[发明专利]用于MBAN服务的回程链路辅助室内频谱使用施行方案

说明书

技术领域

本申请涉及用于监测患者生理状况的医疗监测和临床数据装置。本申请尤其应用于用于MBAN服务和应用的MBAN频谱的约束和施行。

背景技术

生理传感器、低功率集成电路和无线通信的快速发展已经能够将新一代医疗体域网（medical body area network，MBAN）用于监测患者。MBAN提供了低成本无线患者监测（PM）而没有有线连接带来的不便和安全危险，有线连接可能会绊倒医务人员或可能变得分离，从而丢失医疗数据。在MBAN方法中，将多个低成本传感器附着于患者身上或附近的不同位置，并且这些传感器获取患者生理信息的读数，例如患者体温、脉搏、血糖水平、心电图（ECG）数据等。由至少一个紧邻的集线器或网关装置协调传感器以形成MBAN。集线器或网关装置利用嵌入的短程无线通信无线电装置与传感器通信，所述无线电装置例如符合IEEE 802.15.4（Zigbee）短程无线通信协议。通过MBAN的短程无线通信向集线器或网关装置传输传感器收集的信息，从而消除了对电缆的需求。集线器或网关装置经由有线或无线长程链路向中央患者监测（PM）站传送收集到的患者数据以进行集中式处理、显示与存储。长程网络例如可以包括有线以太网和/或无线协议，例如Wi-Fi或某种专有无线网络协议。PM站例如可以包括电子患者记录数据库、位于护士站或医疗设施中别处的显示装置等。

MBAN监测获取患者的生理参数。根据患者的参数类型和状态，所获取的数据的范围可能从重要（例如，在监测进行健康养生的健康患者的情况下）到决定性命的（例如，在对于重症监护室中的垂危患者的情况下）。由此，由于数据的医疗内容，对MBAN无线链路有严格的可靠性要求。不过，由于带宽有限或不受控制的干扰，当前用于医疗无线连接性的频谱分配和规则不满足MBAN的严格要求，包括医疗等级的链路鲁棒性、超低功耗和低成本。

短程无线通信网络，例如MBAN系统，容易受到干扰的影响。短程网络的空间分布式属性以及典型的自组形成可能导致不同短程网络的实质空间交叠。为短程通信系统分配的短程通信信道的数量通常也受到政府法规、网络类型或其他因素的限制。交叠的短程网络和有限的频谱空间（或信道数量）组合可能导致不同短程网络传输之间的冲突。这些网络也可能容易受到来自其他源的射频干扰，包括与短程网络系统不相似的源。

已知采用频谱调整策略来提高频谱使用效率。一个趋势是专门为MBAN应用和服务分配MBAN频谱，作为先前已经主要分配给其他服务的频谱的二级用户。例如，在美国已经提出向作为二级用户的MBAN服务开放当前分配给其他用户的2360-2400MHz频带（MBAN频谱）。其他国家已经或预计会提出类似的提议。MBAN频谱的宽带宽、无干扰和良好的传播性质会满足对医疗等级连接性的严格要求。

为了实现主要用户和二级用户之间的共存，一些限制（或频谱调整支配）会施加于二级用户的频谱使用。为了保护主要用户，需要对MBAN频谱的使用施加限制。例如，MBAN频谱仅能够被MBAN装置使用，同时它们位于保健设施之内。如果MBAN装置在保健设施的外部，则MBAN装置仅能够在MBAN频谱外部进行传输。这意味着，MBAN装置仅能够在保健设施之内在MBAN频谱之内传输，并且在MBAN装置在保健设施外部时，MBAN装置必须要切换到MBAN频谱外部的新信道来进行通信。为了完成这个目的，需要施行机制并将其集成到将来的MBAN系统中，以保证符合MBAN规定。

最简单的设施内频谱使用施行会是人工管理。例如，在保健专业人员指定MBAN系统在保健设施中监测患者时，护士或其他保健工作人员将人工启用集线器装置以使用MBAN频谱。在患者例如由于出院而要移动到保健设施外部时，保健工作人员将人工禁用并禁止集线器装置在MBAN频谱中工作。可以通过在集线器装置上人工输入密码或将集线器装置与特定装置连接（例如在集线器装置上插入USB钥匙）来实施人工启用/禁用操作，运行于集线器装置或特定装置上的程序可以自动启用/禁用集线器装置的MBAN频谱接入。

不过，这样的人工管理方法需要大量的工作人员介入，大大降低了医院中的工作流效率。而且难以保证符合设施中的使用规则。例如，保健工作人员可能忘记启用/禁用集线器装置，这会导致MBAN频谱的低效使用（假设集线器装置默认将在被激活时使用其他频谱）或违反设施中的使用规则（在到达外部而未禁用时，MBAN装置将仍然使用MBAN频谱）。此外，身体上具有工作在MBAN频谱中的MBAN装置的患者可能会走动并时不时地离开设施。患者走动可能不受保健工作人员的控制，并违反设施中的使用规则。

发明内容