用于mban服務(wù)的回程鏈路輔助室內(nèi)頻譜使用施行方案的制作方法
【專利摘要】一種醫(yī)療系統(tǒng)包括一個或多個獲取并傳送患者數(shù)據(jù)的MBAN裝置。一個或多個醫(yī)療體域網(wǎng)（MBAN）系統(tǒng)包括經(jīng)由短程無線通信與集線器裝置進(jìn)行傳送患者數(shù)據(jù)的一個或多個MBAN裝置。經(jīng)由短程無線通信傳送患者數(shù)據(jù)在預(yù)定義頻譜之內(nèi)。集線器裝置接收從所述一個或多個MBAN裝置傳送的患者數(shù)據(jù)，經(jīng)由長程通信和一個或多個接入點(diǎn)（AP）與中央監(jiān)測站進(jìn)行通信，并確定所述MBAN系統(tǒng)相對于保健設(shè)施的位置。在所述MBAN集線器裝置位于所述保健設(shè)施外部時，禁止所述一個或多個MBAN裝置在所述預(yù)定義頻譜之內(nèi)傳輸。
【專利說明】用于MBAN服務(wù)的回程鏈路輔助室內(nèi)頻譜使用施行方案
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本申請涉及用于監(jiān)測患者生理狀況的醫(yī)療監(jiān)測和臨床數(shù)據(jù)裝置。本申請尤其應(yīng)用于用于MBAN服務(wù)和應(yīng)用的MBAN頻譜的約束和施行。
【背景技術(shù)】
[0002]生理傳感器、低功率集成電路和無線通信的快速發(fā)展已經(jīng)能夠?qū)⑿乱淮t(yī)療體域網(wǎng)(medical body area network, MBAN)用于監(jiān)測患者。MBAN提供了低成本無線患者監(jiān)測(PM)而沒有有線連接帶來的不便和安全危險，有線連接可能會絆倒醫(yī)務(wù)人員或可能變得分離，從而丟失醫(yī)療數(shù)據(jù)。在MBAN方法中，將多個低成本傳感器附著于患者身上或附近的不同位置，并且這些傳感器獲取患者生理信息的讀數(shù)，例如患者體溫、脈搏、血糖水平、心電圖(ECG)數(shù)據(jù)等。由至少一個緊鄰的集線器或網(wǎng)關(guān)裝置協(xié)調(diào)傳感器以形成MBAN。集線器或網(wǎng)關(guān)裝置利用嵌入的短程無線通信無線電裝置與傳感器通信，所述無線電裝置例如符合IEEE802.15.4 (Zigbee)短程無線通信協(xié)議。通過MBAN的短程無線通信向集線器或網(wǎng)關(guān)裝置傳輸傳感器收集的信息，從而消除了對電纜的需求。集線器或網(wǎng)關(guān)裝置經(jīng)由有線或無線長程鏈路向中央患者監(jiān)測(PM)站傳送收集到的患者數(shù)據(jù)以進(jìn)行集中式處理、顯示與存儲。長程網(wǎng)絡(luò)例如可以包括有線以太網(wǎng)和/或無線協(xié)議，例如W1-Fi或某種專有無線網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。PM站例如可以包括電子患者記錄數(shù)據(jù)庫、位于護(hù)士站或醫(yī)療設(shè)施中別處的顯示裝置等。
[0003]MBAN監(jiān)測獲取患者的生理參數(shù)。根據(jù)患者的參數(shù)類型和狀態(tài)，所獲取的數(shù)據(jù)的范圍可能從重要(例如，在監(jiān)測進(jìn)行健康養(yǎng)生的健康患者的情況下)到?jīng)Q定性命的(例如，在對于重癥監(jiān)護(hù)室中的垂?；颊叩那闆r下)。由此，由于數(shù)據(jù)的醫(yī)療內(nèi)容，對MBAN無線鏈路有嚴(yán)格的可靠性要求。不過，由于帶寬有限或不受控制的干擾，當(dāng)前用于醫(yī)療無線連接性的頻譜分配和規(guī)則不滿足MBAN的嚴(yán)格要求，包括醫(yī)療等級的鏈路魯棒性、超低功耗和低成本。
[0004]短程無線通信網(wǎng)絡(luò)，例如MBAN系統(tǒng)，容易受到干擾的影響。短程網(wǎng)絡(luò)的空間分布式屬性以及典型的自組形成可能導(dǎo)致不同短程網(wǎng)絡(luò)的實(shí)質(zhì)空間交疊。為短程通信系統(tǒng)分配的短程通信信道的數(shù)量通常也受到政府法規(guī)、網(wǎng)絡(luò)類型或其他因素的限制。交疊的短程網(wǎng)絡(luò)和有限的頻譜空間(或信道數(shù)量)組合可能導(dǎo)致不同短程網(wǎng)絡(luò)傳輸之間的沖突。這些網(wǎng)絡(luò)也可能容易受到來自其他源的射頻干擾，包括與短程網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)不相似的源。
[0005]已知采用頻譜調(diào)整策略來提高頻譜使用效率。一個趨勢是專門為MBAN應(yīng)用和服務(wù)分配MBAN頻譜，作為先前已經(jīng)主要分配給其他服務(wù)的頻譜的二級用戶。例如，在美國已經(jīng)提出向作為二級用戶的MBAN服務(wù)開放當(dāng)前分配給其他用戶的2360-2400MHZ頻帶(MBAN頻譜)。其他國家已經(jīng)或預(yù)計(jì)會提出類似的提議。MBAN頻譜的寬帶寬、無干擾和良好的傳播性質(zhì)會滿足對醫(yī)療等級連接性的嚴(yán)格要求。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)主要用戶和二級用戶之間的共存，一些限制(或頻譜調(diào)整支配)會施加于二級用戶的頻譜使用。為了保護(hù)主要用戶，需要對MBAN頻譜的使用施加限制。例如，MBAN頻譜僅能夠被MBAN裝置使用，同時它們位于保健設(shè)施之內(nèi)。如果MBAN裝置在保健設(shè)施的外部，則MBAN裝置僅能夠在MBAN頻譜外部進(jìn)行傳輸。這意味著，MBAN裝置僅能夠在保健設(shè)施之內(nèi)在MBAN頻譜之內(nèi)傳輸，并且在MBAN裝置在保健設(shè)施外部時，MBAN裝置必須要切換到MBAN頻譜外部的新信道來進(jìn)行通信。為了完成這個目的，需要施行機(jī)制并將其集成到將來的MBAN系統(tǒng)中，以保證符合MBAN規(guī)定。
[0007]最簡單的設(shè)施內(nèi)頻譜使用施行會是人工管理。例如，在保健專業(yè)人員指定MBAN系統(tǒng)在保健設(shè)施中監(jiān)測患者時，護(hù)士或其他保健工作人員將人工啟用集線器裝置以使用MBAN頻譜。在患者例如由于出院而要移動到保健設(shè)施外部時，保健工作人員將人工禁用并禁止集線器裝置在MBAN頻譜中工作?？梢酝ㄟ^在集線器裝置上人工輸入密碼或?qū)⒓€器裝置與特定裝置連接(例如在集線器裝置上插入USB鑰匙)來實(shí)施人工啟用/禁用操作，運(yùn)行于集線器裝置或特定裝置上的程序可以自動啟用/禁用集線器裝置的MBAN頻譜接入。
[0008]不過，這樣的人工管理方法需要大量的工作人員介入，大大降低了醫(yī)院中的工作流效率。而且難以保證符合設(shè)施中的使用規(guī)則。例如，保健工作人員可能忘記啟用/禁用集線器裝置，這會導(dǎo)致MBAN頻譜的低效使用(假設(shè)集線器裝置默認(rèn)將在被激活時使用其他頻譜)或違反設(shè)施中的使用規(guī)則(在到達(dá)外部而未禁用時，MBAN裝置將仍然使用MBAN頻譜)。此外，身體上具有工作在MBAN頻譜中的MBAN裝置的患者可能會走動并時不時地離開設(shè)施?；颊咦邉涌赡懿皇鼙＝」ぷ魅藛T的控制，并違反設(shè)施中的使用規(guī)則。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本申請?zhí)峁┝擞糜贛BAN服務(wù)的接入點(diǎn)輔助MBAN頻譜使用施行的新型改進(jìn)系統(tǒng)和方法，其克服了上述問題和其他問題。
[0010]根據(jù)一個方面，提供了一種醫(yī)療系統(tǒng)。該醫(yī)療系統(tǒng)包括獲取并傳送患者數(shù)據(jù)的一個或多個MBAN裝置。一個或多個醫(yī)療體域網(wǎng)(MBAN)系統(tǒng)包括經(jīng)由短程無線通信與集線器裝置進(jìn)行傳送患者數(shù)據(jù)的一個或多個MBAN裝置。經(jīng)由短程無線通信的患者數(shù)據(jù)傳送是在預(yù)定義頻譜之內(nèi)。集線器裝置接收從所述一個或多個MBAN裝置傳送的患者數(shù)據(jù)，經(jīng)由長程通信和一個或多個接入點(diǎn)(AP)與中央監(jiān)測站進(jìn)行通信，并確定所述MBAN系統(tǒng)相對于保健設(shè)施的位置。在所述MBAN集線器裝置位于所述保健設(shè)施外部時，禁止所述一個或多個MBAN裝置在所述預(yù)定義頻譜之內(nèi)傳輸。
[0011]根據(jù)另一方面，提供了一種方法。該方法包括由一個或多個醫(yī)療體域網(wǎng)(MBAN)裝置收集患者數(shù)據(jù)；確定MBAN系統(tǒng)的位置；經(jīng)由短程無線通信，從一個或多個MBAN裝置通過MBAN系統(tǒng)向集線器裝置傳送收集到的患者數(shù)據(jù)，其中僅在保健設(shè)施之內(nèi)許可在預(yù)定義頻譜之內(nèi)經(jīng)由短程無線通信的通信；以及經(jīng)由長程無線通信，通過一個或多個AP，從集線器裝置向中央監(jiān)測站傳送收集到的患者數(shù)據(jù)，并從所述一個或多個AP確定所述MBAN系統(tǒng)的位置。
[0012]一個優(yōu)點(diǎn)在于利用MBAN系統(tǒng)施行MBAN頻譜。
[0013]另一個優(yōu)點(diǎn)在于，使用接入點(diǎn)信息來確定MBAN系統(tǒng)在保健設(shè)施之內(nèi)還是外部，以控制MBAN頻譜的使用。
[0014]另一個優(yōu)點(diǎn)在于改善了保健工作流效率、安全性和臨床結(jié)果。
[0015]在閱讀和理解以下詳細(xì)描述時，本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)將被本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員認(rèn)識到?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0016]本發(fā)明可以采用各種部件和部件布置以及各種步驟和步驟布置的形式。附圖的作用在于對優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行圖示，不應(yīng)認(rèn)為其對本發(fā)明構(gòu)成限制。
[0017]圖1圖解地示出了根據(jù)本申請的醫(yī)療體域網(wǎng)(MBAN)系統(tǒng)。
[0018]圖2和圖3圖解地示出了根據(jù)本申請?jiān)诒＝≡O(shè)施中部署接入點(diǎn)的范例。
[0019]圖4是根據(jù)本申請的MBAN系統(tǒng)操作的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]參考圖1，多個醫(yī)療體域網(wǎng)(MBAN)的每個MBANlO包括多個MBAN裝置12、14和對應(yīng)的集線器裝置16。MBAN裝置12、14經(jīng)由短程無線通信協(xié)議與對應(yīng)的集線器裝置16進(jìn)行通信。在相關(guān)文獻(xiàn)中有時也用其他等效術(shù)語指稱MBAN10，例如體域網(wǎng)(BAN)、身體傳感器網(wǎng)絡(luò)(BSN)、個人區(qū)域網(wǎng)(PAN)、移動自組網(wǎng)(MANET)等。術(shù)語醫(yī)療體域網(wǎng)(MBAN) 10要被理解為涵蓋這些替代術(shù)語。
[0021]例示性MBANlO包括兩個例示性MBAN裝置12、14和對應(yīng)的集線器裝置16 ;不過，MBAN裝置和集線器裝置的數(shù)量可以是一個、兩個、三個、四個、五個、六個或更多，此外，在一些實(shí)施例中，在從網(wǎng)絡(luò)增加或移除MBAN裝置以增加或移除醫(yī)療監(jiān)測能力時，MBAN裝置的數(shù)量可以通過特定方式增減。MBAN裝置12、14包括一個或多個傳感器20，其獲取患者數(shù)據(jù)，包括生理參數(shù)，例如心率、呼吸率、心電圖(ECG)數(shù)據(jù)等；不過，還可以想到對MBAN裝置的一個或多個執(zhí)行其他功能，例如經(jīng)由皮膚貼片或靜脈內(nèi)連接的受控輸送治療藥物，執(zhí)行心臟起搏功能等。其他MBAN裝置可以與患者相關(guān)聯(lián)，并非所有上述MBAN裝置都必須要在任何給定時間與患者相關(guān)聯(lián)。單個MBAN裝置可以執(zhí)行一個或多個功能。例示性MBAN裝置12、14設(shè)置于相關(guān)聯(lián)患者的外部；不過，更一般地，MBAN裝置可以設(shè)置于患者身上，或患者體內(nèi)(例如，MBAN裝置可以采取植入式裝置的形式)，或在短程通信協(xié)議的通信范圍之內(nèi)緊鄰患者(例如，MBAN裝置可以采取安裝于保持接近患者的柱上固定的靜脈內(nèi)輸液泵(未示出)上的裝置的形式，在這種情況下，被監(jiān)測患者數(shù)據(jù)可以包括諸如靜脈內(nèi)流體流率的信息)。有時希望將MBAN裝置做得盡可能小以提升患者的舒適度，并具有低的復(fù)雜性以增強(qiáng)可靠性，因此，這樣的MBAN裝置12、14典型是低功率裝置(使電池或其他電源保持很小)，并可以具有有限的板上數(shù)據(jù)存儲裝置或數(shù)據(jù)緩沖區(qū)。因此，MBAN裝置12、14應(yīng)當(dāng)與對應(yīng)的集線器裝置16處于連續(xù)或接近連續(xù)的短程無線通信中，以便向?qū)?yīng)的集線器裝置16迅速傳送所獲取的患者數(shù)據(jù)而不會使其數(shù)據(jù)緩沖區(qū)溢出。
[0022]在圖1中，由用于描繪MBAN系統(tǒng)10的虛線圖解地表示短程無線通信范圍。短程無線通信通常是雙向的，因此MBAN裝置12、14能夠向?qū)?yīng)的集線器裝置16傳送信息(例如，患者數(shù)據(jù)、MBAN裝置狀態(tài)等)；對應(yīng)的集線器裝置16能夠向MBAN裝置12、14傳送信息(例如，命令、在治療性MBAN裝置的情況下的控制數(shù)據(jù)等)。例示性集線器裝置是腰部固定的裝置，其便于攜帶更長、更重的電池和用于長程傳輸?shù)钠渌布?；不過，集線器裝置可以以其它方式安裝于患者身上，例如，作為手腕裝置、粘合劑膠合的裝置等。還想到將集線器裝置安裝到與接近患者的別處，例如與安裝于保持接近患者的柱上的靜脈內(nèi)輸液泵(未示出)集成。
[0023]將從傳感器20獲取的患者數(shù)據(jù)同時傳送到在對應(yīng)的MBAN裝置中的控制器22。MBAN裝置12、14充當(dāng)傳感器20獲取的患者數(shù)據(jù)的收集點(diǎn)，并提供存儲器24中患者數(shù)據(jù)的暫時存儲。MBAN裝置12、14還包括通信單元26，用于經(jīng)由短程無線通信協(xié)議向?qū)?yīng)的集線器裝置16傳輸患者數(shù)據(jù)。通信單元26包括收發(fā)器(未示出)，以傳輸由控制器22接收到的患者數(shù)據(jù)和信息并從集線器裝置16接收信息。
[0024]短程無線通信協(xié)議優(yōu)選具有幾十米、幾米或更小的較短工作范圍，在一些實(shí)施例中，適當(dāng)?shù)夭捎肐EEE802.15.4 (Zigbee)短程無線通信協(xié)議或其變體，或Bluetooth?短程無線通信協(xié)議或其變體。盡管Bluetooth?和Zigbee是用于短程無線通信的適當(dāng)實(shí)施例，但還可以想到其他短程通信協(xié)議，包括專有通信協(xié)議。短程通信協(xié)議應(yīng)當(dāng)具有足夠的范圍，以使集線器裝置16與MBAN系統(tǒng)10的所有MBAN裝置12、14可靠地通信。MBAN裝置12、14和對應(yīng)的集線器裝置16之間，在一些實(shí)施例中，MBAN裝置之間的短程無線通信協(xié)議工作于大約2.3-2.5GHz的頻譜中。
[0025]由于因?yàn)閭魉突颊邤?shù)據(jù)的醫(yī)療內(nèi)容而對MBAN系統(tǒng)10通信的嚴(yán)格可靠性要求，專門分配MBAN頻譜用于患者數(shù)據(jù)的通信，例如上述2360-2400MHZ頻帶。可靠性要求使得MBAN頻譜比其他可用頻譜優(yōu)選用于患者數(shù)據(jù)傳輸。一旦MBAN集線器裝置位于保健設(shè)施之內(nèi)，它將能夠設(shè)置和操作在部分或整個MBAN頻譜之內(nèi)的MBAN網(wǎng)絡(luò)。只要MBAN裝置12、14與MBAN網(wǎng)絡(luò)中的MBAN集線器16相關(guān)聯(lián)，它們就能夠在MBAN頻譜上與MBAN集線器16進(jìn)行通信。
[0026]在MBAN頻譜中，MBAN裝置12、14是頻譜的二級用戶。為了保護(hù)主要用戶，禁止MBAN裝置12、14在MBAN頻譜中工作，除非MBAN裝置12、14被授權(quán)工作于MBAN網(wǎng)絡(luò)中。具體而言，MBAN頻譜中的MBAN操作僅限于保健設(shè)施，這表示僅在MBAN裝置12、14位于保健設(shè)施之內(nèi)時，僅允許MBAN裝置12、14在MBAN頻譜中進(jìn)行傳輸。在MBAN裝置在保健設(shè)施外部時，要求MBAN裝置切換到MBAN頻譜外部的新信道來傳輸數(shù)據(jù)。例如，在MBAN裝置在保健設(shè)施之內(nèi)時，僅允許MBAN裝置通過MBAN頻譜傳輸患者數(shù)據(jù)。
[0027]集線器裝置16協(xié)調(diào)其MBAN系統(tǒng)10在MBAN頻譜上的操作以接收由MBAN裝置12、14的傳感器20獲取的患者數(shù)據(jù)，并經(jīng)由長程通信協(xié)議向中央監(jiān)測站34傳輸從MBANlO收集到的患者數(shù)據(jù)。將從傳感器20獲取的患者數(shù)據(jù)同時從MBAN裝置12、14傳輸?shù)綄?yīng)的集線器裝置16中的短程通信裝置28。集線器裝置16充當(dāng)MBAN網(wǎng)絡(luò)中所有MBAN裝置12、14(例如與一位患者相關(guān)聯(lián)的所有MBAN裝置)的傳感器20獲取的患者數(shù)據(jù)的收集點(diǎn)，并提供存儲器30中患者數(shù)據(jù)的暫時存儲。集線器裝置16還包括較長通信單元(longer communicationunit) 32，用于經(jīng)由長程無線通信協(xié)議向中央監(jiān)測站34傳輸患者數(shù)據(jù)。MBAN集線器16的控制器33控制與MBAN裝置12、14的通信、患者數(shù)據(jù)的收集和處理、向中央監(jiān)測站34重發(fā)患者數(shù)據(jù)、設(shè)置網(wǎng)絡(luò)、關(guān)聯(lián)新的MBAN裝置、解除移除的MBAN裝置的關(guān)聯(lián)等。
[0028]集線器裝置16的較長通信單元32還包括收發(fā)器，其提供長程通信能力以傳輸離開MBAN系統(tǒng)10的數(shù)據(jù)。在圖1的例示性范例中，集線器裝置16通過醫(yī)院網(wǎng)絡(luò)42的接入點(diǎn)(AP)36與中央監(jiān)測站34進(jìn)行無線通信。例示性AP36是與集線器裝置16無線通信的無線接入點(diǎn)。在例示性實(shí)施例中，醫(yī)院網(wǎng)絡(luò)42還包括額外的接入點(diǎn)，例如在整個醫(yī)院或其他醫(yī)療設(shè)施中分布的例示性接入點(diǎn)AP38和AP40。為了提供進(jìn)一步的例示，圖解示出了與AP24進(jìn)行無線通信的中央監(jiān)測站。不同的AP36、36、40覆蓋保健設(shè)施的不同區(qū)域，它們的覆蓋區(qū)域可以彼此交疊，以提供無縫漫游業(yè)務(wù)。AP的位置是固定且已知的，可以用于確定MBAN集線器裝置16的位置，尤其是患者位于保健設(shè)施內(nèi)部還是外部?？梢酝ㄟ^各種方式確定位置，例如MBAN集線器中的GPS，最近的AP之間的三角測量，從先前聯(lián)系的AP計(jì)算并投影軌跡，等等。具體而言，在特定的集線器裝置正在與AP通信時，關(guān)于AP的信息被傳輸?shù)組BAN集線器裝置16。該信息包括AP的身份、AP的分類、AP的位置、AP所連接的醫(yī)院網(wǎng)絡(luò)的身份等。MBAN集線器裝置16利用這一信息來判定其是否被授權(quán)工作于MBAN頻譜中。
[0029]為了提供進(jìn)一步的例示，中央監(jiān)測站34包括控制器44，用于從很多集線器裝置接收患者數(shù)據(jù)。中央監(jiān)測站34還包括顯示監(jiān)視器46，例如，可以將其用于顯示由MBAN系統(tǒng)10獲取并經(jīng)由醫(yī)院網(wǎng)絡(luò)42的AP38傳輸?shù)街醒氡O(jiān)測站34的患者醫(yī)療數(shù)據(jù)。中央監(jiān)測站34還與存儲了所有當(dāng)前和過往患者的患者數(shù)據(jù)和記錄的電子患者記錄子系統(tǒng)48進(jìn)行通信。經(jīng)由醫(yī)院網(wǎng)絡(luò)42的AP40傳輸中央監(jiān)測站和電子患者記錄子系統(tǒng)48之間的通信。長程無線通信適當(dāng)?shù)厥欠螴EEE802.11無線通信協(xié)議或其變體的WiFi通信鏈路。不過，可以將其他無線通信協(xié)議用于長程通信，例如另一種無線醫(yī)學(xué)遙測系統(tǒng)(WMTS)。此外，長程通信可以是有線通信，例如有線以太網(wǎng)鏈路(在這種情況下，醫(yī)院網(wǎng)絡(luò)包括至少一個提供有線長程通信鏈路的電纜)。
[0030]與MBAN裝置12、14和對應(yīng)的集線器裝置16之間的短程通信相比，長程通信更長。例如，短程通信范圍可以是米、幾米或至多可能幾十米的量級。長程通信可以足夠長以直接或經(jīng)由通往醫(yī)院網(wǎng)絡(luò)的多個AP涵蓋醫(yī)院或其他醫(yī)療設(shè)施的大部分或全部。
[0031]長程通信如果是無線的，則需要比短程通信更多的功率。因此，集線器裝置16包括足以操作長程通信收發(fā)器的電池或其他電源。集線器裝置16通常還包括充分多的板上存儲器，使其能夠在一定時間間隔中斷與醫(yī)院網(wǎng)絡(luò)34的通信的情況下緩沖大量的患者數(shù)據(jù)。在無線長程通信的例示性情況下，還要理解，如果患者在醫(yī)院或保健設(shè)施之內(nèi)運(yùn)動，則IEEE802.11或醫(yī)院網(wǎng)絡(luò)34采用的其他無線通信協(xié)議提供無線通信。就此而言，盡管患者通常躺在床上，但是更一般地，設(shè)想患者是走動的，在整個醫(yī)院或保健設(shè)施內(nèi)隨意移動。在患者移動時，包括MBAN裝置12、14和集線器裝置16的MBAN系統(tǒng)10與患者一起移動。
[0032]在MBANlO中，MBAN裝置12、14經(jīng)由短程無線通信與集線器裝置16進(jìn)行通信。不過，還想到過各對或各組MBAN裝置12、14也經(jīng)由短程無線通信直接相互通信(亦即，不使用集線器裝置16、18作為中介)。例如，這樣可能對于及時協(xié)調(diào)兩個或更多MBAN裝置的活動是有用的。此外，集線器裝置16、18可以提供額外的功能一例如，集線器裝置16、18也可以是包括一個或多個用于測量生理參數(shù)的傳感器的MBAN裝置。再者，盡管示出了單個集線器裝置16、18，但可以設(shè)想通過合作執(zhí)行協(xié)調(diào)任務(wù)的兩個或更多MBAN裝置來實(shí)現(xiàn)協(xié)調(diào)功能(例如，從MBAN裝置12、14收集數(shù)據(jù)并經(jīng)由長程無線通信卸載收集到的數(shù)據(jù))。
[0033]在例示性的圖1中，僅詳細(xì)示出了一個MBAN系統(tǒng)10。不過，要認(rèn)識到，更一般地，醫(yī)院或其他醫(yī)療設(shè)施包括多位患者，每位患者都具有他或她自己的MBAN系統(tǒng)。更一般地，通過一些例示性范例，根據(jù)醫(yī)療設(shè)施的大小，MBAN系統(tǒng)的數(shù)量可以是:幾百個、幾千個、幾萬個或更多。實(shí)際上，甚至可以設(shè)想單個患者具有兩個或更多不同的獨(dú)立或合作工作的MBAN系統(tǒng)(未示出)。在這種環(huán)境中，可以期望不同患者的各種MBAN系統(tǒng)彼此非常接近，使得各自的MBAN系統(tǒng)短程無線通信的范圍交疊。
[0034]MBAN裝置12、14、MBAN集線器16、MBAN系統(tǒng)10和中央監(jiān)測站34包括至少一個處理器，例如配置成執(zhí)行MBAN軟件的微處理器或其他軟件控制裝置，用于執(zhí)行下文更詳細(xì)描述的操作。典型地，在供處理器執(zhí)行的有形存儲器或計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上承載MBAN軟件。非暫態(tài)計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)的類型包括存儲器，例如硬盤驅(qū)動器、CD-ROM、DVD-ROM、因特網(wǎng)服務(wù)器等。也可以設(shè)想處理器的其他實(shí)現(xiàn)方式。顯示控制器、專用集成電路(ASIC)、FPGA和微控制器是可以為提供處理器功能而實(shí)施的其他類型部件的例示性范例。可以利用處理器執(zhí)行的軟件、硬件或其一些組合實(shí)施實(shí)施例。
[0035]如上所述，MBAN集線器裝置16包括與AP36、38、40相關(guān)聯(lián)以提供通往醫(yī)院網(wǎng)絡(luò)42的連接的收發(fā)器。AP的位置和覆蓋區(qū)是固定且已知的。在MBAN集線器裝置16與AP36、38、40相關(guān)聯(lián)時，向MBAN集線器裝置傳送關(guān)于AP36、38、40的信息以確定MBAN集線器裝置16的位置。具體而言，MBAN集線器裝置16使用AP信息判定MBAN集線器裝置16的當(dāng)前位置是在設(shè)施中、在設(shè)施外還是未知，并決定是否允許其工作在MBAN頻譜中。
[0036]如圖2中所示，AP被分成三個不同的AP類型，分別是內(nèi)部AP、外部AP和入口 AP。為了確定AP的分類，保健設(shè)施包括保健設(shè)施界限100和保健入口區(qū)域102。如果AP覆蓋范圍包括入口區(qū)域102，例如前門大廳、后門、其他出口、陽臺等，那么將AP分類為入口 AP。例如，AP3是入口 AP，因?yàn)樗采w保健設(shè)施的入口區(qū)域。如果AP的覆蓋區(qū)延伸到保健設(shè)施邊界100外部(或換言之，如果即使MBAN集線器在保健設(shè)施外部，MBAN集線器裝置也能夠成功連接到該AP )，那么將AP分類為外部AP。例如，AP1、AP2和AP4為外部AP，因?yàn)樗鼈兊母采w區(qū)的一部分在保健設(shè)施外部。如果AP的覆蓋區(qū)完全在保健設(shè)施之內(nèi)(或換言之，如果集線器裝置在保健設(shè)施外部，MBAN集線器裝置不能成功連接到該AP)，那么將AP分類成內(nèi)部AP。例如，圖2中AP5-AP12被分類為內(nèi)部AP。在MBAN集線器裝置與AP相關(guān)聯(lián)時，AP的分類被傳送并作為參數(shù)存儲在MBAN集線器裝置中，并用于判定MBAN集線器裝置在保健設(shè)施之內(nèi)還是外部。
[0037]MBAN集線器裝置包括設(shè)施中狀態(tài)參數(shù)以表示其位置或狀態(tài)。設(shè)施中狀態(tài)參數(shù)包括三個值:室內(nèi)(Indoor)、戶外(Outdoor)和未知(Unknown)。在MBAN集線器連接到AP時,將基于集線器連接到的AP的分類設(shè)置MBAN集線器裝置的設(shè)施中狀態(tài)參數(shù)。例如，在MBAN集線器裝置開始工作時，將參數(shù)設(shè)置為缺省值“未知”或由保健工作人員人工設(shè)置。如果MBAN集線器裝置連接到入口 AP，則將MBAN集線器裝置參數(shù)設(shè)置為“戶外”。如果MBAN集線器裝置連接到內(nèi)部AP，則將MBAN集線器裝置參數(shù)設(shè)置為“室內(nèi)”。如果MBAN連接到外部AP，那么MBAN集線器裝置參數(shù)將保持不變。如果MBAN集線器丟失了它到AP的連接，則將MBAN集線器裝置參數(shù)重置為缺省值“未知”。MBAN集線器裝置連續(xù)地或定期地檢查其連接到的AP的分類，并相應(yīng)地更新其設(shè)施中狀態(tài)參數(shù)。上文提出的方案僅使用AP信息來確定MBAN集線器裝置的設(shè)施中狀態(tài)，不需要任何額外硬件部件。
[0038]如果MBAN集線器裝置的設(shè)施中狀態(tài)參數(shù)為“室內(nèi)”，則將MBAN集線器裝置及其關(guān)聯(lián)的MBAN裝置當(dāng)作似乎它們位于保健設(shè)施之內(nèi)那樣，并允許它們在MBAN頻譜之內(nèi)進(jìn)行通信。在MBAN集線器裝置的參數(shù)是“戶外”或“未知”時，MBAN集線器裝置及其MBAN裝置被當(dāng)作似乎它們位于保健設(shè)施外部那樣，并不允許工作在MBAN頻譜中。如果MBAN集線器裝置工作在MBAN頻譜之內(nèi)，且MBAN集線器裝置的參數(shù)變?yōu)椤皯敉狻被颉拔粗保瑒tMBAN集線器裝置將停止在MBAN頻譜之內(nèi)傳輸。
[0039]MBAN集線器裝置還包括在MBAN集線器裝置或AP處測量的AP信號強(qiáng)度指示器(SSI)0 SSI指示來自所連接的AP的信號強(qiáng)度。SSI和AP分類被MBAN集線器裝置用于確定MBAN的設(shè)施中狀態(tài)。如上所述，在MBAN集線器裝置開始工作時，將設(shè)施中狀態(tài)參數(shù)設(shè)置為缺省值“未知”或由保健工作人員人工設(shè)置。如果MBAN集線器裝置連接到入口 AP且SSI小于預(yù)定入口邊界信號強(qiáng)度，則將MBAN集線器裝置參數(shù)設(shè)置為“戶外”。在MBAN集線器裝置連接到入口 AP時，如果SSI大于或等于預(yù)定入口邊界信號強(qiáng)度，則將MBAN集線器裝置的設(shè)施中狀態(tài)參數(shù)設(shè)置為“室內(nèi)”。如果MBAN集線器裝置連接到內(nèi)部AP，則將MBAN集線器裝置參數(shù)設(shè)置為“室內(nèi)”。如果MBAN集線器裝置連接到外部AP且SSI小于預(yù)定外部邊界信號強(qiáng)度，則MBAN集線器裝置參數(shù)保持不變。在MBAN集線器裝置連接到外部AP時，如果SSI大于或等于預(yù)定外部邊界信號強(qiáng)度，則將MBAN集線器裝置的設(shè)施中狀態(tài)參數(shù)設(shè)置為“室內(nèi)”。如果MBAN集線器丟失了其到AP的連接，那么它將參數(shù)重置為缺省值“未知”?？梢栽贛BAN集線器裝置側(cè)或在AP側(cè)實(shí)施與SSI相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)。外部和入口 AP的每種都可以具有其自己的預(yù)定邊界信號強(qiáng)度參數(shù)以優(yōu)化性能。增強(qiáng)的標(biāo)準(zhǔn)會允許更多設(shè)施中區(qū)域可能使用MBAN頻譜，并因此提高頻譜使用效率。例如，在圖3中，如果MBAN正與AP3連接且在圓104 (BPSSI大于或等于預(yù)定入口邊界信號強(qiáng)度的區(qū)域)中，則將MBAN集線器裝置作為“室內(nèi)”對待，并允許其工作在MBAN頻譜中。
[0040]一旦MBAN離開醫(yī)院網(wǎng)絡(luò)區(qū)域并開始在非MBAN頻譜上通信，就可以再次授權(quán)其利用各種網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的任一種來使用MBAN頻譜。例如，醫(yī)院網(wǎng)絡(luò)能夠使用非MBAN頻譜上的通信來建立“室內(nèi)”位置標(biāo)準(zhǔn)。作為另一范例，MBAN集線器裝置能夠偵聽MBAN頻譜上的信標(biāo)信號以辨別其是否在范圍之內(nèi)并履行重新引入?yún)f(xié)議。
[0041]為了進(jìn)一步改善MBAN頻譜效率，利用鄰居AP信息來確定MBAN的設(shè)施中狀態(tài)。例如，MBAN集線器裝置利用連接的AP信息和相鄰AP信息來跟蹤MBAN集線器裝置的運(yùn)動并確定MBAN集線器裝置的位置。在MBAN集線器裝置開始工作時，將參數(shù)設(shè)置為缺省值“未知”或由保健工作人員人工設(shè)置。如果MBAN連接到室內(nèi)AP，那么將其參數(shù)設(shè)置為“室內(nèi)”。如果MBAN連接到入口 AP，如果SSI大于或等于預(yù)定入口邊界信號強(qiáng)度，那么將其參數(shù)設(shè)置為“室內(nèi)”。如果MBAN連接到入口 AP并發(fā)現(xiàn)鄰居AP被分類為室內(nèi)AP，且來自鄰居AP的SSI大于或等于預(yù)定鄰居邊界信號強(qiáng)度，則將MBAN集線器裝置參數(shù)設(shè)置為“室內(nèi)”。否則，在MBAN連接到入口 AP時，將MBAN集線器裝置參數(shù)設(shè)置為“戶外”。如果MBAN連接到外部AP，如果SSI大于或等于預(yù)定外部邊界信號強(qiáng)度，那么將其參數(shù)設(shè)置為“室內(nèi)”。如果MBAN集線器參數(shù)的當(dāng)前值為“戶外”且SSI小于預(yù)定外部邊界信號強(qiáng)度，但MBAN集線器裝置發(fā)現(xiàn)至少一個鄰居“室內(nèi)” AP，且來自鄰居AP的SSI大于或等于預(yù)定鄰居邊界信號強(qiáng)度，那么在MBAN集線器裝置連接到外部AP時，將MBAN集線器參數(shù)設(shè)置為“室內(nèi)”。如果參數(shù)的當(dāng)前值是“戶夕卜”且SSI小于預(yù)定外部邊界信號強(qiáng)度，且MBAN集線器未發(fā)現(xiàn)來自任何鄰居“室內(nèi)” AP的SSI大于或等于預(yù)定鄰居邊界信號強(qiáng)度，則在MBAN連接到外部AP時，MBAN集線器參數(shù)將保持為“戶外”。如果MBAN集線器裝置參數(shù)的當(dāng)前值是“未知”且MBAN集線器發(fā)現(xiàn)了鄰居“室內(nèi)” AP，且來自該鄰居AP的SSI大于或等于預(yù)定鄰居邊界信號強(qiáng)度，如果MBAN連接到外部AP,則將MBAN集線器裝置參數(shù)設(shè)置為“室內(nèi)”。否則，如果MBAN連接到外部AP，則MBAN集線器裝置參數(shù)保持不變。更完善的方案可能是利用觀測到的鄰居AP及其SSI信息，關(guān)聯(lián)的AP及其SSI來表征入口區(qū)域和/或內(nèi)部區(qū)域。在這種情況下，可以針對個體AP特定地設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。
[0042]圖4示出了 MBAN系統(tǒng)的工作。在步驟200中，由一個或多個醫(yī)療體域網(wǎng)(MBAN)裝置收集患者數(shù)據(jù)。在步驟202中，確定MBAN系統(tǒng)的設(shè)施中狀態(tài)。在步驟204中，經(jīng)由短程無線通信，從一個或多個MBAN裝置通過MBAN系統(tǒng)向集線器裝置傳送收集到的患者數(shù)據(jù)，僅在保健設(shè)施之內(nèi)許可在預(yù)定義頻譜之內(nèi)經(jīng)由短程無線通信的通信。在步驟206中，經(jīng)由長程無線通信，通過一個或多個AP，從集線器裝置向中央監(jiān)測站傳送收集到的患者數(shù)據(jù)。在步驟208中，在集線器裝置和連接到集線器裝置的一個或多個AP之間傳送AP信息。在步驟210中，基于AP信息確定MBAN系統(tǒng)的設(shè)施中狀態(tài)是室內(nèi)、戶外還是未知。在步驟212中，響應(yīng)于MBAN系統(tǒng)的設(shè)施中狀態(tài)被分類為室內(nèi)，傳送預(yù)定義頻譜。在步驟214中，響應(yīng)于MBAN系統(tǒng)的設(shè)施中狀態(tài)被分類為戶外或未知，在預(yù)定義頻譜之內(nèi)禁止通信。
[0043]已經(jīng)參考優(yōu)選實(shí)施例描述了本發(fā)明。他人在閱讀和理解以上詳細(xì)描述時可能想到修改和變更。應(yīng)當(dāng)將本發(fā)明解釋為包括所有這樣的修改和變更，只要它們在所附權(quán)利要求或其等價要件的范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種醫(yī)療系統(tǒng)，包括: 獲取并傳送患者數(shù)據(jù)的一個或多個MBAN裝置； 一個或多個醫(yī)療體域網(wǎng)(MBAN)系統(tǒng)，每個MBAN系統(tǒng)包括: 經(jīng)由短程無線通信與集線器裝置進(jìn)行傳送所述患者數(shù)據(jù)的所述一個或多個MBAN裝置，經(jīng)由所述短程無線通信傳送所述患者數(shù)據(jù)是在預(yù)定義頻譜之內(nèi)； 集線器裝置，所述集線器裝置接收從所述一個或多個MBAN裝置傳送的患者數(shù)據(jù)，經(jīng)由長程通信和一個或多個接入點(diǎn)(AP)與中央監(jiān)測站進(jìn)行通信，并確定所述MBAN系統(tǒng)相對于保健設(shè)施的位置； 其中，在所述MBAN集線器裝置位于所述保健設(shè)施外部時，禁止所述一個或多個MBAN裝置在所述預(yù)定義頻譜之內(nèi)進(jìn)行傳輸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的醫(yī)療系統(tǒng)，其中所述MBAN集線器裝置從所述MBAN集線器裝置連接的或最近連接過的一個或多個AP接收AP信息，并且每個MBAN集線器根據(jù)所述AP信息確定其自己的設(shè)施中狀態(tài)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1和2中任一項(xiàng)所述的醫(yī)療系統(tǒng)，其中所述AP信息至少包括AP位置分類和AP信號強(qiáng)度。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的醫(yī)療系統(tǒng)，其中所述AP分類包括如下至少一種:內(nèi)部AP、外部AP和入口 AP。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述 的醫(yī)療系統(tǒng)，其中能夠?qū)BAN系統(tǒng)的設(shè)施中狀態(tài)分類為:室內(nèi)、戶外或未知。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的醫(yī)療系統(tǒng)，其中: 響應(yīng)于所述MBAN裝置開始工作，將所述設(shè)施中設(shè)置為未知或由保健工作人員人工設(shè)置； 響應(yīng)于所述MBAN集線器裝置連接到內(nèi)部AP，將所述設(shè)施中狀態(tài)參數(shù)設(shè)置為室內(nèi)； 響應(yīng)于所述MBAN集線器裝置連接到入口 AP，將所述設(shè)施中狀態(tài)參數(shù)設(shè)置為戶外； 響應(yīng)于所述MBAN集線器裝置連接到外部AP，所述設(shè)施中狀態(tài)參數(shù)保持不變；并且 響應(yīng)于所述MBAN集線器裝置丟失到其AP的連接，將所述設(shè)施中狀態(tài)參數(shù)設(shè)置為未知。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述的醫(yī)療系統(tǒng)，其中: 響應(yīng)于所述MBAN系統(tǒng)的設(shè)施中狀態(tài)被分類為室內(nèi)，允許所述MBAN集線器裝置及其MBAN裝置在所述MBAN頻譜中工作；并且 響應(yīng)于所述MBAN系統(tǒng)的設(shè)施中狀態(tài)被分類為室外或未知，不允許所述MBAN集線器裝置及其MBAN裝置在所述MBAN頻譜中工作。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)所述的醫(yī)療系統(tǒng)，其中進(jìn)一步使用所述AP的信號強(qiáng)度來確定所述MBAN系統(tǒng)的設(shè)施中狀態(tài)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的任一項(xiàng)所述的醫(yī)療系統(tǒng)，其中: 響應(yīng)于所述MBAN集線器裝置連接到入口 AP，如果所述AP信號強(qiáng)度大于或等于預(yù)定義閾值，則將所述設(shè)施中狀態(tài)參數(shù)設(shè)置為室內(nèi)，或者如果所述AP信號強(qiáng)度小于所述預(yù)定義閾值，則將所述設(shè)施中狀態(tài)參數(shù)設(shè)置為戶外；并且 響應(yīng)于所述MBAN集線器裝置連接到外部AP，如果所述AP信號強(qiáng)度大于或等于預(yù)定義閾值，則將所述設(shè)施中狀態(tài)參數(shù)設(shè)置為室內(nèi)，或者如果所述AP信號強(qiáng)度小于所述預(yù)定義閾值，則所述設(shè)施中狀態(tài)參數(shù)保持不變。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-9中任一項(xiàng)所述的醫(yī)療系統(tǒng)，其中所述MBAN集線器裝置進(jìn)一步從相鄰AP接收鄰居AP信息。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的醫(yī)療系統(tǒng)，其中在所述MBAN集線器裝置連接到入口AP或外部AP且鄰居內(nèi)部AP的信號強(qiáng)度大于預(yù)定閾值時，將所述設(shè)施中狀態(tài)設(shè)置為室內(nèi)。
12.根據(jù)權(quán)利要求1-11中任一項(xiàng)所述的醫(yī)療系統(tǒng)，其中所述MBAN集線器裝置跟蹤其自身從所述AP的移動。
13.—種方法,包括: 由一個或多個醫(yī)療體域網(wǎng)(MBAN)裝置收集患者數(shù)據(jù)； 確定MBAN系統(tǒng)的設(shè)施中狀態(tài)； 經(jīng)由短程無線通信，從所述一個或多個MBAN裝置通過所述MBAN系統(tǒng)向集線器裝置傳送收集到的患者數(shù)據(jù)，其中僅在保健設(shè)施之內(nèi)許可在預(yù)定義頻譜之內(nèi)經(jīng)由短程無線通信的傳送；以及 經(jīng)由長程無線通信，通過一個或多個AP，從所述集線器裝置向中央監(jiān)測站傳送收集到的患者數(shù)據(jù)，并從所述一個或多個AP確定所述MBAN系統(tǒng)的所述設(shè)施中狀態(tài)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，還包括: 在所述集線器裝置和連接到所述集線器裝置的一個或多個AP之間傳送AP信息。
15.根據(jù)權(quán)利要求13和14`中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述AP信息至少包括AP分類和AP信號強(qiáng)度。
16.根據(jù)權(quán)利要求13-15中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述AP分類包括如下至少一種:內(nèi)部AP、入口 AP和外部AP。
17.根據(jù)權(quán)利要求13-16中任一項(xiàng)所述的方法，其中能夠?qū)BAN系統(tǒng)的設(shè)施中狀態(tài)分類為:室內(nèi)、戶外或未知。
18.根據(jù)權(quán)利要求13-17中任一項(xiàng)所述的方法，還包括: 響應(yīng)于所述MBAN系統(tǒng)的設(shè)施中狀態(tài)被分類為室內(nèi)，在所述預(yù)定義頻譜之內(nèi)進(jìn)行通信；以及 響應(yīng)于所述MBAN系統(tǒng)的設(shè)施中狀態(tài)被分類為戶外或未知，在所述預(yù)定義頻譜之內(nèi)禁止通信。
19.一種醫(yī)療系統(tǒng),包括: 一個或多個處理器，其被編程以執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求10-18中任一項(xiàng)所述的方法。
20.一種包含軟件的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，在所述軟件被加載到處理器中時，對所述處理器進(jìn)行編程以執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求10-18中任一項(xiàng)所述的方法。
【文檔編號】H04W48/18GK103503521SQ201280021277
【公開日】2014年1月8日 申請日期:2012年2月24日 優(yōu)先權(quán)日:2011年3月1日
【發(fā)明者】D·王, M·高希, D·史密斯 申請人:皇家飛利浦有限公司