什么是MBAN网络？MBAN系统如何运行？

LS Research硬件开发总监Robert Buczkiewicz

FCC将频谱专用于医疗机构局域网（MBAN）

华盛顿特区-联邦通信委员会通过采用规则来推进其无线医疗保健议程，这些规则将使医疗人体局域网（MBAN），低功耗宽带网络成为可能，该网络由多个人体佩戴的传感器组成，可传输各种患者数据到控制设备。MBAN设备使患者摆脱了将患者束缚在病床上的麻烦的电缆。MBAN设备提供了一种经济有效的方式来监视医疗机构中的每个患者，因此临床医生可以提供实时且准确的数据，从而允许他们进行干预并挽救生命。在MBAN频谱上运行的无线设备可用于主动监测患者的健康状况，包括血糖和压力监测，心电图读数的传送，甚至是新生儿监测系统。MBAN设备将被设计为在医院环境中广泛部署，并将使用廉价的一次性穿戴式传感器。MBAN技术还将使患者更容易地将其转移到医疗保健机构的不同部位进行治疗，并通过使医疗保健提供者有机会在危及生命的关键水平之前识别出威胁生命的问题或事件，从而显着提高患者护理质量。

图1 – MBAN设备（FCC照片流提供）

目前，美国医院中几乎有50％的患者未接受监测。FCC主席Julius Genachowski表示，MBAN系统将实现准确且具有成本效益的实时患者监护。“接受监视的患者有48％的机会死于心脏骤停。不受监视的患者有6％的存活机会。”通过允许对患者进行连续监视，启用了MBAN的设备可以帮助医生在紧急情况下更快地做出反应，并改善整体的住院患者护理。根据FCC的说法，此举“代表着对传统医疗监控设备的改进”，因为它使患者更容易移动，提高了患者的舒适度，并且在将患者重新安置到不同的位置后，每年可节省12亿美元的费用。诊所和部门。

该最终裁定在2360-2400 MHz频段中预留了40 MHz的保护频谱，专门用于无线医疗设备。专用频谱应有助于减轻通常与医院使用的Wi-Fi和其他大功率设备相关的干扰问题。2360-2390MHz频率范围是次要的。FCC将在其规则的第95部分中扩展现有的医疗设备无线电通信（MedRadio）服务。使用该频段的MBAN设备将在“逐个许可证”的基础上运行，从而无需申请单独的发射机许可证。2360-2390MHz频率的使用仅限于医疗机构在室内运行，并且必须经过协调员的注册和现场批准，以保护航空遥测的主要用途。

MBAN的优势

小型可穿戴传感器可监测患者的生命体征，并收集温度，血糖水平，血压，脉搏和呼吸功能等实时临床信息，并通过附近设备上的MBAN进行汇总，以进行本地处理并转发至集中式显示器和电子病历。身体传感器还可以用于向身体的特定区域提供药物治疗。

主要优势包括：

•允许对整个医院进行患者监视，从而提高舒适度和移动性

•可以在患者到达医院之前和将其送回家后进行监视

•消除了对患者进行束缚的电缆束缚，从而提高了患者的安全性，护理和舒适度医院病床

•易于运输：允许患者轻松地转移到不同的诊所

•采用无线监控的医疗设备制造商应清除医院房间内的电缆巢，并让患者离开昂贵的重症监护病房

•感染控制：消除电线可能帮助降低感染风险

图2 – MBAN设备（由GE Healthcare提供）

监管状况

•从2012年10月1日开始，FCC的“按规则许可”标准允许使用设备，根据该标准，医疗保健提供者必须注册其设备并协调使用方式和使用时间。

•预计FCC将于明年6月任命一位频率协调员，以确定两个用户如何共享频谱而不互相干扰。GE Healthcare和Philips Healthcare Systems均建议加快此过程。现在是WMTS协调员的美国医疗保健工程学会（ASHE）也表达了对成为MBAN协调员的兴趣。

•MBAN设备必须先获得FCC和食品药品监督管理局（FDA）的批准，然后才能在医院中使用。FCC和FDA对移动医疗设备具有监管控制权，他们正在共同努力简化审批流程。该过程可能要求FCC审查设备的技术方面，而FDA将审查其医疗功能。

•FCC的批准使美国成为第一个为MBAN分配频谱的国家。

•2360-2400 MHz频段具有国际协调的潜力。德州仪器（TI）和GE Healthcare均指出，该频段已包含在研究医疗设备的欧洲标准组织制定的技术要求中。

技术概述

•2360-2400 MHz频带中40 MHz的受保护频谱

•该频带的2360-2390 MHz部分受到范围限制，只能在医疗保健设施中室内使用，并且需要获得MBAN协调员的注册，并在获得以下许可的情况下进行其他协调地点。在1 MHz带宽上测得的最大发射功率为1 mW

•2390-2400 MHz频段不需要注册和协调，可以在任何位置使用-包括家庭住宅环境。在5 MHz带宽上测得的最大发射功率为20 mW

•与航空移动遥测（AMT）或占用2360-2395 MHz频段的飞行测试无线电设备在共享，次级，无干扰的基础上使用

•MBAN需要一个清晰的信道，并且无线医学遥测服务（WMTS）没有频谱来容纳它们

•预期的传输范围：短距离，大约一个病房，类似于蓝牙

•受限数据速率：<2 Mbps

图3 –无线频谱（现代移动应用程序提供）

什么是MBAN网络？

FCC将医疗机构局域网（MBAN）定义为低功耗网络，由MedRadio编程器/控制发射器和多个医疗机构佩戴的设备组成，这些设备均出于以下目的而发送或接收非语音数据或相关设备控制命令：测量和记录生理参数和其他患者信息，或通过辐射的双向或单向电磁信号执行诊断或治疗功能。

MBAN系统如何运行？

典型的MBAN包括主编程器/控制发送器（“集线器设备”）和一个或多个客户端发送器（“人体传感器”），该主编程器/控制发送器包括在靠近患者的设备中，该客户端发送器仅佩戴在身体上在与控制传输的集线器保持通信的同时进行传输。集线器将数据消息传送到穿戴式传感器，以指定例如应使用的发射频率。集线器和传感器设备将在2360-2400 MHz频带中传输。

图4 – MBAN集线器/传感器节点

集线器在其控制下聚合来自穿戴式传感器的患者数据，并使用医疗保健机构的局域网（LAN）（例如，以太网，WMTS或Wi-Fi链接）将该信息传输到各个位置医疗保健专业人员在哪里监视患者数据。集线器还通过设施的LAN连接到中央控制点，该中央控制点将用于管理卫生保健设施内的所有MBAN操作。人体传感器和编程器/控制变送器都不得直接相互通信。

为了保护AMT操作免受有害干扰，MBAN和AMT频率协调器将共同协作以协调2360-2390 MHz频带中的MBAN操作。控制点用作MBAN协调器和MBAN主发送器之间的接口，以控制2360-2390 MHz频带中的MBAN操作。控制点将接收到一个电子钥匙，该电子钥匙是一条数据消息，用于指定并允许MBAN设备使用特定频率。然后，控制点将生成一个信标或控制消息，以通过设施的LAN将数据消息传送到集线器，该消息指定该特定MBAN的授权频率和其他操作条件。

下一步是什么？

从2012年10月1日起，FCC的“按规则许可”标准允许使用设备，根据该标准，医疗保健提供者必须注册其设备并协调使用方式和使用时间。但是，预计FCC不会在2013年6月之前任命频率协调员，而根据GE Healthcare的说法，“预计MBAN设备将在大约2年后投放市场。”从无线产品开发的角度来看，几家主要的半导体制造商已经表示，他们目前用于ZigBee /蓝牙的2400-2483.5 MHz ISM频段芯片组可以轻松地进行修改或改编。进行简单的RF设计服务更改以覆盖2360-2400 MHz MBAN频谱，再加上新的天线设计，应该可以快速部署该技术。

编辑：hfy