| Περίληψη: | Η νέα επιστημονική εποχή έφερε στο προσκήνιο μία νέα πραγματικότητα για τα δίκτυα ανθρώπινου σώματος (Body Area Networks) και για τα ιατρικά εμφυτεύματα. Τα συγκεκριμένα συστήματα προσφέρουν μία πιο ασφαλή, ακριβή και λιγότερο επεμβατική μέθοδο για τη συνεχή παρακολούθηση σημαντικών ζωτικών επιπέδων σε ένα ανθρώπινο σώμα, όπως τα επίπεδα γλυκόζης. Μία μπάντα συχνοτήτων που είναι διαθέσιμη για τις συγκεκριμένες εφαρμογές είναι η μπάντα 402-405 ΜΗz MICS (Medical Implant Communications Service), η οποία έχει το σαφές πλεονέκτημα ότι χρησιμοποιείται κυρίως για ιατρικές εφαρμογές. Επιπρόσθετα υπάρχει και η μπάντα 2.45 GHZ ISM (Industrial, Scientific, Medical), αλλά έχει το μειονέκτημα ότι χρησιμοποιείται από άλλες εφαρμογές, όπως τα ασύρματα δίκτυα υπολογιστών.
Η παρούσα διπλωματική εργασία παρουσιάζει μία μελέτη της διάδοσης του σήματος μέσα στον ανθρώπινο οργανισμό και παρέχει τον χαρακτηρισμό του ασύρματου καναλιού. Συγκεκριμένα, η πιθανή εφαρμογή της μελέτης αφορά ένα εμφύτευμα στο πάγκρεας που θα ελέγχει τα επίπεδα γλυκόζης και θα μεταβιβάζει το σήμα σε έναν εξωτερικό αποδέκτη που θα βρίσκεται στην επιφάνεια του δέρματος στο ύψος της ζώνης. Ο αποδέκτης θα λαμβάνει και θα αξιολογεί κατάλληλα τα επίπεδα και θα αποστέλλει νέα δεδομένα πίσω στο εμφύτευμα. Για να γίνει όμως κάτι τέτοιο εφικτό, πρέπει να πραγματοποιηθεί πλήρης μελέτη του ασύρματου καναλιού, ώστε να διασφαλιστεί η σωστή επικοινωνία και η μεταβίβαση των σημαντικών αυτών παραμέτρων. Η μελέτη μας βασίζεται σε προσομοιώσεις που χρησιμοποιούν την FDTD (Finite Difference Time Domain) τεχνική μοντελοποίησης για τις μπάντες συχνοτήτων 402.5MHz και 2.45GHz. Πιο αναλυτικά, μία κεραία δίπολο τοποθετείται στο πάγκρεας ενός γυναικείου και ενός ανδρικού phantom. Το phantom είναι μία αναπαράσταση του ανθρώπινου οργανισμού, η οποία περιλαμβάνει όλα τα απαραίτητα χαρακτηριστικά, όπως διηλεκτρικές σταθερές οργάνων, για ακριβή πειραματική μελέτη της συμπεριφοράς του σήματος που διαπερνά τα όργανα. Επιπρόσθετα, πραγματοποιείται ο υπολογισμός του ηλεκτρικού πεδίου και των διακυμάνσεων της πυκνότητας της ενέργειας, καθώς το σήμα ταξιδεύει μέσα από το ανθρώπινο σώμα. Ακόμη, εξετάζεται η μοντελοποίηση των απωλειών όδευσης και η απορρόφηση του σήματος από τα διάφορα ανθρώπινα όργανα.
Τα αποτελέσματα αναδεικνύουν την ιδιαίτερη συμπεριφορά της εξασθένησης του σήματος για ένα σενάριο μέσα στο ανθρώπινο σώμα , όπου η κεραία έχει εμφυτευθεί βαθύτερα από κάθε άλλη δημοσιευμένη εργασία. Τα υποσχόμενα αποτελέσματα μας παρέχουν την βάση για περαιτέρω έρευνα που επρόκειτο να πραγματοποιήσουμε στην μοντελοποίηση των καναλιών επικοινωνίας για εφαρμογές σε ενδοσωματικά δίκτυα (in-body area networks).
H ανάλυση της διάδοσης του σήματος με την τεχνική που προτείνουμε και τα αποτελέσματα που λάβαμε από τη διπλωματική αυτή εργασία δημοσιεύτηκαν και παρουσιάστηκαν στο Wireless Telecommunications Symposium που πραγματοποιήθηκε στο Λονδίνο στις 18-20 Απριλίου 2016.
|
|---|
