Location and Tracking for Ultra-WideBand In-Body Communications in Medical Applications

Abstract

[ES] La capsula inalambrica de endoscopia (WCE) es una tecnologia notable y atractiva adoptada en el sector biomedico hace varios anos. WCE proporciona una tecnologia de imagen inalambrica no invasiva que permite a los especialistas reconocer y diagnosticar enfermedades que afectan todo el tracto gastrointestinal. Aunque los medicos pueden recibir imagenes claras de anomalias en el tracto gastrointestinal, no tienen informacion sobre sus exacta ubicacion. La localizacion precisa de los trastornos detectados es crucial para el posterior procedimiento de extraccion mediante cirugia. Actualmente, la banda de frecuencia asignada para aplicaciones de capsula endoscopica es la banda MICS (402-405 MHz) que ofrece una velocidad de datos de hasta 500 kbps, insuciente para transmitir imagenes de alta calidad. Recientemente, la tecnologia de banda ultra ancha (UWB) ha estado atrayendo atencion como posible candidato para la proxima generacion de capsula endoscopica. Las ventajas de UWB incluyen arquitecturas de transceptor simples que permiten bajo consumo de potencia, baja interferencia a otros sistemas y amplio ancho de banda que resulta en comunicaciones a una velocidad de datos mas alta. En esta disertacion, el rendimiento de las tecnicas de localizacion de WCE basadas en radiofrecuencia (RF) se investiga a traves de simulaciones software, medidas experimentales de laboratorio que involucran fantomas homogeneos y heterogeneos y a traves de experimentos in vivo que constituyen el escenario de prueba mas realista. La tecnologia UWB (3.1-10.6 GHz) se considera como interfaz de comunicacion para aplicaciones de capsula endoscopica. En tal escenario, el transmisor inalambrico esta ubicado en el tracto gastrointestinal, mientras que uno o mas receptores inalambricos estan ubicados sobre la supercie del cuerpo. El enfoque basado en la potencia recibida (RSS) se investiga principalmente debido a su simplicidad de implementacion y menos sensibilidad a las limitaciones de ancho de banda. Se analiza el impacto de la posicion y del numero de receptores seleccionados en la precision de la localizacion. Finalmente, se desarrolla una interfaz grafica de usuario (GUI) para visualizar los resultados de la localizacion en tres dimensiones (3D) obtenidos mediante las medidas in vivo.; [CAT] La capsula sense fil d'endoscopia (WCE) es una tecnologia notable i atractiva adoptada en el sector biomedic fa diversos anys. La WCE proporciona una tecnologia d'imatge sense fil no invasiva que permet als especialistes reconeixer i diagnosticar malalties que afecten tot el tracte gastrointestinal. Encara que els metges poden rebre imatges clares d'anomalies en el tracte gastrointestinal, no tenen informacio sobre les seues exacta ubicacio. La localitzacio precisa dels trastorns detectats es crucial per al posterior procediment d'extraccio mitjancant cirurgia. Actualment, la banda de frequencia assignada per a aplicacions de capsula endoscopica es la banda MICS (402-405 MHz) que ofereix una velocitat de dades de fins a 500 kbps, insucient per a transmetre…