植入式无线能量传输系统

• 作者: 任朝晖 左锐 张旭 朱亚光 白谦睿 钱柏霖
• 来源期刊: 北京生物医学工程
• 学科: 医学
• 关键词: 植入式医疗设备 无线能量传输 传输效率 MATLAB仿真 磁谐振耦合
• 年，卷（期）: 2017,（2）
• 所属期刊栏目: 论著
• 页码范围: 170-176
• 页数: 7页
• 分类号: R318.04
• 字数: 3890字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1002-3208.2017.02.11

摘要

目的 提出一种适用于植入式医疗设备的无线供电系统,引入磁谐振耦合供能的方法,并通过建立理论线圈仿真模型计算线圈尺寸与谐振频率,有效解决植入式装置无线供电距离远、尺寸小等难题,使植入式装置可无需更换电池而终生使用.方法 首先通过MATLAB仿真耦合谐振线圈模型以及无线能量传输模型,并计算出满足条件的最优线圈设计.然后依据仿真结果制作发射线圈与接收线圈,设计植入式无线供电实际硬件系统,使系统在限定的距离等条件下有最优的传输效率.结果 仿真算法能有效描述磁耦合谐振,计算与测量可以得到Q、L的理论与实际的平均相对误差EQ=5.34％、EL=4.42％,为实际供电系统的设计提供了参考依据.设计实现了适合于医疗植入的微型供电系统,增加了传输距离.该方案采用线圈大对小设计,植入部分尺寸仅有18 mm,体外线圈直径85mm,实际最高传输效率达到16.20％,80 mm距离可以供能2.642 mW.结论 该仿真算法可为耦合谐振设计提供参考,为植入式医疗系统提供一种新的设计方案.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	张旭	首都医科大学临床生物力学应用基础研究北京市重点实验室	69	218	8.0	11.0
2	任朝晖	首都医科大学临床生物力学应用基础研究北京市重点实验室	26	107	7.0	9.0
3	钱柏霖	首都医科大学临床生物力学应用基础研究北京市重点实验室	4	4	2.0	2.0
4	朱亚光	首都医科大学临床生物力学应用基础研究北京市重点实验室	3	3	1.0	1.0
5	左锐	首都医科大学临床生物力学应用基础研究北京市重点实验室	2	2	1.0	1.0
6	白谦睿	首都医科大学临床生物力学应用基础研究北京市重点实验室	2	3	1.0	1.0