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植入式设备非接触电能传输系统的研究进展

       摘要:  人体植入式医疗设备的非接触电能传输作为一种实用的生物医学技术,在持续稳定供电方面具有其它供电模式不可比拟的优点,其迎合了患者对安全、健康、舒适的需求,在医疗行业有着广阔的应用前景。本文以综述的形式对比了植入式设备的几种电能传输方式,重点对经表皮的非接触电能传输技术的特点进行分析,总结了其变参数条件下的控制方式和非接触变压器结构的优化方法的研究。

      关键字:  变压器,电磁感应,电源变压器,电磁感应,电源

     1 引言
      随着医学技术的飞速发展,各种功能的电子医疗产品不断进入人们的生活。对于内科治疗效果甚微的病例,或者对于某些特殊的疾病患者,人体植入式设备成为首选[1]。作为一种埋置在体内的电子设备,其主要用来诊断、治疗某些疾病,长期监测体内生理生化参数的变化,实现在生命体自然状态下的直接测量和控制,也可用来代替某些功能已丧失的器官[2-4]。由于其突出的效用,植入式电子设备的将是21世纪生物医学电子发展的一个重要的方向。
      然而,人体植入设备同样面临着诸多问题,其中如何为其提供长期、稳定、高效的电能一直是其研究的关键与难点[5]。传统的供电方式,如导线刺破皮肤供电以及一次性电池,都存在着其固有的缺陷。各国学者正在研究基于非接触式电能传输技术的新的能量供应系统,利用原、副边没有物理及电气接触的非接触变压器作为功率传输的关键环节,运用电磁感应,将体外的电能以磁场为载体,透过皮肤传输给体内植入设备。这种供电技术不会损伤皮肤,避免感染,减小治疗痛苦,可大大提高和改善病人的生活质量。
      本论文针对人体植入设备的非接触电能传输系统的技术难点,对高阶补偿和变参数条件下的控制方法,以及非接触变压器的结构优化等进行系统的归纳、总结。

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