CN102845089B

CN102845089B - 具有自动的机构内频谱使用管制的医学人体区域网（mban）

Info

Publication number: CN102845089B
Application number: CN201180018713.5A
Authority: CN
Inventors: D·王
Original assignee: Koninklijke Philips Electronics NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 2010-04-13
Filing date: 2011-03-28
Publication date: 2016-11-16
Anticipated expiration: 2031-03-28
Also published as: CN102845089A; EP2559279A1; EP2559279B1; RU2581031C2; JP2013524712A; US9609521B2; US20130023215A1; BR112012025985A2; WO2011128795A1; JP5785606B2; RU2012148143A

Abstract

一种医学系统包括：医学人体区域网（MBAN）系统（10），其包括多个经由短程无线通信而相互通信的网络节点（12，14），所述MBAN系统（10）包括频谱控制子模块（52），所述频谱控制子模块为所述短程无线通信选择工作信道或频率；以及与所述MBAN系统设置在一起的射频识别（RFID）标签（60）。所述频谱控制子模块在由所述RFID标签的读数指示的所述MBAN系统处于医学机构内的情况下，从包括以下组合的频谱中选择工作信道或频率，所述组合由（1）默认频谱和（2）准许供MBAN系统使用的受限频谱构成。所述频谱控制子模块在由所述RFID标签的读数指示的所述MBAN系统不处于所述医学机构内的情况下，仅从所述默认频谱中选择工作信道或频率。

Description

具有自动的机构内频谱使用管制的医学人体区域网（MBAN）

本申请要求2010年4月13日提交的美国临时申请No.61/323488的权益。通过引用将2010年4月13日提交的美国临时申请No.61/323488的全文并入本文。

技术领域

下文涉及医疗监测领域、无线通信领域以及相关领域。

背景技术

医学人体区域网（MBAN）采用无线连接替代了将医院患者束缚到其床边监测单元的凌乱的电缆。这样做提供了低成本的无线患者监测（PM），又不会出现因有线连接而面临的不便和安全危害，有线连接可能绊倒医务人员，还可能断开连接，以致于丢失医学数据。在MBAN方案中，将多个低成本传感器附着到患者身上或者周围的不同位置上，这些传感器取得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。可以通过至少一个邻近的集线器或网关装置配合所述传感器，以形成所述MBAN。所述集线器或网关装置采用嵌入式短程无线通信无线电来与传感器通信，例如，所述短程无线通信无线电遵守IEEE 802.15.4（Zigbee）短程无线通信协议。通过所述MBAN的短程无线通信将所述传感器收集的信息传送至所述集线器或网关装置，从而消除了对电缆的需求。所述集线器或网关装置将所收集的患者数据通过有线或无线的较长程链路传送至中央患者监测（PM）站，以供集中处理、显示和存储。例如，所述较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或者某一专用无线网络协议。例如，PM站可以包括电子患者记录数据库、位于护士站或医学机构的其他位置的显示装置等等。

MBAN监测采集患者生理参数。根据参数的类型和患者的状态，所采集的数据的重要性范围可以从重要（例如，就正在接受健康养生的健康患者的监测而言）一直到生死攸关（例如，就重症监护室中的病危患者而言）。一般而言，鉴于数据的医学内容，对MBAN无线链路具有严格的可靠性要求。

由于在医院或者其他医学机构中MBAN系统变得越来越常用，因而频谱利用也随之增多。这一点能够通过向MBAN应用分配更多的频谱来解决。然而，所分配的频谱应当具有适于传输重要医学数据的“高质量”。非常渴求这样的频谱。例如，MBAN应用和航空移动遥测技术（AMT）都希望使用2360-2390MHz频谱（下文简称“MBAN”频谱）。在美国已经提出了，作为次要选择将2360-2400MHz分配给MBAN，而AMT则是2360-2390MHz频谱的主要用户。在这样的方案中，政府规程将要求次要MBAN用户保护2360-2390MHz频谱空间中的主要AMT用户，并且接受来自该频谱空间内的这些主要用户的可能的干扰。

为了实现主要用户和次要用户之间的共存，要对次要用户的共享频谱的使用施加某些限制（或频谱规程管制）。例如，一种可能的限制是将频谱的次要使用局限于仅在经准许的（室内）设施内使用，并禁止次要业务进行室外使用。另一种可能的限制是实现隔离带，所述隔离带是围绕AMT场所的区域，通过定义所述区域确保MBAN系统和AMT接收器之间的分离距离。为了避免对AMT接收器造成干扰，即使将MBAN操作限制在保健设施内，也提出在这样的隔离带内禁止部分或整个2360-2390MHz频谱内的MBAN操作。

为了促进对医院或其他医学机构内的MBAN系统的增强的使用，有人提出专门为MBAN业务分配更宽的2360-2400MHz波段（“MBAN频谱”）。在美国，联邦通信委员会（FCC）2009年6月采纳了提议的MBAN规则制定通知（NPRM）。考虑到所述MBAN频谱的宽带宽、无干扰和良好的传播特性，如果将所述MBAN频谱分配给MBAN用途，那么对于MBAN应用而言，采用所述MBAN频谱提供医学级连通性将是有利的。

然而所提出的将所述MBAN频谱分配给MBAN用途只是在次要基础上实行的，这意味着政府规程将要求MBAN用途保护所述MBAN频谱内的所有主要用户，并且接受来自这些主要用户的可能的干扰。所述MBAN频谱内的当前主要用户包括业余无线电（2390-2400MHz）、航空移动遥测（AMT）（2360-2395MHz；注意目前AMT只使用了2360-2390MHz）以及无线电天文学（2370-2390MHz）。

为了保护主要用户，尤其是在AMT场所，在美国提出使2360-2390MHz波段内的MBAN操作仅局限在保健机构内。在所提出的这一管制方案中，只有MBAN装置位于保健机构内时才允许其在2360-2390MHz内工作，如果MBAN系统移动到外面，那么根据所提出的这一方案将要求其切换至2360-2390MHz波段以外的新信道。此外，提出了围绕AMT场所的区域的隔离带，定义隔离带以确保MBAN系统和AMT接收器之间的分离距离。为了避免对AMT接收器造成干扰，即使将MBAN操作限制在保健机构内，还提出在这样的隔离带内禁止部分或整个2360-2390MHz频谱内的MBAN操作。

希望基于人工操作遵守这样的管制方案，而且应当严格遵守所述方案。然而难以通过人工的方法确保严格的遵守，其原因至少在于（1）MBAN频谱使用是不可直观感知的；（2）一些MBAN系统是移动的；（3）所述的人工遵守分布在很多人事部门内，例如，医生、护士、医院员工等。

在所设想的人工方法中，在保健专业人员指示MBAN系统在医学机构内对患者进行监测时，护士或其他保健工作人员将人工启动集线器装置，从而基于FCC规程使用部分的或者全部的2360-2390MHz频谱。尔后，如果患者要移动到保健机构以外，例如，因为出院，那么保健工作人员将通过人工操作使集线器装置停用2360-2390MHz频谱。可以通过在集线器装置上人工输入口令或者通过使集线器装置与特定装置连接（例如，将USB密匙插到集线器装置上）而实施所述的人工启动/停用，在集线器装置上或者所述特定装置上运行的程序能够自动启动/停止所述集线器装置对2360-2390MHz频谱的访问。

然而，这样的人工管理方法采用了相当多的工作人员干预，显著降低了医院中的流程效率。而且，人工管理也不灵活，还可能无法有效地应付移动AMT场所（例如，为了保护移动的AMT场所或车辆可能时常界定临时的隔离带）。

下文提供了能够克服上述问题和其他问题的新的改进的设备和方法。

发明内容

根据所公开的一个方面，一种方法包括：对包括多个网络节点的医学人体区域网（MBAN）系统进行操作，所述多个网络节点经由短程无线通信在所选择的工作信道或频率进行相互通信；在由与所述MBAN系统关联的射频识别（RFID）标签指示的所述MBAN系统处于医学机构内的情况下，从包括默认频谱和额外频谱的扩展频谱中选择所述工作信道或频率；以及，以由与所述MBAN系统关联的射频识别（RFID）标签指示的所述MBAN系统处于所述医学机构外的情况下，从所述默认频谱而非从所述额外频谱中选择所述工作信道或频率。

根据所公开的另一方面，一种医学系统包括：包括经由短程无线通信进行相互通信的多个网络节点的医学人体区域网（MBAN）系统，所述MBAN系统包括频谱控制子模块，所述频谱控制子模块为所述短程无线通信选择工作信道或频率；以及与所述MBAN系统设置在一起的射频识别（RFID）标签。所述MBAN系统的频谱控制子模块，在由所述RFID标签的读数指示的所述MBAN系统处于所述医学机构内的情况下，从包括由（1）默认频谱和（2）准许所述MBAN系统使用的受限频谱构成的组合的频谱中选择所述工作信道或频率；以及，在由所述RFID标签的读数指示的所述MBAN系统不处于所述医学机构内的情况下，仅从所述默认频谱中选择工作信道或频率。

根据所公开的另一方面，一种方法包括：提供包括多个网络节点的工作中的医学人体区域网（MBAN）系统，所述多个网络节点经由短程无线通信在受限频谱内的所选择的工作信道或频率进行相互通信；检测所述工作中的MBAN系统移动到医学机构以外；以及响应于所述检测使所述工作信道或频率变为不处于所述受限频谱内的不同的工作信道或频率。

一个优点在于次要用户和主要用户在共享频谱空间内的安全共存。

另一个优点在于对频谱进行更为有效的利用。

另一个优点在于，在保持各个次要用户严格遵从主要用户的访问权的同时，使主要和次要用户有原则地使用短程通信频谱。

在阅读并理解了下述具体实施方式后其他优点对于本领域技术人员而言是显而易见的。

附图说明

图1示意性地示出了处于包括文中公开的中央频率速变子系统的医学环境的背景下的医学人体区域网（MBAN）系统。

图2示意性地示出了一个医学机构和射频标识符（RFID）读取器，后者布置用于基于与MBAN设置在一起的RFID标签的读数检测并辨别MBAN进或出医学机构。

具体实施方式

参考图1，一种医学人体区域网（MBAN）10包括多个网络节点12、14。所述网络节点12、14的至少其中之一用作集线器装置14。网络节点12经由短程无线通信协议与集线器装置14通信。在相关文献中有时采用其他相当的术语称呼MBAN 10，例如，人体区域网（BAN）、人体传感器网络（BSN）、个人区域网（PAN）、移动专设网（MANET）等，应当将术语医学人体区域网（MBAN）理解为包含这些各异的替代术语。

示范性MBAN 10包括四个示范性网络节点12、14，其中包括集线器装置14；不过，网络节点的数量可以是一个、两个、三个、四个、五个、六个或更多，此外，在一些实施例中网络节点的数量随着向网络添加或者从网络去除传感器节点，以增加或去除医疗监测能力而以特定方式增多或减少。网络节点12通常是采集诸如心率、呼吸率、心电图（ECG）数据等的生理参数的传感器节点；然而，也可以设想所述网络节点中的一个或多个执行其他功能，例如，经由皮肤贴片或静脉连接等以受控的方式输送治疗药物，执行心脏起搏功能等。单个网络节点可以执行一项或多项功能。示范性网络节点12设置在相关患者P的体表；然而更一般而言，可以将网络节点设置到患者上也可以设置到患者的体内（例如，网络节点可以采取植入装置的形式）或者在短程通信协议的通信范围内接近患者设置（例如，网络节点可以采取安装在静脉输液泵（未示出）上的装置的形式，所述输液泵安装在保持接近患者的架杆上，在这种情况下，所监测的患者数据可以包括诸如静脉流体流速的信息）。有时希望在可行的条件下将网络节点制作得尽可能小，以改善患者的舒适性，并且使其具有低复杂性，以提高可靠性，相应地，这样的网络节点12通常是低功率装置（保持电池或者其他电源小），并且具有有限的机载数据存储或数据缓冲器。因此，网络节点12应当与集线器装置14具有连续的或者接近连续的短程无线通信，以便将所采集到的患者数据在不使数据缓冲器溢出的情况下迅速传达给集线器装置14。

集线器装置14（在相关文献中有时又以其他等价术语命名，例如“网关装置”或“集线器节点”）通过收集（通过Zigbee、BlueTooth^TM或其他短程无线通信协议）由网络节点12的传感器采集的患者数据，并将所收集的数据通过较长程通信协议从MBAN 10传送走而与MBAN 10的操作相配合。所述短程无线通信协议优选具有几十米、几米或更短的，相对较短的工作范围，在一些实施例中，其适当地采用IEEE 802.15.4（Zigbee）短程无线通信协议或其变体，或者采用Bluetooth^TM短程无线通信协议或其变体。Bluetooth^TM和Zigbee二者均以2.4-2.5GHz左右的频谱工作。尽管Bluetooth^TM和Zigbee是短程无线通信的适当实施例，但是也可以设想包括专用通信协议在内的其他短程通信协议。此外，所述短程无线通信能够以2.4-2.5GHz范围之外的其他频率工作，例如，处于几百兆赫、千兆赫、几十千兆赫或者其他范围内的波段。所述短程通信协议应当具有充分大的范围，从而使集线器装置14能够与MBAN系统10的所有网络节点12可靠地通信。在图1中，通过用于描绘MBAN系统10的虚线椭圆示意性地指示了这一短程无线通信范围。所述短程无线通信通常是双向的，因而网络节点12能够向集线器装置14传送信息（例如，患者数据，网络节点状态等）；并且集线器装置14也能够向网络节点12传送信息（例如，命令、在治疗网络节点的情况下的控制数据等）。所述的示范性集线器装置14是腕戴装置；然而，也可以将所述集线器装置以其他方式安装到患者身上，例如，作为项圈装置、胶粘装置、蜂窝电话等。也可以设想将所述集线器装置安装到患者附近的其他位置，例如，与安装在架杆上的静脉输液泵（未示出）集成（所述架杆保持接近患者），或者作为机顶盒（set-top box）。

集线器装置14还包括提供较长程通信能力，从而将数据传送离开MBAN系统10的收发器（未示出）。在图1的示范性例子中，集线器装置14与医院网络22的接入点（AP）20无线通信。示范性AP 20是与集线器装置14无线通信的无线接入点。在所示范的实施例中，医院网络22还包括额外接入点，例如，示范性接入点AP 23和AP 24，所述额外接入点遍布于所述医院或其他医学机构。为了提供进一步的说明，示意性地指示了护士站26，其与AP 24无线通信，并且包括显示监视器28，例如，显示监视器28可以用于显示由MBAN系统10采集的并且通过包括AP 20、医院网络22和AP 24的路径传送至护士站26的患者P的医学数据。作为另一个示范性示例，医院网络22可以提供对存储了患者P的医学数据的电子患者记录子系统30的访问，所述医学数据是由MBAN系统10采集并通过包括AP 20和医院网络22的路径传送至电子患者记录子系统30的。所述的集线器装置14和AP 20之间的示范性的较长程通信是无线的，在图1中通过短划连接线示意性地表示。（类似地，通过短划连接线表示AP 24和护士站26之间的无线通信）。在一些适当的实施例中，较长程无线通信是遵守IEEE802.11无线通信协议或其变体的适当的WiFi通信链路。然而，也可以将其他无线通信协议用于较长程通信，例如，其他类型的无线医学遥测系统（WMTS）。此外，所述的较长程通信可以是有线通信，例如有线以太网链路（在这种情况下，集线器装置包括至少一条电缆，用于提供有线较长程通信链路）。

与网络节点12和集线器装置14之间的短程通信相比，较长程通信具有更大的通信范围。例如，所述短程通信范围可以为几十厘米、几米或者最多大概为几十米的量级，所述的较长程通信通常利用多个接入点20、23、24，或者等价地，在有线较长程通信的情况下，利用遍布于医院的多个以太网插口，来覆盖医院或其他医学机构的相当大的部分。在本申请的其他地方，又将较长程通信20、22、23、24称为回程（backhaul）链路。

如果较长程通信是无线的，那么其需要比短程通信更大的功率，因此，集线器装置14包括足以使较长程通信收发器工作的电池或其他电源。或者，集线器装置14可以包括有线电源连接。所述集线器装置14通常还包括足够的机载存储，从而使其能够在与AP 20的通信中断一定的时间间隔的情况下缓冲存储大量的患者数据。在无线较长程通信的示范性情况下，还应当理解，如果患者P移动到AP 20的范围以外，并且进入了另一AP的范围内（例如，AP 23或AP 24），那么医院网络22（包括其无线接入点20、23、24）所采用的IEEE 802.11或其他无线通信协议将提供从AP 20到新的邻近AP的无线链路切换。就这一方面而言，尽管将患者P图示为躺在床B上，但是更一般而言，可以设想患者P是不固定的，其可以以各种方式移动到各个接入点20、23、24的范围之内或者之外。随着患者P发生这样的移动，包括网络节点12和集线器装置14的MBAN 10也随着患者P一起移动。

在MBAN 10中，网络节点12经由短程无线通信与集线器装置14通信。然而，也可以设想网络节点12中的各个对或各个组也经由所述短程无线通信进行直接地相互通信（也就是说不采用集线器装置14作为媒介）。这样做可能对（例如）及时协调两个或更多网络节点的活动有用。此外，集线器装置14可以提供额外的功能，例如，集线器装置14也可以是包括用于测量生理参数的一个或多个传感器的网络节点。此外，尽管图示出了单个集线器装置14，但是也可以设想通过协作执行协调任务的两个或更多网络节点来实现协调功能（例如，来自网络节点12的数据收集以及经由较长程无线通信对所收集的数据的卸载）。

在示范性的图1中，只详细图示了单个MBAN系统10。然而，应当认识到，更一般而言，医院或其他医学机构包括多个患者，每一患者具有他或她自身的MBAN系统。在图1中通过两个额外的MBAN系统35、36对此给出了示意性图示，两个额外的MBAN系统35、36也经由较长程无线通信与AP 20通信。更一般而言，MBAN系统的数量可以是两个、三个、四个、五个、十个、二十个或更多，这些只是一些示范性的例子。实际上，甚至可以设想单个患者具有两个或更多不同的独立工作的MBAN系统（未示出）。

继续参考图1，MBAN应用服务器40经由较长程通信或回程链路20、22、23、24与MBAN系统10、35、36通信，以执行各种应用任务。作为示范性的例子，MBAN应用服务器40可以执行这样的任务，例如：协调从集线器装置14到电子患者记录子系统30的数据传送，以用于存储；协调从集线器装置14到显示监视器28的数据传送，以用于显示；等等。出于这一目的，MBAN应用服务器40维护包含每个工作中的MBAN系统10、35、36的相关信息的MBAN数据库42。

为了提供频谱使用控制，MBAN应用服务器40还包括或可以访问电子密钥（E密钥）生成引擎44。所述E密钥生成装置生成指定什么频谱可供MBAN用途所用的电子密钥（E密钥）。对可用频谱可能存在各种限制，例如：在MBAN通信为次要用途的情况下，由主要用户施加的限制；基于地区、国家或其他地理场所而对频谱的限制；等等。对可用频谱的限制可能随时间而发生变化，这样的变化可以是周期性的，也可以是非周期性的。

通过计算机、网络服务器或其他数字处理装置适当地实现所述E密钥生成引擎44。也可以通过计算机、网络服务器或者其他数字处理装置适当地实现MBAN应用服务器44，其可以与实现E密钥生成引擎44的数字处理装置相同或不同。在一些实施例中，将E密钥生成引擎44实现为在MBAN应用服务器40上运行的应用程序。

作为一个示范性例子，在示范性实施例中，将这一示范性例子中的2360-2400MHz频谱称为“MBAN频谱”。然而，只是在次要基础上将2360-2390MHz的部分分配给MBAN用途，航空移动遥测（AMT）用户是2360-2390MHz频谱的主要用户。在示范性例子中，通过包括下述内容的规程实施对2360-2390MHz频谱空间内MBAN用途的限制：（1）使这一频谱空间中的MBAN用途局限于在指定的医学机构中进行室内工作的MBAN系统；（2）围绕AMT场所界定固定的“隔离带”，即在任何这样的固定隔离带中任何时候都不允许将AMT用户当前使用的2360-2390MHz波段的部分用于MBAN用途；以及（3）界定对应于移动或间隙的AMT使用的临时隔离带，即，在临时隔离带存在的时间内在这样的临时隔离带内不允许将AMT用户当前使用的2360-2390MHz波段的部分用于MBAN用途。（3）的结果是，在包含指定医学机构的临时隔离带存在的时间内暂时禁止在所述医学机构内使用2360-2390MHz频谱空间的部分或全部。

前述例子只是示范性的，一般而言，可能在由相关政府管理机构、医院政策等颁布的管理规程所指定的各种时间和各种位置上对各种频谱空间施加限制。

为了实施频谱限制，E密钥生成引擎44接收有关频谱限制的信息。在所述示范性例子中，由AMT用户施加频谱限制，并且相应地以主要用户（例如，AMT）数据库46的形式向E密钥生成引擎44提供频谱限制（或者能够由其确定频谱限制的信息）。对于每个AMT场所而言，适于包含在AMT数据库46中的一些信息包括：场所位置；所述AMT场所的联系信息；所述AMT场所使用的频率范围（即使用的频谱）；AMT部署形式（即，固定的或者移动的场所）、使用时间期限（与移动场所有关）；以及场所接收器特性（例如，天线增益、高度等）。在一些实施例中，AMT数据库46的内容仅由E密钥生成引擎44访问，而不可被其他能够访问医院网络22或MBAN应用服务器40的人或实体所访问。这样的访问限制为机密AMT信息提供了访问控制和保密措施。

此外，E密钥生成引擎44获得有关医学机构和/或MBAN系统的信息。在适当的实施例中，所述信息被存储在MBAN数据库42中，并且所述信息可由E密钥生成引擎44直接访问或者经由MBAN应用服务器40访问。适当包含在MBAN数据库42中的一些医学机构相关的信息包括：诸如物理地址、位置、联系信息的医院信息；建筑高度（其可能与估算由MBAN操作引起的射频干扰的范围相关）；环境（例如，城市或乡村）；当前工作的MBAN系统的数量；获准同时工作的MBAN系统的数量等。所述MBAN数据库42还适当存储了有关每个MBAN系统的信息，例如：设备类型；制造商；部署形式（例如，固定的或移动的）；发射（TX）功率，例如，根据有效辐射功率（ERP）度量标准测量的发射（TX）功率；以及向每个MBAN系统发出的E密钥（如果有的话）。

E密钥生成引擎44基于AMT数据库46和MBAN数据库42的内容确定（多个）隔离带（固定的和移动的），并由此判断医院或其他医学机构是否位于一隔离带内（或者就移动或临时隔离带而言，判断所述医院或其他医学机构何时处于或者将处于一隔离带内）。可以基于电磁模拟（或其近似，例如，假设采取以AMT场所为中心并具有指定半径的圆形隔离带）、场测量、或其组合，来计算隔离带的地理延展范围。或者，所述隔离带的地理延展范围可以是存储在AMT数据库46中的预先计算的信息。E密钥生成引擎44基于这一信息生成指示医院或其他医学机构处的MBAN系统可用的频谱空间的电子密钥（E密钥）。

在一种替代方案中，AMT用户能够确定共享频谱的哪一部分（如果有的话）可以为医院或其他医学机构中的MBAN系统所用，然后，AMT数据库46能够存储这一频谱信息，以供E密钥生成引擎44检索。

MBAN应用服务器40经由较长程通信或回程链路20、22、23、24将E密钥生成引擎44生成的E密钥适当地分配给各MBAN系统10、35、36，并将E密钥50的备份存储在每个MBAN系统10的集线器装置14内。任选地，MBAN应用服务器40存储有关分配给每个MBAN系统10、35、36的E密钥的信息。如果MBAN未与回程链路连接，那么可以人工加载E密钥，或者使用便携式USB驱动器加载E密钥，等等。

在一些实施例中，可以将不同的E密钥分配给同一医学机构内的不同MBAN系统。例如，可以为更大的MBAN系统或者包括具有更强的发射器的网络节点的MBAN系统分配更具限制性的E密钥（或者根本不分配任何E密钥），因为更大的和/或发射性能更强的MBAN系统更可能与相邻的AMT场所发生干扰。也可以基于不同的MBAN系统在医学机构内的位置为所述MBAN系统分配不同的E密钥。例如，可以为处于高的位置上的MBAN系统分配更具限制性的E密钥（或者根本不分配任何E密钥），在高的位置上的所述系统更可能对AMT场所产生有问题的干扰。

在MBAN系统处，集线器装置14的频谱控制子模块52（通过在集线器装置14的数字处理器上运行的软件或固件适当实现）为MBAN系统10的短程通信分配信道或频率。在一种适当的方案中，集线器装置14的频谱控制子模块52分配默认频谱空间（例如，在示范性例子中为2390-2400MHz）中的信道或频率，或者如果E密钥50准许使用共享的或其它受限频谱空间，仅分配处于这一共享的或受限频谱空间（例如，在这一示范性例子中为2360-2390MHz）中的信道或频率。通过这种方式，默认操作不会侵犯任何受限频谱，并且只有在E密钥50肯定地准许使用所述额外的受限频谱的情况下才会利用（或者考虑利用）所述额外的受限频谱。

所生成的E密钥可以采取各种形式。在一种适当的方案中，所述E密钥是单个二元值，其中，一个二元值（例如“1”）表示频谱空间2360-2390MHz可以供MBAN使用，而另一个二元值（例如，“0”）表示频谱空间2360-2390MHz不可以供MBAN使用。或者，所述E密钥能够使用任何适当的编码指定所述频谱空间。这一做法可以适用于这样的实施例，其中，所述频谱的不同部分可能在可供MBAN使用或不可供MBAN使用方面是不同，因而单个二元值不足以传达MBAN可用频谱。

任选地，所述E密钥还包括截止时间，可以按照绝对时间（即，E密钥截止的确切日期）或者相对时间（例如，E密钥从在MBAN处接收的时间开始生效24小时或10分钟等）指定所述截止时间。指定截止时间有利地确保了MBAN系统将不会无限制地使用E密钥准许的共享频谱或受限频谱（例如，在佩戴MBAN系统的患者出院之后）。

任选地，E密钥还包括保健机构标识。在这样的实施例中，E密钥准许在所标识出的保健机构内对共享或受限频谱的使用。在这样的实施例中，可以设想单个MBAN系统具有针对两个或更多对应医学机构的两个或更多E密钥，使得可以通过不同的E密钥为不同的机构指定不同的可用频谱。例如，如果患者在不同的医学机构之间转移，从而进行不同的治疗，那么这种做法是有用的。在一种适当的操作方法中，所述MBAN系统基于其能够与哪一回程链路连接来判断其当前位于哪一机构内（进而判断其将使用哪一E密钥）。

在E密钥50具有截止时间的实施例中，能够选择截止时间以提供各种功能。例如，在较长程通信链路或回程链路20、22、23、24鲁棒、可靠且快速的一些实施例中，可以将所述截止时间设定为短时间，例如，几分钟、几秒钟的量级或更短。在这样的实施例中，截止时间有利地确保了一旦MBAN系统移动到了较长程通信链路或回程链路20、22、23、24的范围之外（例如，由于患者离开了医学机构），那么移动MBAN系统就将迅速（即，在几分钟、几秒钟或更短的时间内）让出所述受限频谱。

在其他实施例中，截止时间较长，其降低了较长程通信或回程链路20、22、23、24上的传输负荷。在这样的实施例中，可以采用其他机制限制患者离开医学机构时的频谱的使用。例如，如果来自所述较长程通信或回程链路20、22、23、24的信号丢失或者变弱（因而有可能表示MBAN系统正在离开医学机构），那么所述MBAN系统能够切换至不受限制的频率或信道（例如，在示范性的例子中为2390-2400MHz）。进行受控移动的情况下，例如，患者出院或者被转运到院外，进行离院治疗时，可以通过MBAN应用服务器40使E密钥自动失效（在集线器装置具有操作性回程链路的情况下），或者可以人工地使E密钥失效（在集线器装置不具有操作性回程链路的情况下）。

一种可能出现的情况是具有工作中的（移动的）MBAN的既定患者可能移动到医院以外。如果管制方案只允许MBAN装置在位于健康护理机构内时以受限波段（例如，在示范性的例子中为2360-2390MHz）工作，那么这种情况就值得关注。在这样的管制方案中，如果MBAN系统移动到外面，那么要求其切换至限制波段以外的新的信道（例如，在所述示范性例子中，切换至2390-2400MHz波段）。如果所述E密钥的截止时间仅为几分钟、几秒钟或更短，那么这可以是针对不受控制的患者移动的充分防护。在这样的具有快速的E密钥截止的实施例中，如果患者移动到医院网络22的服务区以外，那么集线器装置将无法从MBAN应用服务器40得到E密钥更新命令，因而一旦E密钥截止（即，在几分钟、几秒钟或更短的时间内），将自动禁止2360-2390MHz频谱的使用。

作为另一种方案，如果患者仅将传感器装置置于身上，使得集线器装置不会随患者移动到外面，那么MBAN传感器装置将不能收到集线器装置的信息，因而其将保持静默。

作为又一种方案，可以将射频识别（RFID）标签60（在示意性的图1中对其给出了放大图示，但是（例如），适当的情况下，其被安装在集线器装置14之上或之内）与处于医学机构的门处的RFID读取器结合使用，以检测患者P何时进入或离开医学机构，其中，所述标签设置在患者身体上，或者设置在集线器装置14的之上或之内，或者以其他方式接近（移动）MBAN。

如果当前工作在受限信道或频率（除了集线器节点14以外的）的网络节点12失去了与集线器节点14的通信，那么所述网络节点将适当地停止通信，从而确保其不会对主要用户产生干扰。集线器装置14可以重新建立通信，或者网络节点12可以尝试采用不受限制的频率或信道（例如，在所述示范性例子中在2390-2400MHz的范围内）重新建立与集线器装置14的通信。

继续参考图1，并进一步参考图2，描述了一种使用安装在示范性MBAN10上的或者与MBAN 10安装在一起的RFID标签60的方案。在这种情况下，假定MBAN 10是移动的，例如，由于患者P正在恢复当中，并且现在允许其在医学机构62内四处移动。具体而言，MBAN 10可能经由门或者入口/出口64从医学机构62内移动到外面，或反之。将RFID标签60安装到集线器装置60，或者安装到相关患者P，或者以其它方式将其布置为与MBAN 60一起移动。为了利用RFID标签60强制执行对受限频谱（在所述示范性例子中仍然是2360-2390MHz）的要求，由MBAN应用服务器40维护的MBAN表格或数据库42存储网络地址，以及当前向保健机构注册的每个指定MBAN网络的RFID标签标识符（例如，对于示范性的MBAN10而言，为RFID标签60的标签标识符）。因而MBAN表格或数据库42包括下述三个字段：（1）集线器装置RFID标签标识符；（2）集线器装置保健机构信息技术（IT）网络地址；以及（3）机构内状态（机构内、机构外、禁止区）。任选地，存储下述其他字段：回程连接状态（工作或者断开）。（注意，文中又将保健机构IT网络称为较长程通信或回程链路，并且其在图1的示范性例子中包括医院网络22和接入点20、23、24。）

当保健专业人员在保健机构内指定并激活MBAN 10时，集线器装置14尝试首先建立连接至保健机构IT网络的回程链路。一旦建立了回程链路，集线器装置14获取唯一的保健网络IT网络地址。然后，集线器装置14向MBAN应用服务器40报告其RFID标签60的标签标识符和所述保健机构IT网络地址。然后，MBAN应用服务器40通过增加MBAN 10的新记录更新MBAN表格或数据库42，并将其回程连接状态设为“工作中”，将其机构内状态设为“机构内”。

此后，MBAN应用服务器40向集线器装置14发送命令（MBAN频谱可用性更新命令），以更新所述集线器装置中的频谱可用性参数。这种命令包括这样的信息，所述信息包括受限的2360-2390MHz频谱中的任何部分是否可供MBAN操作所用以及如果有可用频谱的话所述可用频谱在哪。在适当的实施例中，使用已经描述的E密钥方案执行这些操作，其中，E密钥50提供关于受限的2360-2390MHz频谱的可用性的信息。集线器装置14相应地更新其频谱可用性参数，并从可用频谱中选择一个MBAN信道来启动MBAN。所述传感器装置结合到MBAN，并开始工作在所选择的MBAN信道上。

MBAN应用服务器40周期性地向MBAN表格或数据库42中的所有具有“工作中”的回程连接状态的包括MBAN 10在内的MBAN发送MBAN频谱可用性更新命令。一旦MBAN 10的集线器装置14从MBAN应用服务器40接收到了MBAN频谱可用性更新命令，就对其频谱可用性参数进行更新，并检查其当前使用的MBAN信道是否处于可用频谱内。如果是，那么不需要其他操作。如果否，那么集线器装置14选择当前可用的频谱内的新的MBAN信道，并启动MBAN信道切换操作，从而使MBAN 10移至所选择的的新信道。再次，在适当的实施例中，这些操作像已经描述的不定时E密钥更新操作那样执行。

如果MBAN 10的回程链路断了，这种情况经常发生在患者移动到保健机构的服务区以外时（例如，移动的患者在漫步当中远离了保健机构62），那么集线器装置14将无法从MBAN应用服务器40得到MBAN频谱可用性更新命令。如果集线器装置14在预定时期（例如，E密钥50的截止时间）内没有从MBAN应用服务器接收到任何MBAN频谱可用性更新命令，那么其将采用其默认值（例如，在所述示范性实施例中为2390-2400MHz）更新其频谱可用性参数，并指示所述受限频谱（例如，2360-2390MHz）不可用。然后，集线器装置14将检查当前使用的信道是否处于2360-2390MHz频谱内，如果是，那么其将通过信道切换操作移到这样的频谱外。MBAN 10的回程链路在断开之后，回程链路的恢复通常发生在患者P重新回到保健机构62的服务区时，在发生这种情况时，集线器装置14将能够再次从MBAN应用服务器40获得频谱可用性更新命令。一旦MBAN集线器装置14接收到了这样的命令，其就相应地更新其本地频谱可用性参数，并根据需要启动信道切换操作。同样，在适当的实施例中，这对应于已经描述的对E密钥截止而未接收到新的E密钥的情况下的响应。

如前所述，即使不存在涉及RFID标签60的动作，对E密钥截止做出的这一响应也能够避免MBAN 10在移到保健机构62以外时以受限的2360-2390MHz频谱工作。然而，如果所述截止时间长，例如，在几分钟、几小时的量级或更长，那么可能导致在E密钥截止以使在受限频谱的操作终止之前，MBAN 10在保健机构62之外，在不可接受的长时间段内以所述受限频谱工作。此外，如果所述保健机构（例如，医院）网络22是诸如Wi-Fi的无线网络，那么网络22的覆盖区很可能还包括接近机构62的一些户外区域，例如，阳台或者刚好在门前的区域，在这样的区域内MBAN集线器装置仍然可以接收到频谱可用性更新命令。因此，单独依靠E密钥截止将无法确保遵守在医学机构62之外时禁止MBAN在受限频谱上工作的管制规程。

为了在MBAN 10移到保健机构62之外时提供更快、更加确定的操作终止，将采用RFID标签60。在每一保健机构入口（例如，示范性的门或者入口/出口64）处安装两个RFID读取器70、72以检测RFID标签。RFID读取器70、72接近门64，其中，第一RFID读取器70刚好位于建筑物内（文中又将其称为室内RFID读取器70），而第二RFID读取器72刚好位于建筑物外（文中又将其称为室外RFID读取器72）。更一般而言，第一RFID读取器70位于医学机构62的相对更内侧，而第二RFID读取器72位于医学机构62的相对更外侧。

两个RFID读取器70、72均连接至保健机构IT网络，并且能够与MBAN应用服务器40通信。在具有处于身体上的MBAN 10的患者P通过门64离开或进入医学机构62时，两个RFID读取器70、72检测附着到集线器装置14上的（或者以其它方式随MBAN 10移动的）RFID标签60，并获得RFID标签60的读取结果（例如，读取RFID标签60的标识符）。可以利用RFID读取器70、72的检测顺序确定MBAN 10进入还是离开了医学机构62。首先考虑MBAN 10移到医学机构62以外，这时检测顺序是室内读取器70在先，室外读取器72在后。另一方面，在MBAN 10从外部重新回到医学机构62内时，检测顺序是室外读取器72在先，室内读取器70在后。

两个RFID读取器70、72向MBAN应用服务器40适当地报告检测到的RFID标签标识符连同时间戳。在MBAN应用服务器40处，基于针对（在MBAN表格或数据库42中注册的）MBAN 10所报告的所有RFID检测事件的时间戳对所述事件进行排序。如果最近报告的RFID检测事件来自于室外RFID读取器，例如，示范性的室外RFID读取器72，那么MBAN应用服务器40通过将该MBAN的机构内状态设置为“机构外”而对MBAN表格42进行更新，并向MBAN 10发送具有默认值“2360-2390MHz不可用，而2390-2400MHz可用”的MBAN频谱可用性更新命令。同样，在所述示范性例子中，可以通过向MBAN 10发送更新的E密钥50而完成这一操作。一旦MBAN 10的集线器装置14得到了这样的命令，那么其检测当前使用的信道是否处于2360-2390MHz频谱内，如果是，那么其将通过信道切换操作移到所述受限频谱以外。

按照类似的方式，如果最近报告的RFID检测事件来自于室内RFID读取器，例如，示范性的室内RFID读取器70，那么MBAN应用服务器40通过将MBAN 10的机构内状态设置为“机构内”而对MBAN表格42进行更新，并向MBAN 10发送具有有关2360-2400MHz频谱内的当前可用频谱的信息的MBAN频谱可用性更新命令（例如，更新的E密钥）。

也可能存在一些特殊区域，例如，图2中示出了示范性区域80，在所述区域内，不希望进行受限的2360-2390MHz频谱内的MBAN操作。例如，人们可能想要避免靠近面向AMT接收器地点的窗户的MBAN操作，从而保护该地点提供的AMT服务。在这种情况下，适当地安装禁止区域RFID读取器82，从而覆盖禁止2360-2390MHz频谱内的MBAN操作的区域80（文中又将其称为禁止区80）。如果患者移动到禁止区80内，那么禁止区RFID读取器82将检测到集线器装置14的或者以其它方式与患者P的MBAN 10设置在一起的RFID标签60。RFID读取器82向MBAN应用服务器40适当地报告检测到的RFID标签标识符连同时间戳。在MBAN应用服务器40处，基于（同样在MBAN表格42内注册的）所有所报告的MBAN10的RFID检测事件的时间戳对所述事件进行排序。如果最近报告的RFID检测事件来自于禁止区RFID读取器，例如，所述RFID读取器82，那么MBAN应用服务器40通过将MBAN 10的机构内状态设置为“禁止区”而对MBAN表格42进行更新，并向MBAN 10发送具有默认值“2360-2390MHz不可用，而2390-2400MHz可用”的MBAN频谱可用性更新命令（例如，更新的E密钥）。一旦MBAN的集线器装置14得到了这样的命令，那么其将更新其本地频谱可用性参数，并检查当前使用的信道是否处于2360-2390MHz频谱内，如果是，那么其将通过信道切换操作移到所述受限频谱以外。

如果后来患者移动到了禁止区80以外，那么禁止区RFID读取器82将不再能够检测到患者P身上的集线器装置14的RFID标签60。RFID读取器82将向MBAN应用服务器40报告检测到的MBAN变化（移出）。在MBAN应用服务器40处，基于所有所报告的MBAN 10的RFID检测事件的时间戳对所述事件进行排序。如果最近报告的RFID检测事件来自于禁止区RFID读取器，并且其为“移出”事件，那么MBAN应用服务器40通过将MBAN 10的机构内状态从“禁止区”改为“机构内”而更新MBAN表格42，并将向该MBAN发送具有关于2360-2400MHz频谱中的当前可用频谱的信息的MBAN频谱可用性更新命令（例如，更新的E密钥）。一旦MBAN集线器装置得到了这样的命令，其就将更新其本地频谱可用性参数。

本申请已经描述了一个或多个优选实施例。在阅读并理解了前述详细说明的基础上，可以想到对其的修改和变化。旨在将本申请解释为包括所有这些修改和变化，只要其落在所附权利要求及其等同替代的范围内。

Claims

1.一种检测方法，包括：

对医学人体区域网(MBAN)系统(10)进行操作，所述医学人体区域网系统包括经由短程无线通信以所选择的工作信道或频率进行相互通信的多个网络节点(12，14)；

在由与所述MBAN系统关联的射频识别(RFID)标签(60)指示的所述MBAN系统位于医学机构(62)之内的情况下，从包括默认频谱和额外频谱的扩展频谱中选择所述工作信道或频率；

在由与所述MBAN系统关联的所述RFID标签(60)指示的所述MBAN系统位于所述医学机构之外的情况下，从所述默认频谱而不从所述额外频谱中选择所述工作信道或频率；

基于(i)位于所述医学机构的门内的第一RFID读取器(70)检测到所述RFID标签(60)，随后(ii)位于所述医学机构的门外的第二RFID读取器(72)检测到所述RFID标签(60)，来确定所述MBAN系统位于所述医学机构(62)之外；以及

向所述MBAN系统(10)发出所述电子密钥(50)，其中，所述电子密钥配置用于至少部分基于由所述RFID标签(60)的读数指示的所述MBAN系统是否处于所述医学机构(62)内而准许或不准许所述MBAN系统使用所述额外频谱。

2.根据权利要求1所述的检测方法，还包括：

基于(i)位于所述医学机构的门外的第二RFID读取器(72)检测到所述RFID标签(60)，随后(ii)位于所述医学机构的门内的第一RFID读取器(70)检测到所述RFID标签(60)，来确定所述MBAN系统位于所述医学机构(62)之内。

3.一种检测方法，包括：

为每个患者入口/出口(64)提供位于所述医学机构(62)的门内的一个或多个第一RFID读取器(70)和位于所述医学机构的门外的一个或多个第二RFID读取器(72)；

基于最后检测到所述RFID标签(60)的RFID读取器是所述第二RFID读取器之一来确定所述MBAN系统位于所述医学机构之外；以及

4.根据权利要求3所述的检测方法，所述方法还包括：

基于最后检测到所述RFID标签(60)的RFID读取器是所述第一RFID读取器之一来确定所述MBAN系统位于所述医学机构之内。

5.一种医学系统，包括：

医学人体区域网(MBAN)系统(10)，其包括经由短程无线通信进行相互通信的多个网络节点(12，14)，所述MBAN系统(10)包括频谱控制子模块(52)，所述频谱控制子模块为所述短程无线通信选择工作信道或频率；

与所述MBAN系统设置在一起的射频识别(RFID)标签(60)；

位于医学机构(62)的门内的一个或多个第一RFID读取器(70)；

位于所述医学机构(62)的门外的一个或多个第二RFID读取器(72)；以及

向所述MBAN系统(10)发出所述电子密钥(50)的MBAN应用服务器(40)，其中，所述电子密钥配置用于至少部分基于由所述RFID标签(60)的读数指示的所述MBAN系统是否处于所述医学机构(62)内而准许或不准许所述MBAN系统使用受限频谱；

其中，所述MBAN系统的所述频谱控制子模块：

在通过由所述第一RFID读取器(70)之一采集所述RFID标签(60)的最后读数而指示的所述MBAN系统处于医学机构(62)内的情况下，从包括这样的组合的频谱中选择工作信道或频率，所述组合由(1)默认频谱和(2)准许所述MBAN系统(10)使用的所述受限频谱构成；并且

在通过由所述第二RFID读取器(72)之一采集所述RFID标签(60)的最后读数而指示的所述MBAN系统不处于所述医学机构内的情况下，从仅包括所述默认频谱的频谱中选择工作信道或频率。

6.根据权利要求5所述的医学系统，其中，所述频谱控制子模块(52)基于指示是否准许所述MBAN系统使用所述受限频谱的电子密钥(50)来选择所述工作信道或频率。

7.根据权利要求6所述的医学系统，还包括：

较长程通信或回程链路(20，22，23，24)，所述MBAN应用服务器(40)经由所述较长程通信或回程链路向所述MBAN系统(10)发出所述电子密钥(50)。

8.根据权利要求7所述的医学系统，其中，所述MBAN系统(10)包括：

集线器装置(14)；以及

经由短程无线通信与所述集线器装置(14)通信的多个网络节点(12)，所述集线器装置还经由所述较长程通信或回程链路(20，22，23，24)通信，以从所述MBAN应用服务器(40)接收所述电子密钥(50)，所述集线器装置包含所述频谱控制子模块(52)。

9.根据权利要求6-8中的任何一项所述的医学系统，

其中，所述MBAN应用服务器(40)将所述电子密钥(50)配置为，如果所述RFID标签(60)的最后读数是由所述第一RFID读取器(70)之一采集的，那么准许所述MBAN系统使用所述受限频谱，并且所述MBAN应用服务器(40)将所述电子密钥(50)配置为，如果所述RFID标签(60)的最后读数是由所述第二RFID读取器(72)之一采集的，那么不准许所述MBAN系统使用所述受限频谱。

10.根据权利要求5-8中的任何一项所述的医学系统，其中：

所述MBAN系统(10)包括经由短程无线通信与集线器装置(14)通信的多个网络节点(12)，

其中，所述RFID标签设置在所述集线器装置(14)上或者设置在所述集线器装置(14)中。

11.根据权利要求5-8中的任何一项所述的医学系统，其中，所述MBAN系统(10)的所述频谱控制子模块(52)：

在由所述RFID标签的读数指示的所述MBAN系统处于医学机构(62)内并且不处于所述医学机构的禁止区(80)内的情况下，从包括这样的组合的频谱中选择工作信道或频率，所述组合由(1)默认频谱和(2)准许供所述MBAN系统(10)使用的受限频谱构成；并且

在由所述RFID标签的读数指示的所述MBAN系统不处于所述医学机构内或者处于所述医学机构的禁止区内的情况下，从仅包括所述默认频谱的频谱中选择工作信道或频率。

12.一种检测方法，包括：

提供工作中的医学人体区域网(MBAN)系统(10)，所述医学人体区域网系统包括经由短程无线通信以受限频谱内的所选择的工作信道或频率进行相互通信的多个网络节点(12，14)，其中，射频识别(RFID)标签(60)与所述MBAN系统(10)设置在一起；

检测所述工作中的MBAN系统移动到医学机构之外,其中，对所述工作中的MBAN系统移动到所述医学机构之外的检测包括，使用位于所述医学机构的门内的第一RFID读取器检测所述RFID标签，随后使用位于所述医学机构的门外的第二RFID读取器检测所述RFID标签；

响应于所述检测，使所述工作信道或频率变为不同的工作信道或频率，所述不同的工作信道或频率不处于所述受限频谱内；以及

向所述MBAN系统(10)发出所述电子密钥(50)，其中，所述电子密钥配置用于至少部分基于由所述RFID标签(60)的读数指示的所述MBAN系统是否处于所述医学机构(62)内而准许或不准许所述MBAN系统使用所述受限频谱。

13.根据权利要求12所述的检测方法，其中，所述检测包括检测与所述MBAN系统(10)设置在一起的所述射频识别(RFID)标签(60)移动到所述医学机构之外。