91猫先生

可挠性电容式微压力感测器应用於脚底压应力之量测

醫療機電工程研究所 李健峰助理教授

復健科學中，腳底壓力值是極為重要之生理訊號，醫生可藉由分析病人之腳底壓力分佈，診斷其步態機能失調或神經肌肉系統病變等相關疾病，例如：偏癱、腳趾外翻與糖尿病等疾病。然而，在臨床上，腳底壓力之量測主要是藉由放置在實驗室地板上之力板來量測，病人在力板上行走，進而計算其腳底壓力之大小，對於長時間或較遠距離之數據收集，此量測方法變得較難實現。因此，有研究團隊利用市售之應變規與自製之機構，研製可穿戴於鞋底之壓力感測系統；但由於市售之應變規大多是壓電式量測，壓電元件較為易碎並其量測數據容易受溫度影響；因此，製作一種可撓性及穩定之壓力感測器有其重要 性。

爰此，本实验室开发一利用微机电技术製作之可挠性电容式微压力感测器，欲达到微小、高可靠度之目的。在此设计中，以平行板电容原理為基础，当受到压力时，两平行板的距离缩小，而改变其电容值，藉量测其电容值可估算压力之大小。本感测器的主要结构為下层软性电路板层、聚二甲基硅氧烷介电层、上层软性电路板层组成。利用软性电路板製作之电极具有高可挠性、不易龟裂与製作容易之优势，而使用聚二甲基硅氧烷作為介电材料，可藉由调配固化剂之重量比，而改变其刚性，进而调整感测器之灵敏度与最大量测负载。本实验室开发了两种不同量测范围 ( 0-1000 及 400-3000 kPa ) 之感测器，此量测范围是适合不同的生物力学应用。本实验室开发之感测器是可挠及细小的，适合放置於弯曲的表面进行量测，因此，期望此感测器能应用於生物力学之脚底压力量测，并可将此感测元件嵌入於鞋垫中，与无线传输电路结合，製作一个可携带式无线传输量测脚底压力之设备。

本研究為长庚大学研究计画 ( UERPD2A0101 ) 提供经费进行。