心脏起搏器谐振式无线供能四匹配电容无功屏蔽

作     者：陈伟华 刘岳鹏 闫孝姮 曹鹤译 黄志石 

作者机构：辽宁工程技术大学电气与控制工程学院 

出 版 物：《电工技术学报》 (Transactions of China Electrotechnical Society)

年 卷 期：2024年

核心收录：

学科分类：0831[工学-生物医学工程（可授工学、理学、医学学位）] 1004[医学-公共卫生与预防医学(可授医学、理学学位)] 080802[工学-电力系统及其自动化] 0808[工学-电气工程] 08[工学] 10[医学] 

基　　金：2023年度辽宁省教育厅基本科研项目面上项目(JYTMS20230815) 

主　　题：谐振式 无功屏蔽 生物医学植入物 无线供能 

摘      要：为减少心脏起搏器无线供能系统的漏磁场对人体产生的影响，该文提出一种工作频率为120 kHz的四匹配电容无功屏蔽心脏起搏器谐振式无线供能系统。首先建立LCC-LCC补偿电路模型，对电路理论模型进行分析并对电感比值进行计算。然后分析谐振式无功屏蔽结构原理，仿真研究五种不同无功屏蔽结构的磁场分布和传输效率，以及人体上半身模型的温升、感应电场、磁场强度以及比吸收率。实验结果表明，在四匹配电容最优无功屏蔽结构下，在距离线圈中心45 mm处测量磁通密度值减小28.5%，系统传输效率增加3%，此时体内温升为0.87℃，符合ICNIRP2020准则标准。与以往的工作相比，在保证屏蔽效果的前提下，传输效率得到提高，并且在无线供能系统中没有加入高磁导率及温升敏感材料，具有很好的生物相容性，为生物医学植入装置无线供能系统设计提供了一种新途径。