Sensori a Microonde Controllati Otticamente per la Diagnostica Biomedica

Questo libro presenta la progettazione, lo sviluppo e la validazione di un innovativo sensore a microonde controllato otticamente per il rilevamento non invasivo e in tempo reale della concentrazione di urea nell'urina umana, superando i limiti critici dei dosaggi biochimici convenzionali che risultano costosi, richiedono molto tempo e non sono adatti per applicazioni al punto di cura (point-of-care). Il sensore proposto opera a 1,22 GHz e integra in modo unico tre elementi di progettazione sinergici: un induttore a spirale circolare (CSI) combinato con un condensatore interdigitale (IDC) per formare una struttura risonante ad alto Q che concentra i campi elettromagnetici nella regione di rilevamento; stub frattali di Hilbert che minimizzano gli effetti di diffrazione e ottimizzano l'adattamento di impedenza; e una fotoresistenza (LDR) che abilita un nuovo meccanismo di trasduzione ibrido ottico-microonde, in cui la trasparenza ottica dell'urina - inversamente correlata alla sua concentrazione di urea - modula la resistenza dell'LDR e altera quindi direttamente l'entità della perdita di inserzione (S¿¿) alla frequenza di risonanza fissa. Validazione numerica tramite CST Microwave Studio e test sperimentali su campioni di urina umana di 15 pazienti.