Ultraschallwandler – Projekt: i-call

01.04.2021

Das BMBF Förderprojekt Ultraschallwandler – Projekt: i-call befasst sich mit der Entwicklung und Realisierung einer sicheren intrakorporalen Signalübertragung auf Basis von Ultraschall (US) zwischen zwei oder mehreren Implantaten.

Im Sinne von Safety and Security und ihrer technischen Evaluation im Vergleich mit etablierten Methoden, wie z.B. Funk- und optische Signalübertragung bietet dieses Verfahren wesentliche Vorteile.
Die grundlegende technologische Innovation basiert auf der von microfab entwickelten hochintegrierten Mikrosystemtechnik (MEMS) und miniaturisierten US-Technologie. Dabei werden die analoge Transducer-Elektronik, MEMS-basierte Wandler-Konzepte und die digitale Signalverarbeitung zu einem mikroelektronischen Bauteil integriert. Voraussetzung hierfür sind mikrosystemtechnische Verfahren zur effizienten Fertigung miniaturisierter Ultraschallwandler (cMUTs), die sich direkt auf dem Halbleiterchip kontaktieren lassen.
Obwohl sie im Gegensatz zu etablierten Wandlern per se biokompatibel und damit für eine Implantation geeignet sind, soll ihr Einsatz vorrangig in einem hermetischen Metallgehäuse erfolgen. Alternativ ist die direkte Ankopplung an das umgebende Gewebe möglich, wobei die Schallmembran auf Basis flexibler, nano-skalierter Beschichtungen biokompatibel gekapselt wird.
Neben dem Schutz vor einem unberechtigten Zugriff steht insbesondere der Nachweis einer sicheren Signalübertragung im Vordergrund. Vorteile gegenüber anderen Verfahren ergeben sich aufgrund von adaptiven Protokollen und Modulationsverfahren in der breitbandigen parallelen multikanaligen Signalübertragung mit maximaler Störsicherheit bei geringer Dämpfung durch den Körper. Dadurch lässt sich die Datenrate erhöhen, das Echtzeitverhalten verbessern und der Energieverbrauch minimieren.

Mit dem aktuell zu entwickelnden technologischen Ansatz werden zukünftig implantierbare Systeme mit verteilter Intelligenz möglich. Innovativ sind insbesondere der Einsatz von hochintegrierten cMUTs in Implantaten sowie deren ultraschallkompatible Häusung.

Weitere Informationen über das Ultraschallwandler – Projekt: i-call unter https://www.elektronikforschung.de/projekte/i-call

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