用于消化道定點(diǎn)施藥微系統(tǒng)的無線能量傳輸技術(shù)的研究.pdf

1、近年來，隨著MEMS技術(shù)和醫(yī)學(xué)的進(jìn)步，消化道微診療系統(tǒng)越來越受到人們的關(guān)注，其中消化道定點(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。消化道定點(diǎn)施藥微系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了無創(chuàng)的消化道定點(diǎn)施藥，在臨床上具有良好的市場(chǎng)前景。定點(diǎn)施藥膠囊可以無創(chuàng)地到達(dá)小腸及結(jié)腸，對(duì)該部位的病變進(jìn)行靶向施藥，提高治療效果，特別是對(duì)于小腸出血具有直接的療效，而當(dāng)前最先進(jìn)的小腸內(nèi)窺鏡到達(dá)小腸遠(yuǎn)端也是比較困難的。對(duì)于結(jié)腸部位的疾病，如結(jié)腸癌，有望利用消化道定點(diǎn)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(shí)，大大減少了藥物的副作用。 無線能量傳輸技術(shù)是近十年來興起的一種新型能量供給技術(shù)，可為消化道定點(diǎn)施藥微系統(tǒng)提供良好的的能量供給方法。隨著該技術(shù)在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的逐步應(yīng)用，它將會(huì)進(jìn)一步推動(dòng)醫(yī)療領(lǐng)域無創(chuàng)、低危險(xiǎn)治療的發(fā)展，具有重要的科學(xué)意義和研究價(jià)值。 本課題主要研究了一種可用于消化道定點(diǎn)施藥微系統(tǒng)的無線能量傳輸系統(tǒng)，它主要是基于電磁感應(yīng)原理，由發(fā)射裝置向體內(nèi)發(fā)射特定頻率的電磁波信號(hào)

3、，能量耦合單元感應(yīng)得到感生電壓，作為定點(diǎn)釋放膠囊的工作電源。本課題研究內(nèi)容主要包括無線能量發(fā)射裝置和接收裝置的設(shè)計(jì)。文中闡述了發(fā)射線圈的選型，對(duì)比了不同設(shè)計(jì)下的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，構(gòu)建了能量傳輸?shù)哪Ｐ?，?jīng)過討論得到了提高無線能量傳輸?shù)姆椒ǎ⑼暾年U述了系統(tǒng)阻抗匹配的過程和結(jié)果。論文對(duì)體外裝置和體內(nèi)單元的能量耦合也進(jìn)行了理論和實(shí)際的分析，討論了不同變量對(duì)能量耦合的影響。此外，論文還對(duì)發(fā)射線圈的磁場(chǎng)進(jìn)行了詳細(xì)分析，并繪制了相關(guān)圖片。在接收線圈的設(shè)

4、計(jì)方面，計(jì)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(duì)人體介入后系統(tǒng)的等效電路進(jìn)行了分析，建立了模型并提出了解決辦法。此外，論文還詳細(xì)分析了諧振頻率選擇等問題，并對(duì)本裝置進(jìn)行了安全性分析、成本分析等。 在實(shí)驗(yàn)部分，進(jìn)行了頻率選定的實(shí)驗(yàn)、體內(nèi)單元的感應(yīng)電壓測(cè)試實(shí)驗(yàn)、樣機(jī)體外模擬試驗(yàn)和樣機(jī)可靠性實(shí)驗(yàn)等。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本裝置能夠使消化道定點(diǎn)施藥微系統(tǒng)正常工作，并且可達(dá)到較高的成功率。由于本課題是實(shí)用化研究，因此論