導入人體區(qū)域網路技術，醫(yī)療系統(tǒng)實現(xiàn)遠程智能監(jiān)控（一）

　　隨著全球人口老化及慢性病患人口增加，遠端居家照護成為先進國家醫(yī)療發(fā)展的重要議題?，F(xiàn)階段，生理參數(shù)量測技術已出現(xiàn)重大進步，透過結合可攜式傳感裝置與人體區(qū)域網路（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、諮詢與追蹤；同時有效降低醫(yī)療資源浪費，并改善醫(yī)療品質。

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

　　傳統(tǒng)醫(yī)療照護需要醫(yī)護人員不定時監(jiān)察病患傳感器的生理信號，使得護理人員疲于奔命?，F(xiàn)代醫(yī)療照護系統(tǒng)透過人體區(qū)域網路技術，能讓護理人員即時遠端監(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)護人員也可即時得知并做出危急處理。

　　人體區(qū)域網路由多個傳感器（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傳感器（手錶或其他攜帶式裝置）匯集，并透過外部無線網路（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)護人員能即時監(jiān)控與分析病患的生理信號，達到降低醫(yī)療資源使用的目的。

　　圖1 人體醫(yī)療監(jiān)控網路示意圖

　　人體區(qū)域網路可應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，目前IEEE 802.15.6 Task Group已著手制定人體區(qū)域網路規(guī)范，并定義叁種實體層方式，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)設計上的關鍵重點，以延長電池生命周期。

　　然而，人體通訊的通道響應具電容特性，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)僅需復雜度低的數(shù)字電路與電極片（取代天線）來實現(xiàn)。其中，傳送端以數(shù)字電壓信號輸入至電極片，在體表上轉化為電場傳導；當接收端電極片感應到電場，就能轉化為電壓信號進行接收，要注意的是，人體與傳感器皆須接地才能產生回路。

　　數(shù)字電路打造人體通訊系統(tǒng)

　　人體通訊機制運作流程中，首先係以IEEE 802.15.6規(guī)范，定義人體通訊實體層協(xié)議數(shù)據(jù)單元（Physical-layer Protocol Data Unit， PPDU）的幀結構，由前導序列（Preamble）、幀起始符號（Start Frame Delimiter， SFD）/速率指標（Rate Indicator， RI）、實體層標頭（PHY Header），以及實體層資料負載（PHY Payload）所組成。實體層資料負載則是由媒體存取控制標頭（MAC Header）、媒體存取控制資料負載（MAC Payload）和幀檢查順序（Frame　Check　Sequence， FCS）所組成（圖2）。

　　圖2 人體通訊幀結構圖