Characterising THz propagation and intrabody thermal absorption in iWNSNs
Characterising THz propagation and intrabody thermal absorption in iWNSNs
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表征 iWNSN 中的太赫兹传播和体内热吸收
DOI：
10.1049/iet-map.2017.0603
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发表时间：
2018
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Jornet, Josep M.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Elayan, Hadeel;Shubair, Raed M.;Jornet, Josep M.
在人体内运行的纳米设备最终将促进变革性的健康监测和诊断系统。这些可植入的纳米传感器的互连形成了体内无线纳米传感器网络（iWSN），其允许自主数据传输，并使其实体之间的感测、协调和控制成为可能。具体而言，随着微型等离子体信号源、天线和检测器的发展，纳米设备之间的无线通信指向太赫兹波段（0.1-10 THz）作为启动体内通信的合适平台和可行的无线范围。在这项研究中，开发了一个严格的通道模型iWNNs体内通信。通过考虑传播波的传播、来自人体组织的分子吸收以及来自小的和大的身体粒子的散射的贡献来计算总路径损耗。通过研究太赫兹频段吸收引起的光热相互作用，进一步补充了所提出的模型。上述分析人体内电磁信号传播的研究对于评估THz频段的可行性，确定THz体内系统的要求和控制参数以及突出与在此类频率下操作相关的健康问题至关重要。
Nanosized devices operating inside the human body will eventually facilitate transformative health monitoring and diagnosis systems. The interconnection of these implantable nanosensors forms an in vivo wireless nanosensor network (iWNSN), which allows autonomous data transmission and enables sensing, coordination, and control among its entities. In specific, with the development of miniature plasmonic signal sources, antennas and detectors, wireless communications among nanodevices points towards the terahertz band (0.1–10 THz) as a suitable platform and feasible wireless range to initiate intrabody communication. In this study, a rigorous channel model for intrabody communication in iWNSNs is developed. The total path loss is computed by taking into account the contribution of the spreading of the propagating wave, molecular absorption from human tissues, as well as scattering from both small and large body particles. The presented model is further complemented by investigating the photo‐thermal interactions which arise from absorption at the THz frequency band. The aforementioned study which analyzes the propagation of electromagnetic signals inside the human body is fundamental to assess the feasibility of the THz frequency band, determine the requirements and controlling parameters of a THz intrabody system as well as highlight the health issues correlated with operating at such frequencies.
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DOI：
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--
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--
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通讯作者：
F. Martelli;S. D. Bianco;A. Ismaelli;G. Zaccanti