РЕШЕНИЕ ДЛЯ ВЫПОЛНЕНИЯ ТРЕБОВАНИЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ СПЕКТРА В ПОМЕЩЕНИИ С ПОМОЩЬЮ ТРАНЗИТНОГО СОЕДИНЕНИЯ ДЛЯ СЛУЖБ MBAN
BACKHAUL LINK ASSISTED INDOOR SPECTRUM USE ENFORCEMENT SOLUTION FOR MBAN SERVICES

Настоящее изобретение относится к способу осуществления медицинского мониторинга и к устройствам получения клинических данных для мониторинга физиологического состояния пациента. Она находит конкретное применение в условиях ограничения и принудительных требований к использованию спектра MBAN для служб и приложений MBAN.
Активное развитие физиологических датчиков, маломощных интегральных схем и беспроводной связи позволило разработать новое поколение медицинских нательных сетей (MBAN), предназначенных для применения осуществления мониторинга пациентов. MBAN обеспечивают осуществление низкозатратного беспроводного мониторинга пациента (РМ) без неудобства и угроз безопасности, вызванных проводными соединениями, которые могут быть отключены медицинским персоналом или могут отсоединяться, приводя к потере медицинских данных. При использовании концепции MBAN множество недорогих датчиков закрепляется в различных местах на пациенте или вокруг него, и эти датчики снимают показания физиологической информации пациента, такие как температура пациента, пульс, уровень глюкозы в крови, электрокардиографические (ECG) данные и так далее. Датчики координируются посредством, по меньшей мере, одного находящегося в непосредственной близости концентратора или шлюзового устройства для формирования MBAN. Концентратор или шлюзовое устройство осуществляют обмен данными с датчиками с использованием встроенных радиоустройств беспроводной связи малого радиуса действия, например, соответствующих протоколу беспроводной связи малого радиуса действия IEEE 802.15.4 (Zigbee). Информация, собранная посредством датчиков, передается в концентратор или шлюзовое устройство при помощи беспроводной связи малого радиуса действия MBAN, тем самым избавляя от необходимости наличия проводов. Концентратор или шлюзовое устройство передает собранные данные о пациенте на центральную станцию мониторинга пациентов (РМ) через проводное или беспроводное соединение дальнего радиуса действия для централизованной обработки, отображения и сохранения. Сеть дальнего радиуса действия может, например, включать в себя проводную сеть Ethernet и/или беспроводный протокол, такой как Wi-Fi или какой-либо подходящий протокол беспроводной связи. Станция РМ может включать в себя, например, электронную базу данных с записями о пациентах, устройства отображения, расположенные на посту медицинской сестры или в другом месте в медицинском учреждении, или так далее.
Посредством осуществления мониторинга MBAN получают физиологические параметры пациента. В зависимости от типа параметра и состояния пациента, полученные данные могут колебаться от важных (например, в случае мониторинга здорового пациента, подвергающегося профилактическому лечению) до жизненно важных (например, в случае пациента в критическом состоянии, находящегося в отделении интенсивной терапии). Вследствие этого существует жесткое требование надежности для беспроводных соединений MBAN вследствие медицинского содержания данных. Однако текущие распределения спектра частот и инструкции для возможности беспроводного подключения медицинского оборудования не отвечают жестким требованиям MBAN, включающим в себя надежность соединений для медицинского оборудования, сверхнизкое энергопотребление и дешевизну, либо вследствие ограниченной полосы частот, либо вследствие неконтролируемых помех.
Сети беспроводной связи малого радиуса действия, такие как системы MBAN, имеют тенденцию быть восприимчивыми к помехам. Пространственно-распределенный характер и, как правило, произвольное формирование сетей малого радиуса действия может привести к значительному пространственному наложению различных сетей малого радиуса действия. Количество каналов связи малого радиуса действия, выделенных для систем связи малого радиуса действия, как правило, также ограничивается посредством правительственного регулирования типа сети или других факторов. Комбинация накладывающихся сетей малого радиуса действия и ограниченного спектрального пространства (или количества каналов) может привести к конфликтам между передачами различных сетей малого радиуса действия. Эти сети также могут быть чувствительны к воздействию радиочастотных помех из других источников, включающих в себя источники, которые не аналогичны системам сетей малого радиуса действия.
Известно использование политики регулирования частотного спектра для повышения эффективности использования спектра. Одной тенденцией является выделение спектра MBAN специально для приложений и служб MBAN в качестве вторичных пользователей спектра, который был ранее выделен для других служб на основе первичного выделения. Например, в США было предложено открытие полосы частот 2360-2400 МГц (спектра MBAN), выделенных в настоящее время для других целей, для служб MBAN в качестве вторичного пользователя. Аналогичные предложения были сделаны или ожидается их выдвижение и в других странах. Широкая полоса частот и свобода от помех и хорошие свойства распространения спектра MBAN должны отвечать жестким требованиям для возможности подключения медицинского оборудования.
Для достижения сосуществования между первичными пользователями и вторичными пользователями в спектр будут заложены некоторые ограничения (или варианты управления регулированием спектра) для использования спектра вторичными пользователями. Для защиты первичных пользователей будут заложены ограничения для использования спектра MBAN. Например, спектр MBAN может быть использован только посредством устройств MBAN в случае их размещения в пределах медицинских учреждений. Если устройство MBAN находится за пределами лечебного учреждения, то устройство MBAN сможет осуществлять передачу только за пределами спектра MBAN. Это означает, что устройство MBAN может осуществлять передачу в пределах спектра MBAN только в пределах лечебного учреждения, и устройства MBAN должны переключаться на новый канал при нахождении за пределами спектра MBAN для осуществления связи в случае нахождения устройства MBAN за пределами лечебного учреждения. Для достижения этой цели необходимы механизмы принудительного использования, и они будут интегрированы в будущие системы MBAN для гарантии совместимости с нормативами для MBAN.
Простейшим принудительным требованием использования спектра внутри учреждения может являться ручное администрирование. Например, когда лечащим врачом назначается система MBAN для осуществления мониторинга пациента в лечебном учреждении, медсестра или другой медицинский персонал вручную подключает устройство концентратора для использования спектра MBAN. Когда пациент соберется выйти за пределы лечебного учреждения, например вследствие выписки из больницы, медицинский персонал вручную отключит и запретит устройству концентратора работать в спектре MBAN. Выполняемые вручную операции включения/отключения могут быть реализованы посредством ввода вручную кода доступа на устройстве концентратора или соединения устройства концентратора со специальным устройством (например, включения USB-ключа в устройство концентратора), и программа, выполняемая на устройстве концентратора, или специальное устройство может автоматически включать/отключать доступ устройства концентратора к спектру MBAN.
Однако для осуществления такого способа ручного администрирования необходимо значительное вмешательство персонала, что значительно сокращает эффективность трудового процесса в больнице. Также трудно гарантировать соблюдение правила использования внутри учреждения. Например, медицинский персонал может забыть включить/отключить устройство концентратора, что приведет либо к неэффективному использованию спектра MBAN (предположим, что устройство концентратора по умолчанию будет использовать другой спектр при его активации), либо к нарушению правила использования внутри учреждения (устройства MBAN все еще будут использовать спектр MBAN при выходе наружу без их отключения). Кроме того, пациенты с размещенными на теле устройствами MBAN, работающими в спектре MBAN, могут, время от времени, перемещаться и покидать учреждение. Перемещение пациентов может не контролироваться медицинским персоналом и нарушать правила использования внутри учреждения.
В настоящей заявке предоставляются новые и улучшенные система и способ для выполнения требования использования спектра MBAN с помощью точек доступа для служб MBAN, которые преодолевают вышеупомянутые и другие проблемы.
В соответствии с одним аспектом, обеспечена медицинская система. Медицинская система включает в себя одно или более устройств MBAN, которые получают и передают данные о пациенте. Одна или более медицинских нательных сетей (MBAN) системы включают в себя одно или более устройств MBAN, передающих данные о пациенте в устройство концентратора через беспроводную связь малого радиуса действия. Передача данных о пациенте через беспроводную связь малого радиуса действия происходит в пределах предварительно определенного спектра. Устройство концентратора принимает данные о пациенте, передаваемые от одного или более устройств MBAN, осуществляет связь с центральной станцией мониторинга посредством связи дальнего радиуса действия и одной или более точек доступа (АР) и определяет местоположение системы MBAN относительно лечебного учреждения. Одному или более устройствам MBAN запрещается передача в пределах предварительно определенного спектра, если устройство концентратора MBAN расположено за пределами лечебного учреждения.
В соответствии с другим аспектом, предоставлен способ. Способ включает в себя сбор данных о пациенте посредством одной или более устройств медицинских нательных сетей (MBAN), определение местоположения системы MBAN, передачу собранных данных о пациенте из одного или более устройств MBAN через систему MBAN в устройство концентратора посредством беспроводной связи малого радиуса действия, причем выполнение связи посредством беспроводной связи малого радиуса действия в пределах предварительно определенного спектра разрешено только в пределах лечебного учреждения; и передачу собранных данных о пациенте из устройства концентратора в центральную станцию мониторинга посредством беспроводной связи дальнего радиуса действия через одну или более АР и определение местоположения системы MBAN из одной или более АР.
Одно преимущество заключается в выполнении требования использования спектра MBAN системами MBAN.
Другое преимущество заключается в использовании информации о точке доступа для определения того, находится ли система MBAN в пределах или за пределами лечебного учреждения для управления использованием спектра MBAN.
Другое преимущество заключается в улучшенной эффективности трудового процесса медицинских работников, безопасности и клинического исхода.
Дополнительные преимущества настоящего изобретения будут понятны специалистам в данной области техники после прочтения и понимания последующего подробного описания.
Изобретение может выполняться в различных компонентах и порядке компонентов, и в различных этапах и порядке этапов. Чертежи предоставлены только в целях иллюстрации предпочтительных вариантов осуществления и не должны рассматриваться в качестве ограничения изобретения.
Фиг. 1 схематически иллюстрирует систему медицинской нательной сети (MBAN) в соответствии с настоящей заявкой.
Фиг. 2 и 3 схематически иллюстрируют примеры размещения точек доступа в лечебном учреждении в соответствии с настоящей заявкой.
Фиг. 4 является схемой последовательности операций системы MBAN в соответствии с настоящей заявкой.
Со ссылкой на Фиг. 1 каждая медицинская нательная сеть 10 (MBAN) из множества MBAN включает в себя множество устройств 12, 14 MBAN и соответствующих устройств 16 концентратора. Устройства 12, 14 MBAN осуществляют связь с соответствующим устройством 16 концентратора через протокол беспроводной связи малого радиуса действия. MBAN 10 также иногда называется в соответствующей литературе посредством других эквивалентных терминов, таких как нательная сеть (BAN), сеть нательных датчиков (BSN), персональная сеть (PAN), мобильная самоорганизующаяся сеть (MANET) или так далее, то есть термин медицинская нательная сеть 10 (MBAN) должен пониматься как охватывающий эти различные альтернативные термины.
Иллюстративные сети 10 MBAN включают в себя два иллюстративных устройства 12, 14 MBAN и соответствующие устройства 16 концентратора; однако количество устройств MBAN и устройств концентратора может составлять одно, два, три, четыре, пять, шесть или более, и кроме того, количество устройств MBAN в некоторых вариантах осуществления может свободно увеличиваться или уменьшаться по мере добавления или удаления устройств MBAN из сети для добавления или удаления возможности осуществления медицинского мониторинга. Устройства 12, 14 MBAN включают в себя один или более датчиков 20, которые получают данные о пациенте, включающие в себя физиологические параметры, такие как частота сердечных сокращений, скорость дыхания, электрокардиографические (ECG) данные или так далее; однако для одного или более устройств MBAN также предусматривается выполнение и других функций, таких как управляемая подача лекарственного препарата через участок кожи или внутривенное соединение, выполнение функциональных возможностей кардиостимулятора или так далее. Другие устройства MBAN могут быть связаны с пациентом, и не все вышеупомянутые устройства MBAN должны быть связаны с пациентом в любой момент времени. Одиночное устройство MBAN может выполнять одну или более функций. Иллюстративные устройства 12, 14 MBAN расположены снаружи связанного с ним пациента; однако, в более общем случае, устройства MBAN могут быть расположены на пациенте или внутри пациента (например, устройство MBAN может принимать форму имплантированного устройства), или находиться рядом с пациентом в пределах дальности связи протокола связи малого радиуса действия (например, устройство MBAN может принимать форму устройства, монтируемого на насосе для внутривенного вливания (не показан), устанавливаемом на стойке, которая находится около пациента, и в этом случае данные мониторинга пациента могут включать в себя такую информацию, как скорость потока внутривенного вливания жидкости). Иногда является желательным, чтобы устройство MBAN выполнялось настолько маленьким, насколько практически возможно для содействия обеспечению комфорта пациента, и иметь низкую сложность для увеличения надежности, и, соответственно, такие устройства 12, 14 MBAN, как правило, являются маломощными устройствами (для обеспечения малых размеров аккумулятора или другого источника электроэнергии) и могут иметь встроенное устройство хранения данных ограниченной емкости или устройство буферизации данных. Как следствие устройства 12, 14 MBAN должны находиться в непрерывной или почти непрерывной беспроводной связи малого радиуса действия с соответствующим устройством 16 концентратора для оперативной пересылки полученных данных о пациенте в соответствующее устройство 16 концентратора без переполнения его буфера данных.
На Фиг. 1 дальность беспроводной связи малого радиуса действия схематически обозначена посредством пунктира, используемого для установления границ системы 10 MBAN. Как правило, беспроводная связь малого радиуса действия является двухсторонней для того, чтобы устройства 12, 14 MBAN могли передавать информацию (например, данные о пациенте, состояние устройства MBAN или так далее) в соответствующее устройство 16 концентратора; и соответствующее устройство 16 концентратора могло передавать информацию (например, команды, данные управления в случае лечебного устройства MBAN или так далее) в устройства 12, 14 MBAN. Иллюстративное устройство концентратора является устройством с креплением на талии, которое упрощает перенос более тяжелого аккумулятора с большей продолжительностью действия и других аппаратных средств для обеспечения передач более дальнего радиуса действия; однако, в других случаях, устройство концентратора может иметь и другие варианты крепления для пациента, например, как крепление на запястье, устройство, приклеенное при помощи клеящего материала и так далее. Также предусматривается установка устройства концентратора в любом другом месте рядом с пациентом, таком как при его интегрировании в насос для внутривенных вливаний (не показан), установленный на стойке, которая находится около пациента.
Данные о пациенте, полученные из датчиков 20, параллельно передаются на контроллер 22, находящийся в соответствующем устройстве MBAN. Устройства 12, 14 MBAN служат в качестве точки сбора данных о пациенте, полученных посредством датчиков 20, и обеспечивают временное хранение данных о пациенте в запоминающем устройстве 24. Устройства 12, 14 MBAN также включают в себя блок 26 связи для передачи данных о пациенте через протокол беспроводной связи малого радиуса действия на соответствующее устройство 16 концентратора. Блок 26 связи включает в себя приемопередатчик (не показан) для передачи данных о пациенте и информации, принятой посредством контроллера 22, и для приема информации из устройства 16 концентратора.
Протокол беспроводной связи малого радиуса действия предпочтительно имеет относительно короткий радиус действия, порядка нескольких десятков метров, нескольких метров или менее, и, в некоторых вариантах осуществления, соответственно используется протокол беспроводной связи IEEE 802.15.4 малого радиуса действия (Zigbee) или его разновидность или протокол беспроводной связи малого радиуса действия Bluetooth™ или его разновидность. Несмотря на то, что Bluetooth™ и Zigbee являются подходящими вариантами осуществления беспроводной связи малого радиуса действия, также предусматривается использование других протоколов связи малого радиуса действия, включающих в себя корпоративный протокол связи. Протокол связи малого радиуса действия должен иметь достаточную дальность для устройства 16 концентратора в целях обеспечения надежной связи со всеми устройствами 12, 14 MBAN из системы 10 MBAN. Протокол беспроводной связи малого радиуса действия между устройствами 12, 14 MBAN и соответствующим устройством 16 концентратора и, в некоторых вариантах осуществления, между устройствами MBAN работает в частотном спектре приблизительно 2.3-2.5 ГГц.
Вследствие жестких требований надежности связи системы 10 MBAN в связи с медицинским содержанием передаваемых данных о пациентах специально выделяется спектр MBAN для осуществления обмена данными о пациенте, например примерно 2360-2400 МГц, как обсуждалось выше. Требования надежности делают спектр MBAN предпочтительным для передачи данных о пациенте в другом доступном спектре. Как только устройство концентратора MBAN располагается в пределах лечебного учреждения, оно будет иметь возможность настраивать и эксплуатировать сеть MBAN в пределах части или всего спектра MBAN. Пока устройства 12, 14 MBAN связаны с концентратором 16 MBAN в сети MBAN, они могут осуществлять связь с концентратором 16 MBAN через спектр MBAN.
В спектре MBAN устройства 12, 14 MBAN являются вторичными пользователями спектра. Для защиты первичных пользователей работа устройств 12, 14 MBAN в спектре MBAN запрещена, если устройства 12, 14 MBAN не авторизованы для работы в сети MBAN. В частности, работа MBAN в спектре MBAN ограничена только лечебными учреждениями, что означает, что устройствам 12, 14 MBAN разрешена только передача в спектре MBAN только в случае, когда они расположены в пределах лечебного учреждения. Когда устройства MBAN находятся за пределами лечебного учреждения, необходимо переключение устройств MBAN на новый канал, находящийся за пределами спектра MBAN, для осуществления передачи данных. Например, устройствам MBAN разрешена только передача данных о пациенте через спектр MBAN, когда устройство MBAN находится в пределах лечебного учреждения.
Устройство 16 концентратора координирует работу своей системы MBAN 10 через спектр MBAN для приема данных о пациенте, полученных посредством датчиков 20 устройств 12, 14 MBAN, и передачи собранных данных о пациенте из MBAN 10 через протокол связи дальнего радиуса действия в центральную станцию 34 мониторинга. Данные о пациенте, полученные из датчиков 20, параллельно передаются из устройств 12, 14 MBAN в устройство 28 связи малого радиуса действия в соответствующем устройстве 16 концентратора. Устройство 16 концентратора служит в качестве точки сбора для данных о пациенте, полученных посредством датчиков 20 всех устройств 12, 14 MBAN в сети MBAN, например всех устройств MBAN, связанных с одним пациентом, и обеспечивают временное хранение данных о пациенте в запоминающем устройстве 30. Устройство 16 концентратора также включает в себя блок 32 связи дальнего радиуса действия для передачи данных о пациенте через протокол беспроводной связи дальнего радиуса действия в центральную станцию 34 мониторинга. Контроллер 33 центра 16 MBAN управляет связью с устройствами 12, 14 MBAN, сбором и обработкой данных о пациенте, повторной передачей данных о пациенте в центральную станцию 34 мониторинга, настройкой сети, осуществлением соединения новых устройств MBAN, разъединением уделенных устройств MBAN и т.п.
Блок 32 связи дальнего радиуса действия устройства 16 концентратора также включает в себя приемопередатчик, который обеспечивает возможность связи дальнего радиуса действия для передачи данных из системы 10 MBAN. В иллюстративном примере из Фиг. 1 устройство 16 концентратора осуществляет беспроводную связь с центральной станцией 34 мониторинга через точку доступа (АР) 36 больничной сети 42. Иллюстративная точка 36 АР является точкой беспроводного доступа, которая осуществляет беспроводную связь с устройством 16 концентратора. В иллюстративном варианте осуществления больничная сеть 42 также включает в себя дополнительные точки доступа, такие как иллюстративные АР 38 и АР 40, которые распределены по всей больнице или по другому медицинскому учреждению. Для предоставления дополнительного примера схематически обозначена центральная станция мониторинга, которая осуществляет беспроводную связь с АР 24. Различные точки АР 36, 36, 40 покрывают различные области лечебного учреждения, и их зоны обслуживания могут накладываться друг на друга для предоставления незаметной для пользователя службы роуминга. Положения АР являются фиксированными и известными и могут быть использованы для определения местоположения устройства 16 концентратора MBAN, в частности расположен ли пациент в пределах или за пределами лечебного учреждения. Местоположение может быть определено различными способами, такими как посредством GPS в концентраторе MBAN, триангуляции между ближайшими АР, вычисления и проецирования траектории от АР, с которым ранее осуществлялась связь, и т.п. В частности, когда конкретное устройство концентратора обменивается данными с АР, информация об АР передается в устройство 16 концентратора MBAN. Информация включает в себя идентификацию АР, классификацию АР, местоположение АР, идентификацию больничной сети, с которой соединена АР, и т.п. Устройство 16 концентратора MBAN использует эту информацию для определения того, авторизовано ли оно для работы в спектре MBAN.
Для предоставления дополнительного примера центральная станция 34 мониторинга включает в себя контроллер 44 для приема данных о пациенте из множества устройств концентратора. Центральная станция 34 мониторинга также включает в себя монитор 46 устройства отображения, который может быть использован, например, для отображения медицинских данных для пациента, которые получены посредством системы 10 MBAN и переданы в центральную станцию 34 мониторинга через точку 38 АР из больничной сети 42. Центральная станция 34 мониторинга также осуществляет связь с электронной подсистемой 48 записей о пациенте, в которой хранятся данные о пациенте и записи о всех текущих и прошлых пациентах. Связь между центральными станциями управления и электронной подсистемой 48 записей о пациенте осуществляется через АР 40 больничной сети 42. Беспроводная связь дальнего радиуса действия, как правило, является линией связи стандарта Wi-Fi, удовлетворяющей протоколу беспроводной связи стандарта IEEE 802.11, или ее разновидностью. Однако другие протоколы беспроводной связи могут быть использованы для осуществления связи дальнего радиуса действия, такие как другой тип беспроводной медицинской телеметрической службы (WMTS). Более того, связь дальнего радиуса действия может являться проводной связью, такой как при использовании проводной линии связи Ethernet (и в этом случае больничная сеть включает в себя, по меньшей мере, один кабель, предоставляющий проводную линию связи дальнего радиуса действия).
Связь дальнего радиуса действия имеет большую дальность по сравнению со связью малого радиуса действия между устройствами 12, 14 MBAN и соответствующим устройством 16 концентратора. Например, дальность связи малого радиуса действия может составлять порядка метра, нескольких метров или, самое большее, возможно, нескольких десятков метров. Связь дальнего радиуса действия может иметь достаточную дальность для охвата значительной части или всей больницы или другого медицинского учреждения либо непосредственно, либо через множество АР больничной сети.
Для связи дальнего радиуса действия, если она является беспроводной, требуется большая мощность, чем для связи малого радиуса действия, соответственно, устройство 16 концентратора включает в себя аккумулятор или другой источник электропитания, достаточный для приведения в действие приемопередатчика связи дальнего радиуса действия. Как правило, устройство 16 концентратора также включает в себя достаточное встроенное устройство хранения данных для того, чтобы оно могло осуществлять буферизацию значительного количества данных о пациенте в случае прерывания связи с больничной сетью 34 на некоторый период времени. В иллюстративном случае беспроводной связи дальнего радиуса действия также следует понимать, что если пациент перемещается в пределах больницы или лечебного учреждения, то протокол IEEE 802.11 или другой протокол беспроводной связи, используемый посредством больничной сети 34, предоставляет беспроводную связь. В этом случае, несмотря на то, что пациент, как правило, лежит в кровати, в более общем случае предполагается, что пациент является амбулаторным и может свободно перемещаться по всей больнице или лечебному учреждению. Когда пациент выполняет перемещения, система 10 MBAN, включающая в себя устройства 12, 14 MBAN и устройство 16 концентратора, перемещается вместе с пациентом.
В сети 10 MBAN устройства 12, 14 MBAN осуществляют связь с устройством 16 концентратора посредством беспроводной связи малого радиуса действия. Однако также предусматривается непосредственная взаимная связь различных пар или групп устройств 12, 14 MBAN (то есть без использования устройств 16, концентратора в качестве промежуточного звена) через беспроводную связь малого радиуса действия. Это может быть полезно, например, для координации действий двух или более устройств MBAN в один момент времени. Кроме того, устройства 16 концентратора могут предоставлять дополнительные функциональные возможности, например, устройства 16 концентратора также могут являться устройством MBAN, которое включает в себя один или более датчиков для измерения физиологических параметров. Более того, несмотря на то, что проиллюстрированы одиночные устройства 16 концентратора, для осуществления функциональных возможностей координирования (например, сбора данных из устройств 12, 14 MBAN и выгрузки собранных данных посредством беспроводной связи дальнего радиуса действия) предусматривается реализация посредством двух или более устройств MBAN, которые совместно выполняют задачи координирования.
На иллюстративной Фиг. 1 подробно иллюстрирована только одна система MBAN 1. Однако будет понятно, что в более общем случае больница или другое медицинское учреждение включает в себя множество пациентов, каждый из которых имеет его или ее собственную систему MBAN. В более общем случае количество систем MBAN может составлять: сотни, тысячи, десятки тысяч или более, в зависимости от размеров медицинского учреждения, и это лишь некоторые иллюстративные примеры. Действительно, даже для одного пациента предусматривается наличие двух или более различных, независимо или совместно работающих систем MBAN (не иллюстрированы). При таких условиях предполагается, что различные системы MBAN различных пациентов будут находиться в непосредственной близости друг от друга таким образом, что радиусы действия соответствующих беспроводных связей малого радиуса действия из системы MBAN будут накладываться друг на друга.
Устройства 12, 14 MBAN, концентратор 16 MBAN, система 10 MBAN и центральная станция 34 мониторинга включают в себя, по меньшей мере, один процессор, например микропроцессор или другое устройство под управлением программных средств, сконфигурированное для выполнения программных средств MBAN для выполнения операций, более подробно описанных ниже. Как правило, программные средства MBAN переносятся на материальном запоминающем устройстве или в компьютерно-читаемом носителе для выполнения их посредством процессора. Типы некратковременных компьютерно-читаемых носителей включают в себя такие запоминающие устройства, как жесткий диск, CD-ROM, DVD-ROM, Интернет-серверы и т.п. Также предусмотрены и другие варианты реализации процессора. Контроллеры устройств отображения, специализированные интегральные микросхемы (ASIC), FPGA и микроконтроллеры являются иллюстративными примерами других типов компонента, который может быть реализован для обеспечения функций процессора. Варианты осуществления могут быть реализованы с использованием программных средств для выполнения их посредством процессора, аппаратных средств или какой-либо их комбинации.
Как указано выше, устройство 16 концентратора MBAN включает в себя приемопередатчики, которые связываются с АР 36, 38, 40 для обеспечения соединения с больничной сетью 42. Положения и зоны обслуживания АР являются фиксированными и известными. Если устройство 16 концентратора MBAN связано с АР 36, 38, 40, то информация об АР 36, 38, 40 передается в устройство концентратора MBAN для определения местоположения устройства 16 концентратора MBAN. В частности, устройство 16 концентратора MBAN использует информацию АР для определения того, каково текущее местоположение устройства 16 концентратора MBAN - в учреждении, не в учреждении или неизвестно, и принимают решение, разрешена ли ему работа в спектре MBAN.
Как изображено на Фиг. 2, АР классифицируются на три различных типа АР, включающих в себя внутренние АР, внешние АР и входные АР, соответственно. Для определения классификации АР лечебное учреждение включает в себя границу 100 лечебного учреждения и зону 102 входа в лечебное учреждение. Если покрытие АР включает в себя зону 102 входа, например холла у парадного выхода, черного хода, других выходов, балкона и т.п., то АР классифицируется как входная АР. Например, АР3 является входной АР в связи с тем, что она покрывает зону входа лечебного учреждения. Если АР имеет зону покрытия, которая тянется за пределы границы лечебного учреждения 100 (или, другими словами, если устройство концентратора MBAN может успешно соединяться с АР, даже если концентратор MBAN находится за пределами лечебного учреждения), то АР классифицируется как внешняя АР. Например, AP1, АР2 и АР4 являются внешними АР, поскольку часть их зон покрытия находится за пределами лечебного учреждения. Если зона покрытия АР полностью находится в пределах лечебного учреждения (или, другими словами, устройство концентратора MBAN не может успешно соединиться с АР, если устройство концентратора находится за пределами лечебного учреждения), то АР классифицируется как внутренняя АР. Например, АР5-АР12 на Фиг. 2 классифицируются как внутренние АР. Если устройство концентратора MBAN связано с АР, то классификация АР передается и сохраняется в качестве параметра в устройстве концентратора MBAN и используется для определения того, находится ли устройство концентратора MBAN в пределах или за пределами лечебного учреждения.
Устройства концентратора MBAN включают в себя параметры состояния нахождения внутри учреждения, предназначенные для указания их местоположения или состояния. Параметры состояния нахождения внутри учреждения включают в себя три значения: «Внутри», «Снаружи» и «Неизвестное». Когда концентратор MBAN соединяется с АР, параметры состояния нахождения внутри учреждения устройства концентратора MBAN будут устанавливаться на основе классификации АР, с которой соединен концентратор. Например, когда устройство концентратора MBAN начинает работу, параметр устанавливается на значение по умолчанию «Неизвестное» или устанавливается вручную медицинским персоналом. Если устройство концентратора MBAN соединится с Входной АР, то параметр устройства концентратора MBAN будет установлен на «Снаружи». Если устройство концентратора MBAN соединится с внутренней АР, то параметр устройства концентратора MBAN будет установлен на «Внутри». Если MBAN соединится с внешней АР, то параметр устройства концентратора MBAN будет оставаться неизменным. Если концентратор MBAN потеряет свое соединение с АР, то параметр устройства концентратора MBAN будет сброшен на значение по умолчанию «Неизвестное». Устройство концентратора MBAN непрерывно или периодически проверяет классификацию АР, к которой оно присоединено, и, соответствующим образом, обновляет свой параметр состояния нахождения внутри учреждения. В вышеупомянутой предложенной схеме используется только информация АР для определения состояния нахождения внутри учреждения устройства концентратора MBAN, и для этого не требуется никаких дополнительных компонентов аппаратных средств.
Если параметр состояния нахождения внутри учреждения устройства концентратора MBAN имеет значение «Внутри», устройство концентратора MBAN и связанные с ним устройства MBAN рассматриваются так, как если они располагаются в пределах лечебного учреждения, и им разрешен обмен данными в пределах спектра MBAN. Если параметр устройства концентратора MBAN имеет значение «Снаружи» или «Неизвестное», то устройство концентратора MBAN и его устройства MBAN рассматриваются так, как если они расположены за пределами лечебного учреждения, и им не разрешается работа в спектре MBAN. Если устройство концентратора MBAN работает в пределах спектра MBAN, а параметр устройства концентратора MBAN изменяется на «Снаружи» или «Неизвестное», то устройство концентратора MBAN остановит передачи в пределах спектра MBAN.
Устройство концентратора MBAN также включает в себя индикатор уровня сигнала АР (SSI), измеряемого в устройстве концентратора MBAN или АР. Индикатор SSI указывает уровень сигнала от связанной с ним АР. Индикатор SSI и классификация АР используются посредством устройства концентратора MBAN для определения состояния нахождения внутри учреждения MBAN. Как указано выше, если устройство концентратора MBAN начинает работу, то параметр состояния нахождения внутри учреждения устанавливается на значение по умолчанию «Неизвестное» или устанавливается вручную медицинским персоналом. Если устройство концентратора MBAN соединяется с Входной АР, а индикатор SSI меньше предварительно определенного уровня сигнала границы входа, то параметр устройства концентратора MBAN устанавливается на значение «Снаружи». Если устройство концентратора MBAN соединяется с Входной АР, то параметр состояния нахождения внутри учреждения устройства концентратора MBAN будет установлен на значение Внутри», если индикатор SSI будет больше или равен предварительно определенному уровню сигнала границы входа. Если устройство концентратора MBAN соединяется с внутренней АР, то параметры устройства концентратора MBAN устанавливаются на значение «Внутри». Если устройство концентратора MBAN соединяется с внешней АР, а индикатор SSI меньше предварительно определенного уровня сигнала внешней границы, то параметр устройства концентратора MBAN остается неизменным. Если устройство концентратора MBAN соединяется с внешней АР, то параметр состояния нахождения внутри учреждения устройства концентратора MBAN устанавливается на значение «Внутри», если индикатор SSI больше или равен предварительно определенному уровню сигнала внешней границы. Если концентратор MBAN потеряет свое соединение с АР, то он сбросит параметр на установленное по умолчанию значение «Неизвестное». Критерий, связанный с индикатором SSI, может быть реализован либо со стороны устройства концентратора MBAN, либо со стороны АР. Каждая из внешних АР или АР входа могут иметь свои собственные предварительно определенные параметры уровня сигнала обозначения границы для оптимизации рабочих параметров. Расширенные критерии позволят обеспечить большее количество областей внутри учреждения для возможного использования спектра MBAN и, следовательно, улучшения эффективности использования спектра. Например, на Фиг. 3, если MBAN соединяется с АР3 и находится в окружности 104, которая является областью, в которой индикатор SSI больше или равен предварительно определенному уровню сигнала границы входа, то устройство концентратора MBAN будет рассматриваться как «Внутри», и ему разрешена работа в спектре MBAN.
Как только MBAN покидает область больничной сети и начинает связь в спектре, отличном от MBAN, оно может получить повторную авторизацию для использования спектра MBAN с использованием любого из различных технических приемов формирования сети. Например, в больничной сети может использоваться связь в спектре, отличном от MBAN, для установления критерия местоположения со значением «Внутри». В другом примере устройство концентратора MBAN может осуществлять прослушивание сигналов радиомаяка в спектре MBAN для сообщения, находится ли оно в пределах радиуса действия и для прохождения через протокол повторного входа в сеть.
Для дополнительного улучшения эффективности спектра MBAN информация о соседней АР используется для определения состояния нахождения внутри учреждения MBAN. Например, устройство концентратора MBAN использует как информацию соединенной с ним АР, так и информацию соседней АР для отслеживания перемещения устройства концентратора MBAN и определения местоположения устройства концентратора MBAN. Когда устройство MBAN начинает работу, параметр устанавливается на значение по умолчанию «Неизвестное» или устанавливается вручную медицинским персоналом. Если MBAN соединяется с Внутренней АР, то ее параметр устанавливается на значение «Внутри». Если MBAN соединяется с Входной АР, то ее параметр устанавливается на значение «Внутри», если индикатор SSI больше или равен предварительно определенному уровню сигнала границы входа. Если MBAN соединяется с Входной АР и обнаруживает, что соседняя АР классифицирована как внутренняя АР, а индикатор SSI соседней АР больше или равен предварительно определенному уровню сигнала границы с соседней точкой, то параметр устройства концентратора MBAN устанавливается на значение «Внутри». В ином случае параметр устройства концентратора MBAN устанавливается на значение «Снаружи», если MBAN соединяется с Входной АР. Если MBAN соединяется с Внешней АР, то ее параметр устанавливается на значение «Внутри», если индикатор SSI больше или равен предварительно определенному уровню сигнала внешней границы. Если текущим значением параметра концентратора MBAN является значение «Снаружи», а индикатор SSI меньше предварительно определенного уровня сигнала внешней границы, но устройство концентратора MBAN обнаруживает, по меньшей мере, одну соседнюю Внутреннюю АР, а индикатор SSI соседней АР больше или равен предварительно определенному уровню сигнала границы с соседней точкой, то параметр концентратора MBAN устанавливается на значение «Внутри», если устройство концентратора MBAN соединяется с Внешней АР. Если текущее значение параметра является «Снаружи», а индикатор SSI меньше предварительно определенного уровня сигнала внешней границы, а концентратор MBAN не находит соседнюю Внутреннюю АР, индикатор SSI которой больше или равен предварительно определенному уровню сигнала границы с соседней точкой, то параметр концентратора MBAN останется на значении «Снаружи», если MBAN соединится с Внешней АР. Если текущее значение параметра устройства концентратора MBAN будет являться «Неизвестным», и концентратор MBAN обнаруживает соседнюю Внутреннюю АР, а индикатор SSI этой соседней АР больше или равен предварительно определенному уровню сигнала границы с соседней точкой, то параметр устройства концентратора MBAN будет установлен на значение «Внутри», если MBAN соединится с Внешней АР. В ином случае, параметр устройства концентратора MBAN остается неизменным, если MBAN соединяется с Внешней АР. Более сложные решения могут быть возможны посредством использования видимых соседних АР и их информации индикаторов SSI, причем связанные с ними АР и их индикаторы SSI предназначены для получения характеристик областей входа и/или внутренних областей. В таком случае критерии могут быть конкретно разработаны для каждой отдельной АР.
Фиг. 4 иллюстрирует работу системы MBAN. На этапе 200 данные о пациенте собираются посредством одной или более устройств медицинских нательных сетей (MBAN). На этапе 202 определяется состояние нахождения внутри учреждения системы MBAN. На этапе 204 собранные данные о пациенте передаются из одного или более устройств MBAN через систему MBAN в устройство концентратора через беспроводную связь малого радиуса действия, причем связь посредством беспроводной связи малого радиуса действия в пределах предварительно определенного спектра разрешается только в пределах лечебного учреждения. На этапе 206 собранные данные о пациенте передаются из устройства концентратора на центральную станцию мониторинга посредством связи дальнего радиуса действия через одну или более АР. На этапе 208 осуществляется обмен информацией АР между устройством концентратора и одной или более АР, соединенных с устройством концентратора. На этапе 210 определяется, каково состояние нахождения внутри учреждения системы MBAN - «Внутри», «Снаружи» или «Неизвестное», на основе информации АР. На этапе 212 предварительно определенный спектр передается в ответ на состояние нахождения внутри учреждения системы MBAN, которое было классифицировано как «Внутри». На этапе 214 запрещается связь в пределах предварительно определенного спектра в ответ на классификацию состояния нахождения внутри учреждения системы MBAN как «Снаружи» или Неизвестное».
Изобретение было описано со ссылкой на предпочтительные варианты осуществления. После прочтения и понимания предшествующего подробного описания могут возникнуть модификации и изменения до других вариантов осуществления. Подразумевается, что изобретение должно включать в себя все такие модификации и изменения до тех пор, пока они попадают в рамки объема приложенной формулы изобретения или ее эквивалентов.