概括
本研究介绍了微型生物电子植入器的无线电力传输 (WPT) 系统. 它显著提高了功率传输效率和稳定性,克服了医疗器械的 misalignment 挑战.
科学领域:
- 生物电子工程 生物电子工程
- 可以植入的医疗器械
- 无线电力传输是无线电力传输.
背景情况:
- 微型生物电子植入物为心血管和神经疾病提供先进的治疗方法.
- 无线电力传输 (WPT) 对于小型化至关重要,但其效率会随着错位而降低.
- 现有的WPT系统在植入物定向和身体运动方面存在困难,这限制了实际应用.
研究的目的:
- 为毫米生物电子植入物开发一个通向WPT平台.
- 提高WPT系统的稳定性,效率和充电范围.
- 为了应对生物电子植入物中错位和有限的方向控制所带来的挑战.
主要方法:
- 采用磁电 (ME) WPT模式与使用多个发射器 (TX) 线圈的磁场转向.
- 开发了一个带有微型植入线圈的活跃回声 (AE) 方案,用于TX阵列的闭环控制.
- 集成了一个 14.2 毫米3 植入式刺激器与低功耗 SoC,ME 膜,以及一个定制 AE 接收器 (RX) 芯片.
主要成果:
- AE RX实现了 -161 dBm/Hz的输入引用噪声和64 dB的增益调范围,以可靠地传感信号.
- 在90度旋转下,全向WPT的功率传输效率 (PTE) 与单线圈基线相比,是6.8倍高.
- 与理想对照相比,AE追踪错误对PTE的影响微不足道 (降解率<2%).
结论:
- 开发的全向WPT平台显著提高了为微型生物电子植入物供电的可靠性和效率.
- 活动回声系统有效地弥补了错位和定向问题,从而实现了强大的无线电源传输.
- 这项技术为各种医疗应用的更先进和实用的植入式生物电子设备铺平了道路.
