Biyotelemetri Uygulamaları İçin İmplant Anten Tasarımı ve Üretimi

Abstract

Hastaların hareketlerini ve davranıslarını kısıtlamadan uzaktan radyo sinyalleriyle kontrollerini saglayan biyomedikal telemetrinin önemi her geçen gün daha fazla artmaktadır. Biyotelemetri sayesinde mikrodalga görüntüleme, kalp ritim bozuklukları, nabız düzeni, vücut ısısı, solunum hızı, kan sekeri, kandaki oksijen miktarı gibi bulgulara ulasılabilmekte, kanser teshis ve tedavisi yapılabilmektedir. Tipik bir biyotelemetri sistemi, bulguları algılayan biyosensor, ilgili bulguları degerlendiren minyatür boyutlardaki entegre, enerjinin saglandıgı bir pil ve uzaktan iletisime olanak saglayacak bir anten elemanından olusmaktadır. Bu elemanlar arasında gerek implant telemetri sisteminin minyatirüzasyonu, aynı zamanda iletisimin saglıklı yapılabilmesi açısından antenler en önemli rolü oynamaktadır. Bunun yanında, vücut fizyolojisine uyumlu yapısı, elektriksel boyutu, bant genisligi, ısıma verimliligi ve Özgül Sogurma Oranı (Specific Absorption Rate: SAR) degerleri gibi temel parametrelerin birlikte optimize edilerek optimum bir tasarımın elde edilmesindeki zorluklar, bu tarz bir anten tasarımının önemini ve degerini daha da artırmaktadır. Bu projede, biyotelemetri uygulamalarında kullanılabilecek yapı ve özelliklerdeki 6 farklı implant antenin sayısal tasarımları gerçeklestirilmistir. Söz konusu tasarımlardan 4 tanesinin prototip üretimi de gerçeklenerek, insan/sıçan vücut deri dokusu özelligi gösteren fantom içerisindeki (In-vitro) elektromanyetik (EM) ölçümleri gerçeklestirilmistir. Ayrıca, en iyi performans gösterdigi degerlendirilen 2 antenin sıçan deri dokusu örnegi içerisindeki (In-vivo) geri dönüs kaybı ölümleri de gerçeklestirilmistir. Söz konusu antenlerde yarık-halka ve tümleyen yarık-halka elemanları ile kare ve arsimet spiral yapıları temel ısıma elemanı olarak kullanılmıslardır. Önerilen anten tasarımları, Medikal Implant Komünikasyon Servis (Medical Implat Communication Service: MICS, 402?405 MHz) bandı ve Endüstriyel Bilimsel ve Medikal (Industrial Scientific Medical: ISM, 2.4?2.48 GHz) bantlarında tek bant veya çift-bant performans sergilemektedirler. Önerilen antenlerin analiz ve tasarımlarında CST simülatörü öncelikli olarak kullanılmıs, HFSS aracılıgıyla analiz sonuçları çapraz karsılastırmaya tabi tutularak dogrulanmıstır. Proje kapsamında yapılan çalısmalardan 1 adet ulusal dergi makalesi, 2 adet uluslararası ve 2 adet ulusal konferans bildirisi yayınlanmıstır. 1 adet SCI dergi makalesi ve 1 adet uluslararası konferans bildirisi yayınlanmak üzere gönderilmis olup, hakem degerlendirme süreci devam etmektedir.