@ 2015.08.27 , 10:00

使用Li-Fi通信的医疗设备

如果你有入院陪床的经历,或者即便只是在狗血电视剧中看到ICU病房里躺着的病人,那么多他们插满全是的管子和各种数据线,你应该不陌生。我们一直在寻求某种能够简化这种设备的连接方式,使得对病人的生命体征参数监控更加方便,之前是想借助物联网,使用类似蓝牙,zigbee之类的频段进行通信,不过这些占用公共频段的设备变得很多的时候就会是通信发生碰撞。

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最近一个来自韩国的研究团队提议使用Li-Fi作为无线通信媒介,来减少设备之间的有线联通,也能够避免设备之间通信的电磁干扰。

该团队设计的系统使用可见光波段作为通信媒介,也就是我们所说的Li-Fi技术,在半米左右的通信范围内,他们能够读取脑电波设备(electroencephalograph,EEG)监测到的病人体征数据。这种通信方式要比传统的连线以及正在发展的其他通信要显得更加友好和便捷(特别是你想起来上个厕所的时候,你可能不在需要插一根导尿管了)。来自釜山釜庆大学的Yeon Ho Chung是该系统设计者之一,相关论文发表在《IEEE Sensors Journal》上。

EEG是监测病人脑部活跃程度的设备,信号量比较小,功率一般在0.5-100毫伏,频率在0.5-45Hz。而通信模块通过EEG获取到相应数值后需要对这些信号进行放大处理,这样才能驱动Li-Fi中LED灯管的RGB(红,绿,蓝)各原色光元件,然后将信号传输出去。

目前仅用单一信道进行通信,不过在某些数据串上会出现比特错误(bit errors)。为此,他们设计了针对每个原色(RGB)专用滤光元件。这样每个独立的发光器能够更加准确的去匹配相应的数据位(0/1)。降低误码率是十分重要的,因为脑电图得到的度数对医生来说还是比较重要的。我们还要进一步降低误码率。
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该大学的另一些研究人员所设计的设备是用于传输心电图度数的,而Chung下一步将用此技术来传输眼球电图检查(electrooculography),顾名思义就是记录病人眼球运动,这种设备一般用于配合瘫痪病人对电子设备的操控。

医疗领域大量使用无线通信技术能够将被层层线材和导管连接的病人释放出来,毕竟对一些病人来说,适当的活动对康复有好处,而且躺着一动不能动是一件十分难受的事情。在医院,特别是住院部,有大量病人需要使用很多设备,使用可见光传输,信号的衰变很快,不同病房之间的串扰又能进一步的降低。

另外,激光Li-Fi的速度目前都可达到100Gbps,所以通信量不用担心,世界各地的科学家们都在致力于降低Li-Fi使用的局限性,可能在不久的将来,除了你现在手里的遥控器,电脑设备上都会集成一个标准统一的Li-Fi模块。

本文译自 IEEE Spectrum,由译者 邻家乖蜀黍 基于创作共用协议(BY-NC)发布。


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