82、无线胶囊内窥镜与实验室监控系统技术解析

无线胶囊内窥镜与实验室监控系统技术解析

在医疗和实验室监控领域，无线胶囊内窥镜和无线传感器网络（WSN）分别有着重要的应用。下面将详细介绍无线胶囊内窥镜的电磁传播特性研究以及如何通过无线传感器网络构建实验室监控系统。

无线胶囊内窥镜电磁传播特性研究

为了研究无线胶囊内窥镜（WCE）在人体中的性能，构建了WCE传输通道模型，以检测信号衰减并确定胶囊位置。

研究方法概述

• 通过人体模型模拟通信过程，确定发射和接收天线在同一工作平面（z = 0平面）时，不同传输距离下WCE的电磁波传播特性。
• 重复上述步骤，但改变工作平面，模拟发射和接收天线不在同一平面（z≠0平面）的情况。

系统组件研究

• 电磁波传播环境 ：腹部环境复杂，将非均匀人体模型简化为均匀人体模型，使用相对介电常数为56、电导率为0.83 S/m的肌肉材料。人体模型形状可根据研究需要为圆柱形或椭圆形，还可添加额外组织层进行进一步研究。
• 发射和接收天线 ：选择适合在人体环境中工作的发射和接收天线。WCE天线应尽量减少人体组织对电磁波传播的影响，因为有损介电材料会吸收大量波，导致接收信号衰减。为了传输高分辨率图像和大量数据，需要更宽的带宽。发射天线应具有全向辐射模式，以便独立于发射器位置检测传输信号。根据Friis公式计算，当工作频率在400 - 600 MHz之间时，发射器和接收器之间的总损耗最小，因此选择工作在410 MHz的天线进行通信通道建模。为了匹配发射器和接收器对的大小和相位，发射器和接收器采