近年來,可植入醫(yī)療設(shè)備（Implantable Medical Devices,IMDs）因?qū)θ祟惼鞴兕惣吧窠?jīng)類疾病良好的輔助治療效果,成為許多科研機(jī)構(gòu)和高校熱門的研究課題。其中,可植入腦神經(jīng)刺激器作為其中較為復(fù)雜的一員,對其本身技術(shù)的研究取得了很大的進(jìn)步,但在臨床應(yīng)用的過程中,卻遭遇了一些“瓶頸”,其中最大的問題就是能量供給問題。眾所周知,任何電子產(chǎn)品都不能缺少電源而工作,對于植入式腦神經(jīng)刺激器來說更是如此。使用傳統(tǒng)的植入式電池,雖然能夠解決供電問題卻會受到電池容量和使用壽命的限制,需要定期進(jìn)行外科手術(shù)更換電池,這會給患者帶來巨大的痛苦。因此,需要新的能量供應(yīng)方式,以滿足植入式腦神經(jīng)刺激器不間斷穩(wěn)定供電的需求。此外,與藥物治療類似,植入式腦神經(jīng)刺激器也需要根據(jù)不同患者的病情差異人為地控制“劑量”。本文通過對植入式腦神經(jīng)刺激器及相關(guān)無線供電與無線通信技術(shù)的充分調(diào)研,在傳統(tǒng)磁耦合諧振無線供電（Magnetic Coupled Resonator Wireless Power Transfer,MCR-WPT）系統(tǒng)的基礎(chǔ)上,提出一種可穿戴四線圈無線通信與無線供電系統(tǒng)。通過加入PC端用戶圖形... 

【文章來源】：合肥工業(yè)大學(xué)安徽省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：74 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

植入式腦神經(jīng)刺激器的應(yīng)用示例圖

激機(jī)制、模型以及降低能耗等問題研究成果的基礎(chǔ)上，設(shè)計出一款植入式腦部神經(jīng)刺激器系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有閉環(huán)控制的功能，對神經(jīng)系統(tǒng)疾病治療的發(fā)展做了重大貢獻(xiàn)[20]。2016 年，浙江大學(xué)針對常規(guī)刺激器刺激波形簡單的缺點(diǎn)，設(shè)計了一款可以產(chǎn)生復(fù)雜刺激波形的刺激器，使得刺激器能夠輸出的刺激波形更加多樣化[21]。從 2003 年起，清華大學(xué)李路明教授及其團(tuán)隊(duì)就開始在研究植入式腦起搏器，經(jīng)過十余年的不懈努力，2013 年 5 月，具有自主知識產(chǎn)權(quán)的腦起搏器獲得國家食品藥品監(jiān)督管理局批準(zhǔn)并進(jìn)入市場，如圖 1.2 所示，成為我國首個自主研發(fā)的植入式神經(jīng)輔助醫(yī)療產(chǎn)品，打破了國外公司在這一領(lǐng)域的技術(shù)壟斷。此外，清華大學(xué)還與北京品馳醫(yī)療器械有限公司合作開發(fā)，進(jìn)行生產(chǎn)和銷售植入式神經(jīng)刺激器和腦心臟起搏器等 IMD。其中“清華腦起搏器”已完成植入 3500 多例，使許多患者受益。此外，北京品馳器械有限公司還與清華大學(xué)及北京天壇醫(yī)院共同組建了我國唯一的神經(jīng)刺激領(lǐng)域的國家級研發(fā)單位——神經(jīng)調(diào)控技術(shù)國家工程實(shí)驗(yàn)室。除了上述科研人員的研究成果以外，浙江大學(xué)鄭筱祥所在團(tuán)隊(duì)及清華大學(xué)王志華教授的團(tuán)隊(duì)等研究人員在植入式生物醫(yī)療芯片、植入式醫(yī)療設(shè)備輔助系統(tǒng)的研究方面都取得了許多突出的成果，為我國 IMD 產(chǎn)業(yè)的發(fā)展做出了重要的貢獻(xiàn)。

第一章 緒論1.2.2 無線能量傳輸技術(shù)研究現(xiàn)狀WPT 技術(shù)自提出以來，因其在可移動設(shè)備、水下設(shè)備、IMD 等特殊領(lǐng)域光明的應(yīng)用前景，而備受研究學(xué)者的青睞，一直以來都是學(xué)術(shù)界及工業(yè)界的研究熱點(diǎn)。目前，對于 WPT 技術(shù)的研究主要集中于提高能量傳輸效率（Power TransferEfficiency，PTE）與增大無線有效傳輸距離兩個方面。對于提高能量傳輸效率，部分研究人員以無線能量傳輸系統(tǒng)的核心電路功率放大器為優(yōu)化對象，不斷提出各種技術(shù)方案，來實(shí)現(xiàn)最佳工作效率。荷蘭特溫特大學(xué)的 Haifeng Ma 等研究人員通過檢測電源開關(guān)導(dǎo)通轉(zhuǎn)換時的輸出開關(guān)節(jié)點(diǎn)電壓來調(diào)節(jié)功率放大器的開關(guān)頻率，使得功率放大器在整個輸出功率范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)最佳功率效率，當(dāng)輸出功率達(dá)到 0.45W 時，效率仍可達(dá)到>49%[22]。曼谷北方理工大學(xué)的Pattrawut Srimuang 等研究人員設(shè)計了一款 E 類功率放大器，選擇 LDMOS 作為功率管，使用負(fù)載牽引技術(shù)，采用并聯(lián)負(fù)載電路代替?zhèn)鹘y(tǒng)的并聯(lián)電容與并聯(lián)電感。在 13.56MHz 工作頻率下，當(dāng)輸出功率為 31W 時，效率可達(dá) 94.6%[23]。

【參考文獻(xiàn)】：
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博士論文
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碩士論文
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本文編號：2901783