心脏起搏器超声波体外无线充电技术研究

• 作者: 何倩 孙瑛琦 张春杨 张菁霓 杨增涛 许佳琪 高雪梅 龚洋
• 来源期刊: 透析与人工器官
• 学科: 工学
• 关键词: 心脏起搏器 超声波体外无线充电 压电俘能器 低频脉冲聚焦超声 最优工作规律
• 年，卷（期）: 2018,（1）
• 所属期刊栏目: 论著
• 页码范围: 21-24
• 页数: 4页
• 分类号: TH789
• 字数: 1964字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1005-0809.2018.01.006

摘要

目的 为了解决现有心脏起搏器锂电池携带电量有限的难题,延长起搏器在体内的使用寿命,本研究采用超声波以无创的方式向心脏起搏器无线充电,通过建立理论模型及实验分析,明确超声波无线充电系统的最优工作规律,使该系统更为安全、高效的为心脏起搏器进行无线充电.方法 建立了超声波向心脏起搏器无线充电的理论模型和实验模型,采用聚焦超声换能器体外发射低强度脉冲超声,利用体内置入的1-3型压电复合材料俘能器高效接收超声波并将其机械能转化为电能,并通过整流滤波电路及充电保护电路的硬件处理,为心脏起搏器进行充电.通过对理论模拟及实验分析,找出系统的最优工作参数,明确该系统的最优工作规律.结果 理论及实验结果表明,在负载电阻等于俘能器的阻抗时,能量传输效率最高,无线充电系统达到最优功率输出,在此负载匹配条件下,若负载电阻的增加,系统最优工作频率从正谐振频率到反谐振频率偏移,且系统最大输出功率峰值出现在正谐振频率和反谐振频率上,实验研究证实:超声波无线传输距离在2.18～5.10 cm范围内,其能量能够被压电俘能器高效接收,轻易的将LED点亮.结论 采用超声波以无创的方式向心脏起搏器无线充电的方法是可行的.该研究结果对实现心脏起搏器进行安全、高效的无线充电具有理论意义和应用价值.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	张春杨	重庆医科大学生物医学工程学院	3	2	1.0	1.0
2	许佳琪	重庆医科大学生物医学工程学院	1	2	1.0	1.0
3	张菁霓	重庆医科大学生物医学工程学院	1	2	1.0	1.0
4	龚洋	重庆医科大学生物医学工程学院	1	2	1.0	1.0
5	何倩	重庆医科大学生物医学工程学院	3	2	1.0	1.0
6	高雪梅	重庆医科大学生物医学工程学院	1	2	1.0	1.0
7	孙瑛琦	重庆医科大学生物医学工程学院	1	2	1.0	1.0