超低頻開路互補式環形共振器應用於全血凝血時間檢測之設計與實現

Translated title of the thesis: Design and Implementation of Ultra-Low Frequency Open Complementary Split-Ring Resonator for Whole Blood Coagulation Time Detection
  • 王 友仁

Student thesis: Master's Thesis

Abstract

本文提出一個開路互補式開口環形共振腔(Open Complementary Split Ring Resonator OCSRR)微波感測器應用於全血凝血時間檢測,為至目前為止第一個首創以開路互補式開口環形共振腔量測凝血變化。藉由擷取網路分析儀S參數的訊號,並經由演算法萃取共振頻率的變化量,而得其介電常數之變化,可以偵測血液凝血時微弱的變化量並準確的量測到血液的凝固時間。不同於目前探測血液凝固的現有技術,吾人希望利用微波共振腔的優點:高靈敏度、少量待測物、容易製造、非接觸式檢測等等優點進行檢測凝血凝固。 OCSRR微波感測器應用於凝血檢測需克服三個主要問題:頻帶選擇、OCSRR微型化、和高損耗待測物。吾人利用阻抗分析儀針對血液進行實驗,藉由柯爾柯爾圖分析血液的特徵頻率,可得知全血凝血最大的變化量約在1 MHz。接著我們以電磁場分布決定最佳之外掛電容與電感被動元件位置,將諧振腔頻率降至血液的特徵頻率以獲得較大的凝血訊號變化。為了解決血液高損耗與凝血變化量不明顯的情形,需先將儀器設置在低雜訊取樣,並以Matlab演算法處理共振腔訊號中的雜訊,將擷取諧振頻以時域的方式呈現,最後藉由一階微分最大值來判斷凝血訊號變化最大的瞬間。本研究以血漿、凝血、不凝血對照實驗進行驗証,分析凝血曲線的變化與趨勢。因紅血球的聚合、紅血球形變、與沉降效應導致總體之等效介電常數改變,進而影響OCSRR諧振腔的共振頻率。最後我們還與光學法比較凝血時間,兩者之間有良好相依性且都有高度的準確性。吾人所使用的平面共振腔法量測的20管血中,手撈法PT與平面共振器量測得PT相關係數為0 862,平均誤差秒數為1 56秒。本研究成?驗証所提出之開路互補式開口環形共振腔,可以簡單使用、成本低廉、直接偵測全血之凝血時間。
Date of Award2016 Aug 25
Original languageChinese
SupervisorChin-Lung Yang (Supervisor)

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超低頻開路互補式環形共振器應用於全血凝血時間檢測之設計與實現
友仁, 王. (Author). 2016 Aug 25

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