JP2014519238A - Ieee802.15.4j標準に関するmbanチャネル使用制御スキーム及び適応的チャネライゼーション - Google Patents

Ieee802.15.4j標準に関するmbanチャネル使用制御スキーム及び適応的チャネライゼーション Download PDF

Info

Publication number
JP2014519238A
JP2014519238A JP2014508904A JP2014508904A JP2014519238A JP 2014519238 A JP2014519238 A JP 2014519238A JP 2014508904 A JP2014508904 A JP 2014508904A JP 2014508904 A JP2014508904 A JP 2014508904A JP 2014519238 A JP2014519238 A JP 2014519238A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
mban
spectrum
channels
devices
predetermined spectrum
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2014508904A
Other languages
English (en)
Other versions
JP6430829B2 (ja
JP2014519238A5 (ja
Inventor
ドーン ワーン
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Koninklijke Philips NV
Original Assignee
Koninklijke Philips NV
Koninklijke Philips Electronics NV
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Koninklijke Philips NV, Koninklijke Philips Electronics NV filed Critical Koninklijke Philips NV
Publication of JP2014519238A publication Critical patent/JP2014519238A/ja
Publication of JP2014519238A5 publication Critical patent/JP2014519238A5/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6430829B2 publication Critical patent/JP6430829B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G16INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR SPECIFIC APPLICATION FIELDS
    • G16HHEALTHCARE INFORMATICS, i.e. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR THE HANDLING OR PROCESSING OF MEDICAL OR HEALTHCARE DATA
    • G16H40/00ICT specially adapted for the management or administration of healthcare resources or facilities; ICT specially adapted for the management or operation of medical equipment or devices
    • G16H40/60ICT specially adapted for the management or administration of healthcare resources or facilities; ICT specially adapted for the management or operation of medical equipment or devices for the operation of medical equipment or devices
    • G16H40/67ICT specially adapted for the management or administration of healthcare resources or facilities; ICT specially adapted for the management or operation of medical equipment or devices for the operation of medical equipment or devices for remote operation
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/0002Remote monitoring of patients using telemetry, e.g. transmission of vital signals via a communication network
    • A61B5/0015Remote monitoring of patients using telemetry, e.g. transmission of vital signals via a communication network characterised by features of the telemetry system
    • A61B5/002Monitoring the patient using a local or closed circuit, e.g. in a room or building
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/0002Remote monitoring of patients using telemetry, e.g. transmission of vital signals via a communication network
    • A61B5/0015Remote monitoring of patients using telemetry, e.g. transmission of vital signals via a communication network characterised by features of the telemetry system
    • A61B5/0024Remote monitoring of patients using telemetry, e.g. transmission of vital signals via a communication network characterised by features of the telemetry system for multiple sensor units attached to the patient, e.g. using a body or personal area network
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/02Detecting, measuring or recording pulse, heart rate, blood pressure or blood flow; Combined pulse/heart-rate/blood pressure determination; Evaluating a cardiovascular condition not otherwise provided for, e.g. using combinations of techniques provided for in this group with electrocardiography or electroauscultation; Heart catheters for measuring blood pressure
    • A61B5/0205Simultaneously evaluating both cardiovascular conditions and different types of body conditions, e.g. heart and respiratory condition
    • A61B5/02055Simultaneously evaluating both cardiovascular condition and temperature
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W16/00Network planning, e.g. coverage or traffic planning tools; Network deployment, e.g. resource partitioning or cells structures
    • H04W16/14Spectrum sharing arrangements between different networks
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W4/00Services specially adapted for wireless communication networks; Facilities therefor
    • H04W4/80Services using short range communication, e.g. near-field communication [NFC], radio-frequency identification [RFID] or low energy communication
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W72/00Local resource management
    • H04W72/50Allocation or scheduling criteria for wireless resources
    • H04W72/53Allocation or scheduling criteria for wireless resources based on regulatory allocation policies
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/02Detecting, measuring or recording pulse, heart rate, blood pressure or blood flow; Combined pulse/heart-rate/blood pressure determination; Evaluating a cardiovascular condition not otherwise provided for, e.g. using combinations of techniques provided for in this group with electrocardiography or electroauscultation; Heart catheters for measuring blood pressure
    • A61B5/024Detecting, measuring or recording pulse rate or heart rate
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/08Detecting, measuring or recording devices for evaluating the respiratory organs
    • A61B5/0816Measuring devices for examining respiratory frequency
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/145Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue
    • A61B5/14532Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue for measuring glucose, e.g. by tissue impedance measurement
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/24Detecting, measuring or recording bioelectric or biomagnetic signals of the body or parts thereof
    • A61B5/316Modalities, i.e. specific diagnostic methods
    • A61B5/318Heart-related electrical modalities, e.g. electrocardiography [ECG]
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/48Other medical applications
    • A61B5/4836Diagnosis combined with treatment in closed-loop systems or methods
    • A61B5/4839Diagnosis combined with treatment in closed-loop systems or methods combined with drug delivery
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W84/00Network topologies
    • H04W84/18Self-organising networks, e.g. ad-hoc networks or sensor networks

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Cardiology (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Physiology (AREA)
  • Pulmonology (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • General Business, Economics & Management (AREA)
  • Primary Health Care (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Abstract

医療システムは、1つ又は複数の医療体エリアネットワークMBANシステムを含む。各MBANシステムは、患者データを取得し、これを短距離無線通信を介してハブデバイスと通信する1つ又は複数の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で行われる。ハブデバイスは、1つ又は複数MBANデバイスから通信される患者データを受信し、これをより長距離の通信を介して中央監視ステーションと通信する。MBANチャネライゼーションスキームは、所定のスペクトルにおける1つ又は複数の重複するチャネルを規定し、MACパラメータは、各規定されたチャネルに対するアクセスを動的にイネーブル又はディスエーブルにする。チャネルレギュレータは、所定のスペクトルに含まれる1つ又は複数の所定のMBANチャネルを動的にイネーブル/ディスエーブルにするため、MACパラメータをセットすることにより、所定のスペクトルのMBAN利用を管理する。

Description

本願は、患者の生理状態を監視する医療監視及び臨床データデバイスに関する。それは、IEEE802.15.4j標準に関するチャネライゼーションスキームの使用及びチャネル使用規則において、特定の用途を見い出す。
生理学的センサ、低電力集積回路及び無線通信における急速な発展は、患者を監視するために用いられる医療体エリアネットワーク(MBAN)の新しい生成を可能にした。MBANは、医療従事者をつまずかせる可能性がある、又は外れて医療データが失われる可能性があるといった有線接続によりもたらされる不都合及び安全性の危険なしに、低コストの無線患者監視(PM)を提供する。MBAN手法において、複数の低コストセンサが、患者に又は患者の周りの異なる位置に取り付けられる。これらのセンサは、例えば患者温度、パルス、血糖レベル、心電図(ECG)データ等といった患者生理情報の読み出しを行う。センサは、MBANを形成するため、少なくとも1つの近接するハブ又はゲートウェイデバイスにより調整される。ハブ又はゲートウェイデバイスは、例えば、IEEE802.15.4(Zigbee)短距離無線通信プロトコルに適合した埋め込み型短距離無線通信無線機を用いて、センサと通信する。センサにより集められる情報は、MBANの短距離無線通信を介してハブ又はゲートウェイデバイスに送信される。こうして、有線接続に関する必要性が除去される。ハブ又はゲートウェイデバイスは、中央化された処理、ディスプレイ及びストレージに関する有線又は中長距離無線リンクを介して、収集された患者データを中央の患者監視ステーションに通信する。中長距離ネットワークは、例えば、有線イーサネット及び/又は例えばWi−Fi若しくはいくつかのプロプライエタリ無線ネットワークプロトコルといった無線プロトコルを含むことができる。PMステーションは例えば、医療施設におけるナースステーション又はどこか他の場所に配置される電子患者記録データベース、ディスプレイデバイス等を含むことができる。
MBAN監視は、患者生理的パラメータを取得する。パラメータのタイプ及び患者の状態に基づき、取得されたデータは、重要なもの(例えば、フィットネス療法を受けている健康な患者の監視の場合)から命に関わるもの(例えば、集中治療室における危篤患者の場合)まで変動することができる。このため、データの医療コンテンツにより、MBAN無線リンクには、厳しい信頼性要件が課される。しかしながら、限られた帯域幅又は制御されていない干渉が原因で、医療無線接続性に関する現在のスペクトルアロケーション及び規則は、医療等級リンク堅牢性、超低電力消費、及び低コストを含むMBANの厳しい要件を満たさない。
周波数スペクトル制御方針は、スペクトル使用効率を上昇させることを試みる。効率を上昇させる1つの態様は、プライマリベースで他のサービスに以前に割り当てられたスペクトルのセカンダリユーザとしてMBANアプリケーション及びサービスに関する日和見主義的スペクトルを特異的に割り当てることである。日和見主義的スペクトルの基本的なアイデアは、セカンダリユーザがプライマリユーザに対して有害な干渉をもたらさない限り、斯かるセカンダリユーザが、プライマリユーザに以前に割り当てられたスペクトルを日和見主義的に利用することを可能にすることである。例えば、現在他に割り当てられている2360〜2400MHzのバンド(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アメリカにおいて提案されている。類似する提案は、他の国においてもなされたか、又はなされようとしている。MBANスペクトルの広い帯域幅の干渉フリーで良好な伝搬特性は、医療等級接続性に関する厳しい要件を満たす。プライマリユーザ及びセカンダリユーザの間の共存を実現するために、いくつかの制限(又は、スペクトル制御規則)が、セカンダリユーザのスペクトル使用に関して定められる。
例えば、割当られたMBANスペクトルがセカンダリベースで用いられるとき、セカンダリユーザはそのスペクトルにおけるプライマリユーザを保護しなければならない。例えば、プライマリユーザを保護するため、プライマリユーザがスペクトルを用いたいとき、セカンダリユーザはしばしば、プライマリユーザのためにスペクトルを明け渡すための適切な機構を提供することを必要とする。これを実現するため、エンフォースメント機構が必要とされる。本願は、MBAN規則との順応性を保証すべく、MBANシステムに関するチャネル使用制御スキームを提案する。
従来のチャネライゼーションスキームは、MBANスペクトルにおける複数の重複しないチャネルを定める。例えば、IEEE802.15.4j(15.4j)通信標準に関するチャネライゼーションスキームは、2360〜2400MHzのバンドにおいて複数の固定された非重複チャネルを定めることができる。IEEE802.15.4j(15.4j)無線は、アウトオブバンドエミッション(OOBE)限界を満たすためにバンドエッジでガードバンドを備える5MHzのチャネル帯域幅を持つので、最高でも、7つの重複しないチャネルが、2360〜2400MHzのバンドにおいて規定されることができる。例えば、7つのチャネルはそれぞれ、2363、2368、2373、2378、2383、2388、及び2395MHzの中央周波数で規定される。それらのチャネルの中央周波数(MHz)は整数であり、及び従って既存のIEEE802.15.6(15.6)標準で規定されるチャネル中央周波数と揃うので、15.6チャネルが2つの15.4jチャネルにまたがることはない。更に、ガードバンドは固定される(2360〜2360.5、2390.5〜2392.5、2397.5〜2400MHz)ので、15.6無線は、15.4jシステムとの可能な相互干渉を回避するよう作動するべく、それらのガードバンドに含まれる15.6チャネル(例えば、2391、2392、2398、及び2399MHzで中心化される15.6チャネル)を選択することができる。
しかしながら、この簡単なチャネライゼーションスキームに関するいくつかの深刻な欠点が存在する。第1に、2390〜2400MHzのバンドにおいて規定されるチャネルは1つだけである。これは、病院の外に配置される遠隔監視アプリケーションに関して、15.4j無線動作で利用可能なチャネルが1つだけであることを意味する。2396〜2399MHzのバンドにおいて近くで作動するアマチュア無線が存在する場合(例えばハイレート・データ・モード・アマチュア)、15.4j無線に関して利用可能な干渉フリーチャネルは存在しない。従って、簡単なチャネライゼーションスキームは、スペクトルを効率的に用いることができない。なぜなら、アマチュア無線は、3MHzスペクトルだけを利用し、15.4j動作で利用可能な7MHzのアイドルスペクトルがまだ存在するからである。
更に、プライマリユーザに関して保護されるべきスペクトルの部分があるとき、斯かる簡単なチャネライゼーションスキームは、スペクトルを効率的に用いることができない。例えば、2370〜2382MHzのスペクトルがプライマリユーザにより現在用いられるため、斯かるスペクトルを用いることを病院が回避しなければならないとMBANコーディネータが結論付ける場合、15.4jMBANデバイスを配備するためにその病院で利用可能なチャネルは3つだけである。簡単なチャネライゼーションスキームは、たとえ2360〜2390MHzのバンドにおいて利用可能な28MHzスペクトルがあるとしても、15MHzスペクトル(各5MHzの帯域幅の3つのチャネル)のみを用いる。斯かる低いスペクトル使用効率は、いくつかの場合において受け入れられない。追加的に、プライマリユーザを保護するべく15.4jチャネルの使用を規制するための何らかの機構が必要とされる。例えば、上記例において、チャネル1、2、3及び4が禁止されていることをMBANデバイスに通知するための何らかの機構が存在するべきである。
本願は、上述した問題及びその他を克服するMBANチャネル使用規則及び適応的チャネライゼーションに関する新規で改良されたシステム及び方法を提供する。
1つの側面によれば、医療システムが提供される。この医療システムは、1つ又は複数医療体エリアネットワーク(MBAN)システムを含む。各MBANシステムは、患者データを取得し、これを短距離無線通信を介してハブデバイスと通信する1つ又は複数の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で行われる。ハブデバイスは、1つ又は複数MBANデバイスから通信される患者データを受信し、これをより長距離の通信を介して中央監視ステーションと通信する。チャネルレギュレータは、所定のスペクトルのMBAN利用を管理する。
別の側面によれば、方法が提供される。この方法は、1つ又は複数の医療体エリアネットワーク(MBAN)デバイスにより患者データを集めるステップと、1つ又は複数のMBANデバイスが所定のスペクトルの少なくとも部分を利用することを禁ずるステップと、短距離無線通信を介してMBANシステムを通り上記1つ又は複数のMBANデバイスからハブデバイスへと上記収集された患者データを通信するステップであって、上記短距離無線通信を介した通信が、所定のスペクトル内で行われる、ステップと、より長距離の無線通信を介して上記ハブデバイスから中央監視ステーションへと上記収集された患者データを通信するステップとを含む。
別の側面によれば、方法が提供される。この方法は、1つ又は複数の医療体エリアネットワーク(MBAN)デバイスにより患者データを集めるステップと、上記1つ又は複数のMBANデバイスが、所定のスペクトルの少なくとも部分を利用するのを禁ずるステップであって、上記所定のスペクトルの部分が、プライマリユーザにより使用中であり、利用できないものである、ステップと、上記1つ又は複数のMBANデバイスにアクセス可能な上記所定のスペクトルの1つ又は複数のチャネルを用いてチャネライゼーションスキームを規定するステップであって、上記チャネライゼーションスキームが、上記プライマリユーザにより使用されていない上記スペクトルの1つ又は複数の部分におけるチャネル数を最大化する、ステップと、短距離無線通信を介してMBANシステムを通り上記1つ又は複数のMBANデバイスからハブデバイスへと上記収集された患者データを通信するステップであって、上記短距離無線通信を介した通信が、所定のスペクトル内で行われる、ステップとを含む。
1つの利点は、適応的チャネライゼーション及びチャネル使用規則を用いて、MBANスペクトルの効率的な利用を可能にすることにある。
別の利点は、MBAN規則との順応性にある。
別の利点は、スペクトル及び他のMBANデバイスのプライマリユーザとの共存を可能にすることにある。
別の利点は、改良されたヘルスケアワークフロー効率、安全性及び臨床結果を可能にすることにある。
本願による医療体エリアネットワーク(MBAN)システムを図式的に示す図である。 本願によるMBANシステムのチャネライゼーションスキームを図式的に示す図である。 本願によるMBANシステムの別のチャネライゼーションスキームを図式的に示す図である。 本願によるMBANシステムの別のチャネライゼーションスキームを図式的に示す図である。 本願によるMBANシステムの動作のフローチャート図である。
本発明の更に追加的な利点が、以下の詳細な説明を読み及び理解することにより当業者に認識されるだろう。
本発明は、様々な要素及び要素の配列の形式並びに様々なステップ及びステップの配列の形式を取ることができる。図面は、好ましい実施形態を説明するためだけにあり、本発明を限定するものとして解釈されるべきものではない。
図1は、IEEE802.15.4j標準に関するチャネライゼーションスキーム及びチャネル使用規則を実現する医療体エリアネットワーク(MBAN)10を示す。第1のチャネライゼーションスキームにおいて、重複しないチャネルが、MBANスペクトルにおいて規定される。これは、協調の際ヘルスケア施設においてのみアクセスされることができる。一方、重複するチャネルは、任意の場所でアクセスされることができるMBANスペクトルの第1の部分において規定される。MBANスペクトルの第2の部分において規定される固定された重複しないチャネルが、実現を単純化し、例えばIEEE802.15.6無線等のヘルスケア施設における他のインバンドMBANユーザとの共存を促進する。同時に、MBANスペクトルの第1の部分において規定される重複するチャネルは、MBANスペクトルの第2の部分における他のユーザとの相互干渉を緩和する病院外MBANアプリケーションに対する柔軟性を提供する。MBANシステムがMBANスペクトルの第1の部分においてプライマリユーザのスペクトルを保護することを必要とする場合、第2のチャネライゼーションスキームは、スペクトル使用効率を改善する。第3のチャネライゼーションスキームは、MBANスペクトルにおいてより少ないチャネルを規定することにより第2のチャネライゼーションスキームを単純化する。これは、スペクトル使用効率と実現の複雑さとの間の良好なトレードオフを提供することができる。後者の2つの場合、重複するチャネルは、MBAN動作に関するより多くのチャネル選択を提供するため、全体のMBANスペクトルにおいて規定される。ヘルスケア施設において重複するチャネルの使用を回避するため、各規定されたチャネルの使用を動的にイネーブル/ディスエーブルにするための新しいMACチャネルマスクパラメータが導入される。チャネルマスクパラメータをセットするためのプリミティブは、ヘルスケア施設において重複するチャネルを用いることが禁止されるよう、非重複するチャネルだけがMBANスペクトルの第1の部分においてイネーブルにされることができることを確実にする。ヘルスケア施設において用いられる重複しないチャネルは、そのスペクトル状態に適合するよう動的に変化されることができる。重複するチャネルは、遠隔監視シナリオにおける共存を促進するため、MBANスペクトルの第2の部分において可能にされる。チャネル使用規則は、MBANレギュレータを含む。これは、MBANコーディネータ及び他のMBANデバイスに対するインタフェースとなり、かつ、MBANコーディネータから受信されるEキー/認証及び他のMBANデバイスのスペクトル使用状態に基づき、各タイプのMBANデバイスに関するチャネル使用規則を生成する責任を負う。
図1を参照すると、複数の医療体エリアネットワーク(MBAN)の各MBAN10が、複数のMBANデバイス12、14及び対応するハブデバイス16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、関連する文献において、他の同等の用語で参照されることもある。例えば、体エリアネットワーク(BAN)、体センサ・ネットワーク(BSN)、個人エリアネットワーク(PAN)、携帯アドホックネットワーク(MANET)等である。用語としての医療体エリアネットワーク(MBAN)10は、これらの様々な代替的な用語を含むものとして理解されたい。
説明的なMBAN10は、2つの説明的なMBANデバイス12、14及び対応するハブデバイス16を含む。しかしながら、MBANデバイス及びハブデバイスの数は、1、2、3、4、5、6又はこれ以上とすることができ、更に、MBANデバイスの数は、いくつかの実施形態において、医療監視能力を加える又は除去するためにMBANデバイスがネットワークに加えられる又はこれから除去されるときに、アドホックな態様で増加又は減少されることができる。MBANデバイス12、14は、例えば心拍、呼吸レート、心電図(ECG)データ等の生理的パラメータを含む患者データを取得する1つ又は複数のセンサ20を含む。しかしながら、1つ又は複数のMBANデバイスが、例えば皮膚パッチ若しくは静脈接続を介した治療薬の制御された供給、又は心臓ペースメーカ機能の実行等、他の機能を実行することも想定される。他のMBANデバイスは、患者に関連付けられることができ、上述したMBANデバイスのすべてが、所与の時間において患者に関連付けられる必要があるわけではない。単一のMBANデバイスが、1つ又は複数の機能を実行することができる。説明的なMBANデバイス12、14は、関連付けられる患者の外部に配置されている。しかしながら、より一般に、MBANデバイスは、患者上に若しくは患者内に(例えば、MBANデバイスは、埋め込み型デバイスの形をとることができる)、又は短距離通信プロトコルの通信範囲に含まれる患者に近接して(例えば、MBANデバイスは、患者に近く保たれる棒に取り付けられる静脈注入ポンプ(図示省略)に取り付けられるデバイスの形をとることができる。この場合、監視された患者データは、例えば静脈流量といった情報を含むことができる)、配置されることができる。患者の快適さを促進し、及び信頼性を強調するために低い複雑さであるよう実行可能なものとして、MBANデバイスはできるだけ小さく作られることが望ましい。従って、斯かるMBANデバイス12、14は通常、(バッテリー又は他の電源を小さく保つため)低出力デバイスであり、限られたオンボードデータストレージ又はデータバッファリングを持つことができる。結果として、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ることなしに対応するハブデバイス16に取得された患者データを迅速に搬送するため、対応するハブデバイス16と連続的に又はほとんど連続的に短距離無線通信を行うべきである。
図1において、短距離無線通信範囲は、MBANシステム10を詳細に描写するために使用される鎖点入りのラインにより、図式的に示される。短距離無線通信は通常、双方向である。その結果、MBANデバイス12、14は、対応するハブデバイス16に情報(例えば、患者データ、MBANデバイス状態等)を通信することができる。対応するハブデバイス16は、MBANデバイス12、14に情報(例えば、治療的MBANデバイスの場合における命令、制御データ等)を通信することができる。図示されるハブデバイスは、より長距離の送信のためより長くより重いバッテリー及び他のハードウェアを搬送することを容易にするウエスト取り付けデバイスである。しかしながら、ハブデバイスは、例えば、手首デバイス、接着剤で接着されるデバイス等の他の態様で患者に取り付けられることができる。ハブデバイスが患者に近接したどこかに取り付けられることも想定される。例えば、患者の近く保たれる棒に取り付けられる静脈注入ポンプ(図示省略)に一体化されるなどである。
センサ20から取得される患者データは、対応するMBANデバイスにおけるコントローラ22に同時に送信される。MBANデバイス12、14は、センサ20により取得される患者データに関するギャザリングポイントとして機能し、メモリ24において患者データの一時記憶域を提供する。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に患者データを送信する通信ユニット26も含む。通信ユニット26は、コントローラ22により受信される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(図示省略)を含む。
短距離無線通信プロトコルは好ましくは、数十メートル、2、3メートル又はこれ以下の比較的短い動作範囲を持ち、いくつかの実施形態では、IEEE802.15.4(Zigbee)短距離無線通信プロトコル若しくはその変形、又はブルートゥース短距離無線通信プロトコル若しくはその変形を適切に使用する。ブルートゥース及びZigbeeが短距離無線通信に適した実施形態であるが、プロプライエタリ通信プロトコルを含む他の短距離通信プロトコルも想定される。短距離通信プロトコルは、MBANシステム10のすべてのMBANデバイス12、14と確実に通信するため、ハブデバイス16に対する充分な範囲を持つべきである。MBANデバイス12、14及び対応するハブデバイス16の間の、及びいくつかの実施形態ではMBANデバイス間の短距離無線通信プロトコルは、約2.3〜2.5GHzの周波数スペクトルにおいて作動する。
患者データの医療コンテンツが送信されるため、MBANシステム10通信に課される厳しい信頼性要件が原因で、日和見主義的なMBANスペクトルが、例えば、上記の2360〜2400MHzのバンドにおいて、患者データの通信に関して特異的に割り当てられる。MBANスペクトルにおいて、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か、又はこのスペクトルをセカンダリベースで使用することができる。これは、MBANシステムがそのスペクトルにおけるプライマリユーザに屈しなければならないことを意味する。プライマリユーザを保護するため、MBANシステム10は、チャネライゼーションスキーム及びチャネル使用規則を実現する。第1のチャネライゼーションスキームにおいて、重複しないチャネルが、MBANスペクトルにおいて規定される。これは、協調の際ヘルスケア施設においてのみアクセスされることができる。一方、重複するチャネルは、MBANスペクトルの第1の部分において規定される。これは、どこでもアクセスされることができる。MBANスペクトルの第2の部分において規定される固定された非重複チャネルは、実現を単純化し、他のインバンドMBANユーザとの共存を促進する。第2のチャネライゼーションスキームにおいて、MBANシステムがMBANスペクトルの第1の部分においてプライマリユーザのスペクトルを保護する必要がある場合、スペクトル使用効率は改善される。重複するチャネルは、MBAN動作に関してより多くのチャネル選択を提供するため、全体のMBANスペクトルにおいて規定される。ヘルスケア施設において重複するチャネルの使用を回避するため、各規定されたチャネルの使用を動的にイネーブル/ディスエーブルにするための新しいMACパラメータが導入される。チャネル使用規則は、MBANコーディネータから受信されるEキー/認証及び他のMBANデバイスのスペクトル使用状態に基づき、各タイプのMBANデバイスに関するチャネル使用規則を生成することを含む。第3のチャネライゼーションスキームにおいて、スペクトル使用効率と実現の複雑さとの間の良好なトレードオフを提供するため、全体のMBANスペクトルにおいてより少ない重複チャネルが規定される。
これを実現するため、MBANスペクトルにアクセスしたいヘルスケア施設は、割り当てられたMBANコーディネータ36を用いて登録することを必要とされる。MBANコーディネータ36は、ヘルスケア施設とのMBAN協調を実行し、ヘルスケア施設に対してMBANスペクトルの部分又は全体がアクセスすることを認証するためのEキーを生成する。各登録されたヘルスケア施設は、MBANコーディネータ36のコントローラ40と通信し、(ネットワーク接続を介して自動的に又は電子メール、メール又は他の方法を介して手動で)Eキーを受信する単一の中央化された制御ポイントデバイス38を配備する。発行されたEキーは、MBAN動作に関して認可された周波数及び時間期間を含む。MBAN制御ポイント38のコントローラ42は、Eキー情報を受信し、MBANスペクトルの使用を規制するため、斯かる施設内に展開されるMBANシステム10にこれを自動的に搬送する。
ヘルスケア施設は、MBAN制御ポイント38及びMBANシステム10の間のインタフェースとして用いられるMBANチャネルレギュレータ44も含む。MBANチャネルレギュレータ44のコントローラ46は、MBANコーディネータ36により生成されるEキー情報を受信し、MBAN規則データベース48に格納されるヘルスケア施設内の各タイプのMBANシステム10に関するチャネル使用規則にそれを変換する。MBANチャネルレギュレータ44も、例えば15.4j無線、15.6無線及び他のプロプライエタリシステムといった各タイプのMBANシステムに対するインタフェースとなる。MBANチャネルレギュレータ44のコントローラ46は、MBANスペクトルの使用を規制するため、各タイプのMBANシステム10に、対応するチャネル使用規則を転送する。MBANチャネルレギュレータ44は、それらのチャネル使用規則をカスタマイズするため、(ネットワーク接続又はローカル接続を介して)病院MBANシステム管理者に対するユーザインタフェース50も提供する。追加的に、各MBANシステム10は、MBANチャネルレギュレータ44に対して、それらのチャネル使用情報をフィードバックする。チャネル使用情報に基づき、MBANレギュレータ44は、MBANスペクトル使用レポートを生成し、MBANスペクトル使用を監視するため、MBAN制御ポイント38及びMBANコーディネータ36にこのレポートを転送する。更に、MBANチャネルレギュレータ44は、すべての配備されたMBANシステム10のチャネル使用情報を持ち、各タイプのMBANシステム10のチャネル使用を最適化するため、斯かる情報を用いることができる。例えば、MBANチャネルレギュレータ44は、それらの動作するチャネルを選択するMBANシステムを支援するため、各タイプのMBANシステムに関して優先付けされたチャネルリストを生成することができる。
例えば、2360〜2370及び2382〜2390MHzのバンドだけが、MBAN動作に関して認証されること(又は、言い換えると、2370〜2382MHzのスペクトルは、プライマリユーザにより使用中であり、保護されるべきであること)を発行されたEキーが示す場合、MBANチャネルレギュレータ44は、2370〜2382MHzのスペクトルを保護するため、特定のチャネルの使用を禁止するべく、すべてのMBANシステム10に転送されるチャネル使用規則へと斯かるEキー情報を変換する。MBANチャネルレギュレータ44も、一般的なMBAN使用に関する特定のチャネルをイネーブルにするため、及び高い優先度のMBAN使用のため他のチャネルが用いられることを可能にするため、そのEキー情報に基づきチャネル規則を生成する。例えば、第1のチャネライゼーションスキームが採用されると想定する場合、MBANチャネルレギュレータ44は、チャネル0(2363MHz)、5(2388MHz)及び6(2393MHz)がイネーブルにされ、一方、15.4jMBAN無線だけがこの認証されたスペクトルを用いることを確実にするため他のチャネルがディスエーブルにされることを認証する15.4jチャネル使用規則へとこのEキー情報を変換することができる。斯かる規則は、2370〜2382MHzのスペクトルを保護するため、チャネル1、2、3、及び4の使用を禁止するべく、すべての15.4jMBANシステムに対して転送される。病院が802.15.6ベースのMBANシステムも配備する場合、MBANチャネルレギュレータ44は、そのEキー情報及び15.4jチャネル使用規則に基づきチャネル規則を生成する。それは、チャネル0、1、…、8、22、23、…、37及び38がイネーブルにされ、チャネル22、23、24、30、31、37及び38が高い優先度で使用されることを維持する。チャネル22、23、24、30、31、37及び38は、高い優先権を持つ。なぜなら、それらは、現在の802.15.4チャネル使用規則が、15.4jMBAN無線がアクセスすることを禁止するギャップ内に配置されるからである。斯かる15.6チャネル使用規則は、802.15.4j/802.15.6共存性能を促進する。
更に、病院のMBAN管理者が、病院における異なる領域に対してチャネル使用規則をカスタマイズすることにより、MBANスペクトル計画をカスタマイズすることができる。MBANシステムは通常、ヘルスケア施設ITネットワークに、無線アクセスポイント又は有線イーサネットポートを介して接続され、MBANチャネルレギュレータ44は、ヘルスケアITネットワークの無線AP及びイーサネットポートの位置情報を受信するので、MBAN管理者は、それらのAP及びポートに関連付けられるMBANシステムのMBANスペクトル使用を制御するため、特定の領域に含まれる無線AP及びイーサネットポートに関するMBANチャネル使用規則をカスタマイズすることができる。例えば、緊急室(ER)領域において、多数の患者は、それらの生理状態を監視するため、MBANシステムを着用することができる。斯かる高密度の配備をサポートするため、MBAN管理者は、イネーブルにされるチャネルの数を制限し、特定のMBANシステムに関してより多くのスペクトルを予約することができる。なぜなら、いくつかの特定のMBANシステムは、より狭いチャネルを持ち、動作に関してより多くのチャネルを提供することができるからである。例えば、規定されるすべてのチャネルをイネーブルにするためにチャネル使用規則を規定する代わりに、Eキーが2360〜2390MHzのバンド全体にアクセスすることを病院に許可する場合、MBAN管理者は、すべてのチャネルをイネーブルにし、かつ他のチャネルに高い優先権を与えつつ、ER領域に関するチャネル使用規則をカスタマイズし、及び特定のチャネルだけをイネーブルにすることができる。これらのカスタマイズされた規則は、MBAN動作に関して充分なチャネルを提供し、異なるタイプのMBANデバイスの間の共存を促進する。
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するため、MBANスペクトルにわたりそのMBANシステム10の動作を調整し、より長距離の通信プロトコルを介してMBAN10から中央監視ステーション34まで収集された患者データを送信する。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における短距離通信デバイス28へと同時に送信される。ハブデバイス16は、例えば1人の患者に関連付けられるMBANデバイスの全てといったMBANネットワークにおけるすべてのMBANデバイス12、14のセンサ20により取得される患者データに関するギャザリングポイントとして機能し、メモリ30において患者データの一時記憶域を提供する。ハブデバイス16は、より長距離の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より長距離の通信ユニット32も含む。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処理、中央監視ステーション34への患者データの再送信、確認応答の受信、ネットワークのセットアップ、新しいMBANデバイスの関連付け、除去されたMBANデバイスの切り離し等を制御する。
ハブデバイス16のより長距離の通信ユニット32は、MBANシステム10からのデータを通信するため中長距離通信機能を提供するトランシーバを含む。図1の説明的な例において、ハブデバイス16は、病院ネットワーク54のAP52を介して、中央監視ステーション34と無線で通信する。図示されるAP52は、ハブデバイス16と無線で通信する無線アクセスポイントである。図示される実施形態において、病院ネットワーク54は、例えば病院又は他の医療施設にわたり分散される図示されるアクセスポイントAP56及びAP58といった追加的なアクセスポイントも含む。追加的な説明を提供するため、中央監視ステーションが図式的に示される。これは、AP56と無線通信を行う。異なるAP52、56〜58が、ヘルスケア施設の異なる領域を覆い、それらの被覆領域は、シームレスなローミングサービスを提供するため、互いに重複することができる。
追加的な説明を提供するため、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60を含む。中央監視ステーション34は、例えば、MBANシステム10により取得され、病院ネットワーク54のAP56を介して中央監視ステーション34に通信される患者に関する医療データを表示するのに使用されることができるディスプレイモニタ62も含む。中央監視ステーション34は、現在及び過去の全ての患者に関する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64と通信する。中央監視ステーション及び電子患者記録サブシステム64の間の通信は、病院ネットワーク54のAP52、56を介して通信される。中長距離無線通信は、IEEE802.11無線通信プロトコル又はその変形に適切に従うWiFi通信リンクである。しかしながら、中長距離通信のため他の無線通信プロトコルが用いられることができる。例えば、別のタイプの無線医療遠隔測定システム(WMTS)である。更に、より長距離の通信は、例えば有線イーサネットリンクといった有線通信とすることができる(この場合、病院ネットワークは、有線のより長距離の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)。
より長距離の通信は、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と比較してより長い通信範囲を持つ。例えば、短距離通信範囲は、1メートル、数メートル又はせいぜいおそらく数十メートルのオーダーとすることができる。より長距離の通信は、直接であるか、病院ネットワークに対する複数のAPを介してかに関係なく、病院又は他の医療施設の実質的な部分又は全てを含むよう、十分長い通信範囲とすることができる。
無線である場合、中長距離通信は、短距離通信より電力を必要とする。従って、ハブデバイス16は、中長距離通信トランシーバを作動させるのに十分なバッテリー又は他の電力源を含む。ハブデバイス16は通常、充分なオンボードストレージも含む。その結果、病院ネットワーク54との通信がいくつかの時間間隔に関して中断される場合でも、患者データの実質的な量をバッファリングすることができる。図示される無線中長距離通信の場合において、患者が病院又はヘルスケア施設内で移動する場合、病院ネットワーク54により採用されるIEEE802.11又は他の無線通信プロトコルが、無線通信を提供する点も理解されたい。この点に関して、患者がベッドに制限される場合でも、より一般的に、患者が移動性を持ち、病院又はヘルスケア施設の周りを移動することが想定される。患者が移動するとき、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は、患者と共に移動する。
MBANシステム10において、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。しかしながら、MBANデバイス12、14の様々なペア又はグループが、短距離無線通信を介して直接(即ち、媒介としてハブデバイス16、18を用いることなしに)相互通信することも想定される。例えば、時間において2つ又はこれ以上のMBANデバイスの活動を調整するのに、これは有益でありえる。更に、ハブデバイス16、18は、追加的な機能を提供することができる。例えば、ハブデバイス16、18は、生理的パラメータを測定する1つ又は複数のセンサを含むMBANデバイスとすることもできる。更に、単一のハブデバイス16、18が示されるが、MBANシステムが、調整機能の作業(例えばMBANデバイス12、14からのデータ収集及びより長距離の無線通信を介した収集されたデータのオフロード)を協調的に行う2つ又はこれ以上のハブを持つことができることが想定される。
図1において、ただ1つのMBANシステム10が詳細に示される。しかしながら、より一般に、病院又は他の医療施設が、複数の患者を含み、各患者が、自身のMBANシステムを持つことを理解されたい。より一般には、MBANシステムの数は、いくつかの説明的な例示を介して、医療施設のサイズに基づき、数百、数千、数万又はこれ以上とすることができる。実際、一人の患者が、2つ又はこれ以上の異なる、独立的又は協調的に動作するMBANシステム(図示省略)を持つことさえ想定される。この環境では、異なる患者の様々なMBANシステムが、互いの近くに接近することが予想されることができる。その結果、個別のMBANシステムの短距離無線通信の範囲が重なる。
図示される実施形態におけるMBANデバイス12、14、MBANハブ16、MBANシステム10、MBANコーディネータ36、MBAN制御ポイント38、MBANチャネルレギュレータ44及び中央監視ステーション34は、以下に詳述される動作を実行するMBANソフトウェアを実行するよう構成される少なくとも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。通常、MBANソフトウェアは、プロセッサによる実行のため、有形のメモリ又はコンピュータ可読媒体にて搬送される。非一時的コンピュータ可読媒体のタイプは、例えばハードディスクドライブ、CD−ROM、DVD−ROM、インターネット・サーバ等の記憶媒体を含む。プロセッサの他の実現も想定される。ディスプレイコントローラ、特定用途向け集積回路(ASIC)、FPGA及びマイクロコントローラが、プロセッサの機能を提供するために実現されることができる他のタイプの要素の説明的な例である。実施形態は、プロセッサ、ハードウェア又はこれらのいくつかの組み合わせにより実行されるソフトウェアを用いて実現されることができる。
図2を参照すると、MBANスペクトルにおいて重複するチャネルを利用する第1のチャネライゼーションスキームが示される。第1のチャネライゼーションスキームは、MBANスペクトルの第2の部分における固定された重複しないチャネルを規定することにより、斯かるスペクトルにおいて重複するチャネルを用いてもたらされる強い隣接チャネル干渉を回避する。これは、ヘルスケア施設内でのみアクセスされることができる。これは、より高いMBANシステム密度を持ち、隣接チャネル干渉が起こりそうなヘルスケア施設内配備にとって重要である。システムアーキテクチャに沿ったこのチャネライゼーションスキームは、MBANスペクトルチャネルの使用を規制する。特に、MBANハブデバイスの上位層プロトコル(例えばネットワーク層プロトコル又はアプリケーション層プロトコル)が、新しいチャネルマスクパラメータであるChannelEnabledを規定する。これは、各規定されたMBANチャネルに対するアクセスを動的にイネーブル/ディスエーブルにする。例えば、デフォルトで、ChannelEnabledは、MBANスペクトルバンド102内部にあるチャネル6〜10だけをイネーブルにするようセットされる。これは、MBANデバイスが、MBANスペクトルバンド内部でイネーブルにされたチャネルにどこでも(即ちヘルスケア施設内部及びヘルスケア施設外部で)アクセスすることを可能にする。一旦MBANハブデバイスがヘルスケア施設のITネットワークに対する有効な接続を確立すると、それは、その帰航アクセスポイント(AP)デバイスから(無線リンクを介してのとき)、又はチャネルレギュレータから直接(有線ポート接続を介してのとき)、チャネル使用規則を得ることができ、これに従ってそのChannelEnabledをセットすることができる。それは、そのネットワークに関連付けられる他のMBANデバイスに対して、このパラメータをブロードキャストする。MBANハブデバイスは、作動させるため、イネーブルにされたチャネルだけを選択する。一旦MBANハブデバイスがヘルスケアITネットワークに対するその接続を失うと、そのChannelEnabledパラメータは、特定されたチャネルだけをイネーブルにするべくそのデフォルト値へとリセットする。
第1のチャネライゼーションスキームにおいて、保護されるべきプライマリユーザ・スペクトルの部分があるとき、スペクトルを効率的に用いるため、重複しないチャネルの中央周波数は、MBANスペクトルバンドにおいて固定され、MBANシステムを制限する。この問題を解決するため、第2のチャネライゼーションスキームは、MBANスペクトルバンドにおいて規定されるチャネルステップと新しいパラメータであるMacChannelEnabledとを用いて重複するチャネルを利用する。このパラメータは、それらの重複するチャネルを動的にイネーブル/ディスエーブルするためMAC層プロトコルに含まれる。第2のチャネライゼーションスキームは、35の重複するチャネル110が1MHzのチャネルステップで規定される図3に示される。
MAC層は、パラメータMacChannelEnabledをセットするため、上位層プロトコルに対するプリミティブ/サービスコールMLME−Setを提供する。MLME−Setプリミティブは、それがMBANスペクトルバンドにおいて重複するチャネルをイネーブルにするかどうかの観点から、上位層からのMacChannelEnabledの入力値が、有効なものであるかをチェックする。入力値が、互いに重複するMBANスペクトルバンドにおけるそれらのチャネルの部分をイネーブルにする場合、MLME−SETは、それを無効なパラメータとして扱い、MACパラメータMacChannelEnabledを更新せず、上位層プロトコルに対して「無効な入力パラメータ」を返す。そうでない場合、MLME−SETは、MBANシステムがアクセスすることができるイネーブルにされたMBANスペクトルチャネルを動的に更新するため、MacChannelEnabledを更新する。重複するチャネルがスペクトル内で規定されるとしても、この入力値の検証は、MBANスペクトルバンドにおいて重複しないチャネルがイネーブルにされることを可能にする。これは、PHY/MAC実現の複雑さを低く保つために重要である。なぜなら、例えば、ヘルスケア施設においてMBANスペクトルにおける重複するチャネルを用いることでもたらされる隣接チャネル干渉を管理及び回避するのに、MBANスペクトルバンドにおける30もの規定された重複するチャネルではなく、せいぜい6つのチャネル(重複しないチャネル)が存在するだけだからである。
第3のチャネライゼーションスキームは、スペクトル使用効率及び実現複雑さの間の良好なトレードオフを提供するため、15の重複するチャネル110が規定される図4において示される。
3つのチャネライゼーションスキームが同じ利点を提供するが、第2及び第3のチャネライゼーションスキームと第1のチャネライゼーションスキームとの違いは、MBANスペクトルバンドにおける重複しないチャネルが固定されておらず、それらの中央周波数が、最良のスペクトル効率を実現するため、プライマリユーザのスペクトル利用可能性に対して適合されることができる点にある。例えば、あるスペクトルがプライマリユーザにより現在使用されているため、斯かるスペクトルの一部を用いることを病院が回避しなければならないとMBANコーディネータが決定する場合、図4に示されるように、上位層プロトコルは、MBANチャネルレギュレータにより生成されるチャネル使用規則を受信し、チャネル0、22、27及び32をイネーブルにするべくMacChannelEnabledをセットするため、MLME−SETを呼び出すことができる。第2のチャネライゼーションスキームは、ヘルスケア施設内配備に関して、第1のチャネライゼーションスキームでは3つだが、4つの重複しないチャネルを提供し、より高いスペクトル効率を実現することができる。
第2及び第3のチャネライゼーションスキームは、MBANスペクトルチャネルの使用を規制するため、提案されたシステムアーキテクチャをシームレスに組み込むこともできる。ヘルスケア施設内配備に対して、MBANハブデバイスの上位層プロトコルは、ヘルスケアITネットワークへの帰航接続を介して、MBANチャネルレギュレータからチャネル使用規則を得ることができる。上位の層プロトコルは、MBAN動作に関してMBANスペクトルバンドにおける重複しないチャネルを動的に選択/イネーブルにするため、MACパラメータMacChannelEnabledをセットするのにMLME−SETプリミティブを用いる。例えば患者が病院外に移動することで、MBANハブデバイスがヘルスケアITネットワークに対するその接続を失うとき、MacChannelEnabledは、そのデフォルト値にリセットする。これで、MBANスペクトルバンドに含まれる重複するチャネルだけがイネーブルにされる。
図5を参照すると、MBANシステムの動作のフローチャート図が示される。ステップ200において、患者データが、1つ又は複数の医療体エリアネットワーク(MBAN)デバイスにより集められる。ステップ202において、1つ又は複数のMBANは、所定のスペクトルの少なくとも部分を利用するのを禁じられる。この所定のスペクトルの部分は、プライマリユーザにより使用中であり、利用可能ではない。チャネライゼーションスキームは、1つ又は複数のMBANデバイスにアクセス可能な所定のスペクトルの1つ又は複数のチャネルを用いて規定される。このチャネライゼーションスキームは、ステップ204において、プライマリユーザにより使用されていないスペクトルの1つ又は複数の部分におけるチャネル数を最大化する。ステップ206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つ又は複数のMBANデバイスからMBANシステムを介してハブデバイスへと通信される。収集された患者データは、ステップ208において、より長距離の無線通信を介して、ハブデバイスから中央監視ステーションへと通信される。
本発明が、好ましい実施形態を参照して説明されてきた。上記の詳細な説明を読み及び理解すると、第三者は、修正及び変更を思いつくことができる。それらの修正及び変更が添付の特許請求の範囲又はその均等物の範囲内にある限り、本発明は、すべての斯かる修正及び変更を含むものとして構築されることが意図される。

Claims (20)

  1. 医療システムであって、
    1つ又は複数の医療体エリアネットワークシステム、言い換えるとMBANシステムを有し、各MBANシステムが、
    患者データを取得し、短距離無線通信を介して前記患者データをハブデバイスと通信する1つ又は複数のMBANデバイスであって、前記短距離無線通信を介した前記患者データの通信が、所定のスペクトル内で行われ、前記ハブデバイスが、前記1つ又は複数のMBANデバイスから通信される患者データを受信し、より長距離の通信を介して中央監視ステーションと通信する、1つ又は複数のMBANデバイスと、
    前記1つ又は複数のMBANデバイスが前記所定のスペクトルの少なくとも部分を利用することを禁ずるチャネルレギュレータとを含む、医療システム。
  2. 前記所定のスペクトルの部分が、プライマリユーザにより使用中であり、利用できず、前記チャネルレギュレータは、前記1つ又は複数のMBANデバイスにアクセス可能な前記所定のスペクトルの1つ又は複数チャネルを用いてチャネライゼーションスキームを規定する、請求項1に記載の医療システム。
  3. 前記チャネルレギュレータが、前記受信されるスペクトル認証及び前記所定のスペクトルの監視された使用に基づき、前記1つ又は複数のMBANデバイスに関する前記所定のスペクトルのチャネル使用規則を生成する、請求項1又は2に記載の医療システム。
  4. 前記チャネル使用規則が、前記所定のスペクトルに含まれる1つ又は複数のチャネル上で前記1つ又は複数MBANデバイスが送信することをディスエーブルにする、請求項2に記載の医療システム。
  5. 前記チャネルレギュレータが、前記チャネル使用規則のカスタマイゼーションを可能にするインタフェースを含む、請求項3又は4に記載の医療システム。
  6. 前記チャネライゼーションスキームが、前記プライマリユーザにより使用されていない前記スペクトルの1つ又は複数の部分におけるチャネル数を最大化する、請求項1乃至5のいずれか一項に記載の医療システム。
  7. 前記チャネライゼーションスキームが、ヘルスケア施設内でのみアクセスされることができる前記所定のスペクトルに含まれる1つ又は複数の重複しないチャネルと、どこでもアクセスされることができる前記所定のスペクトルに含まれる1つ又は複数の重複するチャネルとを規定する、請求項1乃至6のいずれか一項に記載の医療システム。
  8. 前記チャネルレギュレータが、前記所定のスペクトルの1つ又は複数の利用可能な部分の使用を最適化するため、前記所定のスペクトルにおける1つ又は複数の重複するチャネルを用いてチャネライゼーションスキームを規定する、請求項1乃至7のいずれか一項に記載の医療システム。
  9. MACパラメータが、各規定されたチャネルに対するアクセスを動的にイネーブル又はディスエーブルにする、請求項8に記載の医療システム。
  10. 前記1つ又は複数MBANデバイスが、前記短距離無線通信が医療施設内に制限されるよう十分に低い電力であり、前記チャネルレギュレータは、前記医療施設に関するカスタム・チャネライゼーション・スキームを規定する、請求項1乃至9のいずれか一項に記載の医療システム。
  11. 1つ又は複数の医療体エリアネットワークデバイス、言い換えるとMBANデバイスにより患者データを集めるステップと、
    1つ又は複数のMBANデバイスが所定のスペクトルの少なくとも部分を利用することを禁ずるステップと、
    短距離無線通信を介してMBANシステムを通り前記1つ又は複数のMBANデバイスからハブデバイスへと前記収集された患者データを通信するステップであって、前記短距離無線通信を介した通信が、所定のスペクトル内で行われる、ステップと、
    より長距離の無線通信を介して前記ハブデバイスから中央監視ステーションへと前記収集された患者データを通信するステップとを有する、方法。
  12. 前記所定のスペクトルの監視された使用に基づき、前記1つ又は複数のMBANデバイスに関する前記所定のスペクトルのチャネル使用規則を生成するステップを更に含む、請求項11に記載の方法。
  13. 前記チャネル使用規則に基づき、前記所定のスペクトルに含まれる1つ又は複数チャネル上で前記1つ又は複数のMBANデバイスが送信することをディスエーブルにするステップを更に含む、請求項12に記載の方法。
  14. チャネライゼーションスキームに基づき前記1つ又は複数のMBANデバイスにアクセス可能な前記所定のスペクトルの1つ又は複数のチャネルを規定するステップを更に含む、請求項12又は13に記載の方法。
  15. 前記チャネライゼーションスキームが、ヘルスケア施設内でのみアクセスされることができる前記所定のスペクトルに含まれる1つ又は複数の重複しないチャネルと、どこでもアクセスされることができる前記所定のスペクトルに含まれる1つ又は複数の重複するチャネルとを規定する、請求項10乃至14のいずれか一項に記載の方法。
  16. 前記チャネライゼーションスキームが、前記所定のスペクトルにおける1つ又は複数の重複するチャネルを規定し、MACパラメータが、各規定されたチャネルに対するアクセスを動的にイネーブル又はディスエーブルにする、請求項10乃至13のいずれか一項に記載の方法。
  17. 1つ又は複数の医療体エリアネットワークデバイス、言い換えるとMBANデバイスにより患者データを集めるステップと、
    前記1つ又は複数のMBANデバイスが、所定のスペクトルの少なくとも部分を利用するのを禁ずるステップであって、前記所定のスペクトルの部分が、プライマリユーザにより使用中であり、利用できないものである、ステップと、
    前記1つ又は複数のMBANデバイスにアクセス可能な前記所定のスペクトルの1つ又は複数チャネルを用いてチャネライゼーションスキームを規定するステップであって、前記チャネライゼーションスキームが、前記プライマリユーザにより使用されていない前記スペクトルの1つ又は複数の部分におけるチャネル数を最大化する、ステップと、
    短距離無線通信を介してMBANシステムを通り前記1つ又は複数のMBANデバイスからハブデバイスへと前記収集された患者データを通信するステップであって、前記短距離無線通信を介した通信が、所定のスペクトル内で行われる、ステップとを有する、方法。
  18. 前記所定のスペクトルの1つ又は複数の利用可能な部分の使用を最適化するため、前記所定のスペクトルにおいて1つ又は複数の重複するチャネルを用いて他の医療施設に関するカスタム・チャネライゼーション・スキームを規定するステップを更に含む、請求項17に記載の方法。
  19. 医療システムであって、
    請求項10乃至18のいずれか一項に記載の方法を実行するよう構成される1つ又は複数のプロセッサを有する、医療システム。
  20. プロセッサに、請求項10乃至18のいずれか一項に記載の方法を実行させるための、プログラム。
JP2014508904A 2011-05-02 2012-04-27 Ieee802.15.4j標準に関するmbanチャネル使用制御スキーム及び適応的チャネライゼーション Expired - Fee Related JP6430829B2 (ja)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201161481441P 2011-05-02 2011-05-02
US61/481,441 2011-05-02
US201161578476P 2011-12-21 2011-12-21
US61/578,476 2011-12-21
PCT/IB2012/052110 WO2012150534A1 (en) 2011-05-02 2012-04-27 Mban channel use regulation scheme and adaptive channelization for ieee 802.15.4j standardization

Publications (3)

Publication Number Publication Date
JP2014519238A true JP2014519238A (ja) 2014-08-07
JP2014519238A5 JP2014519238A5 (ja) 2015-05-21
JP6430829B2 JP6430829B2 (ja) 2018-11-28

Family

ID=46146994

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2014508904A Expired - Fee Related JP6430829B2 (ja) 2011-05-02 2012-04-27 Ieee802.15.4j標準に関するmbanチャネル使用制御スキーム及び適応的チャネライゼーション

Country Status (7)

Country Link
US (1) US9380586B2 (ja)
EP (1) EP2705682B1 (ja)
JP (1) JP6430829B2 (ja)
CN (1) CN103503500B (ja)
BR (1) BR112013027908A2 (ja)
RU (1) RU2597368C2 (ja)
WO (1) WO2012150534A1 (ja)

Families Citing this family (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2580069C2 (ru) * 2010-04-13 2016-04-10 Конинклейке Филипс Электроникс Н.В. Медицинская сеть около тела (mban) с основанным на ключе управлением использованием спектра
WO2011128795A1 (en) * 2010-04-13 2011-10-20 Koninklijke Philips Electronics N.V. Medical body area network (mban) with automatic in-facility spectrum use enforcement
EP2749103B1 (en) * 2011-12-05 2019-02-20 Koninklijke Philips N.V. Electronic key convey solution for in-hospital medical body area network (mban) systems
US20160073268A1 (en) * 2013-04-16 2016-03-10 The Arizona Board Of Regents On Behalf Of The University Of Arizona A method for improving spectrum sensing and efficiency in cognitive wireless systems
EP3008936B1 (en) 2013-06-11 2017-08-09 Nokia Solutions and Networks GmbH & Co. KG Configuration of resource usage in communication systems
CN104243519B (zh) 2013-06-17 2019-04-26 中兴通讯股份有限公司 基于无线体域网的人体生理特征监测方法和系统
EP3014918B1 (en) * 2013-06-28 2017-10-04 Koninklijke Philips N.V. Mban channel management scheme using patient acuity information
EP3123770B1 (en) * 2014-03-25 2018-05-16 Koninklijke Philips N.V. Multi-channel communication scheme for medical body area network (mban) to meet duty cycle regulation
US10681479B2 (en) 2015-01-30 2020-06-09 Cassia Networks Inc. Methods, devices and systems for bluetooth audio transmission
US10178494B2 (en) 2015-01-30 2019-01-08 Cassia Networks Inc. Bluetooth transparent relay
US9769594B2 (en) 2015-01-30 2017-09-19 Cassia Networks Inc. Methods, devices and systems for increasing wireless communication range
WO2016123217A1 (en) 2015-01-30 2016-08-04 Cassia Networks Inc. Methods, devices and systems for supporting wireless communication
US10650621B1 (en) 2016-09-13 2020-05-12 Iocurrents, Inc. Interfacing with a vehicular controller area network
WO2018156648A1 (en) 2017-02-24 2018-08-30 Masimo Corporation Managing dynamic licenses for physiological parameters in a patient monitoring environment
US11086609B2 (en) 2017-02-24 2021-08-10 Masimo Corporation Medical monitoring hub
WO2018156809A1 (en) 2017-02-24 2018-08-30 Masimo Corporation Augmented reality system for displaying patient data
EP3585254B1 (en) 2017-02-24 2024-03-20 Masimo Corporation Medical device cable and method of sharing data between connected medical devices
WO2018208616A1 (en) 2017-05-08 2018-11-15 Masimo Corporation System for pairing a medical system to a network controller by use of a dongle
US10306407B2 (en) * 2017-06-27 2019-05-28 General Electric Company Automatic frequency band selection using infrastructure-enabled beaconing
US10813169B2 (en) 2018-03-22 2020-10-20 GoTenna, Inc. Mesh network deployment kit
EP3709669A1 (en) * 2019-03-13 2020-09-16 Koninklijke Philips N.V. Recommending whether a subject monitoring system uses a wireless communication mode

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006102538A2 (en) * 2005-03-22 2006-09-28 Aware Technologies, Inc. Method and system for extended wearable personal area data network
JP2009507435A (ja) * 2005-09-01 2009-02-19 サイプレス セミコンダクター コーポレーション 無線アクセスポイントにおけるチャンネルアジリティの改良された方法

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006129102A (ja) 2004-10-29 2006-05-18 Hitachi Ltd 通信方法
US8532304B2 (en) * 2005-04-04 2013-09-10 Nokia Corporation Administration of wireless local area networks
US8073008B2 (en) 2006-04-28 2011-12-06 Medtronic Minimed, Inc. Subnetwork synchronization and variable transmit synchronization techniques for a wireless medical device network
US7949404B2 (en) 2006-06-26 2011-05-24 Medtronic, Inc. Communications network for distributed sensing and therapy in biomedical applications
US8103217B2 (en) * 2008-06-11 2012-01-24 Samsung Electronics Co., Ltd. Apparatus and method for radio communication
KR101613235B1 (ko) * 2008-07-30 2016-04-18 코닌클리케 필립스 엔.브이. 무선 인지 중계 시스템에서 공유되는 스펙트럼 이용을 위한 센싱 및 통신 프로토콜들
EP2319260A2 (en) * 2008-08-19 2011-05-11 Shared Spectrum Company Method and system for dynamic spectrum access using specialty detectors and improved networking
US8488655B2 (en) 2009-04-14 2013-07-16 Texas Instruments Incorporated PHY layer parameters for body area network (BAN) devices
US8405502B2 (en) * 2009-06-10 2013-03-26 Qualcomm Incorporated Identification and connectivity gateway wristband for hospital and medical applications
MX2011013042A (es) * 2009-06-15 2012-06-01 Research In Motion Ltd Metodo y sistema para operación de recepcion discontinua para adicion de portadora avanzada de evolucion a largo plazo.
WO2011128795A1 (en) * 2010-04-13 2011-10-20 Koninklijke Philips Electronics N.V. Medical body area network (mban) with automatic in-facility spectrum use enforcement

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006102538A2 (en) * 2005-03-22 2006-09-28 Aware Technologies, Inc. Method and system for extended wearable personal area data network
JP2009507435A (ja) * 2005-09-01 2009-02-19 サイプレス セミコンダクター コーポレーション 無線アクセスポイントにおけるチャンネルアジリティの改良された方法

Also Published As

Publication number Publication date
WO2012150534A1 (en) 2012-11-08
BR112013027908A2 (pt) 2017-01-10
US20140065972A1 (en) 2014-03-06
EP2705682A1 (en) 2014-03-12
JP6430829B2 (ja) 2018-11-28
CN103503500B (zh) 2018-08-10
RU2013153261A (ru) 2015-06-10
EP2705682B1 (en) 2018-02-28
US9380586B2 (en) 2016-06-28
RU2597368C2 (ru) 2016-09-10
CN103503500A (zh) 2014-01-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6430829B2 (ja) Ieee802.15.4j標準に関するmbanチャネル使用制御スキーム及び適応的チャネライゼーション
US9992685B2 (en) Medical body area network (MBAN) with key-based control of spectrum usage
JP6097227B2 (ja) 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
EP2556697B1 (en) Centralized dynamic channel allocation for medical body area networks
US9781724B2 (en) Method to use auxiliary channel to achieve fast and power-efficient association in wireless networks
US9094781B2 (en) Spectrum reallocation with prioritized schedule
JP5785606B2 (ja) 自動施設内スペクトル利用強制を伴う医療ボディエリアネットワーク(mban)

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20150401

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20150401

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20160129

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20160202

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20160425

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20160801

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20170207

RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20170214

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20170605

A911 Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911

Effective date: 20170614

A912 Re-examination (zenchi) completed and case transferred to appeal board

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A912

Effective date: 20170818

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20180913

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20181101

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6430829

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees