Lithium Niobate Piezoelectric Micromachined Ultrasonic Transducers for high data-rate intrabody communication.
Lithium Niobate Piezoelectric Micromachined Ultrasonic Transducers for high data-rate intrabody communication.
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DOI：
10.1038/s41467-022-29355-9
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发表时间：
2022-04-04
影响因子：
16.6
通讯作者：
Rinaldi M
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Pop F;Herrera B;Rinaldi M
近年来，人们越来越关注利用超声波等不同无线技术对患者及其植入医疗设备 (IMD) 进行连续监测。本文演示了基于铌酸锂 (LN) 压电微机械超声换能器 (pMUT) 的高数据速率体内通信链路。 LN 的特性允许仅用顶部电极激活多种弯曲振动模式。当在人体组织等材料中运行时，这些模式会合并并形成较大的通信带宽。如此大的带宽（高达 400kHz）可以为 IMD 提供高数据速率通信链路。在这里，我们展示了组织模型中的完整通信链路，该组织模型具有由 225 个元件组成的制造 LN pMUT 阵列，面积仅为 3 x 3mm 见方，显示数据速率高达 800kbits/s，从 3.5cm 开始一直到 13.5cm，覆盖了绝大多数 IMD。本文展示了基于铌酸锂的压电微机械超声波换能器。该设备允许激活多种振动模式，实现高通信链路，并监控体内长达 13.5 厘米的植入医疗设备。
In recent years, there has been an increased interest in continuous monitoring of patients and their Implanted Medical Devices (IMDs) with different wireless technologies such as ultrasounds. This paper demonstrates a high data-rate intrabody communication link based on Lithium Niobate (LN) Piezoelectric Micromachined Ultrasonic Transducers (pMUTs). The properties of the LN allow to activate multiple flexural mode of vibration with only top electrodes. When operating in materials like the human tissue, these modes are merging and forming a large communication bandwidth. Such large bandwidth, up to 400 kHz, allows for a high-data rate communication link for IMDs. Here we demonstrate a full communication link in a tissue phantom with a fabricated LN pMUT array of 225 elements with an area of just 3 by 3 mm square, showing data-rates up to 800 kbits/s, starting from 3.5 cm and going up to 13.5 cm, which covers the vast majority of IMDs. This paper demonstrates Lithium Niobate based Piezoelectric Micromachined Ultrasonic Transducers. The devices allow activation of multiple vibration modes, achieve a high communication link, and monitor an implanted medical device up to 13.5 cm inside the body.
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DOI：
10.1109/tuffc.2020.3002973
发表时间：
2020-11-01
影响因子：
3.6
作者：
Pop, Flavius;Herrera, Bernard;Rinaldi, Matteo
通讯作者：
Rinaldi, Matteo
影响因子：
3.8
作者：
Chen, Min;Gonzalez, Sergio;Leung, Victor C. M.
通讯作者：
Leung, Victor C. M.
影响因子：
3.9
作者：
Kaushal, Hemani;Kaddoum, Georges
通讯作者：
Kaddoum, Georges
影响因子：
3
作者：
Berg, Nora G.;Paskova, Tania;Ivanisevic, Albena
通讯作者：
Ivanisevic, Albena
影响因子：
5.4
作者：
Charthad, Jayant;Weber, Marcus J.;Arbabian, Amin
通讯作者：
Arbabian, Amin