@ 2016.04.30 , 07:21

超声波信号可以在肉上传输超清视频

临床植入物目前的发展瓶颈在于缓慢的数据传输速度,大多数医疗设备的传输带宽都十分的大,但是受限于设备的速度低下,很多设备的速度不到50kb/s(要知道核磁共振成像和CT的数据量还是很大的)。按照这种鬼速度,医生们想要往一些已经移植到患者体内的设备进行系统重烧都要花很长的时间,简直非人哉。

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不过目前某位脑洞大开的研究人员发现了一种新的数据传输方式,也就是以超声波作为信号,利用病患的肉体作为媒介进行数据传输。在前期的测试中,研究人员已经能够通过病人的肉体传输高清视频。

来自伊利诺伊香槟分校的 Andrew Singer 所带领的电器工程师团队,利用超声波信号在肉上传输声信号,目前的传输速度可以达到 30Mb/s。也就是说通过动物组织进行数据传输达到了有史以来的最高纪录,而网飞的超清流媒体传输速率也仅为 25Mb/s,也就是说找块猪肉链接看超清电影完全没问题啊。

目前的大多数植入设备都是通过无线电频率传输数据的,而且大部分设备都需要保证低于300kHz的最高带宽,因为超过该频段的无线电磁波会对周围的医疗设备产生影响,要知道这在医院的 ICU 可不是闹着玩的。我们还需要保护其他病人的安全,所以这个龟速一直上不去啊。还有些病人对电磁波敏感,我们也不能冒险让他们暴露在这么危险的环境中。就像某首歌中唱到的:我们就像是生理盐水,电池波会让我们发热。

除了危险性,容易被人体吸收也会进一步降低数据的传输效率。所以他们希望利用超声波信号达到更高的传输速率,并且保证信号衰减更少。

开始实验时,他们找来了一些里脊和一块牛肝,不过他想测试信号穿过骨头会怎样,又去超市买了几块排骨和猪蹄,所以今晚的晚饭是海带排骨汤对吧。

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不过某位不愿意透露姓名的同事拒绝使用猪肘子进行实验。将其与的肉肉们处理好之后,他们将肉连接在两个5兆Hz的能量转换器之间,这两个数模转换器能够将2进制数字信号转换为超声波信号,然后通过两端计算传输速率。

Singer 看到结果简直棒极了,不仅速度足够快,而且数据错误率几乎很低,也就是这块肉的鲁棒性□□炸了。他们也很惊讶超声波信号通过肉块时很少被分散和吸收。结果就是信号的耦合性非常好,整个带宽都没有衰减。

来自斯坦福大学放射科的医生杰里米·达尔是超声波研究的资深专家,指出这项研究的收发器之间直接距离仅为5.86cm,也就是信道(肉)的宽度很窄,因此不清楚对于某些埋植在人体深处的医疗设施否也能够达到这有理想速率。

另外就是猪手的测试被取消了,所以对于超声波在皮肤和骨骼混合环境下的超生信号传输是否会发生反射叠加等也没有得到相关的研究。

还有个潜在的问题就是,聚集性很好的超声波型号以直线的方式在肉体内传播,而不是像广播的方式扩散,所以在使用的时候,医生需要先对目标体内的设备进行定位才能使得信号能够被瞄准到设备上。

不同于无线信号,如果你对不准,那你什么也接收不到。

接着他们将在活体动物上进行相关的实验,未来我们可能利用这种数据传输方式,让病人直接吞下某个摄像装置,观察它穿过人体内所传输出来的图像信号,好吧我已经知道你们在想什么了。但是,我们还是希望它能够给更多的患者带来福音。

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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