Flexible micromachined textile-like graphene bioelectrodes for electrocardiography monitoring
Elektrokardiyografi izleme için esnek mikromakine tekstil-benzeri grafen biyoelektrotlar
- Tez No: 898782
- Danışmanlar: DOÇ. DR. MURAT KAYA YAPICI
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Sabancı Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Mühendislik ve Doğa Bilimleri Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Elektronik Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 63
Özet
Hayati sinyalleri doğru bir şekilde kaydedebilen kuru elektrotlar, giyilebilir uzun süreli sağlık izleme cihazları için umut verici bir geleceği temsil etmektedir. Bu tez, giyilebilir elektrokardiyografi (EKG) izleme uygulamalarını kolaylaştıran cilde uyumlu bir şekilde tutturulabilmesi için kendinden yapışkanlı özelliklere sahip ultra ince, esnek, tekstil benzeri, mikro yapılı bir kuru elektrodu tanıtmaktadır. Elektrot tasarımında, tekstil endüstrisinde yaygın olarak kullanılan bir malzeme olan Poli (metil metakrilat) (PMMA) kullanılmış olup, bunun üzerine fonksiyonel grafen katmanları kaplanmış ve destek katmanı olarak foto-desenlenebilir SU-8 epoksi kullanılmıştır. Mikro-işlenmiş elektrotların tekstil benzeri yapısı, pahalı e-beam litografi (EBL) işlemleri gerektirmeden PMMA'nın oksijen plazması ve sert maske tabakası yoluyla desenlendirilmesiyle elde edilen 100 µm aralıklı 100 µm boşluk boyutları içerir. Grafen oksit, sinyal alımı için aktif malzeme olarak damla döküm yoluyla elektrotlara uygulanır ve ardından çevre dostu saf C vitamini (L-askorbik asit) kullanılarak basit bir indirgeme adımı gerçekleştirilir. Elektrotun EKG izleme işlevselliği, cilt temas empedansının raporlanması ve elektrotların klinik sınıf önceden jelleştirilmiş,“ıslak”Ag/AgCl elektrotlarla karşılaştırılmasıyla gösterilmiş ve %98,84'e varan bir korelasyon elde edilmiştir. Ayrıca, elektrotların giyilebilir uygulamalar için performanslarını doğrulamak amacıyla hareketin var olduğu fiziksel aktiviteler sırasında biyopotansiyelleri kaydetme kabiliyeti hem kuru hem de ıslak koşullarda gösterilmiştir. Sonuçlar, elektrotların dikkat çekici kendinden yapışkanlığını, esnekliğini, yeniden kullanılabilirliğini ve suya dayanıklılığını, uyumlu cilt-elektrot temasını koruduğunu ve yüksek kaliteli sinyal alımı sunduğunu göstermektedir.
Özet (Çeviri)
Dry electrodes capable of accurately recording vital signals represent a promising future for wearable long-term health monitoring devices. This thesis introduces an ultrathin, flexible, textile-like, microstructured dry electrode that features self-adhesive capabilities for conformal attachment to skin facilitating wearable electrocardiography (ECG) monitoring applications. The electrode design employs Poly (methyl methacrylate) (PMMA), a material commonly used in the textile industry, onto which functional graphene layers are coated along with photo-patternable SU-8 epoxy as the backing layer. The textile-like structure of the micromachined electrodes includes 100 µm gap sizes with 100 µm spacing, achieved by patterning PMMA through oxygen plasma and hardmask layer without requiring expensive e-beam lithography (EBL) processes. Graphene oxide is applied to the electrodes via drop casting as the active material for signal acquisition, followed by a simple reduction step using eco-friendly pure vitamin C (Lascorbic acid). The electrode's functionality for ECG monitoring is demonstrated by reporting the skin-contact impedance and benchmarking the electrodes against clinicalgrade pre-gelled,“wet”Ag/AgCl electrodes, achieving a correlation of up to 98.84%. Additionally, the electrodes' capability to record biopotentials during physical activities with the presence of motion is demonstrated both in dry and wet conditions to verify their performance for wearable applications. The results demonstrate the remarkable selfadhesiveness, flexibility, reusability, and water resistance of the electrodes, maintaining conformal skin-electrode contact and offering high-quality signal acquisition.
Benzer Tezler
- Flexible microelectromechanical filters for telecommunication electronics
Haberleşme elektroniği için esnek mikroelektromekanik süzgeçler
MANSOOR NASEER
Yüksek Lisans
İngilizce
2003
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiSabancı ÜniversitesiElektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. YAŞAR GÜRBÜZ
- Integrated circuit design for flip-chip bonded capacitive micromachined ultrasonic transducers
Flip-çip yapıştırmalı kapasitif mikroüretilmiş ultrasonik çevirgeçler için entegre devre tasarımı
MOHAMMAD MAADI
Yüksek Lisans
İngilizce
2013
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. BARIŞ BAYRAM
- Integrated circuit design for annular capacitive micromachined ultrasonic transducer
Disk şekilli kapasitif mikroüretilmiş ultrasonik çevirgeçler için entegre devre tasarımı
YUSUF KUTLUHAN KILIÇ
Yüksek Lisans
İngilizce
2015
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. BARIŞ BAYRAM
- A small-format microbolometer imaging sensor with digital video outputs
Sayısal video çıkışlı ve küçük boyutlu mikrobolometre görüntüleme sensörü
CEM YALÇIN
Yüksek Lisans
İngilizce
2016
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. TAYFUN AKIN
- Capacitive CMOS readouts for high performance MEMS accelerometers
MEMS ivmeölçerler için yüksek performans kapasitif okuma devreleri
UĞUR SÖNMEZ
Yüksek Lisans
İngilizce
2011
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiElektrik ve Elektronik Mühendisliği Bölümü
DOÇ. DR. HALUK KÜLAH
PROF. DR. TAYFUN AKIN