JP2014510476A - Ｍｂａｎサービスのためのバックホールリンクに支援された室内スペクトル利用の施行対策 - Google Patents

Abstract

医療システムは、患者データを取得して通信する１つ以上のMBANデバイスを含む。１つ以上のメディカル・ボディ・エリア・ネットワーク（MBAN）システムは、短距離無線通信を介してハブデバイスと患者データを通信する１つ以上のMBANデバイスを含む。短距離無線通信を介した患者データの通信は、所定のスペクトル内にある。ハブデバイスは、１つ以上のMBANデバイスから通信された患者データを受信し、長距離通信及び１つ以上のアクセスポイント（AP）を介して中央監視ステーションと通信し、医療施設に関してMBANシステムの位置を判定する。１つ以上のMBANデバイスは、MBANハブデバイスが医療施設外に位置する場合、所定のスペクトル内で送信することを抑制される。

Description

この出願は、患者の生理状態を監視する医療用監視及び臨床データデバイスに関する。特に、MBANサービス及びアプリケーションのためのMBANスペクトルの制限及び施行に用途がある。

生理センサ、低電力集積回路及び無線通信の急速な発達により、新たな世代のメディカル・ボディ・エリア・ネットワーク（MBAN：medical body area network）が患者を監視するために使用可能になっている。MBANは、有線接続により課される不便性及び安全性への危険がなく、低コストの無線患者監視（PM：patient monitoring）を提供する。有線接続は、医療関係者をつまずかせて、外れて医療データを失う可能性がある。MBANの手法では、複数の低コストのセンサが患者の上又は周辺の異なる位置に取り付けられ、これらのセンサは、患者の生理情報（患者の体温、脈拍、血糖値、心電図（ECG：electrocardiographic）データ等）の読み取りを行う。センサは、MBANを形成するように、少なくとも１つの近傍のハブ又はゲートウェイにより連携される。ハブ又はゲートウェイデバイスは、埋め込まれた短距離無線通信無線機を使用して、例えばIEEE802.15.4（Zigbee（登録商標））短距離無線通信プロトコルに従って、センサと通信する。センサにより収集された情報は、MBANの短距離無線通信を通じてハブ又はゲートウェイデバイスに送信される。これにより、ケーブルの必要性を除去する。ハブ又はゲートウェイデバイスは、集中処理、表示及び格納のために、有線又は無線長距離リンクを介して、収集された患者データを中央患者監視（PM：patient monitoring）ステーションに送信する。例えば、長距離ネットワークは、有線Ethernet（登録商標）及び／又は無線プロトコル（Wi-Fi又はいずれかの独自仕様の無線ネットワークプロトコル等）を含んでもよい。例えば、PMステーションは、電子患者記録データベース、ナースステーション又は医療施設のどこかに位置する表示デバイス等を含んでもよい。

MBAN監視は、患者の生理パラメータを取得する。パラメータの種別及び患者の状態に応じて、取得されたデータは、重要なもの（例えば、健康療法を受けている健康な患者の監視の場合）から生命上不可欠なもの（例えば、集中治療室内の危篤状態の患者の場合）に及ぶ可能性がある。このため、データの医療内容により、MBAN無線リンクに厳密な信頼性の要件が存在する。しかし、医療用無線接続の現在のスペクトル割り当て及び規制は、限られた帯域幅又は制御されない干渉のため、医療級のリンクロバスト性、超低電力消費及び低コストを含むMBANの厳密な要件を満たさない。

MBANシステムのような短距離無線通信ネットワークは、干渉を受けやすい傾向にある。短距離ネットワークの空間的に分散した性質及び典型的にアドホックの形成は、異なる短距離ネットワークの実質的な空間の重複をもたらす可能性がある。短距離通信システムに割り当てられた短距離通信チャネルの数もまた、行政の規制、ネットワーク種別又は他の要因により典型的に制限される。重複する短距離ネットワークと限られたスペクトル空間（又はチャネルの数）との組み合わせは、異なる短距離ネットワークの送信の衝突を生じる可能性がある。これらのネットワークはまた、他の送信源（短距離ネットワークシステムに類似しない送信源を含む）からの無線周波数干渉を受けやすくなる可能性もある。

スペクトル利用効率を増加させるために、周波数スペクトルの規制ポリシーを使用することが知られている。１つの傾向は、プライマリとして他のサービスに以前に割り当てられていたスペクトルのセカンダリユーザとして、特にMBANアプリケーション及びサービスにMBANスペクトルを割り当てることにある。例えば、米国において、現在では他に割り当てられている2360〜2400MHz帯（MBANスペクトル）をセカンダリユーザとしてMBANサービスに開放することが提案されている。同様の提案が他の国でも行われている、又は行われることが予想される。MBANスペクトルの広い帯域幅、干渉のないこと及び良好な伝搬特性は、医療級の接続性の厳密な要件を満たす。

プライマリユーザとセカンダリユーザとの共存を実現するために、セカンダリユーザのスペクトル利用に何らかの制限（又はスペクトル規制ルール）がかけられる。プライマリユーザを保護するために、MBANスペクトルの利用に制限がかけられる必要がある。例えば、MBANスペクトルは、医療施設内にある場合にのみMBANデバイスにより使用可能になる。MBANデバイスが医療施設外にある場合、MBANデバイスは、MBANスペクトルの外部のみで送信可能である。これは、MBANデバイスが医療施設内のみでMBANスペクトル内で送信可能であり、MBANデバイスが医療施設外にある場合、MBANデバイスは通信するためにMBANスペクトルの外部の新たなチャネルに切り替えなければならないことを意味する。これを実現するために、施行機構が必要であり、MBAN規制への準拠を保証するために将来のMBANシステムに統合されることになる。

最も簡単な施設内のスペクトル利用の施行は、手動管理である。例えば、MBANシステムが医療施設内で患者を監視するために医療専門家により指示された場合、患者又は他の医療職員が、ハブデバイスがMBANスペクトルを使用することを手動で有効にする。例えば病院からの退院のため、患者が医療施設外に移動している場合、医療職員は、ハブデバイスがMBANスペクトルで動作することを手動で無効及び禁止する。手動での有効／無効動作は、ハブデバイスにパスコードを手動で入力することにより実施されてもよく、ハブデバイスを特定のデバイスに接続し（例えば、ハブデバイスのUSBキーのプラグ接続）、ハブデバイス又は特定のデバイスで実行するプログラムがハブデバイスのMBANスペクトルのアクセスを自動で有効／無効にしてもよい。

しかし、このような手動の管理方法は、大量の職員の介入を必要とし、病院におけるワークフロー効率をかなり低減する。また、施設内利用ルールの準拠を保証することが困難である。例えば、医療職員は、ハブデバイスを有効／無効にするのを忘れる可能性があり、これは、MBANスペクトルの非効率な利用（初期設定によりハブデバイスが活性化されたときに他のスペクトルを使用することを仮定する場合）又は施設内利用ルールの違反（MBANデバイスが外部に移動したときに無効にされずに依然としてMBANスペクトルを使用する場合）を生じる。更に、MBANスペクトルで動作する身体上のMBANデバイスを備えた患者は、時間と共に施設内を徘徊する又は離れる可能性がある。患者の徘徊は、医療職員により制御できず、施設内利用ルールを破る可能性がある。

この出願は、前述の問題及び他の問題を克服するMBANサービスのためのアクセスポイントに支援されたMBANスペクトル利用の施行のための新たな改善したシステム及び方法を提供する。

一態様によれば、医療システムが提供される。医療システムは、患者データを取得して通信する１つ以上のMBANデバイスを含む。１つ以上のメディカル・ボディ・エリア・ネットワーク（MBAN：medical body area network）システムは、短距離無線通信を介してハブデバイスと患者データを通信する１つ以上のMBANデバイスを含む。短距離無線通信を介した患者データの通信は、所定のスペクトル内にある。ハブデバイスは、１つ以上のMBANデバイスから通信された患者データを受信し、長距離通信及び１つ以上のアクセスポイント（AP：access point）を介して中央監視ステーションと通信し、医療施設に関してMBANシステムの位置を判定する。１つ以上のMBANデバイスは、MBANハブデバイスが医療施設外に位置する場合、所定のスペクトル内で送信することを抑制される。

他の態様によれば、方法が提供される。この方法は、１つ以上のメディカル・ボディ・エリア・ネットワーク（MBAN：medical body area network）デバイスにより患者データを収集し、MBANシステムの位置を判定し、短距離無線通信を介して、収集された患者データを１つ以上のMBANデバイスからMBANシステムを通じてハブデバイスに通信し、ただし、所定のスペクトル内での短距離無線通信を介した通信は、医療施設内のみで許可され、１つ以上のAPを通じた長距離無線通信を介してハブデバイスからの収集された患者データを中央監視ステーションに通信し、１つ以上のAPからMBANシステムの位置を判定することを含む。

１つの利点は、MBANシステムでのMBANスペクトルの施行にある。他の利点は、MBANスペクトルの利用を制御するためにMBANシステムが医療施設内にあるか医療施設外にあるかを判定するための、アクセスポイント情報の利用にある。

他の利点は、改善した医療ワークフローの効率、安全性及び臨床転帰にある。

本発明の更に他の利点は、以下の詳細な説明を読んで理解することにより、当業者に明らかになる。

本発明によるメディカル・ボディ・エリア・ネットワーク（MBAN）システムの概略図 本発明による医療施設でのアクセスポイントの配置の例の概略図 本発明による医療施設でのアクセスポイントの配置の例の概略図 本発明によるMBANシステムの動作のフローチャート

本発明は、様々な構成要素及び構成要素の配置並びに様々なステップ及びステップの配置の形式になってもよい。図面は、好ましい実施例を示す目的のみのものであり、好ましい実施例は、本発明を限定するものとして解釈されるべきではない。

図１を参照すると、複数のメディカル・ボディ・エリア・ネットワーク（MBAN）の各MBAN10は、複数のMBANデバイス12、14と、対応するハブデバイス16とを含む。MBANデバイス12、14は、短距離無線通信プロトコルを介して対応するハブデバイス16と通信する。MBAN10はまた、場合によって関連する文献では、ボディ・エリア・ネットワーク（BAN：body area network）、ボディ・センサ・ネットワーク（BSN：body sensor network）、パーソナル・エリア・ネットワーク（PAN：personal area network）、モバイル・アドホック・ネットワーク（MANET：mobile ad hoc network）等のような他の等価な用語で呼ばれる。メディカル・ボディ・エリア・ネットワーク（MBAN）10という用語は、これらの様々な別の用語を含むものとして理解されるべきである。

例示的なMBAN10は、２つの例示的なMBANデバイス12、14と、対応するハブデバイス16とを含むが、MBANデバイス及びハブデバイスの数は、１個、２個、３個、４個、５個、６個又はそれ以上でもよく、更に、或る実施例では、MBANデバイスの数は、MBANデバイスが医療監視機能を追加又は除去するようにネットワークに追加又はネットワークから除去されるとアドホック的に増加又は減少してもよい。MBANデバイス12、14は、心拍数、呼吸数、心電図（ECG：electrocardiographic）データ等のような生理パラメータを含む患者データを取得する１つ以上のセンサ20を含む。しかし、１つ以上のMBANデバイスが皮膚用パッチ又は静脈内接続を介した治療薬の制御された投与、心臓ペースメーカ機能の実行等のような他の機能を実行することも考えられる。他のMBANデバイスが患者に関連付けられてもよい。前述のMBANデバイスの全てがいずれか所与の時点に患者に関連付けられる必要はない。単一のMBANデバイスが１つ以上の機能を実行してもよい。例示的なMBANデバイス12、14は、関連する患者の外部に配置されているが、より一般的には、MBANデバイスは患者の上に配置されてもよく、患者の中に配置されてもよく（例えば、MBANデバイスはインプラント式デバイスの形式になってもよい）、短距離通信プロトコルの通信範囲内で患者の近くに配置されてもよい（例えば、MBANデバイスは、患者の近くに保持されたポールに搭載された静脈内点滴ポンプ（図示せず）に搭載されたデバイスの形式になってもよく、この場合、監視された患者データは、点滴液の流速のような情報を含んでもよい）。場合によっては、MBANデバイスが患者の快適さを促すために実現可能にできるだけ小さくされて、信頼性を向上させるために複雑でないことが望ましい。従って、このようなMBANデバイス12、14は、典型的には低電力デバイスであり（電池又は他の電源を小さく保持するため）、搭載データ記憶装置又はデータバッファに制限があってもよい。従って、MBANデバイス12、14は、そのデータバッファをオーバーフローさせずに、取得された患者データを対応するハブデバイス16に迅速に伝えるために、対応するハブデバイス16と連続して又はほぼ連続して短距離無線通信を行うべきである。

図１では、短距離無線通信範囲は、MBANシステム10を示すために使用される点線によって概略的に示されている。典型的には、短距離無線通信は双方向であり、これにより、MBANデバイス12、14は、情報（例えば、患者データ、MBANデバイス状態等）を対応するハブデバイス16に通信することができ、対応するハブデバイス16は、情報（例えば、コマンド、治療用MBANデバイスの場合の制御データ等）をMBANデバイス12、14に通信することができる。例示的なハブデバイスは、長時間の重いバッテリ及び長距離の送信のための他のハードウェアを持ち運ぶことを容易にするウエスト搭載デバイスである。しかし、別法では、ハブデバイスは、手首用デバイス、粘着性デバイス等のように患者に搭載されてもよい。患者の近くに保持されるポールに搭載された静脈内点滴ポンプ（図示せず）に統合されたもののように、ハブデバイスが患者の近くのどこかに搭載されることも考えられる。

センサ20から取得された患者データは、対応するMBANデバイスのコントローラ22に同時に送信される。MBANデバイス12、14は、センサ20により取得された患者データの収集ポイントとして機能し、メモリ24への患者データの一時記憶を提供する。MBANデバイス12、14はまた、短距離無線通信プロトコルを介して対応するハブデバイス16に患者データを送信する通信ユニット26を含む。通信ユニット26は、コントローラ22により受信された患者データ及び情報を送信し、ハブデバイス16から情報を受信するトランシーバ（図示せず）を含む。

短距離無線通信プロトコルは、数十メートル、数メートル、又はそれ以下の比較的短い動作範囲を有することが好ましい。或る実施例では、IEEE802.15.4（Zigbee（登録商標））短距離無線通信プロトコル若しくはその変形、又はBluetooth（登録商標）短距離無線通信プロトコル若しくはその変形を適宜使用する。Bluetooth（登録商標）及びZigbee（登録商標）は短距離無線通信のための適切な実施例であるが、独自仕様の通信プロトコルを含む他の短距離通信プロトコルも考えられる。短距離通信プロトコルは、ハブデバイス16がMBANシステム10の全てのMBANデバイス12、14と信頼性高く通信するために十分な範囲を有するべきである。MBANデバイス12、14と対応するハブデバイス16との間の短距離無線通信プロトコル、或る実施例ではMBANデバイスの間の短距離無線通信プロトコルは、約2.3〜2.5GHzの周辺の周波数スペクトルで動作する。

患者データの医療内容が送信されるという理由によるMBANシステム10の通信の厳密な信頼性の要件のため、例えば前述の2360〜2400MHz帯のように、MBANスペクトルは、特に患者データの通信のために割り当てられる。信頼性の要件は、他の利用可能なスペクトルよりもMBANスペクトルを患者データの送信に好適にする。MBANハブデバイスが医療施設内に配置されると、MBANスペクトルの一部又は全体の中でMBANネットワークを設定して動作することが可能になる。MBANデバイス12、14がMBANネットワーク内でMBANハブ16に関連付けら得る限り、これらはMBANスペクトルでMBANハブ16と通信することができる。

MBANスペクトルでは、MBANデバイス12、14は、スペクトルのセカンダリユーザである。プライマリユーザを保護するために、MBANスペクトル内でのMBANデバイス12、14の動作は、MBANデバイス12、14がMBANネットワークで動作を許可されない限り禁止される。特に、MBANスペクトルでのMBAN動作は、医療施設のみに制限される。これは、MBANデバイス12、14が医療施設内に位置する場合にのみ、MBANスペクトルで送信することのみを許可されることを意味する。MBANデバイスが医療施設外にある場合、MBANデバイスは、データを送信するためにMBANスペクトルの外部の新たなチャネルに切り替える必要がある。例えば、MBANデバイスは、MBANデバイスが医療施設内にある場合にのみ、MBANスペクトルで患者データを送信することが許可される。

ハブデバイス16は、MBANデバイス12、14のセンサ20により取得された患者データを受信し、収集された患者データをMBAN10から長距離通信プロトコルを介して中央監視ステーション34に送信するために、MBANスペクトルでのそのMBANシステム10の動作を連携させる。センサ20から取得された患者データは、MBANデバイス12、14から対応するハブデバイス16の短距離通信デバイス28に同時に送信される。ハブデバイス16は、MBANネットワークの全てのMBANデバイス12、14（例えば、１人の患者に関連付けられた全てのMBANデバイス）のセンサ20により取得された患者データの収集ポイントとして機能し、メモリ30への患者データの一時記憶を提供する。ハブデバイス16はまた、長距離無線通信プロトコルを介して中央監視ステーション34に患者データを送信する長距離通信ユニット32を含む。MBANハブ16のコントローラ33は、MBANデバイス12、14との通信、患者データの収集及び取り扱い、中央監視ステーション34への患者データの再送信、ネットワークの設定、新たなMBANデバイスの関連付け、外れたMBANデバイスの関連付け解除等を制御する。

ハブデバイス16の長距離通信ユニット32はまた、MBANシステム10のデータを通信するための長距離通信機能を提供するトランシーバを含む。図１の図示の例では、ハブデバイス16は、病院ネットワーク42のアクセスポイント（AP：access point）36を通じて中央監視ステーション34と無線通信する。例示的なAP36は、ハブデバイス16と無線通信する無線アクセスポイントである。図示の実施例では、病院ネットワーク42はまた、病院又は他の医療施設を通じて分散した例示的なアクセスポイントAP38及びAP40のような更なるアクセスポイントを含む。更なる例示を提供するために、AP24と無線通信する中央監視ステーションが概略的に示されている。異なるAP36、36、40は、病院施設の異なる領域をカバーしており、そのカバレッジエリアはシームレスなローミングサービスを提供するために相互に重複する。APの位置は固定されて認識されており、MBANハブデバイス16の位置（特に患者が医療施設内にあるか医療施設外にあるか）を判定するために使用されてもよい。位置は、MBANハブのGPS、最も近いAPの間の三角測量、以前に連絡したAPからの軌跡の計算及び予測等のように、様々な方法で判定されてもよい。特に、特定のハブデバイスがAPと通信している場合、APについての情報は、MBANハブデバイス16に通信される。この情報は、APの識別情報、APの分類、APの位置、APが接続された病院ネットワークの識別情報等を含む。MBANハブデバイス16は、MBANスペクトルで動作することが許可されているか否かを判定するために、この情報を利用する。

更なる例示を提供するために、中央監視ステーション34は、多くのハブデバイスから患者データを受信するコントローラ44を含む。中央監視ステーション34はまた、例えば、MBANシステム10により取得されて病院ネットワーク42のAP38を介して中央監視ステーション34に通信された患者の医療データを表示するために使用されるディスプレイモニタ46を含む。中央監視ステーション34はまた、全ての現在及び過去の患者の患者データ及び記録が格納される電子患者記録サブシステム48と通信する。中央監視ステーションと電子患者記録サブシステム48との間の通信は、病院ネットワーク42のAP40を介して通信される。長距離無線通信は、適切には、IEEE802.11無線通信プロトコル又はその変形に準拠したWiFi通信リンクである。しかし、他の種類の無線医療測定システム（WMTS：wireless medical telemetry system）のような他の無線通信プロトコルが長距離通信に使用されてもよい。更に、長距離通信は、有線Ethernet（登録商標）リンクのような有線通信でもよい（この場合、病院ネットワークは、有線長距離通信リンクを提供する少なくとも１つのケーブルを含む）。

長距離通信は、MBANデバイス12、14と対応するハブデバイス16との間の短距離通信に比べて長距離である。例えば、短距離無線の範囲はメートル、数メートル、又はせいぜい場合によって数十メートルのオーダでもよい。長距離通信は、病院ネットワークに直接であれ、複数のAPを介してであれ、病院の実質的な部分若しくは全て又は他の医療施設を包含するほど十分に長くてもよい。

長距離通信は、無線の場合、短距離通信より多くの電力を必要とする。従って、ハブデバイス16は、長距離通信トランシーバを動作させるのに十分な電池又は他の電源を含む。典型的には、ハブデバイス16はまた、病院ネットワーク34との通信が或る期間の間に中断された場合に実質的な量の患者データをバッファ保存することができるように、十分な搭載記憶装置を含む。無線長距離通信の例示的な場合、患者が病院又は医療施設内で移動した場合、病院ネットワーク34により使用されるIEEE802.11又は他の無線通信プロトコルは、無線通信を提供することが分かる。これに関して、典型的には患者はベッドに横になっているが、より一般的には、患者が病院又は医療施設を通じて歩行して様々に移動することが考えられる。患者が移動すると、MBANデバイス12、14及びハブデバイス16を含むMBANシステム10が患者と共に移動する。

MBAN10では、MBANデバイス12、14は、短距離無線通信を介してハブデバイス16と通信する。しかし、MBANデバイス12の様々な対又はグループも、短距離無線通信を介して直接的に（すなわち、仲介としてのハブデバイス16、18を使用せずに）通信することも考えられる。これは、例えば、２つ以上のMBANデバイスの動作を時間通りに連携させるのに有用になり得る。更に、ハブデバイス16、18は、更なる機能を提供してもよい。例えば、ハブデバイス16、18はまた、生理パラメータを測定する１つ以上のセンサを含むMBANデバイスでもよい。更に、単一のハブデバイス16、18が示されているが、連携機能（例えば、MBANデバイス12、14からのデータ収集及び長距離無線通信を介した収集されたデータのオフロード）が、連携タスクを共同で実行する２つ以上のMBANデバイスにより具現されることも考えられる。

図１の例では、１つのみのMBANシステム10が詳細に示されている。しかし、より一般的には、病院又は他の医療施設は、それぞれ自分のMBANシステムを有する複数の患者を含むことが分かる。より一般的には、MBANシステムの数は、或る例示的な例では、医療施設のサイズに応じて数百、数千、数万又はそれ以上でもよい。実際に、単一の患者が２つ以上の異なる独立して動作するMBANシステム又は共同で動作するMBANシステム（図示せず）を有することも考えられる。この環境では、異なる患者の様々なMBANシステムは、各MBANシステムの短距離無線通信の範囲が重複するように、相互に近くなることが想定され得る。

MBANデバイス12、14、MBANハブ16、MBANシステム10及び中央監視ステーション34は、以下に更に詳細に説明する動作を実行するためのMBANソフトウェアを実行するように構成された少なくとも１つのプロセッサ（例えば、マイクロプロセッサ又は他のソフトウェア制御のデバイス）を含む。典型的には、MBANソフトウェアは、プロセッサによる実行のために有形のメモリ又はコンピュータ可読媒体で運ばれる。過渡的でないコンピュータ可読媒体の種類は、ハードディスクドライブ、CD-ROM、DVD-ROM、インターネットサーバ等のようなメモリを含む。プロセッサの他の実装も考えられる。ディスプレイコントローラ、特定用途向け集積回路（ASIC：Application Specific Integrated Circuit）、FPGA及びマイクロプロセッサは、プロセッサの機能を提供するために実装され得る他の種類の構成要素の例示的な例である。実施例は、プロセッサによる実行のためのソフトウェア、ハードウェア又はこれらの何らかの組み合わせを使用して実装されてもよい。

前述のように、MBANハブデバイス16は、病院ネットワーク42への接続を提供するためにAP36、38、40に関連付けるトランシーバを含む。APの位置及びカバレッジエリアは固定されていて認識されている。MBANハブデバイス16がAP36、38、40に関連付けられた場合、AP36、38、40についての情報は、MBANハブデバイス16の位置を判定するために、MBANハブデバイスに通信される。特に、MBANハブデバイス16は、MBANハブデバイス16の現在位置が施設内であるか、施設外であるか、分からないかを判定するためにAP情報を使用し、MBANスペクトルで動作することが許可されているか否かを判定する。

図２に示すように、APは、それぞれ内部AP、外部AP及び出入り口APを含む３つの異なるAP種別に分類される。APの分類を判定するために、医療施設は、医療施設境界100と、医療施設出入り口エリア102とを含む。APのカバレッジが出入り口エリア102（正面ロビー、裏口、又は他の出入り口、バルコニー等）を含む場合、APは、出入り口APとして分類される。例えば、AP3は医療施設の出入り口エリアをカバーするため、出入り口APである。APが医療施設境界100の外部に及ぶカバレッジエリアを有する場合（又は換言すると、MBANハブが医療施設の外部にあっても、MBANハブデバイスがAPにうまく接続できる場合）、APは外部APとして分類される。例えば、AP1、AP2及びAP4は、これらのカバレッジエリアの一部が医療施設の外部にあるため、外部APである。APのカバレッジエリアが完全に医療施設内にある場合（又は換言すると、ハブデバイスが医療施設の外部にある場合、MBANハブデバイスがうまくAPに接続できない場合）、APは内部APとして分類される。例えば、図２のAP5〜AP12は内部APとして分類される。MBANハブデバイスがAPに関連付けられた場合、APの分類は通信され、MBANハブデバイスのパラメータとして格納され、MBANハブデバイスが医療施設内であるか医療施設外であるかを判定するために使用される。

MBANハブデバイスは、その位置又は状態を示すための施設内状態パラメータを含む。施設内状態パラメータは３つの値（室内、室外及び未知）を含む。MBANハブがAPに接続した場合、MBANハブデバイスの施設内状態パラメータは、ハブが接続したAPの分類に基づいて設定される。例えば、MBANハブデバイスが動作し始める場合、パラメータは、初期設定値“未知”に設定されるか、医療職員により手動で設定される。MBANハブデバイスが出入り口APに接続した場合、MBANハブデバイスのパラメータは“室外”に設定される。MBANハブデバイスが内部APに接続した場合、MBANハブデバイスのパラメータは“室内”に設定される。MBANが外部APに接続した場合、MBANハブデバイスのパラメータは変更されないままになる。MBANハブがAPへの接続を失った場合、MBANハブデバイスのパラメータは初期設定値“未知”にリセットされる。MBANハブデバイスは、接続されたAPの分類を継続的又は周期的に検査し、それに従ってその施設内状態パラメータを更新する。前述の提案方式は、MBANハブデバイスの施設内状態を判定するためにAP情報のみを使用し、追加のハードウェア構成要素を必要としない。

MBANハブデバイスの施設内状態パラメータが“室内”である場合、MBANハブデバイス及びその関連するMBANデバイスは、医療施設内に位置しているかのように扱われ、MBANスペクトル内で通信することが許可される。MBANハブデバイスのパラメータが“室外”又は“未知”である場合、MBANハブデバイス及びその関連するMBANデバイスは、医療施設外に位置しているかのように扱われ、MBANスペクトルで動作することを許可されない。MBANハブデバイスがMBANスペクトル内で動作しており、MBANハブデバイスのパラメータが“室外”又は“未知”に変更された場合、MBANハブデバイスは、MBANスペクトル内での送信を停止する。

MBANハブデバイスはまた、MBANハブデバイス又はAPで測定されたAP信号強度インジケータ（SSI：signal strength indicator）を含む。SSIは、接続されたAPからの信号の強度を示す。SSI及びAP分類は、MBANハブデバイスによりMBANの施設内状態を判定するために使用される。前述のように、MBANハブデバイスが動作し始めた場合、施設内状態パラメータは初期設定値“未知”に設定されるか、医療職員により手動で設定される。MBANハブデバイスが出入り口APに接続し、SSIが所定の出入り口境界信号強度未満である場合、MBANハブデバイスのパラメータは“室外”に設定される。MBANハブデバイスが出入り口APに接続したときに、SSIが所定の出入り口境界信号強度以上である場合、MBANハブデバイスの施設内状態パラメータは“室内”に設定される。MBANハブデバイスが内部APに接続した場合、MBANハブデバイスのパラメータは“室内”に設定される。MBANハブデバイスが外部APに接続し、SSIが所定の出入り口境界信号強度未満である場合、MBANハブデバイスのパラメータは変更されないままになる。MBANハブデバイスが外部APに接続したときに、SSIが所定の出入り口境界信号強度以上である場合、MBANハブデバイスの施設内状態パラメータは“室内”に設定される。MBANハブがAPへのその接続を失った場合、パラメータを初期設定値“未知”にリセットする。SSIに関する基準は、MBANハブデバイス側で実装されてもよく、AP側で実装されてもよい。外部AP及び出入り口APのそれぞれは、性能を最適化するために、その独自の所定の境界信号強度パラメータを有してもよい。向上した基準は、多くの施設内の領域ができる限りMBANスペクトルを使用することを可能にし、従って、スペクトル利用効率を改善する。例えば、図３では、MBANがAP3に接続して円104内にある場合、これは、SSIが所定の出入り口境界信号強度以上である領域にあるため、MBANハブデバイスは“室内”として扱われ、MBANスペクトルで動作することが許可される。

MBANが病院ネットワークエリアから離れ、非MBANスペクトルで通信し始めた場合、様々なネットワーク形成技術のうちいずれかを使用して、MBANスペクトルを使用することが再び許可されてもよい。例えば、病院ネットワークは、“室内”の位置基準を定めるために、非MBANスペクトルの通信を使用してもよい。他の例として、MBANハブデバイスは、MBANスペクトルでビーコン信号を受信し、範囲内にあることを認識して再導入プロトコルを経験してもよい。

更にMBANスペクトル効率を改善するため、MBAN施設内状態を判定するために周辺AP情報が利用される。例えば、MBANハブデバイスは、MBANハブデバイスの移動をトラッキングし、MBANハブデバイスの位置を判定するために、接続されたAPの情報と周辺AP情報との双方を利用する。MBANデバイスが動作し始めた場合、パラメータは初期設定値“未知”に設定されるか、医療職員により手動で設定される。MBANが室内APに接続した場合、そのパラメータは“室内”に設定される。MBANが出入り口APに接続したときに、SSIが所定の出入り口境界信号強度以上である場合、そのパラメータは“室内”に設定される。MBANが出入り口APに接続し、室内APとして分類された周辺APを見つけ、周辺APからのSSIが所定の周辺境界信号強度以上である場合、MBANハブデバイスのパラメータは“室内”に設定される。そうでない場合、MBANが出入り口APに接続したときにMBANハブデバイスパラメータは“室外”に設定される。MBANが外部APに接続したときに、SSIが所定の外部境界信号強度以上である場合、そのパラメータは“室内”に設定される。MBANハブデバイスが外部APに接続したときに、MBANハブパラメータの現在の値が“室外”であり、SSIが所定の外部境界信号強度未満であるが、MBANハブが少なくとも１つの周辺“室内”APを見つけ、周辺APからのSSIが所定の周辺境界信号強度以上である場合、MBANハブパラメータは“室内”に設定される。MBANが外部APに接続したときに、パラメータの現在の値が“室外”であり、SSIが所定の外部境界信号強度未満であり、SSIが所定の周辺境界信号強度以上である周辺“室内”APをMBANハブが見つけなかった場合、MBANハブのパラメータは“室外”のままになる。MBANが外部APに接続したときに、MBANハブデバイスのパラメータの現在の値が“未知”であり、MBANハブが周辺“室内”APを見つけ、その周辺APからのSSIが所定の周辺境界信号強度以上である場合、MBANハブデバイスのパラメータは“室内”に設定される。そうでない場合、MBANが外部APに接続したときに、MBANハブデバイスのパラメータは変更されないままになる。観測された周辺AP及びそのSSI情報を使用することにより、更に高度な対策も可能である。関連したAP及びそのSSIは、出入り口エリア及び／又は内部エリアを特徴付ける。このような場合、基準は個々のAPについて特に設計されてもよい。

図４は、MBANシステムの動作を示している。ステップ200において、患者データは、１つ以上のメディカル・ボディ・エリア・ネットワーク（MBAN）デバイスにより収集される。ステップ202において、MBANシステムの施設内状態が判定される。ステップ204において、収集された患者データは、短距離無線通信を介して、１つ以上のMBANデバイスからMBANシステムを通じてハブデバイスに通信される。所定のスペクトル内での短距離無線通信を介した通信は、医療施設内のみで許可される。ステップ206において、収集された患者データは、１つ以上のAPを介した長距離無線通信を介して、ハブデバイスから中央監視ステーションに通信される。ステップ208において、AP情報は、ハブデバイスとハブデバイスに接続された１つ以上のAPとの間で通信される。ステップ210において、AP情報に基づいて、MBANシステムの施設内状態が室内であるか、室外であるか、未知であるかが判定される。ステップ212において、MBANシステムの施設内状態が室内であると分類されたことに応じて、所定のスペクトルが通信される。ステップ214において、MBANシステムの施設内状態が室外又は未知であると分類されたことに応じて、所定のスペクトル内での通信が禁止される。

好ましい実施例を参照して本発明について説明した。前述の詳細な説明を読んで理解することにより、変更及び変形が思い浮かぶ可能性がある。本発明は、特許請求の範囲又はその均等の範囲内にある限り、全てのこのような変更及び変形を含むものとして解釈されることを意図する。

Claims (20)

1. 患者データを取得して通信する１つ以上のMBANデバイスと、
   １つ以上のメディカル・ボディ・エリア・ネットワーク（MBAN）システムと
   を有する医療システムであって、
   各MBANシステムは、短距離無線通信を介してハブデバイスと前記患者データを通信する前記１つ以上のMBANデバイスを含み、前記短距離無線通信を介した前記患者データの通信は、所定のスペクトル内にあり、
   各MBANデバイスは、前記１つ以上のMBANデバイスから通信された患者データを受信し、長距離通信及び１つ以上のアクセスポイント（AP）を介して中央監視ステーションと通信し、医療施設に関して前記MBANシステムの位置を判定する前記ハブデバイスを含み、
   前記１つ以上のMBANデバイスは、前記MBANハブデバイスが前記医療施設外に位置する場合、前記所定のスペクトル内で送信することを抑制される医療システム。
2. 前記MBANハブデバイスは、前記MBANハブデバイスが接続された前記１つ以上のAP又は最近接続されている前記１つ以上のAPからAP情報を受信し、各MBANハブは、前記AP情報から自分の施設内状態を判定する、請求項１に記載の医療システム。
3. AP情報は、少なくともAP位置分類とAP信号強度とを含む、請求項１又は２に記載の医療システム。
4. 前記AP分類は、内部AP、外部AP及び出入り口APのうち少なくとも１つを含む、請求項１ないし３のうちいずれか１項に記載の医療システム。
5. MBANシステムの前記施設内状態は、室内、室外又は未知として分類され得る、請求項１ないし４のうちいずれか１項に記載の医療システム。
6. 前記MBANデバイスが動作を開始したことに応じて、前記施設内状態は未知に設定されるか、医療職員により手動で設定され、
   前記MBANハブデバイスが内部APに接続されたことに応じて、施設内状態パラメータは室内に設定され、
   前記MBANハブデバイスが出入り口APに接続されたことに応じて、施設内状態パラメータは室外に設定され、
   前記MBANハブデバイスが外部APに接続されたことに応じて、施設内状態パラメータは変更されないままになり、
   前記MBANハブデバイスがそのAPへの接続を失ったことに応じて、施設内状態パラメータは未知に設定される、請求項１ないし５のうちいずれか１項に記載の医療システム。
7. MBANシステムの施設内状態が室内として分類されたことに応じて、前記MBANハブデバイス又はそのMBANデバイスは、MBANスペクトルで動作を許可され、
   MBANシステムの施設内状態が室外又は未知として分類されたことに応じて、前記MBANハブデバイス又はそのMBANデバイスは、MBANスペクトルで動作を許可されない、請求項１ないし６のうちいずれか１項に記載の医療システム。
8. 前記APの信号強度は、前記MBANシステムの施設内状態を判定するために更に使用される、請求項１ないし７のうちいずれか１項に記載の医療システム。
9. 前記MBANハブデバイスが出入り口APに接続されたことに応じて、前記AP信号強度が所定の閾値以上である場合、施設内状態パラメータは室内に設定され、前記AP信号強度が前記所定の閾値未満である場合、施設内状態パラメータは室外に設定され、
   前記MBANハブデバイスが外部APに接続されたことに応じて、前記AP信号強度が所定の閾値以上である場合、施設内状態パラメータは室内に設定され、前記AP信号強度が前記所定の閾値未満である場合、施設内状態パラメータは変更されないままになる、請求項８に記載の医療システム。
10. 前記MBANハブデバイスは、周辺APから周辺AP情報を更に受信する、請求項１ないし９のうちいずれか１項に記載の医療システム。
11. 前記MBANハブデバイスが出入り口AP又は外部APに接続され、周辺の内部APの信号強度が所定の閾値より大きい場合、施設内状態は室内に設定される、請求項１０に記載の医療システム。
12. 前記MBANハブデバイスは、前記APから自分の移動をトラッキングする、請求項１ないし１１のうちいずれか１項に記載の医療システム。
13. １つ以上のメディカル・ボディ・エリア・ネットワーク（MBAN）デバイスにより患者データを収集するステップと、
    MBANシステムの施設内状態を判定するステップと、
    短距離無線通信を介して、前記収集された患者データを前記１つ以上のMBANデバイスから前記MBANシステムを通じてハブデバイスに通信するステップであり、所定のスペクトル内での短距離無線通信を介した通信は、医療施設内のみで許可されるステップと、
    前記１つ以上のAPを通じた長距離無線通信を介して前記ハブデバイスからの前記収集された患者データを中央監視ステーションに通信するステップと、
    前記１つ以上のAPから前記MBANシステムの施設内状態を判定するステップと
    を有する方法。
14. 前記ハブデバイスと前記ハブデバイスに接続された前記１つ以上のAPとの間でAP情報を通信するステップを更に含む、請求項１３に記載の方法。
15. AP情報は、少なくともAP分類とAP信号強度とを含む、請求項１３又は１４に記載の方法。
16. 前記AP分類は、内部AP、出入り口AP及び外部APのうち少なくとも１つを含む、請求項１３ないし１５のうちいずれか１項に記載の方法。
17. MBANシステムの前記施設内状態は、室内、室外又は未知として分類され得る、請求項１３ないし１６のうちいずれか１項に記載の方法。
18. 前記MBANシステムの施設内状態が室内として分類されたことに応じて、所定のスペクトル内で通信するステップと、
    前記MBANシステムの施設内状態が室外又は未知として分類されたことに応じて、前記所定のスペクトル内での通信を禁止するステップと
    を更に含む、請求項１３ないし１７のうちいずれか１項に記載の方法。
19. 請求項１０ないし１８のうちいずれか１項に記載の方法を実行するようにプログラムされた１つ以上のプロセッサを有する医療システム。
20. プロセッサにプログラムがロードされた場合、請求項１０ないし１８のうちいずれか１項に記載の方法を実行するように前記プロセッサをプログラムしたソフトウェアを含むコンピュータ可読媒体。

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