İmplant Tanımlama için Katlanmış Dipollü RFID Etiket Anteni Tasarımı

DOGAN, Habib; ÇAĞLAR, Mehmet Fatih; GÖZEL, Mahmut Ahmet

İmplant Tanımlama için Katlanmış Dipollü RFID Etiket Anteni Tasarımı

Mahmut Ahmet GÖZEL, (Süleyman Demirel Üniversitesi, Mühendislik Mimarlık Fakültesi, Elektronik ve Haberleşme Mühendisliği Bölümü, Isparta, Türkiye)

Mehmet Fatih ÇAĞLAR, (Süleyman Demirel Üniversitesi, Mühendislik Mimarlık Fakültesi, Elektronik ve Haberleşme Mühendisliği Bölümü, Isparta, Türkiye)

Habib DOĞAN (Atatürk Üniversitesi, Süleyman Demirel Tıp Merkezi Yakutiye Araştırma Hastanesi, Göğüs Hastalıkları Anabilim Dalı, Erzurum, Türkiye)

Süleyman Demirel Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi

3 1

Yıl: 2016 Cilt: 20 Sayı: 3 Sayfa Aralığı: 579 - 586 Metin Dili: Türkçe İndeks Tarihi: 29-07-2022

İmplant Tanımlama için Katlanmış Dipollü RFID Etiket Anteni Tasarımı

Öz:

Vücutta eksik ya da fonksiyonunu yapamayan biyolojik dokuların yerini alabilen protez implantlara uygun RFID (Radyo Frekanslı Tanımlama) etiket monte ederek doku üzerinden bilgi alışverişi yapılması günümüz biyoteknolojik çalışmaları arasında yerini almaya başlamıştır. Özellikle ortopedik implant yerleştirme ve değiştirme aşamalarında hasta ve protez bilgisinin implantla birlikte hasta üzerinde taşınması mevcut sistemlere göre maliyet ve zamanı azaltırken, bilgi güvenilirliğini arttıracaktır. Dolayısıyla bu çalışmada, hedeflenen bilgi alışverişini verimli yapabilmek için diz implantı üzerinde çalışabilen ve RFID etiketin en etkili parçası olan anten tasarımı 2,45GHz ISM bandı için irdelenmiştir. Tasarım aşamasında mikroşerit katlanmış dipol anten tercih edilmiş ve özellikle diz implantına yerleştirilebilecek mümkün en küçük ölçülerde gerçekleştirilmiştir. Antenin gerçekleştirilmesi için yaygın FR4 (Fire Resistant 4) taban malzemesi olarak seçilmiştir. Aynı geometriye sahip antenler, ilgili doku ve boş uzay ortamı için sırasıyla modellenmiş ve ölçümleri karşılaştırılmıştır. Ölçüm sonuçlarına göre anten kazancı, bant genişliği ve geri dönüş kaybı değerleri hedeflenen doku ortamı için uygulanabilir bulunmuştur

Anahtar Kelime:

Folded Dipole RFID Tag Antenna Design for Implant Identification

Öz:

Exchange of information by placing suitable RFID (Radio Frequency Identification) tags on prosthetic implant which can replace defective biological tissue in human body, has begun to take its place among today's biotechnological researches.Especially orthopedic implant placement and modification stages, both information of patient and applied implant moves with the patient, while reducing cost and time, improves data reliability according to current systems. So in this study, to achieve efficient target data transmission, design of antenna which is the most critical part of RFID tag and can run on knee implant is studied at 2.45GHz ISM band. Microstrip folded dipole antenna was preferred in design step and it was realized in the possible smallest size which can be applied on this implant. FR4 (Fire Resistant 4), a common substrate, was chosen for antenna designing and realizing. The antennas having the same geometry were modeled and compared in measurement for related tissue and free space environment respectively. According to measurement results, values of antenna gain, bandwidth and return loss are obtained applicable for target tissue environment

Anahtar Kelime:

Belge Türü: Makale Makale Türü: Araştırma Makalesi Erişim Türü: Erişime Açık

S. Kurtz, K. Ong, E. Lau, F. Mowat, and M. Halpern, "Projections of primary and revision hip and knee arthroplasty in the United States from 2005 to 2030," The Journal of Bone & Joint Surgery, vol. 89, pp. 780-785, 2007.
R. Want, "An introduction to RFID technology," Pervasive Computing, IEEE, vol. 5, pp. 25-33, 2006.
K. Finkelzeller, "The RFID handbook," ed: John Wiley & Sons, 2003.
S. Hu, C. L. Law, and W. Dou, "A balloon-shaped monopole antenna for passive UWB-RFID tag applications," Propagation Letters, IEEE, vol. 7, pp. 366-368, 2008. and Wireless
D. Brown, RFID implementation: McGraw-Hill, Inc., 2006.
A. Ogirala, J. R. Stachel, P. J. Hawrylak, D. Rong, R. K. Yalamanchili, M. A. Rothfuss, X. Liu, S. Saba, and M. H. Mickle, "Impact of ISO 18000 series RF signals on CRMDs: a unified approach," International Simulation, vol. 31, p. 250, 2011. of Modelling and
U.-M. Jow and M. Ghovanloo, "Design and optimization of printed spiral coils for efficient transcutaneous inductive power transmission," Biomedical Transactions on, vol. 1, pp. 193-202, 2007. and Systems, IEEE
X. Liu, J. L. Berger, A. Ogirala, and M. H. Mickle, "A touch probe method of operating an implantable RFID tag for orthopedic implant identification," Biomedical Transactions on, vol. 7, pp. 236-242, 2013. and Systems, IEEE
C. Occhiuzzi and G. Marrocco, "Human body sensing: A pervasive approach by implanted RFID tags," in Applied Sciences in Biomedical and Communication Technologies (ISABEL), 2010 3rd International Symposium on, 2010, pp. 1-5.
P. Foster and R. Burberry, "Antenna problems in RFID systems," 1999.
X. Qing and Z. N. Chen, "Proximity effects of metallic environments on high frequency RFID reader antenna: Study and applications," Antennas and Propagation, IEEE Transactions on, vol. 55, pp. 3105-3111, 2007.
D. M. Dobkin, The RF in RFID: UHF RFID in Practice: Newnes, 2012.
R. Bashirullah, "Wireless implants," Microwave Magazine, IEEE, vol. 11, pp. S14-S23, 2010.
X. Liu, A. Ogirala, L. Berger, and M. Mickle, "Design and implementation of a volume conduction based RFID system for smart implants," in 2011 Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society, 2011, pp. 2893-2896.
X. Liu, R. Yalamanchili, A. Ogirala, and M. Mickle, "An alternative approach of operating a passive RFID device embedded on metallic implants," in Wireless and Microwave Technology Conference (WAMICON), 2011 IEEE 12th Annual, 2011, pp. 1- 6.
X. Liu, J. R. Stachel, E. Sejdic, M. H. Mickle, and J. L. Berger, "The UHF Gen 2 RFID System for transcutaenous operation for orthopedic implants," Instrumentation and Measurement Technology Conference (I2MTC), 2013, pp. 1620-1623.
"Kısa Mesafe Erişimli Telsiz (KET) Cihazları Hakkında Yönetmelik," ed: RESMİ GAZETE, 11 Eylül 2012 Salı.
BTK, Bilgi Teknolojileri ve İletişimi Kurumu, Milli Frekans Planı ve Diğer Planlar. Available: https://ifis.btk.gov.tr/wmfys/millifrekanssorgu. aspx(Erişim Tarihi: 15.02.2016).
K. S. Rao, P. V. Nikitin, and S. F. Lam, "Antenna design for UHF RFID tags: a review and a practical Propagation, IEEE Transactions on, vol. 53, pp. 3870-3876, 2005. Antennas and
D. M. Dobkin and S. M. Weigand, "Environmental effects on RFID tag antennas," in Microwave Symposium International, 2005, p. 4 pp. 2005 IEEE MTT-S dipole antenna for WLAN
K. B. U. Depok, "Compact Folded Dipole Microstrip Antenna for 2.4 GHz WLAN Application."
Y. Özalp and N. Özdemir, "Biyomateryaller ve Biyouyumluluk," Ankara Üniversitesi Eczacılık Fakültesi Dergisi, vol. 25, pp. 57-72, 1996.
E. Postow and C. Polk, Handbook of biological effects of electromagnetic fields: Boca Raton: CRC Press, 1996. [28] A. Kavas, "Radyo Frekans Tanımlama Sistemleri," Elektrik Mühendisliği Dergisi, pp. 74-80, 2007.
X. Liu, R. Yalamanchili, A. Ogirala, and M. Mickle, "A Volume Conduction Approach to Operate a Passive RFID Tag on Metallic Implants."

APA	GÖZEL M, ÇAĞLAR M, DOGAN H (2016). İmplant Tanımlama için Katlanmış Dipollü RFID Etiket Anteni Tasarımı. , 579 - 586.
Chicago	GÖZEL Mahmut Ahmet,ÇAĞLAR Mehmet Fatih,DOGAN Habib İmplant Tanımlama için Katlanmış Dipollü RFID Etiket Anteni Tasarımı. (2016): 579 - 586.
MLA	GÖZEL Mahmut Ahmet,ÇAĞLAR Mehmet Fatih,DOGAN Habib İmplant Tanımlama için Katlanmış Dipollü RFID Etiket Anteni Tasarımı. , 2016, ss.579 - 586.
AMA	GÖZEL M,ÇAĞLAR M,DOGAN H İmplant Tanımlama için Katlanmış Dipollü RFID Etiket Anteni Tasarımı. . 2016; 579 - 586.
Vancouver	GÖZEL M,ÇAĞLAR M,DOGAN H İmplant Tanımlama için Katlanmış Dipollü RFID Etiket Anteni Tasarımı. . 2016; 579 - 586.
IEEE	GÖZEL M,ÇAĞLAR M,DOGAN H "İmplant Tanımlama için Katlanmış Dipollü RFID Etiket Anteni Tasarımı." , ss.579 - 586, 2016.
ISNAD	GÖZEL, Mahmut Ahmet vd. "İmplant Tanımlama için Katlanmış Dipollü RFID Etiket Anteni Tasarımı". (2016), 579-586.

APA	GÖZEL M, ÇAĞLAR M, DOGAN H (2016). İmplant Tanımlama için Katlanmış Dipollü RFID Etiket Anteni Tasarımı. Süleyman Demirel Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 20(3), 579 - 586.
Chicago	GÖZEL Mahmut Ahmet,ÇAĞLAR Mehmet Fatih,DOGAN Habib İmplant Tanımlama için Katlanmış Dipollü RFID Etiket Anteni Tasarımı. Süleyman Demirel Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi 20, no.3 (2016): 579 - 586.
MLA	GÖZEL Mahmut Ahmet,ÇAĞLAR Mehmet Fatih,DOGAN Habib İmplant Tanımlama için Katlanmış Dipollü RFID Etiket Anteni Tasarımı. Süleyman Demirel Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, vol.20, no.3, 2016, ss.579 - 586.
AMA	GÖZEL M,ÇAĞLAR M,DOGAN H İmplant Tanımlama için Katlanmış Dipollü RFID Etiket Anteni Tasarımı. Süleyman Demirel Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi. 2016; 20(3): 579 - 586.
Vancouver	GÖZEL M,ÇAĞLAR M,DOGAN H İmplant Tanımlama için Katlanmış Dipollü RFID Etiket Anteni Tasarımı. Süleyman Demirel Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi. 2016; 20(3): 579 - 586.
IEEE	GÖZEL M,ÇAĞLAR M,DOGAN H "İmplant Tanımlama için Katlanmış Dipollü RFID Etiket Anteni Tasarımı." Süleyman Demirel Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 20, ss.579 - 586, 2016.
ISNAD	GÖZEL, Mahmut Ahmet vd. "İmplant Tanımlama için Katlanmış Dipollü RFID Etiket Anteni Tasarımı". Süleyman Demirel Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi 20/3 (2016), 579-586.