Microwave sensor design for non-ınvasive blood glucose measurement Non-invaziv kan şekeri ölçümü için mikrodalga sensör tasarımı

ÖZETDiyabet izleme, kan şekeri monitörlerinin kullanılmasını gerektirir. Biyolojik dokunun dielektrik özelliklerinde glikoza bağlı değişimi algılayarak, RF yaklaşımlarının kan şekeri ölçümlerini sağlaması umut vericidir. Bu yaklaşım non-invaziv ve sürekli kan şekeri takibi sağlayabilir. Mevcut araştırmalar, kan şekeri monitörlerini invaziv olmayan bir şekilde ölçmek için elektromanyetik dalgalar kullanan bir monitörün geliştirilmesine odaklanmaktadır. Yöntem, bir izleme cihazının rezonans frekansını, glikoz seviyesi ile ilgili olan kanın geçirgenliği ve iletkenliği ile ilişkilendirir. Değişen glikoz seviyelerinin etkisini ve sensör ünitesinin tepkisini incelemek için bir sensör ünitesi ile birlikte bir parmak ucu simülasyon modeli elde edilmiştir. Parmak ucu modeli dört katmana ayrılmıştır: deri, yağ, kan ve kemik. Çok katmanlı yapının modellenmesinden sonra, 2.4 GHz'de tek kutuplu Cole-Cole model parametreleri kullanılarak her katmanın dielektrik özellikleri tanımlanmıştır. Sensör ünitesinin performansını incelemek için mikrodalga frekanslarında çalışan iki rezonatör tasarlanmıştır. İlk prototip, Mits'den Eleven Lab PCB Prototipleme Makinesi kullanılarak basılmıştır.ABSTRACTDiabetes management requires the use of detecting glucose content in blood. The detection of the glucose variation in characteristics of a tissue, RF approaches are promising to provide blood glucose measurements. This approach can provide a non-invasive observation of the amount of glucose in blood. The current research focuses on the development of a monitor that employs electromagnetic waves to non-invasively determine the amount of glucose in blood. A simulation model of fingertip together with a sensor element has been obtained to observe the impact of various glucose contents and responses of the sensor unit. The fingertip model is separated into four layers: blood, skin, fat, and bone. After the modelling of the multi-layer structure, the dielectric characteristics of each layer have been defined utilizing the Cole-Cole model parameters at 2.4 GHz. To investigate the capacity of the sensor element, two resonators are built that operate at microwave frequencies when put radiating towards human tissues.