消化道定點釋藥微系統(tǒng)的無線供能效率研究.pdf

1、消化道定點施藥微系統(tǒng)是消化道微診療系統(tǒng)的一個重要分支。近年來，隨著微電子機械系統(tǒng)(Micro Electromechanical Systems，MEMS)技術(shù)和醫(yī)學的進步，消化道微診療系統(tǒng)越來越受到人們的關(guān)注。微電子技術(shù)的相對高速發(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，且無實時能量補給，始終存在電量耗盡的窘境。無線能量傳輸技術(shù)基于電磁感應技術(shù)和現(xiàn)代電子電力能量變化技術(shù)，實現(xiàn)了電

2、能從電源到微系統(tǒng)安全、可靠的無線供能。
　　本文所提出的無線能量傳輸方案適用于消化道定點釋藥微系統(tǒng)，主要針對其傳輸效率進行深入研究，分析了不同拓撲結(jié)構(gòu)的補償電路對無線供能系統(tǒng)的作用，總結(jié)出影響傳輸效率的因素。論文對任意位置發(fā)射線圈和接收線圈之間的互感計算公式的推導，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線能量傳輸方案中發(fā)射線圈和接收線圈的設計。論文詳細介紹了發(fā)射線圈的選型，分別對

3、螺旋平面圓線圈、螺旋平面方形線圈和類亥姆赫茲線圈三種線圈內(nèi)部磁場進行分析，利用計算機輔助繪制出各類線圈磁場分布圖。同時，完整地闡述了系統(tǒng)阻抗匹配的過程和結(jié)果，不同線圈解決耦合盲區(qū)問題的方法，以及人體介入后線圈參數(shù)變化的原因。通過線圈對比實驗，選用了磁場均勻性好、范圍大、受人體影響小的類亥姆赫茲線圈作為裝置的發(fā)射線圈。在接收線圈的設計上，對比基于硅片的螺旋平面線圈和長直螺旋線圈的優(yōu)缺點，選擇了結(jié)構(gòu)簡單、耦合效率更好的長直螺旋線圈作為接收線