Geri Dön

Towards biomedical intelligent sensors

Biyomedikal akıllı sensörlere doğru

PDF İndir

  1. Tez No: 714281
  2. Yazar: FİKRET YALÇINKAYA
  3. Danışmanlar: PROF. DR. E.T. POWNER
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 1999
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: University of Sussex
  10. Enstitü: Yurtdışı Enstitü
  11. Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Biyomedikal Mühendisliği Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: 184

Özet

Potasyum, sodyum ve kalsiyum insan kanının önemli elektrolitleridir. Elektrolitlerin işlevleri arasında, çeşitli vücut sıvısı bölümlerinde ozmotik basıncın ve su dağılımının korunması, uygun pH'ın korunması, kalbin ve diğer kasların uygun işlevinin düzenlenmesi, oksidasyon-redüksiyon veya elektron transfer reaksiyonlarına katılım ve enzimler için kofaktörler olarak katalize katılım. Bu nedenle, anormal elektrolit seviyeleri, çeşitli bozuklukların nedeni veya sonucu olabilir ve bu nedenle, genel olarak farklı vücut sıvılarında ve özellikle tam insan kanında elektrolitlerin belirlenmesi, klinik laboratuvarın en önemli işlevlerinden biridir. Serum veya plazma potasyum, sodyum ve kalsiyum tahlili için kullanılan olağan numunedir, ancak tam insan kanı değildir. Bu araştırma, minyatür iyon sensörlerine ve sıfır akımlı doğrudan potansiyometriye dayalı olarak tam insan kanındaki potasyum, sodyum ve kalsiyum iyon aktivitesini analiz edebilen bir sensör dizisi oluşturmayı amaçladı. Bu araştırma, bu sensörlerin mikro elektronik veya ayrık parça tabanlı elektroniklerle zamanında entegrasyonunu umarak sensör dizisinin algılama tarafını ele aldı. Klinikler vücut sıvılarında K+, Na+ ve Ca2+ algılaması için tek elektrotlar kullanır. Ancak, tek algılama maliyetlidir ve acil durumlarda da zaman alıcıdır. Bu nedenle, sahadaki acil durumlarda veya hasta yakını ölçüm/izleme için r, Na + ve Ca2 +'nın çoklu algılanması için taşınabilir, pille çalışan, maliyet ve zaman açısından verimli bir sensör dizisine ihtiyaç vardır. Bu tezin probleme yaklaşımı şu şekildedir: Bu tez, hepsi eşit derecede önemli olan beş aşamadan oluşmaktadır. Teorik bir aşama olan ilk aşama, temel olarak kimyasal sensörler ve mikro elektronik ile entegrasyon ile en iyi uyan tekniğin belirlenmesi ve doğal veya insan yapımı, çoklu-algılama gerçekleştirme için mevcut birçok alternatif kimyasal arasında karar verme ile ilgilenir. kimyasal sensörlerin geliştirilmesine yönelik en iyi çabaları dikkate alarak. İkinci aşama, elektrokimyasal sensör dizisinin, iyon sensörleri veya referans elektrotu, mümkün olduğunca minyatürleştirme işlemidir. Üçüncü aşama, sırasıyla ikili ve karışık elektrolitler ve yapay ve tam insan kanı ile K+, Na+ ve ci+'yı algılamak için sensör dizisinin çoklu algılama uygulamasıdır; dördüncü aşama, yalnızca mililitre veya mikrolitre hacimleri ile sensör dizisi yanıtıdır. insan kanı ve beşinci aşama, ayrı, parça tabanlı elektronik devre ile bir sensör dizisinin entegrasyonudur. Böylece, yeni bir uygulama olarak, tam insan kanında potasyum, sodyum ve kalsiyum analizi için sensör dizisine makul ölçüde uyan tek kullanımlık bir referans elektrot gerçekleştirilmiştir. Bu katyonların tek tek algılanması, gümüş/gümüş klorür veya hantal ve pahalı bir alternatif olan kalomel elektrot gibi geleneksel bir referans elektrot kullanılarak gerçekleştirildiğinden, bu araştırma, yeni bir tek kullanımlık referans elektrotu hazırladı, test etti ve uyguladı. uygun miktarda Kel içeren bir poli (vinil alkol) matrisine dayalı sensör dizisi. Başarılı bir şekilde çalışan minyatür referans elektrota sahip valinomisin, ETH 157 ve ETH 1001 iyonoforlar, tam insan kanında sırasıyla potasyum, sodyum ve kalsiyum için seçici materyaller olarak kullanılmıştır. Çoklu algılama uygulamaları, test ortamı olarak yalnızca çözümleri kullanırken, bu tezde açıklanan çalışma bir adım daha ileri giderek yapay ve tam insan kanını oldukça makul yanıtlarla kullanır.

Özet (Çeviri)

Potassium, sodium, and calcium are crucial electrolytes of human blood. Among the functions of the electrolytes are maintenance of osmotic pressure and water distribution in the various body fluid compartments, maintenance of the proper pH, regulation of the proper function of the heart and other muscles, involvement in oxidation-reduction or electron transfer reactions, and participation in catalysis as cofactors for enzymes. Therefore, abnormal levels of electrolytes may be either the cause or the consequence of a variety of disorders, and thus the determination of electrolytes in different body fluids in general and in whole human blood particularly is one of the most important functions of the clinical laboratory . Serum or plasma is the usual specimen employed for assay of potassium, sodium, and calcium but not whole human blood. This research intended to create a sensor-array capable of analysing potassium, sodium, and calcium ion-activity in whole human blood based on miniaturised ion-sensors and zero-current direct potentiometry. This research dealt with sensing-side of the sensor-array hoping for integration of these sensors with microelectronics or discrete parts based electronics in due time. Clinics use single electrodes for K+, Na+, and Ca2+ sensing in body fluids. However, single sensing is costly and in emergency cases time consuming as well. Therefore a portable, battery-operated cost- and time-effective sensor array is needed for multi-sensing of r, Na +, and Ca2 + either in emergency cases in field or for patient near bed-side measurement/monitoring. The approach of this thesis to the problem is as follows: This thesis has five phases, all equally important. The first phase, a theoretical phase, mainly deals with the determination of the technique which fits best with chemical sensors and integration with microelectronics, and the decision among many alternative chemicals, whether natural or man-made, available for multi-sensing realisation, by taking into account all the best efforts devoted to development of chemical-sensors. The second phase is the miniaturisation process of the electrochemical sensor-array, either ion-sensors or reference electrode, as much as possible. The third phase is multi-sensing application of the sensorarray for sensing K+, Na+, and ci+ with binary and mixed electrolytes and with artificial and whole human blood respectively, the fourth phase is the sensor-array response with only millilitre or microlitre volumes of whole human blood and the fifth phase is the integration of a sensor array with discrete, parts based, electronic circuitry. So, as a new application a disposable reference electrode has been realised which reasonably fits with the sensor array for the analysis of potassium, sodium, and calcium in whole human blood. Since all the single sensing of these cations have been realised by using a conventional reference electrode, either silver/silver chloride or calomel electrode, which is a bulky and expensive alternative, this research prepared, tested, and implemented a new disposable reference electrode for the sensor-array based on a poly (vinyl alcohol) matrix incorporating a proper amount of Kel. Having a successfully working miniaturised reference electrode, valinomycin, ETH 157, and ETH 1001 ionophores have been used as the selective materials for potassium, sodium, and calcium in whole human blood, respectively. Multisensing applications have only used solutions as testing medium whereas the work described in this thesis goes one step further and uses artificial and whole human blood with fairly reasonable responses.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    312253

    Modeling and optimization of multi-scale machining operations

    Çok ölçekli talaşlı imalat işlemlerinin modellenmesi ve eniyilemesi

    FEVZİ YILMAZ

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2012

    Endüstri ve Endüstri Mühendisliğiİhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi

    Endüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. YİĞİT KARPAT

  2. Tez No

    75158

    Türk halılarının görüntü veri tabanı kullanarak saklanması ve sorgulanması

    Başlık çevirisi yok

    BARBAROS GÜNAY

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    1998

    Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik Üniversitesi

    Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. MUHİTTİN GÖKMEN

  3. Tez No

    434152

    Investigation of deep learning approaches for biomedical data classification

    Biyomedikal veri sınıflandırmasında derin öğrenme yaklaşımlarının araştırılması

    ESRA MAHSERECİ KARABULUT

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2016

    Elektrik ve Elektronik MühendisliğiÇukurova Üniversitesi

    Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. TURGAY İBRİKÇİ

  4. Tez No

    822345

    Tek A'lı çekirdeklerin taban-durum manyetik momentlerinin sinirsel-bulanık sistemiyle belirlenmesi

    Determination of the ground-state magnetic moments of odd mass nuclei using neuro-fuzzy system

    BÜRUCE ÖZTÜRK

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2023

    Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolSakarya Üniversitesi

    Biyomedikal Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. HAKAN YAKUT

  5. Tez No

    780096

    Atıkların derin öğrenme tabanlı sınıflandırılması

    Deep learning based classification of wastes

    DİLARA KARACA

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2023

    Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolSakarya Uygulamalı Bilimler Üniversitesi

    Biyomedikal Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ SÜLEYMAN UZUN

Geri Dön