21、无线医疗生物传感器网络综合解析

无线医疗生物传感器网络综合解析

1. 无线体域网传感器与应用概述

无线体域网（WBSN）中常用的传感器能够捕捉生理参数（包括生命体征和生理信号）以及与身体运动相关的物理参数。持续收集健康相关数据催生了众多体域网（BSN）应用，尤其是医疗保健应用，从幼儿到老年人等各类人群都能从中受益。这些应用可实现事件检测、预测、诊断等多种监测任务，可从用户类型、处理类型和监测位置三个维度来考量这些任务。

然而，BSN 医疗保健应用需满足一系列要求，以实现用户满意、达到预期性能、对人们生活产生影响并确保连续性。毕竟 WBSN 资源有限，易受干扰和出现测量错误，还涉及敏感医疗数据。

近年来，全球患者和疾病数量不断增加，人与动物的关系也导致了新型病毒和未知疾病的出现与传播，如新冠疫情。这使得医院和医护人员的健康观察与评估工作变得更加复杂。而联网医疗应用正在克服一些重大障碍，例如保证生物传感器设备的电量以尽可能延长患者的监测时间，以及加快将患者状态信息发送给医学专家以便做出恰当判断。

2. WBSN 架构

WBSN 由生物传感器节点和协调器组成：
- 生物传感器节点 ：部署在人体上，可植入体内或置于体表，能持续感知生理信号（如心电图（ECG）、脑电图（EEG）和光电容积脉搏波描记法（PPG）等）和生命体征（如呼吸频率（RR）、心率（HR）、体温、血压（BP）和血氧饱和度等），并将采集到的数据定期无线传输给网络协调器。
- 协调器 ：可以是靠近人体的便携式设备，如智能手机或个人数字助理（PDA）。其作用是管理网络并对收集到的数据进行融合，能确保对紧急情况、异常事件以及