KR20190058776A - Insertion-type wireless tensile sensor, method of manufacturing the same, and measurement method using the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 완전 삽입형 무선 인장 센서에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 신축성을 가진 센서부와 그 센서를 이용하여 장기에 직접 부착하여 장기의 운동성을 측정할 수 있는 방법에 관한 것이다.TECHNICAL FIELD The present invention relates to a fully inserted wireless tensile sensor, and more particularly, to a sensor unit having a stretchability and a method of directly measuring a mobility of an organ by using the sensor.
최근, 장기의 운동성을 측정하기 위해 전자기장을 이용하거나 엑스레이 장비 등을 이용하여 신호나 이미지를 통해 간접적으로 측정하였다.Recently, to measure the motility of organs, indirect measurements were made using signals or images using electromagnetic fields or x-ray equipment.
그러나, 종래의 장기 측정 장비는 장비 부피가 크거나, 비용이 비싸거나, 지속적인 측정이 불가능하다는 문제점을 가지고 있다.However, the conventional long-term measurement equipment has a problem that the equipment volume is large, it is expensive, and continuous measurement is impossible.
또한, 종래의 측정장비는 전력을 공급하기 위해, 전원에 연결해야 하고, 연결하기 위한 유선장치를 필요로 하기 때문에 측정장비를 이동하는데 어려움이 있다.In addition, conventional measurement equipment has difficulty in moving measurement equipment because it requires a power supply to connect to the power source and a wired device to connect.
이러한 종래의 장기 측정 장비는 장비 부피가 커서 이동하기 불편하거나, 24시간 모니터링이 불가하거나 또는 무선으로 측정이 힘들다는 문제점을 가지고 있다.Such conventional long-term measurement equipment has a problem that it is inconvenient to move due to a large volume of equipment, can not be monitored 24 hours, or is difficult to measure wirelessly.
그리고 종래의 측정장비는 장기의 운동성을 직접 측정하는 것이 아니라 간접적으로 측정하는 방식이 사용된다.Conventional measurement equipment uses indirect measurement rather than direct measurement of organ motility.
대한민국 등록특허 제 10-1693306호(발명의 명칭: 인덕턴스기반 인장 센서와 이를 적용한 생체신호 측정 센서 및 그 의류)에서는, 인덕턴스 기반 인장 센서와 이를 적용한 생체신호 측정 센서 및 그 의류와 전도성부재에 관한 것으로, 전도성부재를 탄성소재 상에 일정한 패턴으로 고정하되 전도성부재 패턴이 측정대상물의 체적 또는 길이변화에 직접 대응하여 변화하면서 그 인덕턴스값도 변화되도록 하여 부피가 최소화되면서 정확하게 인장 정도를 측정할 수 있는 인장센서를 구현하고, 이를 이용하여 일상적으로 편리하고 정확한 생체신호 측정이 가능하도록 하는 생체신호 측정 센서 구조를 제공하며, 이러한 생체신호 측정 센서를 적용한 의류와 전도성 부재에 관한 것이 개시되어 있다.Korean Patent No. 10-1693306 discloses an inductance-based tension sensor, a bio-signal measuring sensor using the inductance-based tension sensor, and a garment and a conductive member of the inductance-based tension sensor. , The conductive member is fixed in a predetermined pattern on the elastic material, but the conductive member pattern is directly changed in response to the change in the volume or length of the measurement object, and the inductance value thereof is also changed so that the tension can be accurately measured while the volume is minimized. The present invention provides a bio-signal measurement sensor structure that realizes a convenient and accurate measurement of a bio-signal on a daily basis by implementing a sensor, and discloses a garment and a conductive member to which such a bio-signal measurement sensor is applied.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 신축성을 가진 센서부와 그 센서부를 이용하여 장기에 직접 부착하여 장기의 운동성을 측정할 수 있는 완전 삽입형 무선 인장 센서를 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to solve the above problems and provide a fully inserted type wireless tensile sensor capable of measuring long term mobility by attaching directly to an organ using a sensor part having elasticity and a sensor part thereof.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description are exemplary and explanatory and are not intended to limit the invention to the precise form disclosed. There will be.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은, 장기에 직접 부착하여 그 운동성을 측정하며, 특정 공진 주파수를 반사할 수 있는 하나 이상의 센서부; 및 저주파수에서 고주파수까지 넓은 대역의 주파수를 상기 센서부로 송신하고, 그 중 상기 센서부가 반사하는 상기 특정 공진 주파수를 수신하는 외부 송수신부;를 포함하며, 하나 이상의 상기 센서부는 상호간에 간섭을 일으키지 않는 서로 다른 주파수 대역을 가지도록 다양한 패턴을 구비함으로써, 상기 센서부가 부착된 하나의 장기 중 다양한 부위에서 측정된 서로 다른 신호를 감지하도록 이루어지는 것을 특징으로 한다. According to an aspect of the present invention, there is provided a magnetic resonance imaging apparatus comprising: at least one sensor unit that is attached directly to an organ, measures its mobility, and can reflect a specific resonance frequency; And an external transmitting and receiving unit transmitting a wide frequency band from a low frequency to a high frequency to the sensor unit and receiving the specific resonance frequency to which the sensor unit is reflected, wherein at least one of the sensor units has mutually non- The present invention is characterized in that different patterns are provided so as to have different frequency bands so that different signals measured at various portions of one organ attached to the sensor unit are detected.
본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 센서부는, 미리 설정된 패턴의 상부면을 덮도록 형성되며 신축성을 가지는 생체적합성 재료를 이용하여 형성될 수 있다.In an embodiment of the present invention, the sensor unit may be formed using a biocompatible material formed to cover an upper surface of a predetermined pattern and having elasticity.
본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 센서부의 패턴은 늘어나면서 전기적 연결이 유지되는 물질을 사용할 수 있다.In the embodiment of the present invention, a material of which the pattern of the sensor portion is elongated and kept electrically connected can be used.
본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 센서부의 패턴은 나선형의 형태로 이루어지며, LC공진 회로의 요소로서 구성될 수 있다.In the embodiment of the present invention, the pattern of the sensor portion is formed in a spiral shape and can be configured as an element of the LC resonance circuit.
본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 센서부는 장기 운동에 따른 장기의 인장 변화에 대응하여 인덕턴스가 변화할 수 있다.In the embodiment of the present invention, the inductance of the sensor unit may change corresponding to a change in tensile force of an organ due to a long-term exercise.
본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 센서부의 패턴은 커패시턴스를 가지며, 상기 커패시턴스를 가지는 패턴은 LC공진 회로의 요소로서 구성될 수 있다.In an embodiment of the present invention, the pattern of the sensor portion has a capacitance, and the pattern having the capacitance may be configured as an element of the LC resonance circuit.
본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 센서부는 상기 센서부를 구별하기 위한 고유 ID정보를 저장하고 있는 제1집적회로를 포함할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the sensor unit may include a first integrated circuit storing unique ID information for distinguishing the sensor unit.
본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 센서부는 내부 전력원을 사용하지 않는 상태에서 장기의 인장변화를 감지할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the sensor unit may sense the change in tension of the organ without using the internal power source.
본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 외부 송수신부는, 저주파수에서 고주파수까지 송신할 수 있는 송신기, 상기 센서부가 반사한 상기 특정 공진 주파수를 수신할 수 있는 수신기, 상기 특정 공진 주파수를 상기 외부 송수신부 내에서 전달할 수 있는 제어기, 상기 센서부가 반사한 상기 특정 공진 주파수를 처리할 수 있는 수신신호분석기, 상기 수신신호분석기가 처리한 정보를 화면에 표시할 수 있는 디스플레이를 포함할 수 있다.In the embodiment of the present invention, the external transceiver may include: a transmitter capable of transmitting from a low frequency to a high frequency; a receiver capable of receiving the specific resonance frequency reflected by the sensor unit; A reception signal analyzer capable of processing the specific resonance frequency reflected by the sensor unit, and a display capable of displaying information processed by the reception signal analyzer on the screen.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은, ⅰ) 상기 센서부를 장기에 부착하는 단계; ⅱ) 장기 운동에 따른 인장 변화가 발생하는 단계; ⅲ) 상기 장기 운동에 따른 인장 변화에 의해 상기 센서부의 인장 변화가 발생하는 단계; ⅳ) 상기 센서부의 인장 변화로 인덕턴스가 변화하는 단계; ⅴ) 상기 인덕턴스 변화로 공진 주파수가 변화하는 단계; ⅵ) 상기 외부 송수신부의 송신기에서 주파수를 상기 센서부로 송신하는 단계; ⅶ) 상기 센서부에서 상기 공진 주파수를 반사하는 단계; ⅷ) 상기 외부 송수신부의 수신기에서 상기 공진 주파수를 측정하는 단계; ⅸ) 상기 외부 송수신부의 수신신호분석기에서 상기 공진 주파수를 이용하여 상기 인장 변화값을 계산하는 단계; ⅹ) 상기 인장 변화값을 상기 외부 송수신부의 디스플레이에 출력하는 단계;를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a sensor, comprising: i) attaching the sensor unit to an organ; Ii) a stage where a tensile change occurs due to long-term exercise; Iii) generating a tensile change of the sensor unit by a change in tensile force according to the long-term motion; Iv) changing the inductance due to a change in tension of the sensor unit; (V) changing a resonance frequency due to the change in inductance; (Vi) transmitting a frequency from the transmitter of the external transceiver unit to the sensor unit; (E) reflecting the resonance frequency at the sensor unit; (E) measuring the resonance frequency at a receiver of the external transceiver; Calculating a tensile change value using the resonance frequency in a received signal analyzer of the external transceiver; X) outputting the tensile change value to a display of the external transceiver unit.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은, a) 실리콘 웨이퍼 위에 추후 센서를 벗겨낼 수 있는, 골드와 같은 금속 또는 패럴린과 같은 희생 층을 쌓는 단계; b) Polydimethylsiloxane (PDMS) 과 같이 패턴을 덮을 수 있으면서 신축성을 가지며 생체적합성을 만족하는 물질을 150um 정도의 두께로 도포하는 단계; c) 추후 h) 단계에서 패턴을 생성하기 위하여 마스크 층을 벗겨내기 위한 표면 처리 진행하는 단계; d) 추후 h) 단계에서 패턴을 생성하기 위하여 마스크 층을 코팅하는 단계;(이는 패럴린과 같이 표면에 균일하게 코팅하거나 도포 될 수 있는 물질임) e) 패턴을 생성하기 위하여 상기 d) 단계의 마스크 층에 패턴을 만들기 위한 노광 공정을 수행하는 단계; f) 상기 d) 단계의 마스크 층에 패턴을 만들기 위한 식각 공정 수행 g) 은 나노 와이어와 같이 늘어나면서도 전기적 연결이 유지되는 물질을 표면에 도포하는 단계;(이는 스프레이를 이용하여 도포 하거나 다른 방법으로 도포 할 수 있음) h) 마스크 층을 제거하여 패턴만 표면에 남기는 단계; i) LC 공진 회로를 만들기 위해 전기적으로 폐루프를 만들기 위한 다층 구조물을 부착하는 단계; j) 상기 b) 단계에서 사용한 신축성 물질을 패턴 위에 도포하는 단계; k) 상기 a) 단계에서 쌓은 희생 층으로부터 완성된 센서를 떼어 내는 단계;를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a semiconductor device, comprising the steps of: a) stacking a sacrificial layer such as metal or paralin, such as gold, b) applying a material such as polydimethylsiloxane (PDMS), which is capable of covering the pattern and has elasticity and satisfies the biocompatibility, to a thickness of about 150 μm; c) advancing a surface treatment to peel off the mask layer to produce a pattern in a later step h); d) coating a mask layer to produce a pattern in a later step h) (which is a material that can be uniformly coated or applied to the surface, such as paralin); e) Performing an exposure process for forming a pattern on the mask layer; f) performing an etch process to form a pattern in the mask layer in step d); g) applying a material to the surface, such as a nanowire, which is stretched and remains electrically connected; H) removing the mask layer to leave only the pattern on the surface; i) attaching a multi-layer structure for making an electrically closed loop to create an LC resonant circuit; j) applying the stretchable material used in the step b) on the pattern; k) removing the finished sensor from the sacrificial layer deposited in step a).
상기와 같은 구성에 따른 본 발명의 효과는, 장기의 운동성을 무선으로 지속적이고 정량적으로 생체 모니터링 가능하다는 것이다.The effect of the present invention according to the above-described configuration is that the organism can continuously and quantitatively monitor the organism in a wireless manner.
또한, 본 발명의 효과는, 기존의 측정 장비에 비해, 측정 센서가 작고, 이동성이 좋으며, 상대적으로 적은 비용이 든다는 것이다.Further, the effect of the present invention is that the measurement sensor is small, the portability is good, and the cost is relatively low as compared with the existing measurement equipment.
그리고, 본 발명의 효과는, 여러 부위에 센서를 부착함으로써 여러 부위를 모니터링 가능하다는 것이다.The effect of the present invention is that various parts can be monitored by attaching sensors to various parts.
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.It should be understood that the effects of the present invention are not limited to the above effects and include all effects that can be deduced from the detailed description of the present invention or the configuration of the invention described in the claims.
도1은 본 발명의 일실시 예에 따른 센서부와 외부 송수신부 관계도이다.
도2는 본 발명의 일실시 예에 따른 커패시터를 패턴으로 구현한 센서부 구성도이다.
도3은 본 발명의 일실시 예에 따른 커패시터를 소자로 삽입한 센서부 구성도이다.
도4은 본 발명의 일실시 예에 따른 외부 송수신부 구성도이다.
도5은 본 발명의 일실시 예에 따른 센서부 장기 부위별 부착 예시도이다.
도6은 본 발명의 일실시 예에 따른 센서부의 장기 인장 변화 측정 개념도이다.
도7은 본 발명의 일실시 예에 따른 센서부의 장기 인장 변화 측정 순서도이다.
도8은 본 발명의 일실시 예에 따른 센서부 제작 공정도이다.1 is a diagram illustrating a relationship between a sensor unit and an external transceiver according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram of a sensor according to an exemplary embodiment of the present invention. Referring to FIG.
3 is a configuration diagram of a sensor unit in which a capacitor is inserted into a device according to an embodiment of the present invention.
4 is a block diagram of an external transmitting / receiving unit according to an embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a diagram illustrating an example of attachment of a sensor part or organ according to an embodiment of the present invention. FIG.
FIG. 6 is a conceptual diagram for measuring a change in a long-term tensile force of a sensor unit according to an embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a flowchart illustrating a measurement of a change in long-term tensile force of a sensor unit according to an embodiment of the present invention.
8 is a view showing a process of manufacturing the sensor unit according to an embodiment of the present invention.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시 예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. In order to clearly illustrate the present invention, parts not related to the description are omitted, and similar parts are denoted by like reference characters throughout the specification.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결(접속, 접촉, 결합)"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다. Throughout the specification, when a part is referred to as being "connected" (connected, connected, coupled) with another part, it is not only the case where it is "directly connected" "Is included. Also, when an element is referred to as " comprising ", it means that it can include other elements, not excluding other elements unless specifically stated otherwise.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In this specification, the terms "comprises" or "having" and the like refer to the presence of stated features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 대하여 상세히 설명하기로 한다. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도1은 본 발명의 일실시 예에 따른 센서부(10)와 외부 송수신부(20) 관계도이다.1 is a diagram showing a relationship between a
도1에서 보는 바와 같이, 본 발명의 완전 삽입형 무선 인장 센서는, 장기에 직접 부착하여 장기의 운동성을 측정하며, 신축성을 가지고, 공진 주파수를 반사할 수 있는 센서부(10); 및 저주파수에서 고주파수까지 넓은 대역의 주파수를 센서부(10)로 송신하고, 그 중 센서부(10)가 반사하는 특정 공진 주파수를 잡아낼 수 있는 외부 송수신부(20);를 포함한다.As shown in FIG. 1, the fully inserted type wireless tensile sensor of the present invention includes a
본 발명에서는 신축성을 가진 센서부(10)와 그 센서부(10)를 이용하여 장기에 직접 부착하여 운동성을 측정할 수 있는 방법을 개시하고 있다. The present invention discloses a method of measuring mobility by directly attaching to a organ using a
본 발명에서 제안하는 센서부(10)는 장기 운동에 따른 인장 변화로 센서부(10) 패턴이 변화하고, 그에 의해 인덕턴스가 변화하며, 이는 LC 공진 원리에 의해 공진 주파수가 변화하게 된다. The
이 관계를 통해, 인장 변화를 공진 주파수의 변화로 측정할 수 있게 된다. 측정 원리는 외부 송수신부(20)의 송신기(21)에서 저주파수에서 고주파수까지 넓은 대역의 신호를 송신하고, 그 중 센서부(10)가 반사하는 특정 공진 주파수를 외부 송수신부(20)의 수신기(22)에서 잡아내, 이 특정 공진 주파수 값을 이용하여 센서부(10)의 인장과 공진 주파수 간의 관계식을 통해 장기 인장 변화 값을 측정한다. Through this relationship, it becomes possible to measure the tensile change by the change of the resonance frequency. The measurement principle is that the
더불어 장기의 운동성은 장기의 각 부위에 따라 신축성이 달라 부위 별 인장 측정 센서가 요구되므로, 여러 부위에 부착할 수 있고 센서부(10) 간에 간섭을 일으키지 않는 주파수 대역을 가지는 다양한 패턴과 그 부착 방법에 대한 발명도 포함한다.In addition, since the elongation of the organs is different depending on each part of the organs, a tensile measuring sensor for each region is required. Therefore, various patterns having frequency bands which can be attached to various parts and do not cause interference between the
장기 각 부위의 신축성이 달라 장기 운동에 따른 인장 변화를 측정하기 위해, 부위별로 각각 센서부(10)를 부착하여 장기 부위별로 인장 변화를 측정하고, 장기 부위별로 부착된 센서부(10) 간 간섭을 일으키지 않는 주파수 대역을 가지는 다양한 패턴을 구비하는 것을 특징으로 한다.In order to measure the tensile change due to the long-term exercise, the tensile change is measured for each organ part by attaching the
장기의 인장 변화를 측정하기 위한 종래기술은, 장기 근육 움직임을 일으키는 전기적인 신호를 측정하여, 장기 운동성을 관찰하는 방법이 사용되었다.Conventional techniques for measuring the change in tension of organs used a method of observing long-term motility by measuring electrical signals that cause long-term muscle movement.
또한, 근육 움직임을 일으키는 전기적인 신호에 의한 자기장을 측정하여, 장기 운동성을 관찰하는 방법이 사용되었다.In addition, a method of observing long-term motility by measuring a magnetic field caused by an electrical signal causing muscle motion was used.
그리고, 조영제를 주입 후, 장기의 움직임을 X선으로 촬영하여 장기 운동성을 관찰하는 방법도 사용되었다.After injecting the contrast agent, a method of observing the long-term motility by observing the movement of the organ by X-ray was also used.
하지만, 위에 서술한 전기적인 신호를 측정하는 방법은 유선으로만 측정이 가능하거나, 지속적인 측정이 불가능하였다.However, the above-described method of measuring electrical signals can only be measured by a wire, or continuous measurement is not possible.
그리고, 자기장을 측정하는 방법 및 조영제 투입 후, X 선으로 장기의 운동성을 관찰하는 방법은 측정장비가 크거나, 측정비용이 비싼 문제점을 가지고 있었다.Also, the method of measuring the magnetic field and the method of observing the motility of organs with X-rays after injecting the contrast agent have problems in that the measurement equipment is large or the measurement cost is high.
본 발명의 완전 삽입형 무선 인장 센서는 장기의 운동성을 무선으로 지속적이고 정량적으로 모니터링이 가능하다.The fully inserted wireless tensile sensor of the present invention can continuously and quantitatively monitor long term mobility by wireless.
종래기술의 측정장비에 비해, 센서부(10)의 공진 주파수를 수신하는 외부 송수신부(20)는 작고, 이동성 및 휴대성이 좋으며, 종래기술의 측정장비에 비해 상대적으로 적은 비용으로 사용이 가능하다.The external transmitting / receiving
센서부(10)는 내부 전력원 없이 장기의 인장변화를 감지할 수 있다. 외부에서 전달되는 전자기파가 센서부(10)에 전달되고, 전달된 전자기파에 의해 센서부(10) 내부에 전기가 흐를 수 있다. 이렇게 발생된 전기를 이용하여 센서부(10)의 인덕턴스와 커패시턴스가 공진주파수를 형성할 수 있다. 이것을 통해 센서부(10)의 내부 전력원이 없이도 장기의 인장변화를 측정할 수 있다. The
또한, 센서부(10)를 장기의 여러 부위에 부착함으로써, 장기 여러 부위를 모니터링 할 수 있다. Further, by attaching the
도2와 도3에서는 본 발명의 센서부(10) 구성의 다양한 일실시 예를 개시하고 있다.2 and 3 disclose various embodiments of the configuration of the
도2는 본 발명의 센서부(10) 구성의 일실시 예로서, 커패시터를 패턴으로 구현한 센서부(10) 구성도이다.FIG. 2 is a configuration diagram of a
도2에서 보는 바와 같이, 센서부(10)는 미리 형성된 패턴의 상부면을 덮을 수 있으면서 신축성을 가지는 생체적합성 재료(11)를 이용할 수 있다.As shown in FIG. 2, the
생체적합성 재료(11)는 폴리염화비닐, 폴리에틸렌, 폴리스티렌, 폴리아미드, 라텍스, 셀룰로오스, 아크릴로니트릴 중합체, 천연 고무, 실리콘 고무, 각종 실리콘 중합체, 폴리프로필렌, 금속, 폴리에스테르, 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리우레탄, 아크릴계 고분자, PHEMA, PDMS(Polydimethylsiloxane), 나일론, 폴리아미노산, PAN(polyacrylonitrile), PGA, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 키토산, 알긴산 및 고밀도 폴리에틸렌으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나를 사용할 수 있다.The
센서부(10)의 패턴은 신축성을 가지면서도 전기적 연결을 유지하는 물질(12)을 사용할 수 있다.The pattern of the
센서부(10)가 전기적 연결을 유지하기 위해 은 나노 와이어와 같이 신축성을 가지면서도 전기적 연결을 유지하는 물질(12)을 사용할 수 있다. 은 나노 와이어는 은으로 된 단면의 지름이 나노미터 굵기로 얇은 극미세선으로 이루어졌다. 전도성이 뛰어날 뿐 아니라 가늘고 긴 형태로 유연성을 갖고 있어 플렉서블 전극물질로는 적합한 재료이다. 특히 용액공정으로 만들 수 있어 대량생산이 가능한 장점이 있다.The
나선형의 형태로 이루어지며 인덕턴스를 가지는 센서부(10)의 패턴은 LC공진 회로의 요소로서 구성될 수 있다. 센서부(10)가 특정 공진주파수를 반사하기 위해서 LC 공진회로가 구성되어야 하며, 이를 위해 센서부(10)는 나선형의 형태를 이루는 인덕턴스를 가지는 패턴(15)을 포함할 수 있다. The pattern of the
인덕턴스를 가지는 패턴(15)은 나선형의 형태로 한정된 것은 아니며 다양한 형태를 가질 수 있다.The
센서부(10)의 패턴은 커패시턴스를 가지며, 커패시턴스를 가지는 패턴(16)은 LC공진 회로의 요소로서 구성될 수 있다. The pattern of the
장기 운동에 따른 장기의 인장 변화로 센서부(10)가 늘어나거나 줄어들고, 센서부(10)의 인덕턴스를 가지는 패턴(15)도 늘어나거나 줄어들면서, 센서부(10)의 인덕턴스가 변화할 수 있다. The
센서부(10)의 인덕턴스 변화는 센서부(10)의 공진주파수 변화를 가져오고 공진주파수의 변화를 이용하여 장기의 인장변화를 측정할 수 있다. The change in inductance of the
센서부(10)는 센서부(10)를 구별하기 위한 고유ID정보를 저장하고 있는 제1집적회로(13)를 포함할 수 있다.The
제1집적회로(13)은 다양한 종류의 센서 등의 전자 기기일 수 있으며, 예를 들어 RFID(radio frequency identification)칩이나 Bluetooth칩일 수 있으며, 전자 및 의료기기, 헬스 케어 등에 사용되는 각종 센서와 연결되어 사용될 수 있다.The first
도3은 본 발명의 센서부(10)의 구성의 또 따른 일실시 예로서, 커패시터를 소자로 삽입한 센서부(10) 구성도이다.3 is a block diagram of a
도3에 개시되어 있는 센서부(10)는 미리 형성된 패턴의 상부면을 덮을 수 있으면서 신축성을 가지는 생체적합성 재료(11), 센서부(10)의 패턴에 사용되는 신축성을 가지면서도 전기적 연결을 유지하는 물질(12) 및 나선형의 형태를 이루는 인덕턴스를 가지는 패턴(15)을 포함하고 있다.The
그러나 도3에 개시되어 있는 센서부(10)는 제2집적회로(14)와 커패시터 소자(17)를 포함하고 있다.However, the
도3에서는 캐퍼시턴스를 가지는 패턴(16)을 적용하지 않고, 커패시터 소자(17)를 제2집적회로(14)와 함께 구비하는 형태의 센서부(10)를 개시하고 있다.3 shows a
제2집적회로(14)는 센서부(10)를 구별하기 위한 고유ID정보를 저장할 수 있다. 제2집적회로(14)은 다양한 종류의 센서 등의 전자 기기일 수 있으며, 예를 들어 RFID(radio frequency identification)칩이나 Bluetooth칩일 수 있으며, 전자 및 의료기기, 헬스 케어 등에 사용되는 각종 센서와 연결되어 사용될 수 있다. The second
도4은 본 발명의 일실시 예에 따른 외부 송수신부(20) 구성도이다.4 is a block diagram of an external transmitting / receiving
도4에서 보는 바와 같이, 외부 송수신부(20)는 저주파수에서 고주파수까지 송신할 수 있는 송신기(21), 센서부가 반사한 특정 공진 주파수를 수신할 수 있는 수신기(22), 특정 공진 주파수를 외부 송수신부(10) 내에서 전달할 수 있는 제어기(23), 센서부가 반사한 특정 공진 주파수를 처리할 수 있는 수신신호분석기(24), 수신신호분석기(24)가 처리한 정보를 화면에 표시할 수 있는 디스플레이(25)를 포함할 수 있다. As shown in FIG. 4, the
송신기(21)는 저주파수에서 고주파수까지 넓은 대역의 주파수를 센서부(10)로 송신할 수 있다. The
예를 들어, 송신기(21)의 주파수 범위는 1MHz내지 100MHz 미만의 주파수를 센서부(10)로 송신할 수 있다. 이는 일반적으로 RFID 기술이 채택하고 있는 주파수 범위를 포함하여 보다 폭넓게 잡기 위함이다. For example, the frequency range of the
수신기(22)는 송신기(21)에서 센서부(10)로 송신한 주파수를 센서부(10)가 반사하는 특정 공진 주파수를 수신할 수 있다. The
제어기(23)는 송신기(21)가 1MHz 내지 100MHz 미만의 주파수 중 센서부(10)로 송신할 수 있는 주파수를 결정하며, 센서부(10)가 반사하는 특정 공진 주파수를 수신기(22)가 수신하면 이를 수신신호분석기(24)로 전달할 수 있다. 또한, 수신신호분석기(24)에서 처리된 정보를 디스플레이(25)로 전달할 수 있다.The
센서부(10)는 장기 운동에 따른 인장 변화로 센서 패턴이 변화하고, 그에 의해 인덕턴스가 변화하며, 이는 LC 공진 원리에 의해 공진 주파수가 변화하게 된다. 이 관계를 통해, 인장 변화를 공진 주파수의 변화로 측정할 수 있게 된다. 측정 원리는 송신부(21)에서 저주파수에서 고주파수까지 넓은 대역의 신호를 송신하고, 그 중 센서부(10)가 반사하는 특정 공진 주파수를 수신기(22)에서 수신하여, 제어기(23)를 통해 센서부(10)가 반사한 특정 공진주파수 값을 수신신호분석기(24)로 전달한다.In the
수신신호분석기(24)는 제어기(23)로부터 전달받은 센서부(10)가 반사한 특정 공진 주파수를 이용하여 인장과 공진 주파수 간의 관계식을 통해 인장 변화 값을 측정하고 계산하여 처리할 수 있다.The received
수신신호분석기(24)를 통해 처리된 정보는 제어기(23)를 통해 디스플레이(25)로 전달될 수 있다. 디스플레이(25)는 수신신호분석기(24)에서 전달받은 정보를 이미지, 그래프 및 표로 변환하여 외부 송수신기(20) 화면에 표시할 수 있다.The processed information via the received
외부 송수신기(20)는 디스플레이(25)가 이미지, 그래프 및 표로 변환한 정보를 표시할 수 있는 화면을 구비한 외부 송수신기(20) 전용 장치, 스마트폰, 태블릿, 노트북, 데스크탑 PC 및 스마트 기기일 수 있다. The
도5은 본 발명의 일실시 예에 따른 센서부(10) 장기 부위별 부착 예시도이다.FIG. 5 is a diagram illustrating an example of attachment of the
도5에서 보는 바와 같이, 장기는 각 부위마다 늘어나는 지점이 다르므로, 장기의 여러 부위에 붙여서 측정하는 것이 필요하다. 이를 위해 센서부(10)는 서로 다른 ID값을 가지거나, 또는 다른 공진 주파수를 가지도록 설계 및 제작하여 사용될 수 있다.As shown in Fig. 5, since the organs have different elongated points at each site, it is necessary to measure them by attaching them to various parts of organs. For this, the
도6은 본 발명의 일실시 예에 따른 센서부(10)의 장기 인장 변화 측정 개념도이다.FIG. 6 is a conceptual view illustrating a measurement of a change in a long-term tensile force of the
도6에서 보는 바와 같이, 장기에 센서부(10)를 부착한다. 장기 부위별로 인장 변화가 다르기 때문에 여러 개의 센서부(10)를 부착할 수 있다. As shown in Fig. 6, the
외부 송수신부(20)에서 1MHz 내지 100MHz 미만의 주파수를 센서부(10)로 송신한다. And transmits the frequency of 1 MHz to less than 100 MHz to the
장기의 인장 변화가 없을 경우, 인장 변화가 없는 센서부(10)에서의 특정 공진 주파수에서 반사가 일어난다.If there is no change in the elongation of the elongation, reflection occurs at a specific resonance frequency in the
장기의 인장 변화가 있을 경우, 장기 운동에 따른 센서부(10)에 가해진 인장 변화로 인해, 인덕턴스가 변화하고, 공진 주파수에 변화가 발생한다. 센서부(10)는 변화된 해당 공진 주파수에서 반사가 일어난다.When there is a change in the elongation of the elongation, the inductance changes due to a tensile change applied to the
수신기(22)에서 수신한 센서부(10)가 반사한 특정 공진 주파수를 제어기(23)를 통해 수신신호분석기(24)로 전달하여 인장값을 계산하여 처리한다.And transmits the specific resonance frequency reflected by the
수신신호분석기(24)에서 처리한 인장값을 제어기(23)를 통해 디스플레이(25)로 전달한다. And transmits the tensile value processed by the received
디스플레이(25) 제어기(23)를 통해 전달받은 처리된 인장값을 이미지, 그래프 및 표로 변환하여 외부 송수신부(20) 화면에 출력한다.The
도7은 본 발명의 일실시 예에 따른 센서부(10)의 장기 인장 변화 측정 순서도이다.7 is a flowchart showing a measurement of a change in a long-term tensile force of the
도7에서 보는 바와 같이, 센서부의 장기 인장 변화 측정 순서를 나타내고 있다. 이하, 센서부(10)를 포함하는 본 발명의 센서부(10)의 장기 인장 변화 측정 방법에 대해 설명하기로 한다.As shown in FIG. 7, there is shown a procedure for measuring the change in the long-term tensile force of the sensor unit. Hereinafter, a method for measuring a change in the long-term tensile force of the
첫번째 단계(S1)에서, 장기의 운동성을 측정하기 위해 장기의 각 부위에 직접 센서부(10)를 부착할 수 있다. 센서부(10)는 장기에 직접 부착되어 장기의 운동성을 측정하기 때문에 신축성이 있고 생체적합성을 가지는 재료를 이용하여 제작되어야 한다. In the first step S1, the
두번째 단계(S2)에서, 장기 운동에 따른 장기의 인장 변화가 발생할 수 있다. In the second step (S2), an elongation change of the organ due to the long-term exercise may occur.
세번째 단계(S3)에서, 장기가 운동을 하면, 장기의 인장 변화가 발생하고, 장기에 직접 부착된 센서부(10)도 동시에 인장 변화가 발생할 수 있다.In the third step (S3), when the organ is exercised, a change in the tension of the organ occurs, and the
네번째 단계(S4)에서, 장기 인장 변화에 따라, 장기에 직접 부착된 센서부(10)도 동시에 인장 변화를 할 수 있다. 센서부(10)의 인장 변화로 인해 센서부(10) 표면에 구비되어 있는 패턴이 변화하고, 그로 인해 인덕턴스가 변화할 수 있다.In the fourth step S4, the
다섯번째 단계(S5)에서, 센서부(10)의 패턴 변화로 변화된 인덕턴스는 LC공진원리에 인해 공진 주파수가 변화될 수 있다. 이러한 관계를 통해 장기 운동에 따른 장기 인장 변화를 공진 주파수의 변화로 측정할 수 있다.In the fifth step S5, the resonance frequency of the inductance changed by the pattern change of the
여섯번째 단계(S6)에서, 외부 송수신부(20)의 송신기(21)에서 저주파수부터 고주파수까지 넓은 대역의 주파수를 센서부(10)로 송신할 수 있다. 더 구체적으로 외부 송수신부(20)의 송신기(21)에서 1MHz 내지 100MHz 미만의 주파수를 센서부(10)로 송신할 수 있다.In the sixth step S6, the
일곱번째 단계(S7)에서, 센서부(10)는 외부 송수신부(20)의 송신기(21)에서 송신한 저주파수부터 고주파수까지 넓은 대역의 주파수 중 특정 공진 주파수를 반사할 수 있다.In the seventh step S7, the
여덟번째 단계(S8)에서, 외부 송수신부(20)의 수신기(22)에서 무선 인장 센서(10)가 반사한 특정 공진 주파수를 수신할 수 있다.In the eighth step S8, the
아홉번째 단계(S9)에서, 무선 인장 센서(10)가 반사한 특정 공진 주파수를 외부 송수신부(20)의 수신기(22)에서 수신하여 외부 송수신부(20)의 수신신호분석기(24)로 전달하고, 외부 송수신부(20)의 수신신호분석기(24)는 전달받은 특정 공진 주파수를 이용하여 장기의 인장 변화값을 계산하여 처리할 수 있다.The specific resonance frequency reflected by the wireless
열번째 단계(S10)에서, 외부 송수신부(20)의 수신신호분석기(24)에서 계산되어 처리된 장기의 인장 변화값을 외부 송수신부(20)의 디스플레이(25)에 출력할 수 있다.The tensile change value of the organ calculated and processed by the received
도8은 본 발명의 일실시 예에 따른 센서부 제조 공정도이다.8 is a view illustrating a process of manufacturing the sensor unit according to an embodiment of the present invention.
도8에서 보는 바와 같이, 센서부의 제조 공정 순서를 나타내고 있다. 이하, 센서부(10)를 포함하는 본 발명의 센서부(10)의 제조방법에 대해 설명하기로 한다.As shown in FIG. 8, the manufacturing process sequence of the sensor unit is shown. Hereinafter, a method of manufacturing the
첫번째 단계(a)에서, 추후 무선 인장 센서(10)를 실리콘 웨이퍼 위에서 떼어낼 수 있도록 실리콘 웨이퍼 위에 골드와 같은 금속 또는 패럴린과 같은 희생층을 쌓을 수 있다. In the first step (a), a sacrificial layer, such as gold or paralin, may be deposited on the silicon wafer so that the wireless
패럴릴은 상온의 진공상태에서 가스상의 형태로 대상물의 형상에 관계없이 마이크로 두께 단위로 대상물에 증착, 고분자 코팅을 할 수 있다.The paralel can be vapor-deposited and polymer coated on the object in a micro-thickness unit regardless of the shape of the object in the form of a gas in a vacuum state at room temperature.
패럴린은 다결정적이고 선형적이며, 물에 대한 친화력이 부족한 특징을 가지기 때문에 극심한 화학반응을 일으키지 않는다. Paralin is polycyclic, linear, and lacks affinity for water, so it does not cause extreme chemical reactions.
두번째 단계(b)에서, Polydimethylsiloxane (PDMS) 과 같이 센서부(10)에 미리 설정된 패턴을 덮을 수 있으면서, 투명하고, 신축성을 가지며, 내구성이 좋고, 생체적합성을 만족하는 물질을 골드와 같은 금속 또는 패럴린과 같은 희생층 상부면에 150um 정도의 두께로 도포할 수 있다.In the second step (b), a material such as polydimethylsiloxane (PDMS), which can cover a predetermined pattern on the
세번째 단계(c)에서, 추후 여덟번째 단계(h)에서 센서부(10)의 패턴을 생성하기 위해 마스크 층을 벗겨낼 수 있도록 표면 처리 진행할 수 있다.In the third step (c), the surface treatment can be performed so that the mask layer can be peeled off in order to generate the pattern of the
네번째 단계(d)에서, 추후 여덟번째 단계(h)에서 패턴을 생성하기 위하여 마스크 층을 코팅할 수 있다. 이는 패럴린과 같이 표면에 균일하게 코팅하거나 도포 될 수 있는 물질일 수 있다.In the fourth step (d), the mask layer may be coated to produce the pattern in the eighth step (h). It may be a material that can be uniformly coated or applied to the surface, such as paralin.
다섯번째 단계(e)에서, 센서부(10)의 패턴을 생성하기 위하여 상기 네번째 단계(d)의 마스크 층에 센서부(10)의 패턴을 만들기 위한 노광 공정을 수행할 수 있다.In the fifth step (e), an exposure process for forming the pattern of the
여섯번째 단계(f)에서, 네번째 단계(d)의 마스크 층에 패턴을 만들기 위한 식각 공정 수행할 수 있다.In the sixth step (f), an etching process for forming a pattern in the mask layer of the fourth step (d) may be performed.
일곱번째 단계(g)에서, 은 나노 와이어와 같이 늘어나면서도 전기적 연결이 유지되는 물질을 표면에 도포할 수 있다. 이는 스프레이를 이용하여 도포 하거나 다른 방법으로 도포 할 수 있다.In the seventh step (g), a silver nanowire can be applied to the surface of a material that is stretched but remains electrically connected. It can be applied by spraying or by other methods.
여덟번째 단계(h)에서, 마스크 층을 제거하여 센서부(10)의 패턴만 표면에 남길 수 있다.In the eighth step (h), only the pattern of the
아홉번째 단계(i)에서, LC 공진 회로를 만들기 위해 전기적으로 폐루프를 만들기 위한 다층 구조물을 부착할 수 있다.In the ninth step (i), a multilayer structure can be attached to make an electrically closed loop to create an LC resonant circuit.
열번째 단계(j)에서, 두번째 단계(b)에서 사용한 Polydimethylsiloxane (PDMS) 과 같이 센서부(10)에 미리 설정된 패턴을 덮을 수 있으면서, 투명하고, 신축성을 가지며, 내구성이 좋고, 생체적합성을 만족하는 물질을 센서부(10)의 패턴 위에 도포할 수 있다.In the tenth step (j), it is possible to cover the predetermined pattern on the
열한번째 단계(k)에서, 첫번째 단계(a)에서 쌓은 골드와 같은 금속 또는 패럴린과 같은 희생층으로부터 완성된 센서부(10)의 센서를 떼어낼 수 있다.In the eleventh step (k), the sensor of the
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다. It will be understood by those skilled in the art that the foregoing description of the present invention is for illustrative purposes only and that those of ordinary skill in the art can readily understand that various changes and modifications may be made without departing from the spirit or essential characteristics of the present invention. will be. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive. For example, each component described as a single entity may be distributed and implemented, and components described as being distributed may also be implemented in a combined form.
본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The scope of the present invention is defined by the appended claims, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents should be construed as being included within the scope of the present invention.
10 : 센서부
11 : 생체적합성 재료
12 : 전기적 연결 물질
13 : 제1집적회로
14 : 제2집적회로
15 : 인덕턴스를 가지는 패턴
16 : 커패시턴스를 가지는 패턴
17 : 커패시터 소자
20 : 외부 송수신부
21 : 송신기
22 : 수신기
23 : 제어기
24 : 수신신호분석기
25 : 디스플레이10: Sensor unit
11: Biocompatible material
12: Electrical connection material
13: 1st integrated circuit
14: 2nd integrated circuit
15: Pattern with inductance
16: Pattern with capacitance
17: Capacitor element
20: External transmission /
21: Transmitter
22: Receiver
23:
24: Receiver signal analyzer
25: Display
Claims (11)
저주파수에서 고주파수까지 넓은 대역의 주파수를 상기 센서부로 송신하고, 그 중 상기 센서부가 반사하는 상기 특정 공진 주파수를 수신하는 외부 송수신부;를 포함하며,
하나 이상의 상기 센서부는 상호간에 간섭을 일으키지 않는 서로 다른 주파수 대역을 가지도록 다양한 패턴을 구비함으로써, 상기 센서부가 부착된 하나의 장기 중 다양한 부위에서 측정된 서로 다른 신호를 감지하도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 완전 삽입형 무선 인장 센서.
One or more sensor parts directly attached to the organ to measure its mobility and reflect a specific resonance frequency; And
And an external transmitting and receiving unit transmitting a wide frequency band from a low frequency to a high frequency to the sensor unit and receiving the specific resonance frequency reflected by the sensor unit,
Wherein at least one of the sensor units is provided with various patterns so as to have different frequency bands that do not cause mutual interference so that different signals measured at various portions of one organs with the sensor unit are detected Insertion type wireless tensile sensor.
상기 센서부는 미리 설정된 상기 센서부 패턴의 상부면을 덮도록 형성되며 신축성을 가지는 생체적합성 재료를 이용하여 형성되는 것을 특징으로 하는 완전 삽입형 무선 인장 센서.
The method according to claim 1,
Wherein the sensor unit is formed to cover a predetermined upper surface of the sensor unit pattern and is formed using a biocompatible material having elasticity.
상기 센서부의 패턴은 늘어나면서 전기적 연결이 유지되는 물질을 사용하는 것을 특징으로 하는 완전 삽입형 무선 인장 센서.
The method according to claim 1,
Wherein the pattern of the sensor unit is formed of a material that is electrically connected while being stretched.
상기 센서부의 패턴은 나선형의 형태로 이루어지며, LC공진 회로의 요소로서 구성되는 것을 특징으로 하는 완전 삽입형 무선 인장 센서.
The method according to claim 1,
Wherein the pattern of the sensor portion is in the form of a spiral and is configured as an element of an LC resonant circuit.
상기 센서부는 장기 운동에 따른 장기의 인장 변화에 대응하여 인덕턴스가 변화하는 것을 특징으로 하는 완전 삽입형 무선 인장 센서.
The method of claim 4,
Wherein the sensor unit changes its inductance in response to a change in an elongation of the organ due to a long-term movement.
상기 센서부의 패턴은 커패시턴스를 가지며, 상기 커패시턴스를 가지는 패턴은 LC공진 회로의 요소로서 구성되는 것을 특징으로 하는 완전 삽입형 무선 인장 센서.
The method according to claim 1,
Wherein the pattern of the sensor portion has a capacitance and the pattern having the capacitance is configured as an element of an LC resonant circuit.
상기 센서부는 상기 센서부를 구별하기 위한 고유 ID정보를 저장하고 있는 제1집적회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 완전 삽입형 무선 인장 센서.
The method according to claim 1,
Wherein the sensor unit includes a first integrated circuit storing unique ID information for distinguishing the sensor unit.
상기 센서부는 내부 전력원을 사용하지 않는 상태에서 장기의 인장변화를 감지할 수 있는 것을 특징으로 하는 완전 삽입형 무선 인장 센서.
The method according to claim 1,
Wherein the sensor unit is capable of detecting a tensile change of the organ without using an internal power source.
상기 외부 송수신부는,
저주파수에서 고주파수까지 송신할 수 있는 송신기,
상기 센서부가 반사한 상기 특정 공진 주파수를 수신할 수 있는 수신기,
상기 특정 공진 주파수를 상기 외부 송수신부 내에서 전달할 수 있는 제어기,
상기 센서부가 반사한 상기 특정 공진 주파수를 처리할 수 있는 수신신호분석기,
상기 수신신호분석기가 처리한 정보를 화면에 표시할 수 있는 디스플레이를 포함하는 것을 특징으로 하는 완전 삽입형 무선 인장 센서.
The method according to claim 1,
The external transmitting /
A transmitter capable of transmitting from a low frequency to a high frequency,
A receiver capable of receiving the specific resonance frequency reflected by the sensor unit,
A controller capable of transmitting the specific resonance frequency in the external transceiver,
A reception signal analyzer capable of processing the specific resonance frequency reflected by the sensor unit,
And a display capable of displaying information processed by the received signal analyzer on a screen.
ⅰ) 상기 센서부를 장기에 부착하는 단계;
ⅱ) 장기 운동에 따른 인장 변화가 발생하는 단계;
ⅲ) 상기 장기 운동에 따른 인장 변화에 의해 상기 센서부의 인장 변화가 발생하는 단계;
ⅳ) 상기 센서부의 인장 변화로 인덕턴스가 변화하는 단계;
ⅴ) 상기 인덕턴스 변화로 공진 주파수가 변화하는 단계;
ⅵ) 상기 외부 송수신부의 송신기에서 주파수를 상기 센서부로 송신하는 단계;
ⅶ) 상기 센서부에서 상기 공진 주파수를 반사하는 단계;
ⅷ) 상기 외부 송수신부의 수신기에서 상기 공진 주파수를 측정하는 단계;
ⅸ) 상기 외부 송수신부의 수신신호분석기에서 상기 공진 주파수를 이용하여 상기 인장 변화값을 계산하는 단계;
ⅹ) 상기 인장 변화값을 상기 외부 송수신부의 디스플레이에 출력하는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 완전 삽입형 무선 인장 센서를 이용한 측정 방법.
The measuring method using the fully inserted type wireless tensile sensor of claim 1,
I) attaching the sensor unit to an organ;
Ii) a stage where a tensile change occurs due to long-term exercise;
Iii) generating a tensile change of the sensor unit by a change in tensile force according to the long-term motion;
Iv) changing the inductance due to a change in tension of the sensor unit;
(V) changing a resonance frequency due to the change in inductance;
(Vi) transmitting a frequency from the transmitter of the external transceiver unit to the sensor unit;
(E) reflecting the resonance frequency at the sensor unit;
(E) measuring the resonance frequency at a receiver of the external transceiver;
Calculating a tensile change value using the resonance frequency in a received signal analyzer of the external transceiver;
X) outputting the tensile change value to a display of the external transceiver;
And a measuring unit for measuring a measurement result using the fully inserted type wireless tensile sensor.
a) 실리콘 웨이퍼 위에 추후 센서를 벗겨낼 수 있는, 골드와 같은 금속 또는 패럴린과 같은 희생 층을 쌓는 단계;
b) Polydimethylsiloxane (PDMS) 과 같이 패턴을 덮을 수 있으면서 신축성을 가지며 생체적합성을 만족하는 물질을 150um 정도의 두께로 도포하는 단계;
c) 추후 h) 단계에서 패턴을 생성하기 위하여 마스크 층을 벗겨내기 위한 표면 처리 진행하는 단계;
d) 추후 h) 단계에서 패턴을 생성하기 위하여 마스크 층을 코팅하는 단계;(이는 패럴린과 같이 표면에 균일하게 코팅하거나 도포 될 수 있는 물질임)
e) 패턴을 생성하기 위하여 상기 d) 단계의 마스크 층에 패턴을 만들기 위한 노광 공정을 수행하는 단계;
f) 상기 d) 단계의 마스크 층에 패턴을 만들기 위한 식각 공정 수행
g) 은 나노 와이어와 같이 늘어나면서도 전기적 연결이 유지되는 물질을 표면에 도포하는 단계;(이는 스프레이를 이용하여 도포 하거나 다른 방법으로 도포 할 수 있음)
h) 마스크 층을 제거하여 패턴만 표면에 남기는 단계;
i) LC 공진 회로를 만들기 위해 전기적으로 폐루프를 만들기 위한 다층 구조물을 부착하는 단계;
j) 상기 b) 단계에서 사용한 신축성 물질을 패턴 위에 도포하는 단계;
k) 상기 a) 단계에서 쌓은 희생 층으로부터 완성된 센서를 떼어 내는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 완전 삽입형 무선 인장 센서의 제조방법.
The method of manufacturing a fully inserted wireless tensile sensor of claim 1,
a) stacking a sacrificial layer, such as metal or paralin, on the silicon wafer, such as gold, which can later be stripped of the sensor;
b) applying a material such as polydimethylsiloxane (PDMS), which is capable of covering the pattern and has elasticity and satisfies the biocompatibility, to a thickness of about 150 μm;
c) advancing a surface treatment to peel off the mask layer to produce a pattern in a later step h);
d) coating a mask layer to produce a pattern in a later step h) (which is a material that can be uniformly coated or applied to the surface, such as paralin)
e) performing an exposure process to create a pattern in the mask layer of step d) to produce a pattern;
f) performing an etching process for forming a pattern in the mask layer in the step d)
g) applying to the surface a substance that is stretched like a nanowire and yet maintains an electrical connection (which can be applied by spraying or otherwise applied)
h) removing the mask layer to leave only the pattern on the surface;
i) attaching a multi-layer structure for making an electrically closed loop to create an LC resonant circuit;
j) applying the stretchable material used in the step b) on the pattern;
k) removing the finished sensor from the sacrificial layer deposited in step a);
The method comprising the steps of:
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KR20070089350A (en) * | 2006-02-28 | 2007-08-31 | 한국과학기술원 | Apparatus for remote vital signal detection and its applications |
KR20160066102A (en) * | 2014-12-01 | 2016-06-10 | 한국전자통신연구원 | Self-powered wireless intraocular pressure sensor and measurement system including the same |
KR101693306B1 (en) | 2015-10-05 | 2017-01-05 | 금오특수프라스틱주식회사 | The tension sensor based inductance, sensor for measuring vital signal using this and its clothes and conductive member |
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2017
- 2017-11-22 KR KR1020170156031A patent/KR102075643B1/en active IP Right Grant
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