14、体内射频无线链路的纠错码应用与分析

体内射频无线链路的纠错码应用与分析

1. 引言

无线技术已广泛应用于植入式医疗设备，如心脏起搏器、人工耳蜗、胰岛素分配器和神经刺激器等，可实现对患者状况的实时监测。对于这些植入式设备而言，长电池寿命至关重要，因为更换电池不仅具有侵入性，而且成本高昂。因此，在体内无线链路中，最大限度地降低功耗或提高功率/能量效率，是延长电池寿命、减少组织发热并满足监管功率限制的首要任务。

以无线控制的心脏起搏器为例，它被植入患者体内以调节心跳，不仅要保证可靠性，还需尽量降低功耗，以减少电池更换频率，理想情况下应无需更换。无线医疗技术为预防性护理开辟了新途径，例如，起搏器可将患者的健康数据和设备运行数据发送至无线监控器，监控器再将数据转发至基站（如附近的笔记本电脑）进行进一步处理。若起搏器数据异常，监控器还能及时通知医生。当然，无线功能的增加不能过度影响起搏器的电池寿命。其他采用无线技术的体内设备还包括除颤器、神经刺激器、人工耳蜗和药物输注/分配系统等。

美国联邦通信委员会（FCC）设立了医疗植入通信服务（MICS）频段，频率范围为402 - 405 MHz，用于植入式设备与监测工具之间的短距离（最长10米）无线链路。该频段与气象辅助服务（METAIDS）共享，为避免干扰，MICS系统仅允许在室内使用。此频段在欧洲也得到了协调，符合欧洲电信标准协会（ETSI）的EN 301 839标准。目前，MICS频段无需许可证，但设备必须由医疗专业人员操作。由于MICS旨在连接植入物与外部设备进行监测、诊断或控制，因此该频段不允许进行语音通信。在MICS频段运行时，有效全向辐射功率（EIRP）限制为25微瓦（即 - 16 dBm），信道带宽最大限制为300 kHz。

此外，FCC还设立了无线