和它自己的各个单独的 USB 外围断接块。USB 端口还可以用在 例如与一个或多个电流检测电路和一个或多个 USB 外围断接块的时间共享配置中。
电流检测电路 206 以及例如一个或多个处理设备 202 各自接收用于医疗设备 200 的电源电压 VSUPPLY 230， 并且均连接到医疗设备 200 的信号地 SGND236。 电流检测电路 206 在电流检测电路 206 的输出 210 处连接到去往一个或多个处理设备 202 的接线 212。存储 器 204 和 USB 外围断接块 208 经由各个接线 216、 218 连接到一个或多个处理设备 202。
USB 端口 214 与四个信号线 222、 224、 226、 228 接口连接。VBUS 222 是用于连接到 USB 端口 214 的 USB 外围设备 ( 例如， USB 外围设备 118) 的电源线。GND 224 是用于 USB 外 围设备的信号地线。两条 USB 数据线， USB D+226 和 USB D-228 是用于 USB 外围设备的数 据线。
电流检测电路 206 经由信号线 VBUS 222 和 GND 224 连接到 USB 端口 214。一个 或多个处理设备 202 接收该对 USB 数据线， USB D+226 和 USB D-228。USB 外围断接块 208 可以提供医疗设备 200 与 USB 端口 214 和连接到 USB 端口 214 的任何 USB 外围设备的隔 离 ( 例如电绝缘 )。例如， USB 外围断接块 208 可以被配置为在接线 220 处断开 ( 例如， 切 断 ) 信号线 222、 224、 226、 228 中的一个或多个。为了完全电隔离以及更充分地保护医疗设 备 200( 以及从医疗设备 200 接收医疗的任何病人 )， USB 外围断接块 208 通常可以被配置 为同时断开 ( 例如， 切断 ) 全部四条信号线， 以使得医疗设备 200 对来自于附接的 USB 外围 设备的漏电流不敏感。
医疗设备 200 可以被配置为确定诸如 USB 外围设备 118 的 USB 外围设备是否附接 到医疗设备 200。
例如， 在一些实施方式中， 一个或多个处理设备 202 可以监视该对 USB 数据线， USB D+226 和 USB D-228。如上所述， 当诸如 USB 外围设备 118 的 USB 外围设备首次连接到诸如 例如 USB 端口 214 的 USB 端口时， 至少一条 USB 数据线将变为高状态。 多个处理设备 202 之 一可以被配置为恰好在 USB 外围设备 118 插入到 USB 端口之后或在这之后不久感测 USB 数 据线 226、 228 的转变， 以使得如果第一 USB 数据线 USB D+226 或第二 USB 数据线 USB D-228 中的至少一个变为高状态， 则一个或多个处理设备 202 可以确定 USB 外围设备 118 连接到 医疗设备 200。
在一些实施方式中， 一个或多个处理设备 202 可以轮询第一和第二 USB 数据线 226、 228， 以确定第一和第二 USB 数据线 226、 228 中的一个或两个是否已经变为高状态。一 个或多个处理设备 202 可以周期性地， 例如每毫秒、 或每几毫秒轮询数据线 226、 228。
在一些实施方式中， 如果第一和第二 USB 数据线 226、 228 中的至少一个变为高状 态， 则可以触发一个或多个处理设备 202 的中断。在这点上， 一个或多个处理设备可以轮询 第一和第二 USB 数据线 226、 228 以确认 USB 外围设备连接到医疗设备 200。
医疗设备 200 可以被配置为确定诸如 USB 外围设备 118 的附接的 USB 外围设备是 否正在从例如医疗设备 200 的特定 USB 端口汲取电力。例如， 在一些实施方式中， 一个或多个处理设备 202 可以监视电流检测电路 206 的 输出 210。在一实施方式中， 电流检测电路 206 被配置为在连接到 USB 端口 214 的 USB 外围 设备正在从 USB 端口 214 汲取电力时变为 “高” 状态 ( 例如， 在输出 210 处输出 “1” )。在 一实施方式中， 电流检测电路 206 被配置为在没有 ( 或几乎没有 ) 从 USB 端口 214 汲取电 力时变为 “低” 状态 ( 例如， 在输出 210 处输出 “0” )， 以使得例如自供电 USB 外围设备连接 到 USB 端口 214， 或根本没有 USB 外围设备连接到 USB 端口 214。
在其他实施方式中， 电流检测电路 206 可以向一个或多个处理设备 202 提供模拟 电压输出信号， 而不是数字输出信号。 电流检测电路 206 输出的模拟电压可以与由电路 206 测量的电流成正比。在这样的实施方式中， 一个或多个处理设备 202 可以包括摸拟 - 数字 转换器， 将来自于电流检测电路 206 的模拟电压输出信号转换为数字信号， 用于由一个或 多个处理设备 202 进一步处理。
在一实施方式中， 医疗设备 200 通常可以在确定是否正在从特定 USB 端口 ( 或多 个端口 ) 汲取电力之前确定 USB 外围设备是否实际上连接到医疗设备 200。由于医疗设备 200 可以例如在确定没有从特定 USB 端口 ( 或多个端口 ) 汲取电力时发送指示， 并且该状 况 ( 不存在电力汲取 ) 可以归因于本来就没有连接 USB 外围设备， 因此医疗设备 200 通常 可以首先确认实际上连接了 USB 外围设备。
一个或多个处理设备 202 可以包括专用于执行例如监视电流检测电路 206 的 USB 数据线 226、 228 和输出 210 的任务的处理设备。一个或多个处理设备 202 可以包括执行除 了例如监视电流检测电路 210 的 USB 数据线 226、 228 和输出 210 之外的其他任务的处理设 备。一个或多个处理设备 202 可以包括微处理器， 诸如嵌入在医疗设备 200 之内的标准个 人计算机 (PC) 兼容的处理器。在一些实施方式中， 微处理器可以被配置为执行除了医疗设 备 200 的医疗过程相关功能之外的功能。在一些实施方式中， 微处理器可以例如按用户需 要设计为操作和 / 或监视医疗设备 200 的一些或所有医疗过程功能。
在一些实施方式中， 一个或多个处理设备 202 被配置为经由信号线 232 向例如显 示器和 / 或用户界面 ( 诸如显示器和 / 或用户界面 126)、 或音频扬声器、 或医疗设备 200 上 的一些其他实体提供指示 234。
指示 234 可以是例如潜在不安全状况的指示。一个或多个处理设备 202 可以被配 置为在 USB 外围设备 ( 例如， 由一个或多个处理设备 202 确定为连接到医疗设备 200) 不是 正在从医疗设备 200 汲取电力时提供指示 234。 潜在不安全状况可以包括例如医疗设备 200 可能对来自于 USB 外围设备的漏电流敏感。漏电流可以如上所述对例如从医疗设备 200 接 收医疗的病人呈现潜在风险。潜在不安全状况可以包括例如 USB 外围设备可能正在从独立 于医疗设备 200 的电源汲取电力因而呈现对病人的潜在风险。
一个或多个处理设备 202 可以通过在显示器和 / 或用户界面 ( 诸如显示器和 / 或 用户界面 126) 上显示警告消息来提供指示 234。 示例警告消息如图 4 所示并且在下面更详 细地描述。一个或多个处理设备 202 可以通过触发警报提供指示 234。警报可以包括例如 通过医疗设备 200 上的音频扬声器播放的警报声音或合成语音。
图 3 是图 2 的电流检测电路 206 的示例实施方式 300 的图。电流检测电路 300 包 括运算放大器 (“op-amp” )302， 其具有图 2 的输出 210( 经由接线 212 连接到一个或多个 处理设备 202)、 正输入 (“+” )304、 和负输入 306(“-” )。电流检测电路 300 还包括三个电阻器 RA 314、 RB 316 和 RC 318。
电流检测电路 300 接收电源电压 VSUPPLY 230 并且连接到图 2 的信号地 SGND 236。 电流检测电路 300 经由信号线 VBUS 222 和 GND 224 连接到图 2 的 USB 端口 214。信号地线 GND 224 可以连接到例如电流检测电路 300 内的信号地 SGND 236。电阻器 RA 314 连接在 电源电压 VSUPPLY 230 与 op-amp302 的负输入 306 之间 ； 电阻器 RB 316 连接在电源电压 VSUPPLY 230 与 op-amp302 的正输入 304 之间 ； 而电阻器 RC 318 连接在信号地 SGND 326 与 op-amp302 的正输入 304 之间。电流 U 被示出为通过电阻器 RA 314。
电阻器 RB 316 和 RC 318 一起形成电源电压 VSUPPLY 230 与信号地 SGND326 之间的 分压器， 并且用于设置 op-amp 302 的正输入 304 上的电压 V+308。
op-amp 302 被配置为在正输入 304 处的电压 V+308 超过 op-amp 302 的负输入 306 处的电压 V-312 时变为 “高” 状态 ( 例如， 在输出 210 处输出 “1” )。op-amp 302 被配置为 在正输入 304 处的电压 V+308 小于负输入 306 处的电压 V-312 时变为 “低” 状态 ( 例如， 在 输出 210 处输出 “0” )。
在一实施方式中， op-amp 302 可以被配置为具有非常低的偏移电压 ( 和电流 )， 以 使得 op-amp 302 能够检测电阻器 RA 314 两端的小的电压降而不给出错误的检测 ( 例如， 在 事实上没有汲取电力时， 在输出 210 处输出 “1” ， 指示 USB 外围设备正在汲取电力 )。例如， op-amp 302 可以被配置为能够测量低到 5 毫安 (mA) 的电流， 尽管这是示例值， 并且可以使 用其他值和范围。在一实施方式中， 电阻器 RA 314 被设计为与电阻器 RB 316 和 RC 318 相 比具有相对低的阻抗。在一实施方式中， 电阻器 RB 316 被设计为与电阻器 RC 318 相比具有 相对低的阻抗。 例如， 在实施方式中， 电阻器 RA 314 可以是 0.5 欧姆 (Ω)， 电阻器 RB 316 可 以是 2Ω， 而电阻器 RC 318 可以是 11000Ω(11kΩ)。当然， 可以使用其他电阻器值。由 USB 外围设备 ( 例如， USB 外围设备 118) 通过电阻器 RA 314 汲取的电流 IA( 如果该设备附接到 USB 端口 214 并且正在汲取电力 ) 通常将非常低， 因为从 USB 主机设备汲取电力的 USB 外围 设备 ( 例如， 诸如一些 USB 存储棒的 USB 外围设备 ) 典型地汲取非常少的电流。此外， 电流 检测电路 300 的设计者可能不想要限制附接的外围 USB 设备可用的电力， 并且可能试图最 小化电阻器 RA 314 两端的电压降。
例如， 假定电源电压 VSUPPLY 230 是 5 伏。选择电阻器 RB 316 和 RC 318 以在 op-amp 302 的正输入 304 上设置 4.97 伏的电压 V+308。当连接到 USB 端口 214 的 USB 外围设备正 在汲取电力时， 电阻器 RA 314 在 op-amp 302 的负输入 306 上产生 4.96 伏的电压 V-312。 V+310 减去 V-312(4.97V-4.96V) 为正 (0.01V)， 因此 op-amp 302 变为 “高” 状态 ( 例如， 在 输出 210 处输出 “1” )。当连接到 USB 端口 214 的 USB 外围设备不汲取电力时， 在电阻器 RA 314 两端事实上不存在电压降， 产生 5 伏的电压 V-312。V+310 减去 V-312(4.97V-5V) 为负 (-0.03V)， 因此 op-amp 302 变为 “低” 状态 ( 例如， 在输出 210 处输出 “0” )。
图 3 所示的电流检测电路 300 是图 2 的电流检测电路 206 的示例实施方式 300， 并 且可以使用多种电流检测电路中的任何一个。
例如， 诸如德州仪器公司的 LNA138 高端测量电流分流监视器的电流监视设备可 以用作电流检测电路。INA138 将测量电流并且会输出与 INA138 测量的电流成正比的模 拟电压信号。如上所述， 在这样的实施方式中， 图 2 的一个或多个处理设备 202 可以包括 模 - 数转换器， 用于将来自于电流检测电路的模拟电压输出信号转换为数字信号， 用于由一个或多个处理设备 202 进一步处理。
图 4 是例如图 1A 的医疗设备 106 的显示器和 / 或用户界面 126 的示例实施方式 400 的示例医疗设备用户界面的图。用户界面 400 示出文本框 402( 例如， 闪烁文本框 )， 其 显示指示自供电 USB 外围设备连接到医疗设备 106 上的 USB 端口 ( 例如， 图 2 的 USB 端口 214) 的警告。 显示在文本框中的示例警告是 “* 警告 * 不安全的自供电 USB 设备连接到 USB 端口！ - 立即从 USB 端口断开不安全的设备！ ” 当然， 该警告仅仅是示例， 并且可以使用许 多其他警告。在一些实施方式中， 警告可以伴随有例如通过医疗设备 106 上的音频扬声器 播放的报警音或合成语音。
图 5 是显示例如图 2 的示例医疗设备 200 的一个或多个用户处理设备 202 的一个 或多个用户界面处理设备的示例过程 500 的流程图。过程开始， 例如其中一个或多个用户 处理设备 202 确定 (502)USB 外围设备 ( 例如， 图 1A 的 USB 外围设备 118) 是否连接到医疗 设备 200。医疗设备 200 可以被配置用在对病人的医疗过程中。
如果该 USB 外围设备被确定为连接到医疗设备 200， 则一个或多个用户处理设备 202 确定 (504)USB 外围设备是否正在从医疗设备 200 汲取电力。
图 6 是显示例如图 2 的示例医疗设备 200 的一个或多个用户处理设备 202 的一个 或多个用户界面处理设备的示例过程 600 的流程图。过程开始， 例如其中一个或多个用户 处理设备 202 确定 (602) 连接到医疗设备 200 的 USB 外围设备 ( 例如， 图 1A 的 USB 外围设 备 118) 不是正在从医疗设备 200 汲取电力。医疗设备 200 可以被配置用在对病人的医疗 过程中。
响应于该确定， 一个或多个用户处理设备 202 向医疗设备 200 的用户或病人中的 至少一个提供 (604) 潜在不安全状况的指示 ( 例如， 图 2 的指示 234)。潜在不安全状况可 以是 ： USB 外围设备可能正在从独立于医疗设备 200 的电源 ( 例如， 外部电源 124) 汲取电 力， 因而可能呈现对病人的潜在风险。
图 7 是显示例如图 2 的示例医疗设备 200 的一个或多个用户处理设备 202 的一 个或多个用户界面处理设备的示例过程 700 的流程图。过程开始， 例如其中一个或多个用 户处理设备 202 监视 (702) 医疗设备 200 上的第一 USB 数据线 ( 例如， 图 2 的 USB 数据线 D+226) 和第二 USB 数据线 ( 例如， 图 2 的 USB 数据线 D-228)。医疗设备 200 可以被配置用 在对病人的医疗过程中。
如果第一 USB 数据线或第二 USB 数据线中的至少一个变为 “高” 状态， 则监视 (704) 电流检测电路 ( 诸如， 例如图 2 的电流检测电路 206) 的输出 ( 例如， 输出 210)。该输出可 以指示连接到医疗设备 200 的 USB 外围设备 ( 例如， 图 1A 的 USB 外围设备 118) 是否正在 从医疗设备 200 汲取电力。当 USB 外围设备连接到医疗设备 200 时， 第一和第二 USB 数据 线通常可以连接到来自 USB 外围设备的各个数据线。
图 8 是显示例如图 2 的示例医疗设备 200 的一个或多个用户处理设备 202 的一个 或多个用户界面处理设备的示例过程 800 的流程图， 其中， 这里， 医疗设备 200 是透析设备， 例如图 2 的 HD 设备 106-H。过程开始， 例如， 其中一个或多个用户处理设备 202 确定 (802) USB 外围设备 ( 例如， 图 1B 的 USB 外围设备 118) 是否连接到透析设备。透析设备可以被配 置用在对病人的透析过程中。
如果该 USB 外围设备被确定为连接到透析设备， 则一个或多个用户处理设备 202确定 (804)USB 外围设备是否正在从透析设备 200 汲取电力。
图 9 是显示例如图 2 的示例医疗设备 200 的一个或多个用户处理设备 202 的一个 或多个用户界面处理设备的示例过程 900 的流程图， 其中， 这里， 医疗设备 200 是透析设备， 例如图 2 的 HD 设备 106-H。过程开始， 例如， 其中一个或多个用户处理设备 202 确定 (902) 连接到透析设备的 USB 外围设备 ( 例如， 图 1B 的 USB 外围设备 118) 不是正在从透析设备 汲取电力。透析设备可以被配置用在对病人的透析过程中。
响应于该确定， 一个或多个用户处理设备 202 向透析设备的用户或病人中的至少 一个提供 (904) 潜在不安全状况的指示 ( 例如， 图 2 的指示 234)。潜在不安全状况可以是 ： USB 外围设备可能正在从独立于透析设备的电源 ( 例如， 外部电源 124) 汲取电力， 因而可能 呈现对病人的潜在风险。
图 10 是显示例如图 2 的示例医疗设备 200 的一个或多个用户处理设备 202 的一 个或多个用户界面处理设备的示例过程 1000 的流程图， 其中， 这里， 医疗设备 200 是透析 设备， 例如图 2 的 HD 设备 106-H。过程开始， 例如， 其中一个或多个用户处理设备 202 监视 (1002) 透析设备上的第一 USB 数据线 ( 例如， 图 2 的 USB 数据线 D+226) 和第二 USB 数据线 ( 例如， 图 2 的 USB 数据线 D-228)。透析设备可以被配置用在对病人的透析过程中。
如果第一 USB 数据线或第二 USB 数据线中的至少一个变为 “高”状态， 则监视 (1004) 电流检测电路 ( 诸如， 例如图 2 的电流检测电路 206) 的输出 ( 例如， 输出 210)。该 输出可以指示连接到透析设备的 USB 外围设备 ( 例如， 图 1B 的 USB 外围设备 118) 是否正 在从透析设备汲取电力。当 USB 外围设备连接到透析设备时， 第一和第二 USB 数据线通常 可以连接到来自 USB 外围设备的各个数据线。
虽然医疗设备 106 已被描述为包括集成的监视设备， 但是可以可替换地使用单独 的监视设备。例如， 没有被配置为监视 USB 连接的医疗设备可以被改装为具有单独的监视 设备 ( 例如， 监视设备可以是能够被各种医疗设备使用的 “标准产品” 组件 )。图 11 示出这 样的配置。 参考图 11， 医疗设备的示范性系统 1100 包括示例医疗设备 1106。 医疗设备 1106 可以例如是上面参考医疗设备 106 讨论的各种类型的医疗设备 ( 例如， HD 机、 PA 机等 ) 中 的任何一个。 医疗设备 1106 可以包括显示器和 / 或用户界面 1126， 在其上可以显示例如关 于医疗过程和 / 或病人的信息。显示器和 / 或用户界面 1126 可以包括触摸屏， 可以由医疗 设备的操作者 ( 例如， 护理医师 (HCP)， 诸如例如医生、 护士、 病人监护技师、 或家庭健康助 理 ) 在其上输入数据。医疗设备 1106 可以包括其他用户接口设备 ( 图 1A 中未示出 )， 诸如 例如键盘或定点设备。医疗设备 1106 可以被配置为经由有线或无线连接 1130 与诸如局域 网或互联网的外部网络 1128 通信。
医疗设备 1106 可以包括一个或多个处理设备。该一个或多个处理设备可以用来 管理和监督医疗过程的功能以及例如在医疗过程期间监视、 分析和释读病人生命体征和医 疗过程参数。
医疗设备 1106 包括通用串行总线主机设备 1110。在一些实施方式中， USB 主机设 备 1110 可以被认为是与医疗设备 1106 共同延伸， 以使得例如 USB 主机设备 1110 可以是医 疗设备 1106 自身。在其他实施方式中， 医疗设备 1106 可以包括例如彼此连接的一个或多 个设备， 其中一个设备包括 USB 主机设备 1110。
在一些实施方式中， USB 主机设备 1110( 乃至医疗设备 1106) 可以包括被配置为容纳来自 USB 外围设备的 USB 连接器的一个或多个 USB 端口。医疗设备 1106 的 USB 主机 设备 1110 可以包括如图 11 所示的三个 USB 端口 1112、 1114、 1116。在一些实施方式中， 到 外部网络 1128 的连接 1130 可以是有线的并且插入到 USB 端口 1112、 1114、 1116 中的一个 中。
如上所述， 虽然一些 USB 外围设备 ( 例如， USB 闪速存储棒 ) 仅仅从它们连接到的 USB 主机设备汲取电力， 但是其他 USB 外围设备可以由它们自己的外部电源供电并且可以 不从它们连接到的 USB 主机设备汲取电力。
图 11 所示的系统 1100 包括 USB 监视设备 1132。虽然仅仅示出一个 USB 监视设 备， 但是系统可以包括任何数量的 USB 监视设备。USB 监视设备 1132 经由软线 1122 和 USB 连接器 1120 连接到 USB 主机设备 1110 的 USB 端口 1114。
USB 监视设备 1132 允许通过其将电力从 1106 汲取到 1118。如下面讨论的， 如果 USB 外围设备 1118 被确定为由它自己的外部电源 1124 供电并且不从医疗设备 1106 的 USB 主机设备 1110 汲取电力， 则 USB 监视设备 1132 发出警告。外围设备 1118 经由软线 1138 连接到 USB 监视设备 1132。即便图 11 仅仅示出一个 USB 外围设备， USB 监视设备 1132 也 可以经由 USB 集线器电路 ( 图 12 所示 ) 连接到多于一个 USB 外围设备。 USB 监视设备 1132 可以包括一个或多个状态灯 1136、 一个或多个扬声器 1134、 或 状态灯和扬声器的组合。在包括警告灯的实施方式中， 可以有一个灯、 或对应于每个 USB 插 座的灯 ( 如果有多于一个插座 )。
图 12 示出包括 USB 监视设备 1132 和医疗设备 1106 的示范性系统 1200。USB 监 视设备 1132 包含用于监视 USB 监视设备 1132 上的 USB 插座 1212 的处理设备 1206。USB 监视设备 1132 还包括合并如上所述的电路 ( 参见例如图 3) 的电流检测电路 1210。
该示例中， USB 监视设备 1132 从医疗设备 1106 汲取电力以既向其自身又向连接 到它的 USB 插座的任何外围设备供电。USB 集线器电路 1208 也可以包括在 USB 监视设备 1132 中， 以向医疗设备 1106 提供多个受保护的 USB 连接。
处理设备 1206 被配置为检测连接到它的 USB 外围设备中的任何一个上的 “不安全 状况” 。在检测到不安全状况时， 处理设备 1206 将通过状态灯 1136 利用光学指示和 / 或通 过扬声器 1134 利用听觉警告来提醒操作者。
处理设备 1206 监视 USB 端口的电力汲取， 并且还监视每个 USB 数据插座 1212 的 USB 数据线 1218 和 1220( 图 12 的示例中并未标注所有的数据线和插座 )。当没有外围设 USB 数据线 1218 和 1220(D+ 和 D-) 二者 备附接到 USB 主机 ( 或 USB 集线器电路 1208) 时， 均处于低 (0) 状态。当连接外围设备时， 两条线之一将变为高 (1) 状态。哪一条数据线变 为高的确定是由 USB 设备的速度 ( 低、 标准或高 ) 确定的。处理设备 1206 还监视两条 USB 数据线 1218 和 1220， 而且当两条线之一变为高时， 它将检查外围设备是否正在从主机系统 汲取电力。如果汲取电力， 则从医疗设备 1106 为该设备供电并且不呈现安全问题。如果连 接的 USB 外围设备 ( 未示出 ) 没有汲取电力， 则处理设备 1206 然后可以使用状态灯 1136 和扬声器 1134 中的一个或两个提醒操作者不安全状况。
图 13 是显示诸如例如图 11 的一个或多个 USB 监视设备 1132 的一个或多个 USB 监视设备的示例过程 1300 的流程图。过程开始， 例如其中一个或多个 USB 监视设备确定 (1302) 通用串行总线外围设备 ( 例如， 图 11 的 USB 外围设备 1118) 是否连接到 USB 监视设
备， 该 USB 监视设备连接到医疗设备 ( 例如， 图 11 的医疗设备 1106) 并且正在从医疗设备 汲取电力， 该医疗设备被配置用在对病人的医疗过程中。
响应于确定该 USB 外围设备连接到该 USB 医疗设备， 该 USB 监视设备确定 (1304) 该 USB 外围设备是否正在从该医疗设备汲取电力。
虽然已经参考 USB 端口、 USB 外围设备等等说明了这里描述的技术， 但是所述技 术可以应用于其他串行数据端口技术， 诸如 IEEE( 电气和电子工程师协会 )1394 高性能 串行总线 ( 例如， 苹果 公司的 索尼 公司的 和德州仪器 公司的 )。 一些连接可以是有线和 / 或无线连接。当一个组件被称为连接到另一个组件时， 该组件可以直接连接或间接连接 ( 经由例如又一个组件 ) 到该另一个组件。
这里描述的过程和它们的多种修改 ( 下文中称为 “过程” ) 不限于如上所述的硬件 和软件。所述过程的全部或一部分可以至少部分经由计算机程序产品实现， 例如有形地包 括在信息载体中的计算机程序， 诸如一个或多个计算机可读介质， 用于由一个或多个数据 处理装置执行或控制数据处理装置的操作， 数据处理装置例如可编程处理器、 计算机、 多个 计算机、 和 / 或可编程逻辑组件。
计算机程序可以以任何形式的程序设计语言编写， 包括编译或解释语言， 并且它 可以以任何形式部署， 包括作为独立程序或作为模块、 组件、 子例程、 或适合用在计算环境 中的其他单元。 可以部署计算机程序以在位于一个地点或分布于多个地点并由网络互连的 一个计算机或多个计算机上执行。
与实现所述过程的全部或一部分关联的动作可以由执行一个或多个计算机程序 以执行所述过程的功能的一个或多个可编程的处理设备执行。 所述过程的全部或一部分可 以被实现为专用逻辑电路， 例如 FPGA( 现场可编程门阵列 ) 和 / 或 ASIC( 专用集成电路 )。
适合于执行计算机程序的处理设备包括例如通用和转移微处理器二者、 以及任何 种类的数字计算机的任何一个或多个处理器。通常， 处理设备将从只读存储器或随机存取 存储器或这二者接收指令和数据。 计算机的组件包括用于执行指令的一个或多个处理设备 和用于存储指令和数据的一个或多个存储器件。
这里描述的不同的实施方式的组件可以被组合以形成上面没有具体阐述的实施 方式。没有具体描述的其他实施方式也在所附权利要求书的范围内。