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Abstract

Heutzutage kann eine umfassende Anzahl an Erkrankungen mit medizinischen Behandlungen adressiert werden. Dennoch gibt es viele Krankheiten, die bishernoch nicht ausreichend oder sogar gar nicht behandelt werden können. Aufgrund dessen werden immer wieder neue medizinische Werkzeuge entwickelt wie zum Beispiel Netzwerke bestehend aus Nanorobotern, die man im Körper einsetzen kann um Messungen vornehmen zu können oder sogar an entdeckten Problemen zuarbeiten. Diese Arbeit befasst sich damit, wie solche Netzwerke von außen durch eine Schnittstelle am Körper kontrolliert werden können. Aus ethischen Gründen ist es nicht vertretbar Experimente an Lebewesen auszuführen, daher müssen solche Experimente simuliert werden, um Ergebnisse zu erhalten. Im Zuge dieser Arbeit ist ein Simulations-Framework entwickelt worden, das eine erste Annährung an ein solches Kommunikationsnetzwerk darstellt. Während die Verbindung zwischen außer-körperlichen Geräten und einem Gateway durch eine LR-WPAN Verbindung implementiert wurde, wurden die Verbindung zwischen einem Gateway und den Nanorobotern und die Verbindung zwischen Nanorobotern selber durch einen abstrakteren Ansatz simuliert, der es ihnen nur erlaubt die Nachricht untereinander auszutauschen, wenn sie in der Nähe voneinander sind. Zusätzlich wurde BVS verwendet um das kardiovaskuläre System eines Menschens zu simulieren. In einer ersten Evaluierung des Systems konnten Trends für die Latenz, die Anzahl der Zwischenstationen einer Nachricht und die Anzahl der Blutgefäße, in denen medzinische Auffälligkeiten zuverlässig gefunden werden können, entdeckt werden.

Abstract

Since our mankind will always be facing struggle against diseases and illnesses, it is crucial to continuously research on and develop new approaches and tools for medical treatments that enable us new insights and possibilities to cope with these medical issues. This thesis presents a promising tool, namely the connection between in-body nanonetworks and out-of-body devices, which give us insight into our body.These networks are able to do measurements within the body or eliminate detected problems, e.g., morbid cells. This thesis focuses on the controllability of nanobots from outside the body which is tested by building a simulation framework, because experiments in this field cannot be simply carried out on a human or animal body due to ethical reasons. A simulation framework was developed, which connects an out-of-body device to a gateway via a Low-Rate Wireless Personal Area Network(LR-WPAN) and provides the connection between a gateway and nanobots or only among nanobots with a proximity approach. In addition the simulation framework BloodVoyagerS (BVS) was used to simulate the cardiovascular system of a human body. In the evaluation trends were found on latency, hop count and the amount of blood vessels in which medical issues can be reliably detected.

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