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논문 상세정보

초록

본 논문에서는 실시간 안압 모니터링을 위한 안압 센서와 안압에 따른 안압 센서의 공진 주파수를 검출 할 수 있는 외부 코일을 설계 및 구현 하였다. 안압 센서는 3-D EM 시뮬레이션을 통하여 설계 하였고, MEMS 기반 기술로 구현 되었다. 측정 결과로서, 안압 센서의 공진 주파수는 외부 코일의 공진 주파수에 비하여 낮아야 하며, 안압 센서의 공진 주파수가 외부 코일의 공진 주파수에 근접 하게 위치 할 때, 위상 변화량이 높아짐을 확인 하였다. 또한, 안압 센서는 외부 코일과의 거리에 따라 최대위상 변화가 발생하는 지점이 불변하여야 하는데, 설계된 안압 센서는 외부 코일과의 거리가 변화 할 때, 최대위상 변화량 자체는 변화 하지만, 최대위상 변화가 발생하는 지점이 동일함을 확인 하였다.

Abstract

Interaocular pressure (IOP) sensor and external coil to detect the resonance frequency of the IOP sensor are designed and implemented using MEMS technology. The IOP sensor is designed using 3-D electromagnetic (EM) simulation. The resonance frequency of IOP sensor needs to be lower than that of the external coil. Additionally, the resonance frequency of the IOP sensor needs to be located near the resonance frequency of the coil to get the sufficient amplitude of phase variation. The frequency where the phase peak appears must be constant according to the distance between the IOP sensor and the external coil. From the measurement results, we demonstrated that the designed IOP sensor has the same resonance frequency with various distances between the IOP sensor and the coil.

질의응답 

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핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
비접촉식 생체 신호 검출을 위한 레이더 기술
비접촉식 생체 신호 검출을 위한 레이더 기술의 응용 분야로 무엇이 있는가?
심장 박동 검출, 혈압 검출 및 피부암 검출 등

이에, 고주파 기술 분야 역시 건강관리(Health-Care) 관련 응용 분야에 적극 접목 되고 있다. 고주파 회로의 경우는 비접촉식 생체 신호 검출을 위한 레이더 기술에 접목 되고 있으며, 그 대표적인 응용 분야는 심장 박동 검출, 혈압 검출 및 피부암 검출 등으로 그 범위를 넓혀 가고 있다. 뿐만 아니라, 혈관계 질환 치료를 위한 마이크로 로봇을 생체에 삽입 하는 기술도 활발하게 연구 되고 있는데, 이때 생체 내에 위치한 마이크로 로봇과 무선으로 통신하기 위한 고주파 회로 및 시스템 기술에 대한 연구도 활발하게 이루어지고 있다.

고주파 회로 및 시스템 분야
고주파 회로 및 시스템 분야 외에 생체 신호 검출 분야에 적극 활용되는 것은 무엇인가?
수동 소자

이러한 고주파 회로 및 시스템 분야 외에 수동 소자 역시 생체 신호 검출 분야에 적극 활용 되고 있는데, 그한 예가 안압 센서이다[1-4]. 일반적으로 녹내장의 경우, 환자가 자각 증상을 느끼는 시점은 이미 치료 시기가 너무 늦어버리는 경우가 많다.

실시간 안압 모니터링
실시간 안압 모니터링을 위해 MEMS 기반의 센서를 설계한 결과는 무엇인가?
안압 센서의 공진 주파수는 외부 코일의 공진 주파수에 비하여 낮아야 하며, 안압 센서의 공진 주파수가 외부 코일의 공진 주파수에 근접 하게 위치 할 때, 최대위상 변화량이 높아짐을 확인 하였다. 또한, 안압 센서는 외부 코일과의 거리에 따라 최대위상 변화가 발생하는 지점이 불변하여야 하는데, 설계된 안압 센서는 외부 코일과의 거리가 변화 할 때, 최대 위상변화량 자체는 변화 하지만, 최대위상 변화가 발생하는 지점을 동일한 값을 가짐을 확인 하였다.

안압 센서는 3-D EM Simulation 을 통하여 설계 하였고, MEMS 기반 기술로 구현 되었다. 측정 결과로서, 안압 센서의 공진 주파수는 외부 코일의 공진 주파수에 비하여 낮아야 하며, 안압 센서의 공진 주파수가 외부 코일의 공진 주파수에 근접 하게 위치 할 때, 최대위상 변화량이 높아짐을 확인 하였다. 또한, 안압 센서는 외부 코일과의 거리에 따라 최대위상 변화가 발생하는 지점이 불변하여야 하는데, 설계된 안압 센서는 외부 코일과의 거리가 변화 할 때, 최대 위상변화량 자체는 변화 하지만, 최대위상 변화가 발생하는 지점을 동일한 값을 가짐을 확인 하였다.

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참고문헌 (4)

  1. Santiago Lizon-Martinez, et. al., "Design of a System for Continuous Intraocular Pressure Monitoring," IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement, vol. 54, No. 4, August 2005. 
  2. Antonio Baldi, Woohyek Choi, Babak Ziaie, "A Self-Resonant Frequency-Modulated Micromachined Passive Pressure Transensor," IEEE Sensors Journal, vol. 3, no. 6, December 2003. 
  3. Po-Jui Chen, Damien C. Rodger, Saloomeh Saati, Mark S. Hymayun, Yu-Chong Tai, "Microfabricated Implantable Parylene-Based Wireless Passive Intraocular Pressure Sensors," Journal of Miroelectromechanical Systems, vol. 17, no. 6, December 2008. 
  4. Po-Jui Chen, Damien C. Rodger, Rajat Agrawal, Saloomeh Saati, Ellis Meng, Rohit Varma, Mark S. Hymayun, Yu-Chong Tai, "Implantable Micromechanical Parylene-Based Pressure Sensors for Unpowered Intraocular Pressure Sensing," Journal of Micromechanics and Microengineering, 17, 2007. 

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