植入式人体通信技术的耦合方式研究

汪啸尘 张广浩 霍小林#*

1(中国科学院电工研究所生物电磁学北京市重点实验室，北京 100190)2(中国科学院大学电子电气与通信工程学院，北京 100049)

植入式人体通信技术的耦合方式研究

汪啸尘1,2张广浩1霍小林1#*

1(中国科学院电工研究所生物电磁学北京市重点实验室，北京 100190)2(中国科学院大学电子电气与通信工程学院，北京 100049)

研究植入式人体通信方式中通信信号的衰减与不同耦合方式之间的关系。涉及的耦合方式包括电容耦合、电流耦合、正向容阻耦合和反向容阻耦合4种。通过建立等效电路模型进行仿真计算，以及在模拟体内环境的水模型中实验测量的方式，对20 MHz通信频率下不同耦合方式的通信衰减进行对比。仿真和实验的结果均表明，正向容阻耦合方式下通信的衰减最小，分别为26 dB(计算值)和28 dB(测量值)，而电容耦合、电流耦合和反向容阻耦合方式的通信衰减依次增大。这一结果反映出不同耦合方式之间的机制区别，同时意味着若将人体通信方式应用于植入式医疗设备中，正向容阻耦合方式将是最好的选择。

人体通信；电容耦合；电流耦合；容阻耦合；植入式设备

引言

人体通信是一种利用人体作为信号传输途径的新型非射频无线通信技术，被设计用于进行可穿戴设备和植入式设备网络间的通信，收集分布于人体的各项生理参数，从而为即时的医疗诊断提供帮助。该方式最初由美国麻省理工学院的Zimmerman提出[1]，其原理是利用发送端在人体表面或附近的一对电极向人体输入通信信号，信号经过人体传输后由接收端的一对电极进行接收，完成通信过程。……