Skip to main content

Mechatronics forskning på forsiden af MDPI Sensors

Det internationale, videnskabelige tidsskrift MDPI Sensors valgte i juli måned at fremhæve forskningsresultater, der kan hjælpe diabetespatienter.

Som et resultat af Said El-Busaidys grænseoverskridende ph.d.-studie, er det lykkedes forskere fra Mads Clausen Instituttet (SDU Sønderborg) og Department of Mechanical Engineering and Production (HAW Hamburg) at optimere en fotoakustisk celle, der i sidste ende skal måle glukosemængden i menneskevæv. Glukoseniveauet i menneskevæv angiver blodsukkerniveauet og kan således anvendes til regelmæssige målinger af blodsukkeret på for eksempel diabetespatienter. Målingsmetoden er baseret på en infrarød laserstråle, der rammer huden. Huden absorberer laserstrålen og omdanner den til varme – fuldstændig som solens stråler på en sommerdag. Absorberingsniveauet afhænger af mængden af glukose i huden: jo mere glukose, jo højere absorbering. Under moduleringen af laserstrålen - når den tændes og slukkes – opvarmer forskerne i sin enkelthed et hudområde, køler det ned, varmer det op igen etc. Dette gøres adskillige gange pr. sekund (5-50 kHz), hvorved opvarmnings- og nedkølingsrytmen danner lyd i form af trykbølger gennem luften. Således skaber bestrålingen af huden et lydsignal, som i styrke svarer til blodsukkerniveauet. Lydniveauet er desværre meget lavt, hvorfor man er nødt til at forstærke det ved at skabe en såkaldt ’celle’ rundt om laserstrålen og bestrålingsområdet. Cellens form er ikke-triviel og stærkt knyttet til akustisk resonans og tab.

Kilde: MDPI Sensors,  juli 2019

Lars Duggen, Lektor ved SDU Mechatronics forklarer det således:

“Artiklen i MDPI Sensors beskriver, hvordan vi har udviklet en matematisk model til forstærkelse af lyden ved hjælp af laserstrålens absorbering. En del af udfordringen lå i, at vi var nødt til at anvende en åben celle for at mindske ophobningen af fugt fra huden. Den åbne celle resulterede i numeriske vanskeligheder ved at modellere et uendeligt domæne. Dette er et generelt og velkendt problem inden for akustik og løses som regel ved hjælp af en teknik, der kaldes “perfectly matched layers”. Disse lag fungerer imidlertid ikke i forbindelse med den anvendte metode til udvidelse af egenfunktionen, som vi specifikt valgte på grund af dens hurtige udregningstid sammenlignet med fuldt koblede viskotermiske modeller. Vi har efterfølgende brugt denne model til at optimere cellens mål for at opnå en maksimal forstærkning.”

Artiklen er et resultat af Said El-Busaidys ph.d.-studier, som er kommet i stand som et samarbejde mellem SDU Sønderborg og HAW Hamburg.

” Vi er utroligt glade over de opnåede resultater og glæder os til at fortsætte vores forskningssamarbejde inden for området. Vi blev i øvrigt alle positivt overraskede, da redaktøren på MDPI Sense pludseligt bad os om at fremsende grafik i en høj kvalitet, da vi var blevet udvalgt til forsiden. Det sker nemlig ikke så tit og gjorde os alle endnu mere stolte over vores præstation,” siger Lars Duggen.

Redaktionen afsluttet: 05.08.2019