联合光学无线电源和信息传输到利用NIR光的可植入电子设备

科学领域:

• 生物医学工程 生物医学工程
• 光学通信是指光学通信.
• 可以植入的电子设备

背景情况:

• 植入式电子设备 (IED) 需要安全的无线通信和延长电池寿命.
• 目前的无线电源和数据传输方法面临着生物组织透的限制.
• 需要强大的能源采集和数据传输,用于先进的IED.

研究的目的:

• 建议并实验验证一个面向应用的设置,用于IEDs的联合光学无线电源和信息传输.
• 通过高达40毫米的生物组织实现可靠的数据和功率传输.
• 提高未来IED的安全性,功能性和寿命.

主要方法:

• 使用近红外 (NIR) 光 (810 nm) 进行传输.
• 雇佣了一个模仿组织的幻影来模拟人类软组织.
• 集成商用现成 (COTS) 组件:LED驱动器,NIR LED,光伏 (PV) 电池,光探测器放大器 (PDA) 和电源管理集成电路 (PMIC).
• 设计了一个接收器,将光伏电池用于供电和PDA用于数据接收.
• 包含一个用于二次储能的超级电容器.

主要成果:

• 通过40毫米模拟组织证明了联合数据和功率传输.
• 成功地将高清图像传输到PDA,同时通过光伏电池收集能量.
• 通过实验评估通信性能,充电和放电能力.
• 证实了IED无线充电和安全数据传输的可行性.

结论:

• 拟议的实验设置使IED能够有效地通过显著的生物组织深度进行联合光学无线电源和信息传输.
• 这种方法解决了未来IED的关键要求,包括通过能源采集提高安全性和电池寿命.
• 为医疗遥测和无线充电应用的进步铺平了道路,改善了IED的功能和寿命.