消化道定點(diǎn)釋藥微系統(tǒng)的無(wú)線供能效率研究.pdf

1、消化道定點(diǎn)施藥微系統(tǒng)是消化道微診療系統(tǒng)的一個(gè)重要分支。近年來(lái)，隨著微電子機(jī)械系統(tǒng)(Micro Electromechanical Systems，MEMS)技術(shù)和醫(yī)學(xué)的進(jìn)步，消化道微診療系統(tǒng)越來(lái)越受到人們的關(guān)注。微電子技術(shù)的相對(duì)高速發(fā)展，使得能量供給成為膠囊式微系統(tǒng)發(fā)展的瓶頸問(wèn)題。傳統(tǒng)的電池供電模式占用空間大，具有一定安全隱患，且無(wú)實(shí)時(shí)能量補(bǔ)給，始終存在電量耗盡的窘境。無(wú)線能量傳輸技術(shù)基于電磁感應(yīng)技術(shù)和現(xiàn)代電子電力能量變化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了電

2、能從電源到微系統(tǒng)安全、可靠的無(wú)線供能。
　　本文所提出的無(wú)線能量傳輸方案適用于消化道定點(diǎn)釋藥微系統(tǒng)，主要針對(duì)其傳輸效率進(jìn)行深入研究，分析了不同拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的補(bǔ)償電路對(duì)無(wú)線供能系統(tǒng)的作用，總結(jié)出影響傳輸效率的因素。論文對(duì)任意位置發(fā)射線圈和接收線圈之間的互感計(jì)算公式的推導(dǎo)，得出兩線圈的軸向偏移量、徑向偏移量及角度偏移量與互感的關(guān)系。
　　本課題著重討論了無(wú)線能量傳輸方案中發(fā)射線圈和接收線圈的設(shè)計(jì)。論文詳細(xì)介紹了發(fā)射線圈的選型，分別對(duì)

3、螺旋平面圓線圈、螺旋平面方形線圈和類(lèi)亥姆赫茲線圈三種線圈內(nèi)部磁場(chǎng)進(jìn)行分析，利用計(jì)算機(jī)輔助繪制出各類(lèi)線圈磁場(chǎng)分布圖。同時(shí)，完整地闡述了系統(tǒng)阻抗匹配的過(guò)程和結(jié)果，不同線圈解決耦合盲區(qū)問(wèn)題的方法，以及人體介入后線圈參數(shù)變化的原因。通過(guò)線圈對(duì)比實(shí)驗(yàn)，選用了磁場(chǎng)均勻性好、范圍大、受人體影響小的類(lèi)亥姆赫茲線圈作為裝置的發(fā)射線圈。在接收線圈的設(shè)計(jì)上，對(duì)比基于硅片的螺旋平面線圈和長(zhǎng)直螺旋線圈的優(yōu)缺點(diǎn)，選擇了結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、耦合效率更好的長(zhǎng)直螺旋線圈作為接收線