LS Research硬件開發總監Robert Buczkiewicz

FCC將頻譜專用于醫療機構局域網（MBAN）

華盛頓特區-聯邦通信委員會通過采用規則來推進其無線醫療保健議程，這些規則將使醫療人體局域網（MBAN），低功耗寬帶網絡成為可能，該網絡由多個人體佩戴的傳感器組成，可傳輸各種患者數據到控制設備。MBAN設備使患者擺脫了將患者束縛在病床上的麻煩的電纜。MBAN設備提供了一種經濟有效的方式來監視醫療機構中的每個患者，因此臨床醫生可以提供實時且準確的數據，從而允許他們進行干預并挽救生命。在MBAN頻譜上運行的無線設備可用于主動監測患者的健康狀況，包括血糖和壓力監測，心電圖讀數的傳送，甚至是新生兒監測系統。MBAN設備將被設計為在醫院環境中廣泛部署，并將使用廉價的一次性穿戴式傳感器。MBAN技術還將使患者更容易地將其轉移到醫療保健機構的不同部位進行治療，并通過使醫療保健提供者有機會在危及生命的關鍵水平之前識別出威脅生命的問題或事件，從而顯著提高患者護理質量。

圖1 – MBAN設備（FCC照片流提供）

目前，美國醫院中幾乎有50％的患者未接受監測。FCC主席Julius Genachowski表示，MBAN系統將實現準確且具有成本效益的實時患者監護。“接受監視的患者有48％的機會死于心臟驟停。不受監視的患者有6％的存活機會。”通過允許對患者進行連續監視，啟用了MBAN的設備可以幫助醫生在緊急情況下更快地做出反應，并改善整體的住院患者護理。根據FCC的說法，此舉“代表著對傳統醫療監控設備的改進”，因為它使患者更容易移動，提高了患者的舒適度，并且在將患者重新安置到不同的位置后，每年可節省12億美元的費用。診所和部門。

該最終裁定在2360-2400 MHz頻段中預留了40 MHz的保護頻譜，專門用于無線醫療設備。專用頻譜應有助于減輕通常與醫院使用的Wi-Fi和其他大功率設備相關的干擾問題。2360-2390MHz頻率范圍是次要的。FCC將在其規則的第95部分中擴展現有的醫療設備無線電通信（MedRadio）服務。使用該頻段的MBAN設備將在“逐個許可證”的基礎上運行，從而無需申請單獨的發射機許可證。2360-2390MHz頻率的使用僅限于醫療機構在室內運行，并且必須經過協調員的注冊和現場批準，以保護航空遙測的主要用途。

MBAN的優勢

小型可穿戴傳感器可監測患者的生命體征，并收集溫度，血糖水平，血壓，脈搏和呼吸功能等實時臨床信息，并通過附近設備上的MBAN進行匯總，以進行本地處理并轉發至集中式顯示器和電子病歷。身體傳感器還可以用于向身體的特定區域提供藥物治療。

主要優勢包括：

?允許對整個醫院進行患者監視，從而提高舒適度和移動性

?可以在患者到達醫院之前和將其送回家后進行監視

?消除了對患者進行束縛的電纜束縛，從而提高了患者的安全性，護理和舒適度醫院病床

?易于運輸：允許患者輕松地轉移到不同的診所

?采用無線監控的醫療設備制造商應清除醫院房間內的電纜巢，并讓患者離開昂貴的重癥監護病房

?感染控制：消除電線可能幫助降低感染風險

圖2 – MBAN設備（由GE Healthcare提供）

監管狀況

?從2012年10月1日開始，FCC的“按規則許可”標準允許使用設備，根據該標準，醫療保健提供者必須注冊其設備并協調使用方式和使用時間。

?預計FCC將于明年6月任命一位頻率協調員，以確定兩個用戶如何共享頻譜而不互相干擾。GE Healthcare和Philips Healthcare Systems均建議加快此過程。現在是WMTS協調員的美國醫療保健工程學會（ASHE）也表達了對成為MBAN協調員的興趣。

?MBAN設備必須先獲得FCC和食品藥品監督管理局（FDA）的批準，然后才能在醫院中使用。FCC和FDA對移動醫療設備具有監管控制權，他們正在共同努力簡化審批流程。該過程可能要求FCC審查設備的技術方面，而FDA將審查其醫療功能。

?FCC的批準使美國成為第一個為MBAN分配頻譜的國家。

?2360-2400 MHz頻段具有國際協調的潛力。德州儀器（TI）和GE Healthcare均指出，該頻段已包含在研究醫療設備的歐洲標準組織制定的技術要求中。

技術概述

?2360-2400 MHz頻帶中40 MHz的受保護頻譜

?該頻帶的2360-2390 MHz部分受到范圍限制，只能在醫療保健設施中室內使用，并且需要獲得MBAN協調員的注冊，并在獲得以下許可的情況下進行其他協調地點。在1 MHz帶寬上測得的最大發射功率為1 mW

?2390-2400 MHz頻段不需要注冊和協調，可以在任何位置使用-包括家庭住宅環境。在5 MHz帶寬上測得的最大發射功率為20 mW

?與航空移動遙測（AMT）或占用2360-2395 MHz頻段的飛行測試無線電設備在共享，次級，無干擾的基礎上使用

?MBAN需要一個清晰的信道，并且無線醫學遙測服務（WMTS）沒有頻譜來容納它們

?預期的傳輸范圍：短距離，大約一個病房，類似于藍牙

?受限數據速率：<2 Mbps

圖3 –無線頻譜（現代移動應用程序提供）

什么是MBAN網絡？

FCC將醫療機構局域網（MBAN）定義為低功耗網絡，由MedRadio編程器/控制發射器和多個醫療機構佩戴的設備組成，這些設備均出于以下目的而發送或接收非語音數據或相關設備控制命令：測量和記錄生理參數和其他患者信息，或通過輻射的雙向或單向電磁信號執行診斷或治療功能。

MBAN系統如何運行？

典型的MBAN包括主編程器/控制發送器（“集線器設備”）和一個或多個客戶端發送器（“人體傳感器”），該主編程器/控制發送器包括在靠近患者的設備中，該客戶端發送器僅佩戴在身體上在與控制傳輸的集線器保持通信的同時進行傳輸。集線器將數據消息傳送到穿戴式傳感器，以指定例如應使用的發射頻率。集線器和傳感器設備將在2360-2400 MHz頻帶中傳輸。

圖4 – MBAN集線器/傳感器節點

集線器在其控制下聚合來自穿戴式傳感器的患者數據，并使用醫療保健機構的局域網（LAN）（例如，以太網，WMTS或Wi-Fi鏈接）將該信息傳輸到各個位置醫療保健專業人員在哪里監視患者數據。集線器還通過設施的LAN連接到中央控制點，該中央控制點將用于管理衛生保健設施內的所有MBAN操作。人體傳感器和編程器/控制變送器都不得直接相互通信。

為了保護AMT操作免受有害干擾，MBAN和AMT頻率協調器將共同協作以協調2360-2390 MHz頻帶中的MBAN操作。控制點用作MBAN協調器和MBAN主發送器之間的接口，以控制2360-2390 MHz頻帶中的MBAN操作。控制點將接收到一個電子鑰匙，該電子鑰匙是一條數據消息，用于指定并允許MBAN設備使用特定頻率。然后，控制點將生成一個信標或控制消息，以通過設施的LAN將數據消息傳送到集線器，該消息指定該特定MBAN的授權頻率和其他操作條件。

下一步是什么？

從2012年10月1日起，FCC的“按規則許可”標準允許使用設備，根據該標準，醫療保健提供者必須注冊其設備并協調使用方式和使用時間。但是，預計FCC不會在2013年6月之前任命頻率協調員，而根據GE Healthcare的說法，“預計MBAN設備將在大約2年后投放市場。”從無線產品開發的角度來看，幾家主要的半導體制造商已經表示，他們目前用于ZigBee /藍牙的2400-2483.5 MHz ISM頻段芯片組可以輕松地進行修改或改編。進行簡單的RF設計服務更改以覆蓋2360-2400 MHz MBAN頻譜，再加上新的天線設計，應該可以快速部署該技術。

編輯：hfy