MEMS based multi-mode multi-channel piezoelectric sensor for fully implantable cochlear implants

---

Tezin Türü: Yüksek Lisans

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Orta Doğu Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Mikro ve Nanoteknoloji Anabilim Dalı, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2022

Tezin Dili: İngilizce

Öğrenci: FEYZA PİRİM

Danışman: MEHMET BÜLENT ÖZER

Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu

Özet:

Bu tez, bir bağlantı sistemi aracılığıyla kemikçiklere yerleştirilen geniş bant genişliğine sahip yeni çok modlu, çok kanallı piezoelektrik sensör sunmaktadır. Önerilen sensör, kemiklerin titreşimini toplar ve gelen sesi mekanik olarak filtreler. Orta kulağın özelliklerini incelemek için bir başlangıç olarak orta kulağın sonlu elemanlar modeli oluşturulmuştur. Kemik zincirinin titreşim karakteristiği incelenmiş ve sensör yerleşimi için en uygun yerler tartışılmıştır. Bağlantı mekanizması konuma göre tasarlanmıştır. Orta kulağın sonlu elemanlar modeli ve bağlanma mekanizması kadavra deneyi ile doğrulanmıştır. Sensörün gereksinimleri ve sınırlamaları sunulmuştur. Piezoelektrik malzeme olarak ince film darbeli lazerle biriktirilmiş PZT seçilmiştir. Önerilen sensör tasarımı, 11 normal konsol ile birlikte 4 çok modlu M-şekilli konsoldan oluşmaktadır. 4.6×4.2×0.5 mm3 hacme sahiptir. Konsolların rezonans frekansları, sonlu elemanlar metodolojisi kullanılarak ayarlanmıştır. Sensörün performansı deneysel olarak incelenir. Çok modlu, çok kanallı sensörün 300Hz ve 6kHz aralığında 0.1g'de tam performans gösterdiği gözlemlenmiştir. Sensörün akustik performans karakterizasyonu, sensör yapay kulak zarı üzerine yerleştirilerek gerçekleştirilir. Sensör, sırasıyla 100dB, 90dB ve 80dB'de 546.2mVpp, 252.6mVpp ve 69.7mVpp'lik tepeden tepeye voltaj okumaları verir. Alternatif çok modlu P-şekli tasarımı sunulmaktadır. 0.1g'de P-şekilli tasarımdan maksimum 120.5mVpp kaydedilir. Sonuçları incelenmiş ve M-şekilli çok modlu tasarımla karşılaştırılmıştır.