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用於微創手術腫瘤定位的壓力傳感器陣列

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項目簡介

項目負責人

  • 趙鈮教授

    電子工程學系

  • 資助機構

    創新科技署

  • 合作夥伴

    廣東工業大學

這項目利用兩步激光生產工序，開發高分辨率柔性壓力傳感器陣列。過程中會利用激光催化石墨烯化和燒蝕，以順序地描繪單個傳感像素及其互連，減少交叉干擾。這項目利用理論建模和實驗驗證優化了互連的幾何形狀。 表徵結果顯示，新儀器設計可將0.7 mm 分辨率傳感器陣列的串擾系數從 -8.21 顯著降低至 -43.63 dB。串擾抑制對在一些柔軟表面（如人體皮膚和器官）進行壓力傳感特別重要，有助傳感器陣列在微創癌症手術中的應用。

(a) 具有蛇形互連的 PR 材料陣列的製造過程。(b) 壓敏層的頂視圖，包括傳感像素和絕緣蛇形路徑。(c) 壓敏層的掃描電子顯微鏡 (SEM) 圖像。從下到上的材料：PDMS，殘留物PI，填充有 PDMS 的石墨烯泡沫（黃色）。(d) 材料陣列的圖片。(e) 封裝壓力傳感器陣列的圖片

特點及優勢：

• 兩步激光生產方法有助以低製造成本解決壓力傳感器陣列中的串擾問題

• 通過理論建模和實驗驗證，單個像素之間的串擾可從 -8.21 顯著降低至 -43.63 dB，讓蛇形互連設計得出最佳系數

• 蛇形互連設計在柔軟表面（如人體皮膚和器官）上進行壓力映射特別有效用

• 成功實現8×8傳感器陣列。其分辨率達0.7 mm，單個像素靈敏度高，壓力工作範圍寬，反應時間快，循環穩定性良好

• 傳感器陣列可以以近乎毫米的精確度將腫瘤邊緣定位

壓力傳感器陣列的應用演示。 (a) 正常組織內腫瘤細胞簇的圖示。 (b) 包含腫瘤塊的組織模型的圖片（染成玫瑰紅色）。 (c) 達芬奇手術系統的圖片。 (d) 附在達芬奇系統的 Force Bipolar 上的 1*5 壓力傳感器陣列的圖片。 (e) 附有傳感器陣列的Force Bipolar夾住 (b) 圖中組織模型的不同位置。 (f) 在(e) 圖所示過程中 1*5 壓力傳感器陣列上的信號

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