Molecular Communication in the Human Body for Implanted Electronic Medical Devices
Notice bibliographique
Résumé
Implanted electronic medical devices (IEMDs) are becoming an integral part of patient care for treatment and monitoring purposes. Existing IEMDs communicate using electromagnetic (EM) waves as information carriers to program/reprogram or change their behavior by adjusting stored parameters. However, EM makes IEMDs vulnerable to remote eavesdropping, interference, and even cyber-attacks. Inspired by biological systems, we investigate in this thesis the use of molecular communication (MC) as an alternative wireless link to an IEMD. MC links provide privacy and security because the signaling molecules are released in and confined to bodily fluids, which provides high robustness against eavesdropping, particularly when compared to EM waves. To enable MC between any points inside the human body, regardless of their distance and even if tissues and fluids separate them, we propose a new method and a new system for molecular communication in the body, denoted MoSiMe and MoCoBo, respectively. The MoSiMe method accounts for pharmacokinetics to take advantage of how the absorption, distribution, metabolization, and excretion (ADME) bodily processes affect the distribution of drugs in the body. An analytical model for the body channel is derived, and experimental MoCoBo proof of concept platform which mimics the ADME processes is constructed and validated against clinical trials and animal tests. Then, we introduce a two-step verification access control protocol (2-SVMoCo) and a break-the-glass access procedure to an IEMD using MC (BTGMoCo). The 2-SVMoCo protocol uses MC in the body to secure an IEMD against battery draining, privacy, and EM link hijacking attacks. The BTGMoCo mechanism provides emergency access to an IEMD using a syringe and a signaling solution such as saline, which are widely available in any medical facility. Experimental results show that 2-SVMoCo can secure an IEMD against attacks with minimal size and energy budget overhead. Furthermore, we design and evaluate multilevel concentration shift keying modulation schemes to improve the bit rate of the MoCoBo system. Finally, we design, build prototypes, and test a new generation of IEMDs denoted MoCoSwitch, which use MC as their main communication link.
Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.
Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,002 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,003 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,002 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».