本文關(guān)鍵詞：用于移動(dòng)醫(yī)療的植入式人體天線研究

  更多相關(guān)文章： 植入式天線 移動(dòng)醫(yī)療 小型化天線 圓極化 比吸收率 鏈路預(yù)算

【摘要】：隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人們健康意識(shí)的提高,移動(dòng)醫(yī)療技術(shù)逐漸受到社會(huì)的廣泛關(guān)注。移動(dòng)醫(yī)療技術(shù)的發(fā)展促使植入式醫(yī)療設(shè)備出現(xiàn)。通過(guò)植入式醫(yī)療設(shè)備不僅能夠讓醫(yī)務(wù)工作者實(shí)時(shí)測(cè)量、獲取生命體的生理信息,為疾病預(yù)防、診斷與治療提供信息幫助,同時(shí)也能夠?yàn)榛颊咛峁└邮孢m的治療服務(wù)。為了能夠在體外獲得體內(nèi)植入式醫(yī)療設(shè)備所采集到的生理信息或者在體外發(fā)送治療信號(hào)給體內(nèi)植入式醫(yī)療設(shè)備,需要體內(nèi)外兩種不同的設(shè)備之間能夠進(jìn)行可靠地?zé)o線通信。而天線作為植入式醫(yī)療設(shè)備與體外設(shè)備進(jìn)行無(wú)線通信的關(guān)鍵器件,影響著生物醫(yī)學(xué)信號(hào)的傳輸,性能優(yōu)良的植入式天線將提升整個(gè)移動(dòng)醫(yī)療系統(tǒng)的安全性和可靠性。因此,對(duì)植入式天線的研究具有重要的價(jià)值和意義。本論文由國(guó)家自然科學(xué)基金(61372008)、廣東省科技計(jì)劃項(xiàng)目(2014A010103014,2015B010101006)等項(xiàng)目的資助,研究了應(yīng)用于生物醫(yī)療設(shè)備無(wú)線通信的植入式天線。主要工作內(nèi)容有:1)采用高介電常數(shù)的材料作為介質(zhì)基板和堆疊式平面倒F天線結(jié)構(gòu)縮小天線尺寸,設(shè)計(jì)了一款工作于醫(yī)用植入式通信服務(wù)(MICS)頻段(402 MHz~405 MHz)的微型植入式天線。通過(guò)參數(shù)優(yōu)化后,天線結(jié)構(gòu)緊湊,尺寸僅為80.75 mm3。天線的阻抗帶寬為391 MHz~417 MHz(6.5%),覆蓋了所需的MICS頻段。在實(shí)現(xiàn)小型化的同時(shí),保持-38.6dBi的天線遠(yuǎn)場(chǎng)增益,保證了天線工作的可靠性。考慮到植入式天線輻射對(duì)人體健康的影響,同時(shí)評(píng)估了該天線的SAR值。2)在進(jìn)一步縮小天線尺寸的基礎(chǔ)上,考慮到人體組織介電常數(shù)等電磁參數(shù)會(huì)隨個(gè)體不同和環(huán)境變化,為了提高天線的魯棒性,通過(guò)增加諧振點(diǎn)展寬天線阻抗帶寬的方式,設(shè)計(jì)了一款工作于MICS頻段的寬頻植入式天線。天線的阻抗帶寬達(dá)到360 MHz~550MHz(47%)。為了驗(yàn)證天線具有的高穩(wěn)定性,基于所設(shè)計(jì)的天線,分析了天線在不同植入情況下的性能變化。3)在分析了圓極化植入式天線在體內(nèi)外通信具有的特殊優(yōu)勢(shì)情況下,設(shè)計(jì)了一款工作于工業(yè)、科學(xué)和醫(yī)療(ISM)頻段(2.4 GHz~2.48 GHz)的圓極化植入式天線。天線通過(guò)在輻射貼片的四周蝕刻了四個(gè)C形槽和在輻射貼片中間加載一個(gè)圓形的互補(bǔ)開口環(huán)諧振器的方式實(shí)現(xiàn)天線小型化,天線的尺寸為8.5×8.5×1.27 mm3。同時(shí),通過(guò)調(diào)節(jié)開口環(huán)諧振器的開口大小和位置實(shí)現(xiàn)天線的圓極化特性。對(duì)所設(shè)計(jì)天線,我們?cè)敿?xì)討論了生物兼容方案對(duì)天線性能的影響并對(duì)其通信鏈路進(jìn)行了分析。最后對(duì)天線進(jìn)行了實(shí)物制備,實(shí)際測(cè)量結(jié)果和數(shù)值仿真結(jié)果吻合,驗(yàn)證了理論設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性。
【關(guān)鍵詞】：植入式天線 移動(dòng)醫(yī)療 小型化天線 圓極化 比吸收率 鏈路預(yù)算
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TN828;R-05
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-11
• 第一章 緒論11-25
• 1.1 研究背景及意義11-13
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-23
• 1.2.1 國(guó)外研究現(xiàn)狀13-21
• 1.2.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀21-23
• 1.3 本文主要工作及內(nèi)容安排23-25
• 第二章 天線理論與植入式天線設(shè)計(jì)25-40
• 2.1 引言25
• 2.2 天線理論25-30
• 2.2.1 天線概述25
• 2.2.2 天線基本參數(shù)25-28
• 2.2.3 電磁波在有耗媒質(zhì)中的傳播特性28-30
• 2.3 植入式天線設(shè)計(jì)30-39
• 2.3.1 植入式天線的設(shè)計(jì)要素30-34
• 2.3.2 人體仿真模型的建立34-38
• 2.3.3 植入式天線的測(cè)量方法38-39
• 2.4 本章小結(jié)39-40
• 第三章 新型的堆疊式平面倒F天線40-51
• 3.1 引言40
• 3.2 平面倒F天線簡(jiǎn)介40-42
• 3.3 新型的堆疊式平面倒F天線42-43
• 3.4 天線參數(shù)分析43-46
• 3.5 天線性能評(píng)估與分析46-50
• 3.5.1 三維解剖像素模型性能評(píng)估46-48
• 3.5.2 天線性能分析與討論48-50
• 3.6 本章小結(jié)50-51
• 第四章 寬頻植入式天線51-63
• 4.1 引言51
• 4.2 寬頻植入式天線51-52
• 4.3 天線原理分析52-54
• 4.4 天線參數(shù)分析54-55
• 4.5 天線性能評(píng)估與分析55-62
• 4.5.1 三維解剖像素模型性能評(píng)估55-58
• 4.5.2 天線性能分析與討論58-60
• 4.5.3 通信距離評(píng)估60-62
• 4.6 本章小結(jié)62-63
• 第五章 加載互補(bǔ)開口環(huán)諧振器的小型圓極化天線63-81
• 5.1 引言63
• 5.2 互補(bǔ)開口環(huán)諧振器63-65
• 5.3 加載互補(bǔ)開口環(huán)諧振器的小型圓極化天線65-68
• 5.4 天線原理分析68-70
• 5.5 天線參數(shù)分析70-72
• 5.6 實(shí)測(cè)結(jié)果與分析72-74
• 5.7 天線性能評(píng)估與分析74-79
• 5.7.1 三維解剖像素模型性能分析74-75
• 5.7.2 天線性能分析與討論75-78
• 5.7.3 通信距離評(píng)估78-79
• 5.8 本章小結(jié)79-81
• 總結(jié)與展望81-83
• 參考文獻(xiàn)83-89
• 攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果89-90
• 致謝90-91
• Ⅳ-2答辯委員會(huì)對(duì)論文的評(píng)定意見91

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1 黃妙英;;植入式滲透泵[J];國(guó)外醫(yī)學(xué).生物醫(yī)學(xué)工程分冊(cè);1982年04期

2 袁啟明;;植入式藥物供給裝置[J];齊魯藥事;1985年02期

3 鄭敬;;神經(jīng)袖套電極的募集數(shù)據(jù):可植入式刺激器設(shè)計(jì)的參考規(guī)范[J];國(guó)外醫(yī)學(xué).生物醫(yī)學(xué)工程分冊(cè);1989年06期

4 吳文瑤;秦中國(guó);余柏堅(jiān);;植入式微波針固化治療肝癌的麻醉處理[J];華西醫(yī)訊;1989年04期

5 王保華;王承華;;體內(nèi)植入電子系統(tǒng)(八) 第八講 植入式遙測(cè)系統(tǒng)(一)[J];中國(guó)醫(yī)療器械雜志;1990年06期

6 華赤;一種可植入式抗癲癇發(fā)作裝置正進(jìn)入臨床試驗(yàn)[J];新醫(yī)學(xué);1991年12期

7 Kozaburo Hayashi;朱宏;;微機(jī)控制的植入式心臟假體[J];國(guó)外醫(yī)學(xué).生物醫(yī)學(xué)工程分冊(cè);1991年04期

8 賀立群;;世界上體積最小的植入式心臟轉(zhuǎn)復(fù)除顫器投放歐洲市場(chǎng)[J];中國(guó)介入心臟病學(xué)雜志;2006年04期

9 呂渝珍;;植入式微波輻射治療肝癌的護(hù)理[J];中國(guó)實(shí)用護(hù)理雜志;1993年04期

10 林琳;植入式電子耳鳴抑制裝置的研制[J];國(guó)外醫(yī)學(xué).生物醫(yī)學(xué)工程分冊(cè);1995年06期

中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前5條

1 田運(yùn)濤;高躍明;潘少恒;麥炳源;韋孟宇;杜民;;骨骼對(duì)植入式人體通信傳輸特性的影響[A];2012醫(yī)療儀器與民眾健康學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集[C];2012年

2 李路明;郝紅偉;;植入式神經(jīng)刺激器的研究應(yīng)用現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)[A];自主創(chuàng)新與持續(xù)增長(zhǎng)第十一屆中國(guó)科協(xié)年會(huì)論文集（3）[C];2009年

3 呂學(xué)士;;用于可植入式醫(yī)療電子的無(wú)線CMOS SoCs[A];中國(guó)儀器儀表學(xué)會(huì)醫(yī)療儀器分會(huì)2010兩岸四地生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2010年

4 陸才德;吳勝東;黃靜;裘豐;虞偉明;華永飛;盧長(zhǎng)江;彭濤;楊志豐;;植入式胰胃吻合術(shù)臨床應(yīng)用探討:75例報(bào)告[A];2012年浙江省外科學(xué)學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2012年

5 池菊芳;郭航遠(yuǎn);彭放;周研;唐偉良;;家庭監(jiān)測(cè)在植入式心臟電子裝置中的應(yīng)用[A];中華醫(yī)學(xué)會(huì)第十五次全國(guó)心血管病學(xué)大會(huì)論文匯編[C];2013年

中國(guó)重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 王雅麗;心動(dòng)也能行動(dòng)[N];中國(guó)計(jì)算機(jī)報(bào);2007年

2 徐錚奎;植入式神經(jīng)調(diào)節(jié)器發(fā)展前景可觀[N];中國(guó)醫(yī)藥報(bào);2007年

3 季偉;植入式傳播“暗渡陳倉(cāng)”[N];醫(yī)藥經(jīng)濟(jì)報(bào);2007年

4 徐錚奎;型植入式神經(jīng)調(diào)節(jié)器可無(wú)線充電[N];醫(yī)藥經(jīng)濟(jì)報(bào);2007年

5 張化;植入式隱形眼鏡[N];經(jīng)濟(jì)參考報(bào);2003年

6 徐錚奎 編譯;電子新技術(shù)催生植入式微型神經(jīng)調(diào)節(jié)器[N];中國(guó)醫(yī)藥報(bào);2007年

7 徐錚奎 編譯;貴金屬研究促植入式醫(yī)療器械發(fā)展[N];中國(guó)醫(yī)藥報(bào);2007年

8 國(guó)訊;關(guān)注心臟血管內(nèi)支架及植入式心臟起搏器使用風(fēng)險(xiǎn)[N];中國(guó)醫(yī)藥報(bào);2013年

9 徐錚奎;啟動(dòng)刺激 終止病痛[N];醫(yī)藥經(jīng)濟(jì)報(bào);2007年

10 本報(bào)特約撰稿 徐錚奎;植入式微電極類產(chǎn)品市場(chǎng)空間巨大[N];醫(yī)藥經(jīng)濟(jì)報(bào);2014年

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前2條

1 劉昌榮;植入式天線在生物醫(yī)療中的應(yīng)用研究[D];電子科技大學(xué);2015年

2 芮岳峰;基于柔性MEMS的可植入人工面神經(jīng)技術(shù)研究[D];上海交通大學(xué);2014年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 張子健;植入式血糖傳感器標(biāo)簽數(shù)字基帶處理器設(shè)計(jì)[D];復(fù)旦大學(xué);2014年

2 羅章源;低功耗植入式無(wú)線遙測(cè)剌激系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D];大連理工大學(xué);2015年

3 汪正鋒;用于植入式醫(yī)療設(shè)備的超低功耗SAR ADC設(shè)計(jì)[D];電子科技大學(xué);2015年

4 湯辰飛;基于磁共振人體植入式無(wú)線傳能系統(tǒng)研究[D];中國(guó)海洋大學(xué);2015年

5 彭張柱;人體植入式無(wú)線傳能及其智能充電管理系統(tǒng)的研究[D];中國(guó)海洋大學(xué);2015年

6 李方紅;人體植入式電子設(shè)備無(wú)線傳能系統(tǒng)中的電磁輻射安全性研究[D];中國(guó)海洋大學(xué);2015年

7 梁偉;植入式心臟起搏器安全性風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)及控制措施研究[D];北京理工大學(xué);2015年

8 劉輝;植入式醫(yī)療器械中的差分分形天線研究[D];華南理工大學(xué);2016年

9 吳澤濤;用于移動(dòng)醫(yī)療的植入式人體天線研究[D];華南理工大學(xué);2016年

10 朱澤t，

本文編號(hào)：760956