植入電子器件的體導電數據通信研究.pdf

1、植入電子器件由體外部分和體內部分組成，之間的信息傳遞過程為體導電通信。體導電通信的必要性：①體內部分位于生物組織內，其體積必須嚴格控制在某個范圍之內，限制了體內部分的體積；②對于某些植入電子器件，需要使用體外信源；③植入電子器件拾取的參數必須傳遞到體外，給醫(yī)療工作者提供診斷依據，發(fā)出控制信號調整體內部分；④體內部分電能有限，限制了體內部分的電路規(guī)模。因此，植入電子器件體外單元和體內單元之間的通信至關重要。
　　 利用生物組織的傳

2、導電流為載體進行植入器件體內外單元之間的通信是一種新穎的植入電子器件通信方案（體導電通信）。作者對體導電通信進行了如下研究：
　　 ①在現有體導電通信研究成果的基礎上，設計了一個數字型的體導電數據通信系統(tǒng)模型，采用曼徹斯特編碼傳遞信息。利用FPGA 實現了曼徹斯特編碼和解碼功能，并組建了體導電數字通信實驗系統(tǒng)。
　　 ②以新鮮豬肉模擬生物組織進行了離體實驗。包括體導電數據通信可行性實驗、頻率特性實驗、電極距離實驗。

3、>　　 通過離體實驗和理論分析，得出如下實驗結果：
　　 ①在體外信源方波幅度為5V 時，豬肉組織在電極作用下建立起電場分布，體內電極開路方波電壓最大值為48.5mV，隨著時間的推移，最后穩(wěn)定在42.7mV。
　　 體內電極可以拾取電信號，這說明體導電通信是可行的。
　　 ②在系統(tǒng)頻率分別為1kHz，2kHz，3kHz…10kHz 時，測定系統(tǒng)誤碼率，得出當系統(tǒng)頻率為6kHz 時系統(tǒng)誤碼率達到最佳；
　　

4、 ③當系統(tǒng)頻率為6kHz，方波幅度5V 時，同時變化體內外探針之間的距離，距離變化從2mm-20mm 測系統(tǒng)誤碼率，測得當距離為12mm 時誤碼率最小。因此電極距離12mm 左右是最佳電極距離。
　　 結論為：設計并實現了一個數字型的體導電數據通信系統(tǒng)模型，證明在kHz級別體導電數據通信是可行的；體導電通信系統(tǒng)誤碼率受系統(tǒng)頻率和電極距離影響，頻率在6kHz，電極距離為12mm 時系統(tǒng)誤碼率最佳。
　　 體導電數據通信實