피하지방 열분해를 위한 2.45/5.8 GHz 대역의 RF 시스템 개발 : RF system for hyperthermic lipolysis at ISM band(2.45/5.8 GHz) :

황주성

추천

검색

자료유형: 학위논문

저자정보: 황주성 (서울시립대학교, 서울시립대학교 일반대학원)

지도교수: 천창율

발행연도: 2013

저작권: 서울시립대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.

이용수5

이 논문의 연구 히스토리 (3)

2013

피하지방 열분해를 위한 2.45/5.8 GHz 대역의 RF 시스템 개발 : RF system for hyperthermic lipolysis at ISM band(2.45/5.8 GHz)

황주성 전자전기컴퓨터공학과 2013.01 학위논문

2012

피하지방 열분해를 위한 ISM band인 5.8GHz 대역의 10W급 RF 파워모듈 설계

황주성 , 홍종탁 , 오관진 외 2명 대한전기학회 학술대회 논문집 2012.05 학술대회자료

피하지방 열분해를 위한 5.8 ㎓ 대역의 RF 파워모듈 개발

황주성 , 홍종탁 , 오관진 외 2명 대한전기학회 학술대회 논문집 2012.04 학술대회자료

이 논문의 후속연구가 궁금하신가요?
연관 학술논문 또는 학술발표를 통해 보다 발전된 연구결과를 확인하실 수 있습니다.
이 논문의 연구 히스토리 확인하기

초록· 키워드

오류제보하기

본 논문에서는 초고주파를 이용하여 피하지방열분해 연구에 필요한 RF 시스템 설계를 제안한다. 현대인들에게 있어서 비만은 중요한 이슈가 되고 있다. 다양한 방법의 비만 치료요법이 연구되고 있지만 그중 초고주파를 이용한 치료요법은 비수술적으로 시술이 가능하다. 또한 파장이 짧아 인체 장기까지 도달되는 신호의 크기가 작으므로 비교적 안전하다.
지방 두께는 사람마다 부위마다 다르기 때문에 주파수에 대한 해석이 필요하고 ISM(Industrial Scientific and Medical) band인 2.45 GHz와 5.8 GHz를 사용주파수로 결정하였다. 인체의 피부, 지방, 근육을 모델링하여 Multi-layered media 해석으로 PLD(Power Loss Density)를 계산한 결과, 지방두께가 약 30 mm 이하인 경우에는 5.8 GHz가 더 효율적이었고 약 30 mm 이상인 경우에는 2.45 GHz가 더 효율적이라는 결론을 도출하였다. 열 해석 시뮬레이션을 사용하여 인체모델에 ALN(Aluminium nitride)물질을 사용한 Waveguide antenna로 열 해석을 하였다. 피하지방조직이 41도 이상 올라가야 파괴되기 때문에 적합한 RF 시스템의 출력 파워를 시뮬레이션으로 결정하였다.
RF 시스템의 Power단에는 VCO(Voltage Control Oscillator)와 Pre-amplifier 그리고 Power-amplifier로 구성되어 있다. 과거 Amplifier는 Silicon 또는 GaAs(Gallium Arsenide)를 기반으로 제작되었지만 최근에는 SiC(Silicon Carbide) 또는 GaN(Gallium Nitride)을 사용한다. 특히 GaN소자는 초고주파 대역에서 광대역 특성과 높은 파워를 출력할 수 있으며 높은 열전도도를 가지고 있기 때문에 Power amplifier를 GaN소자로 사용하였다. RF시스템의 Detector단에는 서큘레이터와 커플러 그리고 파워디텍터로 구성되어있다. 출력 단자에 안테나와 제대로 매칭이 안 되었을 경우 큰 파워가 GaN소자에 인가되기 때문에 서큘레이터를 사용하여 Power단 회로를 보호하였다. 커플러와 파워디텍터를 사용하여 실시간으로 출력 파워를 모니터링 할 수 있다. 4개의 독립적인 파워서플라이를 사용하여 사용전압인 220 V를 인가하면 구동할 수 있도록 설계하였고 레귤레이터와 가변저항을 사용하여 출력 파워와 주파수를 조절할 수 있도록 설계하였다.
제작한 5.8 GHz RF 시스템과 열전도 안테나를 이용하여 시간에 따른 돼지고기의 온도 분포를 측정하였다. Thermocouple을 이용하여 안테나, 피부, 지방의 온도를 측정하였고 시간이 지날수록 피부보다 지방의 온도가 더 많이 올라가는 것을 확인 하였다.

In this paper, We propose RF system for hyperthermic lipolysis using microwave. Now a days obesity became one of the most important issue. Due to such high medical complication and for aesthetic reasons, hyperthermic lipolysis techniques using ultrasound wave, low frequency wave, and high frequency wave have been developed to treat obesity. Among these waves, high frequency wave is known to be safe due to its short periods in oscillation because it attenuates significantly before it reaches to internal organs and such characteristic allow treatments with least effects on internal organs as well as sensory or motor nerves during the treatment.
In order to determine an appropriate frequency of the system, we calculated power loss density at each layer of skin, fat and muscle using backward propagation matrix in multi-layered media with an assumption that body consists of three planar layers, skin, fat and muscle. Calculation showed 5.8 GHz is the best frequency if the fat thickness is less than 30 mm while 2.4 GHz is the best one if the fat is thicker than 30 mm. Thermal analysis for the determination of the input power was simulated using the thermal conduction antenna which is made of ALN(Aluminium nitride) and aluminium on the body.
RF system consists of VCO(Voltage Control Oscillator), Pre-amplifier and Power-amplifier. Amplifier used to be made by Silicon or GaAs, but it is made by SiC(Silicon Carbide) or GaN(Gallium Nitride) now. Because the performance of GaN transistor can be represented in terms of some important properties such as electron mobility, hole mobility, band gap and thermal conductivity, the GaN transistor was chosen as power-amplifier. Detector circuit of the RF system is made up coupler and power detector. If an antenna was miss matched, high power return to power-amplifier and it would be damaged. So power-amplifier is protected using circulator. Output power could be measured using power detector and coupler.
The pork experiment was performed using 5.8 GHz RF system and thermal conduction antenna. Temperature was measured by thermocouple at antenna, skin and fat. Resultingly, fat of the pork is more heated than skin of the pork.

#Lipolysis #RF power amplifier #Power loss density

제 1 장 서 론 1
제 2 장 인체모델에 대한 주파수 해석 3
제 1 절 Power loss density 계산 3
제 2 절 열전도 안테나 설계 및 열 해석 7
제 3 장 5.8/2.45 GHz RF 시스템 설계 12
제 1 절 5.8 GHz RF 시스템 설계 12
제 2 절 2.45 GHz RF 시스템 설계 18
제 4 장 5.8 GHz RF 시스템을 이용한 돼지고기 실험 28
제 5 장 결론 및 향후 과제 31
참 고 문 헌 32
Abstract 34

최근 본 자료

전체보기

구분	그룹	데이터 항목
AI 학습용 데이터	원문	원문 PDF 파일
AI 학습용 데이터	원문 + 메타 (기본/상세)	원문 PDF 파일 및 서지정보 CSV
대량 구매용 데이터	B2B 구독 방식	특정 자료 한정으로 원문 접근 권한 부여
대량 구매용 데이터	URL 전달 방식	바로 PDF 뷰어를 열람할 수 있는 URL 제공

구분	그룹	데이터 항목
AI 학습용 데이터	기본 메타	발행기관명, 간행물명, 권호명, 권(vol), 호(issue), 통권, 발행연도, 발행월, 논문명, 저자명, 시작페이지, 종료페이지, 전체페이지, 상세페이지URL
상세 메타 데이터	발행기관 메타	발행기관 이명, 영문명, 창립연도, 홈페이지URL, 발행기관 소개
	간행물 메타	부제목, 간행물 유형, ISSN, ISBN, 최초발행연도, 폐간연도, 간행빈도, 발행주기, 등재사항, 이용수, 피인용수, 권호수, 논문수, 표지이미지
	논문 메타	작성 언어, 부제목, 대등제목, 목차, 키워드, 초록, 이미지, 참고문헌, 이용수, 피인용수, 논문활용도, DBpia통합주제분류, KDC분류, DDC분류, 한국연구재단분류, UCI, DOI
	저자 메타	소속기관, 소속부서, 직급, 연구분야, 연구키워드, 이용수, 피인용수, 저자 논문활용도

구분	그룹	데이터 항목
※ 결합형/맞춤형 메타 데이터는 신청 내용에 따라 다양하게 제공 가능
이용순위 정보	주제분야별 많이 이용된 논문	“인문학”에서 많이 이용된 논문 TOP100
	이용기관별 많이 이용된 논문	“중고등학교”에서 많이 이용된 논문 TOP100
	세부기관별 많이 이용된 논문	“서울대학교”에서 많이 이용된 논문 TOP100
	키워드별 많이 이용된 논문	“Chat GPT”에서 많이 이용된 논문 TOP100
키워드 정보	많이 이용된 키워드	특정기간/분야/저널 내 많이 이용된 키워드
	많이 발행된 키워드	특정기간/분야/저널 내 많이 발행된 키워드
	많이 검색된 키워드	특정기간/분야/저널 내 많이 검색된 키워드
	연구 트렌드 키워드	특정 키워드 연관 연구동향 분석 데이터 키워드

논문 기본 정보

이 논문의 연구 히스토리 (3)

초록· 키워드

목차

최근 본 자료

댓글(0)