Ultralaajakaistasignaalin eteneminen ja radiokanavan ominaisuudet langattomien sisäisten kehoverkkojen sovelluksissa

Kiinnostus lääketieteen ja terveyden monitorointijärjestelmiin on kasvanut, koska ne voivat osaltaan vastata ikääntyvän väestön tuomiin terveydenhuollon haasteisiin. Monitorointijärjestelmät voivat myös nopeuttaa diagnoosin saamista sekä tehostaa hoitoja sairaaloissa. Uusia omatoimi- ja etämonitorointiratkaisuja kehitetään jatkuvasti. Monitorilaitteiden suunnittelu vaatii syvällistä tietoa radiokanavan ominaisuuksista sekä siitä, miten signaali etenee kehosta ulospäin sekä kehon pinnalla ja sisällä.

Väitöskirja esittää tutkimustuloksia kehon sisällä tapahtuvasta signaalin etenemisestä erilaisissa langattomien kehoverkkojen sovelluksissa. Tutkimuksen pääkohtia ovat 1) katsauksen tekeminen sähkömagneettisten simulaatiotekniikoiden käytöstä, 2) ihmisen rintakehän kudoksissa tapahtuva signaalin eteneminen sekä 3) vatsa-alueen kudoksissa tapahtuva signaalin eteneminen.

Tutkimus tehtiin radiokanavamittauksilla, rajattuun integraalitekniikkaan perustuvilla simulaatioilla sekä laskemalla signaalin etenemispolkuja. Tutkimuksen osa 2 sisältää tuloksia siitä, miten johtavia materiaaleja sisältävät lääketieteelliset implantit voivat vaikuttaa radiokanavan ominaisuuksiin. Rintalastan sulkemisessa käytettävät rintalastalangat sekä aorttaläppäimplantti ovat esimerkkitapauksina. Tämä tieto on hyödyllistä suunnitellessa monitorointilaitteita, joissa antennit on sijoitettu rintakehän alueelle. Tutkimuksen osassa 3 esitetään, kuinka signaali etenee vatsa-alueen kudoksissa. Tämä tieto on hyödyllinen, kun suunnitellaan vatsa-alueen monitorointijärjestelmiä ja erityisesti antennien sijainteja, kuten kapseliendoskopiassa. Osassa 3 tutkitaan radiokanavaa kapseliendoskoopin ja kehon päällä olevan antennin välillä eri puolilla ruoansulatuskanavaa erilaisilla ihmiskehomalleilla.

Väitöskirjassa esitetyt tulokset tuovat uutta tietoa signaalin etenemisestä kudoksissa, mitä voidaan hyödyntää monitorointilaitesuunnittelussa.