一项关于超声波无线电力传输与生物医学植入物的分相阵列的研究
IEEE transactions on biomedical circuits and systems
|June 2, 2023
概括
这项研究展示了一种使用超声波的无线电力传输系统,用于小型生物医学植入物. 该系统安全地为毫米尺寸的接收器提供电力,对错误非常敏感,但可以实现植入物定位.
科学领域:
- 生物医学工程 生物医学工程
- 声学工程 声学工程
- 无线电力传输是无线电力传输.
背景情况:
- 高效的无线电力传输 (WPT) 对小型化生物医学植入物至关重要.
- 超声波 (美国) 由于其安全性和透能力,为WPT提供了一个有前途的模式.
- 精确的光束聚焦和转向对于可靠的美国WPT到毫米尺寸设备至关重要.
研究的目的:
- 设计,制造和分析超声波无线电力传输链路.
- 用各种毫米尺寸的接收器研究美国WPT的性能.
- 评估光束成形错误的影响,并评估植入物定位能力.
主要方法:
- 一个32元的制造,0.94MHz的阶段阵列传感器.
- 在不同深度和角度测试向不同毫米尺寸的美国接收器输送功率.
- 分析因阶段阵列延迟中的随机错误而导致的功率减少.
- 使用数组元素和插值方法的子集对植入物定位的评估.
主要成果:
- 该系统在FDA的安全限制 (720 mW/cm2) 内向毫米尺寸的接收器提供功率.
- 接收功率因接收器的大小和形状而异 (例如,从0.095mW到0.53mW).
- 球形传感器对不对齐的耐受性更高.
- 随机错误的光束成形显著降低了交付的功率.
- 植入物定位只使用5个元素和各种插曲技术是可行的.
结论:
- 开发的超声波WPT系统可用于为小型生物医学植入物提供动力.
- 系统性能对光束成形错误很敏感,需要强大的控制.
- 该技术显示了精确植入物定位的潜力.
- 进一步的研究可以优化传感器设计和减少错误的策略,以提高效率和可靠性.
