为毫米磁电生物医疗植入物提供全方位无线电力传输
Wei Wang1, Zhanghao Yu1, Yiwei Zou1
1Department of Electrical and Computer Engineering, Rice University, Houston TX, 77005, USA.
IEEE journal of solid-state circuits
|January 20, 2025
概括
这项研究介绍了用于微小生物电子植入物的全方位无线电力传输 (WPT) 系统. 它克服了错位问题,显著提高了医疗设备的功率传输效率.
科学领域:
- 生物电子工程 生物电子工程
- 医疗器械技术 医疗器械技术
- 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.
- 无线电源传输 (WPT) 对无电池植入物至关重要,但效率随着错位而下降.
- 现有的WPT系统在身体运动和植入物定位方面扎,限制了可靠性.
研究的目的:
- 为毫米生物电子植入物开发一个通向WPT平台.
- 为了提高WPT的稳定性和效率,尽管不对齐.
- 为了使可植入医疗器械可靠的电力供应.
主要方法:
- 使用磁电 (ME) WPT模式,通过多个发射器 (TX) 线圈通过磁场转向.
- 开发了一个Active Echo (AE) 方案,配备一个小型植入线圈,用于TX阵列的闭环控制.
- 集成了一个14.2mm3植入式刺激器,一个定制的SoC和一个ME膜,以及一个多线圈TX阵列.
主要成果:
- 活动回声 (AE) 接收器实现了-161dBm/Hz的输入引用噪声和64dB的增强调.
- 与单线圈系统相比,全向WPT系统在90°不对齐下表现出6.8倍的功率传输效率 (PTE).
- 即使有追踪错误,AE计划对PTE的影响最小 (<2%).
结论:
- 拟议的具有AE的全向ME WPT系统显著提高了毫米生物电子植入物的功率传输稳定性和效率.
- 这项技术解决了植入式设备供电方面的关键挑战,为更可靠的疗法铺平了道路.
- 活动回声方案为WPT系统的自适应控制提供了强大的解决方案,增强了医疗植入器的功能.
