In-vivo monitoring using MEMS for the individual optimal design of implant prostheses

2016 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 26462927
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: 松下 恭之 九州大学, 大学病院, 准教授 (60159150)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 江崎 大輔 九州大学, 大学病院, 助教 (10608970) ; 澤江 義則 九州大学, 工学研究院, 教授 (10284530) ; 古谷野 潔 九州大学, 歯学研究院, 教授 (50195872)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2017-03-31
• Keywords: MEMS

Outline of Annual Research Achievements

本研究では口腔内に組み込み可能な，2.4GHz帯で動作するモノポールフィルムアンテナを開発し，その特性を検証することを目的とした．
材料と方法：【アンテナ構造】アンテナは，高さ８ｍｍ，長さ35ｍｍとした．また、義歯上に貼付して使用が可能であるようにフィルム状とした．そのため，厚さ0.254mm、比誘電率3.5のフレキシブル基板上にアンテナを設計し，給電方法として，片側接地導体のみを残したコプレーナ線路を，またコネクタにはU.FL-R-SMT（ヒロセ製）を使用した．アンテナはモノポールで2.4GHz帯で動作する． 【アンテナ特性の検証】モノポールフィルムアンテナの通信特性をＳＡＷ温度センサーからのデータを計測するとともに，以下の影響を調査した．・アンテナを義歯に貼付した場合・アンテナの湾曲を変化させた場合・送信アンテナと受信アンテナの距を変化させた場合【肉片を用いた通信試験】送受信機には8.5dBiのパッチアンテナを用い，ブタロース薄切り肉で空隙５ｍｍ，距離５ｃｍでアンテナ周囲を被覆し，通信時のＳＮ比を計測した．なお，この試験でもSAW温度センサーを用いて，温度データの信号を受信する感触試験とした．【ヒト口腔内での通信検証】30歳男性の歯列模型をもとに作製したレジン製スプリントにSAW温度センサーとモノポールフィルムアンテナを貼付し，送受信試験を行い，ＳＮ比を計測した．
結果：・アンテナの湾曲有無で，SN比は湾曲ありの方が減少した．・アンテナを単純に湾曲させた場合と義歯に貼付した場合で，SN比は歯科モデルの方がやや高い値を示すことを確認した．・歯科モデルにSAW温度センサを適用した場合，通信距離20cm程度までは十分温度を測定できることがわかった．