用于消化道定點施藥微系統的無線能量傳輸技術的研究.pdf

1、近年來，隨著MEMS技術和醫(yī)學的進步，消化道微診療系統越來越受到人們的關注，其中消化道定點施藥微系統是消化道微診療系統的一個重要分支。消化道定點施藥微系統實現了無創(chuàng)的消化道定點施藥，在臨床上具有良好的市場前景。定點施藥膠囊可以無創(chuàng)地到達小腸及結腸，對該部位的病變進行靶向施藥，提高治療效果，特別是對于小腸出血具有直接的療效，而當前最先進的小腸內窺鏡到達小腸遠端也是比較困難的。對于結腸部位的疾病，如結腸癌，有望利用消化道定點施藥膠囊攜帶化療

2、藥物在最佳的治療部位釋放藥物，提高療效的同時，大大減少了藥物的副作用。 無線能量傳輸技術是近十年來興起的一種新型能量供給技術，可為消化道定點施藥微系統提供良好的的能量供給方法。隨著該技術在生物醫(yī)學領域的逐步應用，它將會進一步推動醫(yī)療領域無創(chuàng)、低危險治療的發(fā)展，具有重要的科學意義和研究價值。 本課題主要研究了一種可用于消化道定點施藥微系統的無線能量傳輸系統，它主要是基于電磁感應原理，由發(fā)射裝置向體內發(fā)射特定頻率的電磁波信號

3、，能量耦合單元感應得到感生電壓，作為定點釋放膠囊的工作電源。本課題研究內容主要包括無線能量發(fā)射裝置和接收裝置的設計。文中闡述了發(fā)射線圈的選型，對比了不同設計下的優(yōu)點和缺點，構建了能量傳輸的模型，經過討論得到了提高無線能量傳輸的方法，并完整的闡述了系統阻抗匹配的過程和結果。論文對體外裝置和體內單元的能量耦合也進行了理論和實際的分析，討論了不同變量對能量耦合的影響。此外，論文還對發(fā)射線圈的磁場進行了詳細分析，并繪制了相關圖片。在接收線圈的設

4、計方面，計算了線圈的諧振電容，討論并分析了不同諧振電路的情況。另外，論文還對人體介入后系統的等效電路進行了分析，建立了模型并提出了解決辦法。此外，論文還詳細分析了諧振頻率選擇等問題，并對本裝置進行了安全性分析、成本分析等。 在實驗部分，進行了頻率選定的實驗、體內單元的感應電壓測試實驗、樣機體外模擬試驗和樣機可靠性實驗等。實驗結果表明，本裝置能夠使消化道定點施藥微系統正常工作，并且可達到較高的成功率。由于本課題是實用化研究，因此論