Медицинская Техника / Медицинская техника №5, 2017 / с. 38-41

Влияние размеров передающей катушки на оптимальную глубину имплантации приемника при чрескожной индуктивной передаче энергии

А.А. Данилов, Э.А. Миндубаев, С.В. Селищев

Аннотация

Рассмотрена проблема влияния индивидуальных особенностей пациентов на выходные характеристики систем чрескожной индуктивной передачи энергии. На основе численного моделирования установлено, что незначительные изменения глубины имплантации, связанные с индивидуальными особенностями пациентов (толщина слоя кожи, подкожного жира, костей), могут привести к существенным изменениям в величине выходной мощности и эффективности передачи энергии. Показано, что такие изменения могут быть компенсированы подбором размеров внешней (передающей) катушки.

Вернуться к содержанию

Сведения об авторах

Арсений Анатольевич Данилов, канд. физ.-мат. наук, доцент,
Эдуард Адипович Миндубаев, ассистент,
Сергей Васильевич Селищев, д-р физ.-мат. наук, профессор, зав. кафедрой, кафедра биомедицинских систем, Национальный исследовательский университет «МИЭТ», г. Москва, г. Зеленоград,
e-mail: edmindubaev@gmail.com

Список литературы

1. Bocan K.N., Sejdic E. Adaptive transcutaneous power transfer to implantable devices: A state of the art review // Sensors. 2016. Vol. 16. № 3. E393.
2. Hu L., Fu Y., Ruan X., Xie H., Fu X. Detecting malposition of coil couple for transcutaneous energy transmission // Journal of American Society for Artificial Internal Organs. 2016. Vol. 62. № 1. PP. 56-62.
3. Amar A., Kouki A., Cao H. Power approaches for implantable medical devices // Sensors. 2015. Vol. 15. № 11. PP. 28889-28914.
4. Friedmann J., Groedl F., Kennel R. A novel universal control scheme for transcutaneous energy transfer (TET) applications // IEEE Journal on Emerging and Selected Topics in Circuits. 2015. Vol. 3. № 1. PP. 296-305.
5. Wang J., Smith J., Bonde P. Energy transmission and power sources for mechanical circulatory support devices to achieve total implantability // The Annals of Thoracic Surgery. 2014. Vol. 97. № 4. PP. 1467-1474.
6. Jegadeesan R., Guo Y.-X. Topology selection and efficiency improvement of inductive power links // IEEE Transactions on Antennas and Propagation. 2012. Vol. 60. № 10. PP. 4846-4854.
7. Yakovlev A., Kim S., Poon A. Implantable biomedical devices: Wireless powering and communication // IEEE Communications Magazine. 2012. Vol. 50. № 4. PP. 152-159.
8. Leung H.Y., Budgett D.M., Hu A.P. Minimizing power loss in air-cored coils for TET heart pump systems // IEEE Journal on Emerging and Selected Topics in Circuits. 2011. Vol. 1. № 8. PP. 412-419.
9. Slaughter M., Myers T. Transcutaneous energy transmission for mechanical circulatory support systems: History, current status, and future prospects // Journal of Cardiac Surgery. 2010. Vol. 25. № 4. PP. 484-489.
10. Danilov A.A., Itkin G.P., Selishchev S.V. Progress in methods for transcutaneous wireless energy supply to implanted ventricular assist devices // Biomedical Engineering. 2010. Vol. 44. № 4. PP. 125-129.
11. Danilov A.A., Mindubaev E.A., Selishchev S.V. Space-Frequency Approach to Design of Displacement Tolerant Transcutaneous Energy Transfer System // Progress in Electromagnetics Research M. 2015. Vol. 44. PP. 91-100.
12. Danilov A.A., Mindubaev E.A., Selishchev S.V. Design and Evaluation of an Inductive Powering Unit for Implantable Medical Devices Using GPU Computing // Progress in Electromagnetics Research B. 2016. Vol. 69. PP. 61-73.
13. Wilson B.S., Dorman M.F. Cochlear implants: Current designs and future possibilities // Journal of rehabilitation research and development. 2008. Vol. 45. № 5. PP. 695-730.
14. Eldridge P., Simpson B.A., Gilbart J. The Role of Rechargeable Systems in Neuromodulation // European Neurological Review. 2011. Vol. 6. № 3. PP. 187-192.
15. Ghovanloo M., Cheng Y. Analytical Modeling and Optimization of Small solenoid Coils for Millimeter-Sized Biomedical Implants // IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques. 2017. Vol. 65. № 3. PP. 1024-1035.
16. Drossos A., Santomaa V., Kuster N. The Dependence of Electromagnetic Energy Absorption Upon Human Head Tissue Composition in the Frequency Range of 300-3000 MHz // IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques. 2000. Vol. 48. № 11. PP. 1988-1995.
17. Li H.L., Hu A.P., Covic G.A., Tang C.S. Optimal coupling condition of IPT system for achieving maximum power transfer // Electronics Letters. 2009. Vol. 45. № 1. PP. 76-77.
18. Hochmair E.S. System Optimization for Improved Accuracy in Transcutaneous Signal and Power Transmission // IEEE Trans. Biomed. Eng. 1984. Vol. BME-31. № 2. PP. 177-186.