人體區(qū)域網(wǎng)路技術(shù)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程智能監(jiān)控

智能醫(yī)療監(jiān)控系統(tǒng)出現(xiàn)重大設(shè)計突破。隨著人體區(qū)域網(wǎng)路技術(shù)規(guī)范IEEE 802.15.6底定，新一代醫(yī)療照護(hù)系統(tǒng)將可以無線方式，將人體各部位穿戴式傳感器所測量到的生理信號，傳送至醫(yī)院伺服器并儲存，從而提供即時遠(yuǎn)端監(jiān)控與病患生理狀態(tài)分析等智能功能。

隨著全球人口老化及慢性病患人口增加，遠(yuǎn)端居家照護(hù)成為先進(jìn)國家醫(yī)療發(fā)展的重要議題?，F(xiàn)階段，生理參數(shù)量測技術(shù)已出現(xiàn)重大進(jìn)步，透過結(jié)合可攜式傳感裝置與人體區(qū)域網(wǎng)路(Body Area Network， BAN)，醫(yī)療人員將可持續(xù)性監(jiān)控與分析病患生理信號，給予病患正確健康指導(dǎo)、諮詢與追蹤;同時有效降低醫(yī)療資源浪費(fèi)，并改善醫(yī)療品質(zhì)。

人體區(qū)域網(wǎng)路技術(shù)助力　現(xiàn)代醫(yī)療系統(tǒng)功能升級

傳統(tǒng)醫(yī)療照護(hù)需要醫(yī)護(hù)人員不定時監(jiān)察病患傳感器的生理信號，使得護(hù)理人員疲于奔命。現(xiàn)代醫(yī)療照護(hù)系統(tǒng)透過人體區(qū)域網(wǎng)路技術(shù)，能讓護(hù)理人員即時遠(yuǎn)端監(jiān)控與分析病患的生理信號，假若病患出現(xiàn)病危狀況，醫(yī)護(hù)人員也可即時得知并做出危急處理。

人體區(qū)域網(wǎng)路由多個傳感器(EEG、ECG等)組成，分布在病患身體上收集和傳送生理信號(圖1)。所有傳感器的生理信號由連結(jié)傳感器(手錶或其他攜帶式裝置)匯集，并透過外部無線網(wǎng)路(WLAN、WWAN)將病患的生理信號傳送至醫(yī)院伺服器并儲存。讓醫(yī)護(hù)人員能即時監(jiān)控與分析病患的生理信號，達(dá)到降低醫(yī)療資源使用的目的。

圖1 人體醫(yī)療監(jiān)控網(wǎng)路示意圖

人體區(qū)域網(wǎng)路可應(yīng)用于人體生理信號監(jiān)測或多媒體娛樂等近身無線傳感技術(shù)，目前IEEE 802.15.6 Task Group已著手制定人體區(qū)域網(wǎng)路規(guī)范，并定義叁種實(shí)體層方式，包括窄頻(Narrow Band)、超寬頻(Ultra Wideband， UWB)及人體通訊(HBC)。

其中，人體通訊使用人體通道傳輸做為實(shí)體層媒介，可降低傳輸功耗，因而其能源效率較窄頻及超寬頻更具優(yōu)勢。為增加可攜帶性和節(jié)省電源替換成本，必須使用輕薄短小的薄膜電池，或利用能源收集再生(Energy Harvesting)方式提供電力，甚至以回收接收無線信號的能量進(jìn)一步供給電力。因此，超低能源消耗是無線人體通訊系統(tǒng)設(shè)計上的關(guān)鍵重點(diǎn)，以延長電池生命周期。

然而，人體通訊的通道響應(yīng)具電容特性，會隨著穿戴者的年齡、身高體重、姿勢、電極幾何設(shè)計有所差異，及人體周遭環(huán)境而影響通道變化。

由于人體通訊係以人體為通訊媒介，藉由靜電耦合(Electrostatic Coupling)的方式傳輸，因此，其系統(tǒng)僅需復(fù)雜度低的數(shù)字電路與電極片(取代天線)來實(shí)現(xiàn)。其中，傳送端以數(shù)字電壓信號輸入至電極片，在體表上轉(zhuǎn)化為電場傳導(dǎo);當(dāng)接收端電極片感應(yīng)到電場，就能轉(zhuǎn)化為電壓信號進(jìn)行接收，要注意的是，人體與傳感器皆須接地才能產(chǎn)生回路。

IEEE 802.15.6開路　人體區(qū)域網(wǎng)路發(fā)展更完備

IEEE 802.15.6已說明人體通訊訊框結(jié)構(gòu)、傳送端架構(gòu)與通道模型，并據(jù)此開發(fā)出接收機(jī)演算法，有效進(jìn)行封包偵測與符元時序估測。從模擬結(jié)果中，發(fā)現(xiàn)人體通訊系統(tǒng)在低SNR的條件下進(jìn)行資料傳輸，仍可實(shí)現(xiàn)低錯誤率的效能，達(dá)到低功率、高資料傳輸率的人體通訊網(wǎng)路。

現(xiàn)階段，人體區(qū)域網(wǎng)路已可即時且準(zhǔn)確提供多種病患的生醫(yī)傳感器信號予醫(yī)療人員，從而達(dá)到正確的健康指導(dǎo)、咨詢與追蹤，大幅提升醫(yī)療照護(hù)品質(zhì)，并降低醫(yī)療資源的使用。