導入人體區域網路技術，醫療系統實現遠程智能監控（一）
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隨著全球人口老化及慢性病患人口增加，遠端居家照護成為先進國家醫療發展的重要議題。現階段，生理參數量測技術已出現重大進步，透過結合可攜式傳感裝置與人體區域網路（Body Area Network， BAN），醫療人員將可持續性監控與分析病患生理信號，給予病患正確健康指導、諮詢與追蹤；同時有效降低醫療資源浪費，并改善醫療品質。
人體區域網路技術助力 現代醫療系統功能升級
傳統醫療照護需要醫護人員不定時監察病患傳感器的生理信號，使得護理人員疲于奔命。現代醫療照護系統透過人體區域網路技術，能讓護理人員即時遠端監控與分析病患的生理信號，假若病患出現病危狀況，醫護人員也可即時得知并做出危急處理。
人體區域網路由多個傳感器（EEG、ECG等）組成，分布在病患身體上收集和傳送生理信號（圖1）。所有傳感器的生理信號由連結傳感器（手錶或其他攜帶式裝置）匯集，并透過外部無線網路（WLAN、WWAN）將病患的生理信號傳送至醫院伺服器并儲存。讓醫護人員能即時監控與分析病患的生理信號，達到降低醫療資源使用的目的。
圖1 人體醫療監控網路示意圖
人體區域網路可應用于人體生理信號監測或多媒體娛樂等近身無線傳感技術，目前IEEE 802.15.6 Task Group已著手制定人體區域網路規范，并定義叁種實體層方式，包括窄頻（Narrow Band）、超寬頻（Ultra Wideband， UWB）及人體通訊（HBC）。
其中，人體通訊使用人體通道傳輸做為實體層媒介，可降低傳輸功耗，因而其能源效率較窄頻及超寬頻更具優勢。為增加可攜帶性和節省電源替換成本，必須使用輕薄短小的薄膜電池，或利用能源收集再生（Energy Harvesting）方式提供電力，甚至以回收接收無線信號的能量進一步供給電力。因此，超低能源消耗是無線人體通訊系統設計上的關鍵重點，以延長電池生命周期。
然而，人體通訊的通道響應具電容特性，會隨著穿戴者的年齡、身高體重、姿勢、電極幾何設計有所差異，及人體周遭環境而影響通道變化。
由于人體通訊係以人體為通訊媒介，藉由靜電耦合（Electrostatic Coupling）的方式傳輸，因此，其系統僅需復雜度低的數字電路與電極片（取代天線）來實現。其中，傳送端以數字電壓信號輸入至電極片，在體表上轉化為電場傳導；當接收端電極片感應到電場，就能轉化為電壓信號進行接收，要注意的是，人體與傳感器皆須接地才能產生回路。
數字電路打造人體通訊系統
人體通訊機制運作流程中，首先係以IEEE 802.15.6規范，定義人體通訊實體層協議數據單元（Physical-layer Protocol Data Unit， PPDU）的幀結構，由前導序列（Preamble）、幀起始符號（Start Frame Delimiter， SFD）/速率指標（Rate Indicator， RI）、實體層標頭（PHY Header），以及實體層資料負載（PHY Payload）所組成。實體層資料負載則是由媒體存取控制標頭（MAC Header）、媒體存取控制資料負載（MAC Payload）和幀檢查順序（Frame Check Sequence， FCS）所組成（圖2）。
圖2 人體通訊幀結構圖
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