Te professeur Ana Claudia Arias, de l'université de Californie à Berkeley, a présenté une évolution intéressante dans le monde de l'électronique imprimée lors de la conférence ePrint Swiss qui s'est tenue il y a quelques semaines à Buchs, en Suisse. Cette technologie est maintenant commercialisée par InkSpace Imaging.
Comme le montre la première diapositive, la base de cette technologie est constituée de bobines composées d'une boucle de fils (inductance) et de quatre condensateurs, dont deux sont utilisés pour adapter la puissance RF de l'IRM et deux pour régler la fréquence de la peau. Le processus de fabrication actuel non imprimé des bobines commerciales est basé sur des composants électroniques de haute qualité tels que des condensateurs en porcelaine, des traces de cuivre épaisses (75 um environ) et un substrat à faible perte (par exemple, le substrat à faible perte Pyralux AP de 75 μm d'épaisseur).
Le défi de la technologie actuelle est que les réseaux de bobines actuels sont faits pour les adultes, comme le montre la diapositive deux. En tant que tels, ils ne s'adaptent pas bien aux contours du corps de l'enfant. Cette inadaptation ajoute à l'inconfort des bébés qui doivent être soumis à l'IRM une fois par semaine, l'IRM étant l'option la plus sûre puisqu'elle n'expose pas le patient aux rayonnements ionisants. En outre, la mauvaise adaptation physique signifie également un mauvais rapport signal/bruit, ce qui signifie que de longues durées de balayage (par exemple, 2 heures) seront nécessaires pour obtenir des images avec une résolution suffisante (remarque : les durées d'exposition typiques sont de 20-30min pour les adultes). Cela rend la situation très difficile pour les patients pédiatriques en particulier, qui peuvent avoir besoin d'être mis sous sédation pour éviter les artefacts de mouvement.
Ces structures de bobines peuvent être imprimées sur des substrats flexibles, ce qui permet au réseau de bobines de suivre de près les contours du corps du patient pédiatrique. La troisième diapositive montre également comment cela peut être réalisé. Dans l'un des modèles, la structure était constituée d'une pâte d'Ag sérigraphiée avec des particules de l'ordre du micron, d'un diélectrique (résine durcissable aux UV + BaTiO3), d'une pâte d'Ag (sérigraphiée sur 30 um) sur un substrat PET de 75 um. Ici
Dans une nouvelle conception améliorée qui simplifie le processus de fabrication, le substrat PET est remplacé par un PEEK de 75-um qui agit lui-même comme diélectrique. Ainsi, deux pâtes d'Ag sont imprimées sur chaque face. Ici, il n'est pas nécessaire d'imprimer et de durcir (UV + chaleur) la couche diélectrique (résine durcissable UV + encre BaTiO3).
Dans tous les cas, la sérigraphie est utilisée car les couches épaisses à haute conductivité doivent être imprimées sur de grandes surfaces à faible coût.
La question est maintenant de savoir comment se comporte ce système de bobines imprimées. Le facteur Q est un facteur de mérite important. À première vue, le facteur Q de la technologie standard est beaucoup plus élevé que celui de la version imprimée (400 contre 25 ?). Cependant, en réalité, lorsque la bobine non imprimée entre en contact avec le corps, le couplage entraîne une perte considérable du facteur Q, ce qui réduit l'écart entre les versions imprimées et non imprimées.
En outre, c'est maintenant que l'avantage clé des solutions imprimées entre en jeu : la flexibilité. Cela signifie qu'il peut être placé beaucoup plus près du corps du bébé. Comme le montre la diapositive 4, le SNR (rapport signal/bruit) relatif diminue à mesure que la distance au corps augmente ! Cela signifie que la solution située plus près du corps - même si elle a un facteur Q inférieur - peut offrir une performance supérieure !
Il s'agit d'une solution merveilleuse et intelligente, qui résout un problème réel avec les avantages clés et les propositions de valeur uniques de l'électronique flexible imprimée.
Les résultats de cette étude ont été publiés ici https://www.nature.com/articles/ncomms10839
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