醫療監控網路走向個人化

美國聯邦通訊委員會正在考慮一項請求,為醫療體域網分配頻譜頻寬,以便無線監控個人健康


關於支援科學新聞報道

如果您喜歡這篇文章,請考慮透過以下方式支援我們屢獲殊榮的新聞報道 訂閱。 透過購買訂閱,您正在幫助確保未來能有更多關於塑造我們今天世界的發現和想法的具有影響力的報道。


當計算機、伺服器和數字儲存裝置在 1970 年代末和 80 年代初開始大量進入企業和家庭時,勤勞的使用者發現這些系統可以連線成區域網 (LAN),從而實現機器與機器之間資訊的快速交換。 醫療技術製造商現在希望將這種模式縮小到個人層面,透過連線放置在(甚至在)患者皮膚上的無線感測器,建立“醫療體域網” (MBAN),從而為醫生提供有關患者的即時資訊。

MBAN 將幫助醫院和醫療診所更好地掌握重要的健康相關資訊,包括患者的體溫、脈搏、血糖水平、血壓和呼吸功能。 每個感測器都將透過短程無線訊號將有關患者身體的資訊傳輸到小型接收器(手持式或連線到床或輪椅),然後接收器將使用遠端無線訊號與醫療機構的中央計算機系統共享該資訊——所有這些都無需像今天這樣雜亂的電線。

隨著新感測器的開發,這些體域網甚至可能變成人類版的 通用汽車 OnStar 車輛維護服務,駕駛員可以使用該服務主動告知他們維護需求,並在迷路或發生事故時呼叫幫助。

正在進行的工作
在這成為現實之前,還需要做大量工作來開發低功耗無線感測器(可以使用微型電池執行)並在無線頻譜上預留空間,以確保這種潛在的生命攸關的資料具有優先地位,從而使其能夠可靠且安全地到達需要到達的地方。

GE 醫療監控解決方案的引數專案總經理 David Freeman 表示,使 MBAN 成為現實所需的技術仍在開發中。 通用電氣是眾多企業和研究機構之一,他們正試圖透過開發 MBAN 所需的無線感測器和基礎設施來改變這種狀況。 另一家是 Intelesens,這是一家總部位於北愛爾蘭的公司,該公司開發無線監控技術,該技術使用 藍牙 將醫療資料從感測器傳輸到短程接收器,並使用 Wi-Fi 進行更遠距離的資料傳輸。 總部位於愛爾蘭都柏林的 Realtime Technologies 也生產 可穿戴無線藍牙感測器,可用作 MBAN 的一部分

然而,波士頓馬薩諸塞州總醫院的醫生、哈佛醫學院麻醉學助理教授 Nathaniel Sims 表示,使用藍牙(一種用於手機、筆記型電腦和影片遊戲機的無線通訊協議)來構建體域感測器網路“在電池問題上確實存在不足”。

藍牙需要足夠強大的電池才能在約 1 到 10 米之間傳送無線電訊號。 MBAN 的半徑約為一米,因此可以使用更小的電池。 足夠小以作為 MBAN 一部分有效工作的感測器可能沒有足夠的尺寸來攜帶足夠強大的電池,以在相當長的時間內執行藍牙無線電(而不會完全耗盡電池)。

波士頓 Partners Healthcare System 的無線通訊經理 Rick Hampton 表示,除了電池之外,另一個障礙可能是頻寬不足。 他說:“每個人都在尋找頻譜中相對安全且可以處理所有即將上線的新的 [無線監控] 裝置的頻寬的區域。”

波士頓教學醫院和工程學院聯盟醫學與創新技術整合中心 (CIMIT) 的高階研發工程師 Mike Dempsey 說,“藍牙的普及既是福也是禍。 如果周圍沒有人,無線系統在某些情況下使用此無線協議可能會執行良好,但如果有人戴著藍牙耳機坐在您旁邊,則可能不太可靠。 這就是醫療行業需要倡導專用頻譜的原因。”
體域感測器網路頻寬
醫療保健提供商和技術公司正在推動美國聯邦通訊委員會 (FCC) 分配一部分專用無線頻譜,用於安全可靠地傳輸患者資料。 FCC 正在認真對待這一請求,並 在 8 月開始向公眾徵求意見,這將有助於該機構確定是否需要頻譜的哪一部分來保護 MBAN 免受未經許可的移動裝置或其他干擾的潛在干擾。 意見徵詢期預計將持續 90 天,之後 FCC 可能會做出決定。

Freeman 說:“我們正在努力爭取預留一些頻譜,以幫助我們推進可以放置在身體上並取代當今有線感測器的低功耗無線感測器。” 他補充說,他希望頻譜分配可以在年底前實現。

FCC 過去曾為醫療裝置分配頻譜。 2000 年,該機構為無線醫療遙測服務 (WMTS) 清理了空間,該服務允許潛在的“生命攸關”裝置(如心臟、血壓和呼吸監護儀)在受保護免受干擾的基礎上,將患者測量資料無線傳輸到附近的接收器。 在此之前,醫療遙測裝置一直未受保護地免受干擾地在空閒電影片道或為低功耗執行保留的特殊頻道上執行。

由於 WMTS 沒有太多頻寬,因此這部分頻譜僅保留用於最重要的訊號(例如心率和呼吸)資料。 這將收集和監控不太關鍵但仍然關鍵的資料(例如血糖水平、體溫或脈搏血氧飽和度(患者血紅蛋白的氧合作用))的感測器排除在 WMTS 之外。

家用 MBAN
波士頓 Spaulding 康復醫院運動分析實驗室主任、哈佛醫學院物理醫學與康復學助理教授 Paolo Bonato 表示,如果一切順利,預計 MBAN 在不久的將來會分為三類——用於監測患者一般健康或“健康”的 MBAN、用於測量老年人健康的 MBAN 以及用於監測患有帕金森病或癲癇等長期疾病的患者的 MBAN。 他還在 2008 年擔任 IEEE 醫學與生物學工程學會 (EMBS) 可穿戴生物醫學感測器和系統技術委員會主席。

Bonato 特別關注 MBAN 領域,因為他的工作重點是殘疾人康復技術,特別是可穿戴技術和機器人技術。 隨著 MBAN 技術的成熟,它也可能透過允許在家中遠端(但隱蔽地)監測患者來解決世界老齡化人口的需求和醫療保健成本問題。 他說:“某些情況可以在現場進行監控。 我們不能把所有人都送到醫療機構。”

© .