차체 영역 네트워크

Body area network
빌딩 영역 네트워크와 혼동하지 마십시오.
컴퓨터 네트워크 유형
공간적 범위로
Data Networks classification by spatial scope.svg

바디 에리어 네트워크(BAN)는 무선 바디 에리어 네트워크(WBAN), 바디 센서 네트워크(BSN), 의료용 바디 에리어 네트워크(MBAN)라고도 불리며 웨어러블 컴퓨팅 [1][2][3][4][5]디바이스의 무선 네트워크입니다.BAN 장치는 삽입물로 신체 내부에 내장될 수 있고, 고정된 위치에서 신체 표면에 장착될 수 있으며, 옷 주머니, 손 또는 다양한 [6]가방과 같은 다양한 위치에서 사람이 휴대할 수 있는 장치와 함께 제공될 수 있습니다.거기에 있는 동안 장치의 소형화 쪽으로 특히 경향은, 신체 영역 네트워크 여러이라는-신체 센서 단위로 구성되어 있(BSUs)이 함께 하는 단일 신체 중앙 단위(BCU)[7]더 큰 decimeter(탭과 빈곳)크기의 스마트 기기 여전히 연주에서 중요한 역할 조건의 데이터 허브 또는 데이터 게이트 웨이 및 제공 a 우리er interface를 사용하여 BAN 어플리케이션을 표시 및 관리할 수 있습니다.WBAN 테크놀로지의 개발은 1995년경 무선 퍼스널 에리어 네트워크(WPAN) 테크놀로지를 사용해 인체에, 인체에, 인체에, 인체에, 인체에, 인체에, 인체에 통신을 실장하는 것을 중심으로 시작되었습니다.약 6년 후, "BAN"이라는 용어는 의사소통이 완전히 인체 [8][9]내부, 온, 그리고 바로 가까이에 있는 시스템을 지칭하게 되었다.WBAN 시스템은 WPAN 무선 테크놀로지를 게이트웨이로 사용하여 보다 긴 범위에 도달할 수 있습니다.게이트웨이 장치를 통해 인체에 있는 웨어러블 기기를 인터넷에 연결할 수 있습니다.이렇게 하면 의료 전문가들은 환자 [10]위치에 관계없이 인터넷을 사용하여 환자 데이터에 온라인으로 액세스할 수 있습니다.

개념.

생리 센서, 저전력 집적회로 및 무선 통신의 급속한 성장은 트래픽, 작물, 인프라 및 건강 감시 등의 목적으로 사용되는 새로운 세대의 무선 센서 네트워크를 가능하게 했습니다.신체 영역 네트워크 분야는 인터넷을 통한 의료 기록의 실시간 업데이트를 통해 저렴하고 지속적인 건강 모니터링을 가능하게 하는 학제 간 영역이다.많은 지능형 생리 센서가 착용 가능한 무선 신체 영역 네트워크에 통합될 수 있으며, 이는 컴퓨터 지원 재활 또는 의료 상태의 조기 발견에 사용될 수 있습니다.이 영역은 인간의 신체에 매우 작은 바이오센서를 이식하는 것이 가능하고 정상적인 활동에 지장을 주지 않는 가능성에 의존하고 있습니다.인체에 이식된 센서는 환자의 위치를 불문하고 건강 상태를 감시하기 위해 다양한 생리학적 변화를 수집하게 된다.정보는 외부 처리 장치로 무선으로 전송됩니다.이 장치는 전 세계의 의사들에게 실시간으로 모든 정보를 즉시 전달할 것이다.응급상황이 감지되면 의사는 즉시 적절한 메시지나 경보를 전송하여 컴퓨터 시스템을 통해 환자에게 알립니다.현재 제공되는 정보의 수준과 센서에 전력을 공급할 수 있는 에너지 자원은 제한적입니다.이 기술은 아직 초기 단계에 있지만 널리 연구되고 있으며 채택되면 원격의료나 MHealth와 같은 개념이 현실화되면서 의료 분야에서 획기적인 발명이 될 것으로 예상됩니다.

적용들

BAN의 초기 적용은 특히 당뇨병, 천식 및 심장마비와 같은 만성 질환 환자의 중요한 매개 변수를 지속적으로 모니터링하고 기록하기 위해 주로 의료 분야에 나타날 것으로 예상된다.

  • 환자에게 BAN을 적용하면 심장 마비가 오기 전이라도 바이탈 사인 변화를 측정하여 병원에 알릴 수 있습니다.
  • 당뇨병 환자의 BAN은 인슐린 수치가 떨어지면 바로 펌프를 통해 인슐린을 자동으로 주입할 수 있다.
  • BAN은 질병의 근본적인[5] 건강 상태 변화 및 역학을 학습하는 데 사용될 수 있다.

이 기술의 다른 응용 분야에는 스포츠, 군사 또는 보안이 포함됩니다.이 기술을 새로운 영역으로 확장하면 개인 간 또는 개인과 기계 간의 원활한 정보 교환을 통해 커뮤니케이션을 지원할 수도 있습니다.

표준

BAN의 최신 국제 표준은 IEEE 802.15.6 [11]규격입니다.

구성 요소들

일반적인 BAN 또는 BSN은 생체징후 모니터링 센서, (가속도계를 통해) 생체징후 모니터링 센서, 동작 감지기를 필요로 하며, 의료 종사자나 의료 종사자에게 생체징후 및 동작 판독치를 전송하기 위해 모니터링되는 개인의 위치 및 모종의 통신 형태를 식별하는데 도움이 된다.일반적인 차체 영역 네트워크 키트는 센서, 프로세서, 트랜시버 및 배터리로 구성됩니다.심전도 센서와 SpO2 센서와 같은 생리 센서가 개발되었습니다.혈압 센서, EEG 센서, BSN 인터페이스용 PDA와 같은 다른 센서들이 [12]개발 중에 있다.

미국에서의 무선 통신

FCC는 2360–2400MHz 대역에서 의료용 BAN 저전력 광역 무선 링크를 위한 40MHz 스펙트럼 대역폭 할당을 승인했습니다.이를 통해 이미 포화 상태인 표준 Wi-Fi 주파수에서 표준 [13]대역으로 MBAN 통신을 오프로드할 수 있습니다.

2360~2390MHz 주파수 범위는 세컨더리 단위로 사용할 수 있습니다.FCC는 규정 파트 95에서 기존 의료기기 무선통신(Med Radio) 서비스를 확대할 예정입니다.대역을 사용하는 MBAN 디바이스는 개별 송신기 라이선스를 신청할 필요가 없는 '규칙에 따른 라이선스'에 따라 동작합니다.2360–2390MHz 주파수의 사용은 의료 시설에서의 실내 조작으로 제한되며 항공 원격 측정의 주요 사용을 보호하기 위해 조정자의 등록 및 현장 승인을 받아야 합니다.2390~2400MHz 대역에서의 조작은 등록이나 조정의 대상이 되지 않으며,[14] 주거를 포함한 모든 영역에서 사용할 수 있습니다.

과제들

이 테크놀로지의 사용에는 다음과 같은 문제가 있습니다.

  • 데이터 품질: BAN을 통해 생성 및 수집되는 데이터는 환자 치료 프로세스에서 중요한 역할을 할 수 있습니다.의사결정이 가능한 한 최선의 정보를 바탕으로 이루어지도록 하기 위해서는 이 데이터의 품질이 높은 기준이어야 합니다.
  • 데이터 관리: BAN은 대량의 데이터를 생성하므로 이러한 데이터셋을 관리하고 유지관리해야 하는 필요성이 가장 중요합니다.[15]
  • 센서 검증:퍼베이시브 센싱 디바이스는 신뢰할 수 없는 유무선 네트워크 링크, 간섭, 전력 절약 제한 등 통신 및 하드웨어에 내재된 제약을 받습니다.이로 인해 잘못된 데이터 세트가 최종 사용자에게 다시 전송될 수 있습니다.특히 의료 영역 내에서 모든 센서 판독값을 검증하는 것이 가장 중요합니다.이를 통해 잘못된 알람 생성을 줄이고 하드웨어 및 소프트웨어 설계에서 발생할 수 있는 취약점을 식별할 수 있습니다.
  • 데이터의 일관성: 여러 모바일 디바이스와 무선 환자 노트에 저장된 데이터를 심리스하게 수집 및 분석해야 합니다.신체 영역 네트워크 내에서 중요한 환자 데이터 세트는 여러 노드와 네트워크로 연결된 여러 PC 또는 노트북에 걸쳐 분할될 수 있습니다.의료 종사자의 모바일 장치에 알려진 모든 정보가 포함되어 있지 않으면 환자 치료의 질이 저하될 수 있습니다.
  • 보안:WBAN 전송을 안전하고 정확하게 하기 위해서는 상당한 노력이 필요합니다.환자 보안 데이터가 각 환자의 전용 WBAN 시스템에서만 파생되고 다른 환자의 데이터와 혼동되지 않도록 해야 합니다.또한 WBAN에서 생성된 데이터는 안전하고 제한된 액세스 권한을 가져야 합니다.대부분의 네트워크에서 보안이 높은 우선 순위이지만 WBAN에 대한 연구는 거의 이루어지지 않았습니다.WBAN은 전력, 메모리, 통신 속도 및 계산 능력 면에서 자원이 제한되어 있기 때문에 다른 네트워크에 제안된 보안 솔루션은 WBAN에는 적용되지 않을 수 있습니다.비밀성, 인증, 무결성 및 프레시안WBAN의 보안 요건은 데이터의 가용성 및 안전한 관리와 함께 제공됩니다.IEEE 802.15.6 규격은 WBAN의 최신 규격으로 보안을 제공하려고 했습니다.그러나 몇 가지 보안 [16]문제가 있습니다.
  • 상호운용성: WBAN 시스템은 블루투스, ZigBee 등의 표준 간에 심리스한 데이터 전송을 보장하여 정보교환, 플러그 앤 플레이 장치 상호 작용을 촉진해야 합니다.또한 시스템은 확장성이 뛰어나고 네트워크 간의 효율적인 이행을 보장하며 중단 없는 연결을 제공해야 합니다.
  • 시스템 디바이스:WBAN에서 사용되는 센서는 복잡성이 낮고 폼 팩터가 작으며 무게가 가볍고 전력 효율이 뛰어나고 사용하기 쉬우며 재구성 가능해야 합니다.또한 스토리지 장치는 원격 저장 및 환자 데이터 보기, 인터넷을 통한 외부 처리 및 분석 도구에 대한 액세스를 촉진해야 합니다.
  • 에너지 대 정확도:센서의 활성화 정책은 BAN의 전력 소비와 환자의 건강 상태 오분류 가능성 사이의 균형을 최적화하기 위해 결정되어야 한다.전력 소비량이 높으면 환자의 건강 상태에 대한 보다 정확한 관찰이 이루어지며 그 반대의 경우도 마찬가지입니다.[17]
  • 사생활 침해:WBAN 기술이 "안전한" 의료 사용을 넘어선다면, 사람들은 WBAN 기술을 자유에 대한 잠재적 위협으로 간주할 수 있습니다.이 테크놀로지가 보다 폭넓은 응용 분야를 찾는데 있어서 사회적 수용이 열쇠가 될 것입니다.
  • 간섭:바디 센서에 사용되는 무선 링크는 간섭을 줄이고 환경에서 사용 가능한 다른 네트워크 장치와 센서 노드 장치의 공존을 증가시켜야 합니다.이것은 특히 WBAN [8][18]시스템의 대규모 실장에 중요합니다.
  • 비용: 오늘날의 소비자는 높은 기능을 제공하는 저비용 헬스모니터링 솔루션을 기대하고 있습니다.WBAN의 실장은 건강을 중시하는 소비자에게 매력적인 대안이 되도록 비용 최적화가 필요합니다.
  • 상시 감시:예를 들어 심장 허혈 위험이 있는 사용자는 WBAN이 지속적으로 기능하기를 원할 수 있으며, 넘어질 위험이 있는 사용자는 걷거나 이동하는 동안 WBAN만 모니터링하면 된다.모니터링 수준은 에너지원이 [5][17]고갈되기 전에 필요한 에너지량과 BAN의 라이프 사이클에 영향을 미칩니다.
  • 도입의 제약:WBAN은 착용감이 좋고 가볍고 간섭이 없어야 합니다.사용자의 일상 활동을 변경하거나 방해해서는 안 됩니다.테크놀로지는 궁극적으로 사용자에게 투명해야 합니다.즉, 사용자가 인식하지 않고 감시 태스크를 수행해야 합니다.
  • 일관된 퍼포먼스:WBAN의 퍼포먼스는 일관성이 있어야 합니다.WBAN을 껐다가 다시 [19]켠 경우에도 센서 측정은 정확하고 보정되어야 합니다.무선 링크는 견고하고 다양한 사용자 환경에서 작동해야 합니다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

  1. ^ "IEEE 802.15 WPAN Task Group 6 Body Area Networks".
  2. ^ Ullah, S.; Higgins, H.; Braem, B.; Latre, B.; Blondia, C.; Moerman, I.; Saleem, S.; Rahman, Z.; Kwak, K. S. (2012). "A Comprehensive Survey of Wireless Body Area Networks: On PHY, MAC, and Network Layers Solutions". Journal of Medical Systems. 36 (3): 1065–1094. doi:10.1007/s10916-010-9571-3. hdl:1854/LU-3234782. PMID 20721685. S2CID 7988320.
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추가 정보

외부 링크