分层组织中伽伐尼耦合体内通信的多径模型与灵敏度分析
网络与互联网体系结构
2015-12-10 v1 新兴技术
摘要
新的医疗程序承诺通过植入式传感器和执行器实现持续的患者监测和药物输送。当使用空中无线射频 (OTA-RF) 链路进行体内植入通信时，网络因人体组织的吸收而承受沉重的能量成本。基于此动机，我们探索了一种依赖弱电信号而非 OTA-RF 的体内通信替代形式。为证明这种新范式在实现嵌入组织内或置于皮肤表面的传感器与执行器之间通信的可行性，我们开发了一套基于低能量信号伽伐尼耦合的严格分析模型。本论文的主要贡献包括：(i) 为弱电信号在三维多层组织结构中产生的通信信道开发了一套分析表达式，(ii) 通过广泛的有限元仿真、已发表文献中的测量以及使用猪组织进行的实验来验证和确认该模型，(iii) 设计了考虑安全因素的通信框架，并分析了不同网络和硬件参数（如传输频率和电极放置）的影响。我们的结果揭示了理论、仿真、文献和实验发现之间的一致性，指向该模型适用于快速精确的信道表征和参数估计，适用于网络化和植入式传感器。
引用
@article{arxiv.1512.02719,
title = {Multi-path Model and Sensitivity Analysis for Galvanic Coupled Intra-body Communication through Layered Tissue},
author = {Meenupriya Swaminathan and Ferran Simon Cabrera and Joan Sebastia Pujol and Ufuk Muncuk and Gunar Schirner and Kaushik R. Chowdhury},
journal= {arXiv preprint arXiv:1512.02719},
year = {2015}
}
备注
This paper has been accepted for publication in IEEE Transaction on Biomedical Circuits and Systems and will appear in March 2016 issue. This is an author copy