MEMS based thin film piezoelectric multi-channel transducer for sensing and filtering ossicular vibration
Kemikçik titreşimini algılamak ve filtrelemek için MEMS tabanlı ince film piezoelektrik çok kanallı dönüştürücü
- Tez No: 846861
- Danışmanlar: PROF. DR. HALUK KÜLAH
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2023
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 144
Özet
Bu tezde, tamamen implante edilebilir koklear implant (FICI) konsepti için orta kulak implant edilebilir iki katmanlı çoklu frekanslı piezoelektrik akustik dönüştürücü tasarlandı, modellendi, üretildi ve test edildi. Dönüştürücü, 250 ila 6000 Hz arasındaki 8 frekans bandında ortam sesini algılamak ve filtrelemek için işitme zincirine implante edilebilir. Dönüştürücü tasarımı geleneksel cerrahiye uyumludur. Yapı, paketleme hariç olarak, her katman için 3×3×0.36 mm3 aktif alan ve toplam 5.2 mg aktif kütle ile oluşturulmuştur. Dönüştürücünün karakterizasyonu, umbo titreşimine benzer titreşim özellikleri gösteren bir yapay membran üzerinde gerçekleştirildi. Yapay membran üzerinde piezoelektrik dönüştürücü, 100 dB SPL uyarım altında 320.3 mVpp`ye kadar üretebilir ve işitilebilir akustik frekansları kapsar. Kanalların ölçülen sinyal-gürültü oranı 84.2 dB`ye kadar ulaşır. Dönüştürücünün ses kalitesi, literatürdeki bilgilere göre ilk kez objektif bir kalifikasyon yöntemi olan PESQ ile değerlendirildi ve 4.5 üzerinden 3.42 puan aldı. Akustik karakterizasyonlarda gözlenen çıkış voltajları, literatürde rapor edilen en yüksek değerlerdir. Bu nedenle sistem, geniş bir ses algılama aralığını ve bir sinyal işleme devresi ile uyumluluğu dikkate almaktadır. Son olarak, çıkışlar, işitsel nöronları iç koklear elektrotlar aracılığıyla uyaran düşük güçlü bir akım modu sinyal işleme devresi ile işlendi. FICI, ses uyarımı sırasında hayvanın işitsel beyin sapı yanıtını (eABR) gözlemleyerek in-vivo bir model ile doğrulandı. eABR sonuçları, sistemin bir kobayın işitsel sinirlerinde 45-100 dB ses aralığı için yanıt uyandırabileceğini göstermektedir.
Özet (Çeviri)
In this thesis, a middle ear implantable bilayer multi-frequency piezoelectric acoustic transducer for a fully implantable cochlear implant (FICI) concept was designed, modeled, fabricated, and tested. Transducer can be implanted on hearing chain to detect and filter the ambient sound in 8-frequency bands between 250 to 6000 Hz. The transducer design is conventional surgery compatible. The structure is formed with 3×3×0.36 mm3 active space for each layer and 5.2 mg total active mass, excluding packaging. Characterization of the transducer was carried on an artificial membrane whose vibration characteristic is similar to umbo vibration. On the artificial membrane, piezoelectric transducer generates up to 320.3 mVpp under 100 dB SPL excitation and covers audible acoustic frequency. The measured signal-to-ratio of the channels is up to 84.2 dB. Sound quality of the transducer was graded with an objective qualification method, PESQ, for the first time in the literature, to the best of our knowledge, and scored 3.42/4.5. Output voltages observed in acoustical characterizations are the highest values reported in the literature. Thus, system considers a wide range of sound detection and compatibility with a signal conditioning circuit. Finally, outputs were processed by a current mode low-power signal conditioning circuit that stimulates the auditory neurons through intracochlear electrodes. The FICI was validated with an in-vivo model where electrical auditory brainstem response (eABR) of the animal was observed while applying sound excitation. The eABR results demonstrate that the system can evoke responses in the auditory nerves of guinea pig for sound range of 45-100 dB.
Benzer Tezler
- MEMS based multi – channel piezoelectric acoustic transducer for fully implantable cochlear implants
Tamamen implante koklear implantlar için MEMS tabanlı çok kanallı pizeoelektrik akustik dönüştürücü
MUHAMMED BERAT YÜKSEL
Yüksek Lisans
İngilizce
2020
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HALUK KÜLAH
- MEMS based multi-mode multi-channel piezoelectric sensor for fully implantable cochlear implants
Tamamen implante koklear implantlar için MEMS tabanlı çok modlu çok kanallı piezoelektrik sensör
FEYZA PİRİM
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Makine MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMikro ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HALUK KÜLAH
DOÇ. DR. MEHMET BÜLENT ÖZER
- Lamellar grating interferometer based MEMS Fourier transform infrared spectrometer
Kırınım ızgaralı girişim ölçer temelli MEMS Fourier dönüşümü kızılötesi spektrometre
NADİRE PELİN AYERDEN
Yüksek Lisans
İngilizce
2012
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiKoç ÜniversitesiElektrik ve Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HAKAN ÜREY
- Surface acoustic wave based sonoporation microsystems forsingle tumor cell applications
Başlık çevirisi yok
BURAK YILDIRIM
- A novel micro piezoelectric energy harvesting system
Yeni bir mikro piezoelektrik enerji harmanlayıcı sistemi
TOLGA KAYA
Doktora
İngilizce
2007
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF.DR. ALİ ZEKİ
Y.DOÇ.DR. HÜR KÖŞER