Body Area Network

Ein Körper, Netzwerk, auch als Wireless Body Area Network oder einem Körper-Sensornetzwerk bezeichnet wird, ist ein drahtloses Netzwerk von Wearable Computing-Geräten. BAN Geräte können in den Körper eingebettet sein, Implantate, kann auf den Körper in einer festen Position Wearable-Technologie Aufputz oder Geräte, die in verschiedenen Positionen Menschen zu tragen, in der Kleidung Taschen, mit der Hand oder in verschiedenen Taschen begleitet werden. Zwar gibt es einen Trend zur Miniaturisierung der Geräte, insbesondere von Netzen aus mehreren miniaturisierten Körpersensoreinheiten mit einem einzigen Körper Zentraleinheit. größere Dezimeter bemessen große Smart Devices, begleitet Geräte, weiterhin eine wichtige Rolle in Bezug auf die als Datendrehscheibe, Daten-Gateway handeln und die Bereitstellung einer Benutzerschnittstelle zum Anzeigen und Verwalten BAN-Anwendungen, in situ zu spielen. Die Entwicklung der Technologie WBAN begann um 1995 um die Idee der Verwendung von Wireless Personal Area Network Technologien, um die Kommunikation auf, in der Nähe zu implementieren und um den menschlichen Körper. Etwa sechs Jahre später wurde der Begriff "Verbot" auf Systeme, in denen die Kommunikation vollständig innerhalb, auf, und in der unmittelbaren Nähe eines menschlichen Körpers beziehen. Ein WBAN System kann WPAN Funktechnologien als Gateways verwenden, um größere Reichweiten zu erreichen. Durch Gateway-Geräte, ist es möglich, die tragbare Geräte auf den menschlichen Körper mit dem Internet verbinden. Auf diese Weise können medizinische Fachleute Patientendaten Online-Zugriff auf das Internet unabhängig von der Patienten Lage.

Begriff

Das schnelle Wachstum in physiologischer Sensoren, Low-Power-ICs und Wireless-Kommunikation hat eine neue Generation von drahtlosen Sensornetzwerken aktiviert ist, jetzt für Zwecke wie die Verkehrsüberwachung, Kulturen, Infrastruktur und Gesundheit verwendet. Der Netzwerkfeld Körperbereich ist ein interdisziplinäres Gebiet, das kostengünstige und kontinuierliche Gesundheitsüberwachung mit Echtzeit-Updates der medizinischen Unterlagen über das Internet ermöglichen kann. Eine Anzahl von intelligenten physiologischen Sensoren in einer tragbaren drahtlosen Körperbereich-Netzwerk, das für die computergestützte Rehabilitation oder Früherkennung von Erkrankungen verwendet werden können, zu integrieren. Dieser Bereich stützt sich auf die Machbarkeit der Implantation sehr kleinen Biosensoren im menschlichen Körper, die bequem sind und die keine normalen Aktivitäten beeinträchtigt. Die implantierten Sensoren im menschlichen Körper werden verschiedene physiologische Veränderungen, um den Gesundheitszustand des Patienten zu überwachen unabhängig von ihrem Standort zu sammeln. Die Information wird drahtlos mit einer externen Verarbeitungseinheit übertragen werden. Dieses Gerät wird sofort übertragen, alle Informationen in Echtzeit an die Ärzte auf der ganzen Welt. Wenn ein Notfall erkannt wird, werden die Ärzte unverzüglich die Patienten durch das Computersystem, indem sie entsprechende Meldungen oder Alarme. Derzeit ist das Niveau der zur Verfügung gestellten Informationen und Energieressourcen in der Lage, die Versorgung der Sensoren sind die Begrenzung. Während die Technologie noch in den primitiven Stadium wird weithin untersucht und nach ihrer Annahme wird erwartet, dass ein Durchbruch Erfindung in der Gesundheitsversorgung, was zu Konzepten wie Telemedizin und mHealth immer real.

Anwendungen

Erste Anwendungen von Verboten wird erwartet, dass vor allem in der Gesundheits Domain erscheinen, vor allem für die kontinuierliche Überwachung und Protokollierung Vitalparameter von Patienten mit chronischen Krankheiten wie Diabetes, Asthma und Herzinfarkte.

  • Ein BAN-Netzwerk statt an einem Patienten können das Krankenhaus alarmieren, noch bevor sie einen Herzinfarkt, durch Messung von Veränderungen in ihren Lebenszeichen.
  • Ein BAN-Netzwerk auf einem Diabetes-Patienten könnten von Auto Insulin spritzen durch eine Pumpe, sobald ihre Insulinspiegel sinkt.

Weitere Anwendungen dieser Technologie sind Sport, Militär, oder Sicherheit. Verlängerung der Technologie, um neue Bereiche könnten auch helfen, die Kommunikation von nahtlosen Informationsaustausch zwischen Einzelpersonen oder zwischen einzelnen und Maschinen.

Components

Eine typische BAN oder BSN erfordert Vitalzeichen-Überwachungssensoren, Bewegungsmelder, um zur Ermittlung der Position des überwachten individuellen und eine Form der Kommunikation, den Vitalzeichen und Bewegungsmesswerte auf Ärzte oder Pflegekräfte zu übertragen. Eine typische Body Area Network Kit wird von Sensoren, einen Prozessor, einen Sendeempfänger und einer Batterie bestehen. Physiologische Sensoren, wie EKG und SpO2-Sensoren entwickelt worden. Andere Sensoren wie beispielsweise ein Blutdrucksensor, EEG-Sensor und einem PDA BSN-Schnittstelle sind in der Entwicklung.

Drahtlose Kommunikation in der U.S.

Die FCC hat die Zuweisung von 40 MHz Spektrum Bandbreite für medizinische BAN Low-Power-zugelassen, Weitverkehrsfunkverbindungen an der 2360-2400-MHz-Band. Dies wird Abladen MBAN Mitteilung der bereits gesättigten Standard-Wi-Fi-Spektrum zu einem Standard-Band zu ermöglichen.

Die 2360-2390 MHz-Frequenzbereich ist auf sekundärer Basis zur Verfügung. Die FCC wird die bestehende Medical Device Funkdienst in Teil 95 der Regeln zu erweitern. MBAN Geräten mit dem Band wird unter einer "Lizenz-by-Regel" Grundlage, die die Notwendigkeit, die für die einzelnen Sender Lizenzen eliminiert arbeiten. Nutzung der 2360-2390-MHz-Frequenzen sind an Innen Betrieb bei Gesundheitseinrichtungen eingeschränkt und unterliegen Registrierung und Genehmigung durch Website-Koordinatoren zu Luftfahrt-Telemetrie primären Nutzung zu schützen. Der Betrieb im 2390-2400 MHz-Band ist nicht Gegenstand der Registrierung oder Koordination und kann in allen Bereichen einschließlich Wohn verwendet werden.

Herausforderungen

Probleme bei der Verwendung dieser Technik könnte umfassen:

  • Interoperabilität: WBAN Systeme müssten nahtlosen Datentransfer über Standards wie Bluetooth, ZigBee, etc. zu gewährleisten, um den Informationsaustausch zu fördern, Plug-and-Play-Gerät Interaktion. Weiterhin würde die Systeme skalierbar sein, eine effiziente Migration über Netzwerke und bieten unterbrechungsfreie Konnektivität.
  • Systemgeräte: Die Sensoren in WBAN verwendet hätte wenig Komplexität, geringe Formfaktor, leicht, energieeffizient, einfach zu bedienen und rekonfigurierbare sein. Ferner müssen die Speichergeräte an Remote-Speicher und Anzeigen von Patientendaten sowie den Zugriff auf externe Verarbeitung und Analyse-Tools über das Internet zu erleichtern.
  • System und Gerät-Level-Security: Erhebliche Anstrengungen erforderlich wäre, BAN Übertragung sicher und präzise zu machen. Es müsste sicherstellen, dass der Patient '' sicheren '' Daten werden nur von dedizierten BAN-System des jeweiligen Patienten gewonnen und ist nicht mit anderen Daten des Patienten gemischt werden. Ferner sollten die von WBAN erzeugten Daten sicher und nur begrenzten Zugang.
  • Verletzung der Privatsphäre: Die Leute könnten die WBAN Technologie betrachten als eine potenzielle Bedrohung für die Freiheit, wenn die Anwendungen über "sichere" medizinische Nutzung zu gehen. Gesellschaftliche Akzeptanz wäre Schlüssel zu dieser Technologie finden eine breitere Anwendung.
  • Sensor Validierung: Pervasive Erfassungseinrichtungen unterliegen inhärent Kommunikation und Hardwarebeschränkungen einschließlich unzuverlässig wired / Wireless-Netzwerkverbindungen, Störungen und begrenzten Leistungsreserven. Dies kann zu einer fehlerhaften Datensätzen führen zurück zu dem Endbenutzer übertragen wird. Es ist von größter Bedeutung, insbesondere innerhalb eines Gesundheits Domäne, die alle Sensorwerte validiert werden. Dies hilft, um falschen Alarm Erzeugung zu verringern und mögliche Schwachstellen in der Hard- und Softwaredesign zu identifizieren.
  • Datenkonsistenz: die Daten auf mehreren mobilen Geräten und drahtlosen Patientennotizen müssen gesammelt und in einem nahtlosen Art und Weise analysiert. Im Karosseriebereich Netzwerken kann wichtige Patientendatensätzen über eine Zahl der Knoten und über eine Anzahl von Netzwerk-PCs oder Laptops fragmentiert. Wenn Mobilgerät ein Arzt ist nicht alle bekannten Informationen enthält, dann kann die Qualität der Patientenversorgung zu verschlechtern.
  • Störung: Die drahtlose Verbindung für die Körper-Sensoren verwendet werden, sollten die Störungen zu reduzieren und die Koexistenz von Sensorknoten Geräten mit anderen Netzwerkgeräten in die Umwelt. Dies ist besonders wichtig für die großtechnische Umsetzung der WBAN Systeme.
  • Data Management: Wie BAN erzeugen große Datenmengen, von größter Bedeutung ist die Notwendigkeit, zu verwalten und diese Datensätze zu erhalten. O'Donoghue, John und John Herbert. "Data Management im mHealth-Umgebungen:. Patientensensoren, Mobile Devices und Datenbanken" Blatt der Daten- und Informationsqualität 4.1: 5.

Neben Hardware-centric Herausforderungen sollten die folgenden Menschen orientierte Herausforderungen für die praktische BAN Entwicklung angesprochen werden. Diese beinhalten

  • Kosten: Die Verbraucher von heute erwarten, dass Low-Cost Health Monitoring-Lösungen, die eine hohe Funktionalität. WBAN Implementierungen müssen, um Kosten optimiert werden, um ansprechend sein Alternativen zu gesundheitsbewussten Verbraucher.
  • Ständige Überwachung: Benutzer können unterschiedliche Ebenen der Überwachung, beispielsweise solche mit einem Risiko von Herz-Ischämie kann wollen, dass ihre WBANs ständig funktionieren, während andere an der Gefahr von Stürzen kann nur noch WBANs um sie zu überwachen, während sie zu Fuß oder bewegten. Eine Überwachungsstufe beeinflußt die erforderliche Energiemenge und der Lebenszyklus des BAN, bevor die Energiequelle erschöpft ist.
  • Constrained-Bereitstellung: Die WBAN muss tragbar, leicht und nicht aufdringlich zu sein. Es sollte nicht zu verändern oder zu belasten täglichen Aktivitäten des Benutzers. Die Technologie sollte letztendlich für den Benutzer transparent sein, dh, es sollte ihre Überwachungsaufgaben ohne dass der Benutzer es zu merken zuführen.
  • Konstante Leistung: Die Leistung des WBAN sollte konsistent sein. Sensormessungen sollten genaue und kalibriert werden kann, selbst wenn die WBAN abgeschaltet und wieder eingeschaltet. Die drahtlosen Verbindungen sollten robust sein und die Arbeit unter verschiedenen Benutzerumgebungen.
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