抗线圈偏移与倾斜的人工肛门括约肌经皮能量传输系统

传统的经皮能量传输系统大多采用开环系统,充电过程中患者要尽量保持不动,否则会导致线圈错位或翻转,影响接收功率导致不能正常充电。针对上述问题,本文首先采用LCC-S拓扑结构实现了接收端恒压特征,然后基于互感估计和原边功率补偿的方法实时调节发射端发射功率对接收端电压进行控制。仿真和体外实验结果显示,该系统可以使得接收端输出电压在锂电池整个充电过程中恒定不变;该系统可以允许接收线圈在轴向偏移25 mm内、横向偏移22 mm内、翻转角度80°内进行有限姿态变化,使得患者可以在充电过程中适量运动,大大提高了经皮能量传输系统的稳定性与可靠性,对人工肛门括约肌系统的进一步应用有重要意义。

用于心脏起搏器的经皮能量传输系统

针对心脏起搏器传统供能方式带来的弊端,研制了基于无线方式的经皮能量传输系统。在利用计算机仿真确定该系统工作频率的基础上,提出了该系统核心部分(经皮变压器)的数学模型并用实验加以验证。采用电容补偿手段使系统二次侧电路的输出电压满足心脏起搏器充电芯片的电压要求,利用与人体磁介质参数接近的猪皮进行了完整充电实验并绘制了充电曲线,从而证实了该系统的可行性。

植入式医疗设备经皮能量充电系统设计与实验

基于电磁耦合原理设计了一套应用于植入式医疗设备经皮能量充电系统,解决了因拖缆供电或更换电池而多次手术的不便和隐患。建立了传输链路等效模型,分析了线圈品质因数和接收端等效负载对系统传输效率和接收电压的影响,优化线圈设计,设计了隔离式电池管理充电电路。实验结果表明,新式14股双层Litz线串联线圈性能满足实际应用要求,在有效充电距离10～38 mm内,最大接收功率和传输效率分别为2 400 mW(23 mm,54%)和81%(11 mm,870 mW)。此外,针对不同的充电过程中等效负载电阻的变化,系统无需复杂的控制电路,依靠自身的阻抗特性响应即可保证体内接收电压均在安全范围内变化。

无线经皮能量传输系统的试验研究和分析

对前期研制的无线经皮能量传输系统(TETS)原理性样机进行深入的试验研究和分析。为模拟TETS在真实诊疗设备负载下的充放电情况,利用小阻值负载开展多周期充放电试验研究并对结果进行了分析。在此基础之上,结合能量守恒定律推导了TETS的预期使用寿命,从而证实了该系统的可行性。此外,文章还结合国内外电磁辐射标准中SAR限值的规定对TETS样机进行了定量分析,在此基础上提出了展望。

基于经皮能量传输的人工肛门括约肌生物电磁相容性研究

针对人工肛门括约肌的生物电磁相容性问题,通过对人体断层照片进行图像分割实现了组织的划分和识别,建立了包含40种生物组织的人体电磁模型.运用时域有限差分法,计算了经皮能量传输系统对生物组织产生的辐射剂量,获得了人体不同组织在该电磁场中的比吸收率分布情况,并根据国际人体电磁安全标准对其进行了深入分析.仿真结果表明,经皮能量传输系统在发射功率为1.5W,谐振频率为358kHz的实验环境下对人体组织具有良好的生物相容性.

电穿孔脉冲冲量和经皮能量对经皮给药的影响

一、前言 经皮给药的电穿孔技术是于1992年发展起来的一种新的给药技术,这种技术比口服和注射更具有许多潜在的优点,因此,近年来受到人们的广泛关注和研究。目前,这项技术主要集中在皮肤电穿孔机理和离体药物经皮渗透速率两方面上的研究,研究用的电穿孔仪基本上是用DNA导人仪。DNA导人仪一般都是甚高压,可达3300V以上,例如,目前人们常用的美国伯乐公司(Bio-Rad)生产的Gene pulser,使用时操作不当会产生电火花。

适用于植入式医疗的三线圈经皮能量传输

经皮能量传输方式是目前植入式医疗设备系统供电方式的研究热点,研究如何提高其传输效率和传输有效距离具有重大的应用价值.本文在分析互感耦合理论的基础上,结合互感耦合和强磁耦合的特点,提出了一种适用于经皮能量传输的三线圈耦合结构,并对其进行了相关的理论推导.结果表明:当耦合系数小于0.25时,三线圈耦合结构对耦合效率具有增强作用;在耦合系数为0.04时可提高将近一倍的效率.实验结果也很好地验证了理论分析结果.

基于E类放大器的经皮能量传输系统的元件损耗分析

经皮能量传输系统(TETS)要求很高的能量传输效率,以减少因元件发热而烧热人体组织的可能性和提高系统的便携性。本研究提出一种基于E类放大器的TETS各个元件传导损耗的分析方法。根据理想E类放大器的参数设计方程,各个元件的参数和损耗表示为E类放大器驱动占空比的函数关系式。通过损耗分析得出各个元件的损耗与输入电压的平方成反比,与输出功率成正比,随着占空比的增加而减小。当占空比小于0.5时,通过增大占空比可以明显提高效率,而当占空比大于0.8时,增大占空比几乎不能再提高系统效率,因此,基于E类放大器TETS的占空比设置在0.5至0.8之间较为合适。理论分析的结果通过占空比分别为0.25、0.5和0.75的实验得以验证。实验表明,当占空比大于0.3时,理论效率值与实验值的误差很小。

一种经皮能量传输电路的设计方法

给出了经皮能量传输电路的基本结构。分析了体内能量接收电路、体外能量发射电路,重点突出了作为体外发射电路驱动的E类放大器的原理。结合电路分析,提出了经皮能量传输电路的详细设计方法,以及基于此方法的一个电路设计实例。

人工肛门括约肌的经皮能量传输技术研究

人工肛门括约肌系统模拟了正常的人体肛门括约肌的工作机理,可以从根本上解决因直肠癌及其他原因导致肛门失禁患者的排便控制问题。经皮能量传输的无线供能技术为人工肛门括约肌系统提供能量,是系统的核心部分。介绍了人工肛门括约肌系统工作原理以及经皮能量传输在该系统中的应用,设计了能量传输系统的硬件电路,并通过实验样机分析其传输性能,实验结果表明其传输效率能够满足系统运作的功率要求。

人工肛门括约肌经皮能量传输系统研究

针对现有人工肛门括约肌系统无供能装置或供能装置更换可能引发感染等问题,本文提出了电磁谐振耦合的无线供能方法,对人工肛门括约肌系统进行非接触的经皮无线供能。本文在对能量传输电路、发送接收线圈参数研究基础上,提出通过选择SRC电路作为发射、接收端耦合电路以增大铁芯耦合面积,从而提高发射及接收线圈Q值,进而提高能量传输效率。实验结果表明,使用G25磁芯线圈进行电磁耦合,当两线圈轴向距离为10 mm时,能量传输效率可高于60%,可保证人工肛门括约肌系统的正常工作。

反馈式人工肛门括约肌的经皮能量传输系统

针对反馈式人工肛门括约肌的供能问题，研究经皮能量传输系统原理，并研制出经皮能量传输系统，使得反馈式人工肛门括约肌能够模拟实现人体排便功能。通过实验分析接收端负载以及两线圈位置偏移对传输效率的影响，验证了系统的传输性能。实验结果表明，研制的经皮能量传输系统在发射和接收线圈轴向距离为15mm条件下，能稳定传输超过400mW功率，传输效率可达10％，保证人工肛门括约肌的正常工作。

经皮能量传输系统的研究与设计

介绍一种适用于植入式医疗设备的无线能量传输装置。首先分析经皮能量传输系统的总体设计,然后根据总体电路设计具体介绍体内发射部分和体内接收部分的设计过程,最后通过搭建经皮能量传输系统电路进行实验验证。实验证明该系统的实用性和有效性。

光学相干断层成像技术在经皮冠状动脉血管内冲击波能量钙化碎裂术治疗冠状动脉钙化斑块中应用的研究进展

冠状动脉钙化病变会增加介入手术的难度和并发症发生率,导致患者预后不良,在支架置入前对钙化斑块进行充分预处理将有效减少不良结局发生。经皮冠状动脉血管内冲击波能量钙化碎裂术(IVL)能有效破坏钙化斑块,从而有利于支架输送和促进支架膨胀完全。光学相干断层成像(OCT)可准确识别钙化病变,评估钙化斑块经IVL预处理效果,指导介入手术策略制定。本文将综合近年来此领域研究进展,总结OCT在IVL治疗冠状动脉钙化病变中的作用。

无线能量传输技术在机械循环支持装置中的应用研究进展

机械循环支持(MCS)装置已广泛用于心力衰竭(HF)患者的治疗,但能量传输经皮电缆导致的感染问题严重降低了患者长期生存率。将无线能量传输(WPT)技术应用于MCS装置,实现装置的无线供电和完全植入是降低感染的有效手段。WPT技术无需借助经皮电缆传输能量,避免经皮电缆导致的感染,提高患者生活质量,是MCS装置更为理想的能量传输方式。综述经皮能量传输(TET)、自由范围谐振电能传输(FREE-D)、共面能量传输(CET)和超声经皮能量传输(UTET)4种WPT技术的研究进展及其在18种MCS装置中的应用情况,讨论现有WPT技术的优劣和应用于MCS装置的瓶颈并展望未来发展方向,为后续MCS装置的WPT研究提供参考。

基于印制板无芯平面圆形螺旋电感线圈的经皮能量传输研究

提出了一种用于植入式医疗电子设备的新的基于印制板无芯平面圆形螺旋电感线圈经皮能量传输方法。首先,通过建立经皮能量传输电路模型,确定了影响经皮能量传输效率的主要因素是发送与接收线圈之间的耦合系数k;然后采用等效圆环线方法对其耦合系数作了分析与计算;最后通过实验验证了这种方法的可行性。

温度与功率双闭环控制的经皮能量传输

经皮能量传输(TET)在近年临床实践中暴露出严重的热伤害风险,引发了多例病人烫伤及大规模的设备召回。针对该问题,该文将体外发射功率调整与体内充电功率调整相结合,提出外环温度控制、内环功率控制的双闭环能量传输方案。根据植入线圈的接收功率调整体外发射功率,确保植入设备接收的能量恰好满足后端电池充电所需,维持稳定能量传输并避免额外功耗及发热;根据植入设备温度调整体内电池充电功率,改变设备的功率需求及发热量,避免热伤害。通过离体、活体实验,验证控制方案的有效性。结果表明,双闭环系统在保障温度安全的同时实现了快速的能量传输,为相关植入式医疗设备提供了一套安全有效的能源解决方案。

人工肛门括约肌无线经皮供能系统及实验研究

设计用于反馈式人工肛门括约肌的无线经皮供能系统,从理论和实验2个方面对基于磁耦合谐振的无线能量传输这一前沿技术进行研究。接发线圈均采用平面螺旋结构沿磁芯表面绕制而成。为了在体外供电时耦合链路能够较好地处于谐振状态,减少由于位置变化或人体组织干扰可能带来的频率分裂现象,系统加入了半自动闭环反馈控制环节,在此基础上进行了大量的离体和活体动物实验。实验主要围绕线圈的选择、传输水平、传输路径、障碍物对传输性能的影响,表明在直径分别为6 cm和3.5 cm的初级和次级平面螺旋线圈作用下,设定固有频率230 kHz,实现了发射功率2 W,最大传输效率达82%,在10～15 mm距离内效率仍有63%～75%的能量传输,满足了该植入式器件的用电需求。

经皮给药电穿孔仪的性能分析

本文分析了一种经皮给药电穿孔仪的性能。在该仪器中,电压发生器将12 V的直流电源电压提升到400 V,并对4个蓄能电容2.2μF、22μF、47μF和100μF充电。在脉冲控制器的控制下,蓄能电容通过Ag-AgC l电极向皮肤放电产生指数衰减脉冲电压。记录了4种电容器放电的脉冲电压,结果表明:当截断系数ε≤1/5,可以获得完整的指数衰减脉冲,并且皮肤电阻为3.57±0.66 kΩ。ε受经皮能量ES和脉冲选择的制约,通过设计并行电阻RI和蓄能电容C,可以使蓄能电容释放的能量效率η最高,ε最小。

离体皮肤药物经皮渗透电穿孔技术的研究

]经皮给药电穿孔技术是采用电穿孔脉冲作用在皮肤上，使产生可逆水性电孔道，以促进药 物的经皮渗透速率的方法。由于以往研究所采用的均系高压脉冲，于实际应用上仍存在困难。本文根据脉冲冲量和经皮能量控制药物经皮渗透速率和分析安全性的基本原理，并据此原理设计了ＯＸ４－３经皮给药电穿孔仪，并应用此仪器进行了萘普生经皮渗透速率的实验研究。