植入式微型医疗器械供电方法研究
Study on the Methods for Powering Implantable Medical Devices
当前,随着医学技术的飞速发展,满足各类以治疗和诊断为目的的可植入人体式医用装置的种类日益增多.如何为其提供长期、稳定、高效的电能是一个关键技术.该文在全面分析已有技术的基础上,尝试提出并对比研究三种新型的充电模式,并取得了一定的进展和成果:1、可植入式温差发电技术的实验评估该文在理论分析和离体实验的基础上,通过活体动物实验,进一步论证了利用体内温差发电的可行性,并通过功率量级的评估剖析了温差发电器在给植入式医疗器械供电的潜在用途.实验表明,植入式热电片输出的电压高低与植入位置和外界温度有很大关系.在脂肪层薄的地方能获得较大温差及电压;且外界环境温度越低温差越大,输出电压也越高.通过改进热电片的构造和材料,可以得到的输出功率能与一些植入式医疗器械所需电量相匹配.这些结果证明了利用体内的温差发电对植入式医疗器械进行供电的可行性.2、基于人体自身动能驱动的植入式医疗器械供电技术提出一种新的电磁装置,可将人体的动能转化为电能.其原理在于通过线圈切割磁力线来产生电能.将此装置植入到人体内时,磁体可随着人体的运动而以一定的频率发生往复运动,固定在套管外的线圈切割磁力线,于是线圈回路内就产生电流.通过这种经典的电磁转化方法,可以收集到足够的电能来给植入式医疗器械供电.该文通过模拟实验和离体实验,验证了该方案的可行性.3、驱动人体内植入医疗器械的微创供电方法提出一种可直接对植入式医疗器械提供电能的微创性充电方法,通过理论分析、仿真计算和离体实验研究,对该方法的可行性进行了论证,结果表明了此类装置能在肌肉内建立起一定的电场,并能给特定负载供电.
- 作者：
- 韦晓娟
- 学位授予单位：
- 中国科学院研究生院(理化技术研究所)
- 专业名称：
- 制冷及低温工程
- 授予学位：
- 硕士
- 学位年度：
- 2008年
- 导师姓名：
- 刘静
- 中图分类号：
- TH772
- 关键词：
- 可植入式医疗器械；电源；微器件；电磁转化；压电技术；热电技术；超声波；射频技术；激光技术；人体温差发电；人体自身动能驱动；微创技术
- Implantable medical device；Power source；Micro/nano device；Electromagnetic power；Piezoelectric power；Thermoelectric device；Ultrasound motor；Radio frequency technique；Power generation from temperature difference in human body；Power generation from movement of human body；Minimally invasive techniques