用于消化道定點施藥微系統(tǒng)的無線能量傳輸技術(shù)的研究.pdf

1、近年來，隨著MEMS技術(shù)和醫(yī)學(xué)的進步，消化道微診療系統(tǒng)越來越受到人們的關(guān)注，其中消化道定點施藥微系統(tǒng)是消化道微診療系統(tǒng)的一個重要分支。消化道定點施藥微系統(tǒng)實現(xiàn)了無創(chuàng)的消化道定點施藥，在臨床上具有良好的市場前景。定點施藥膠囊可以無創(chuàng)地到達(dá)小腸及結(jié)腸，對該部位的病變進行靶向施藥，提高治療效果，特別是對于小腸出血具有直接的療效，而當(dāng)前最先進的小腸內(nèi)窺鏡到達(dá)小腸遠(yuǎn)端也是比較困難的。對于結(jié)腸部位的疾病，如結(jié)腸癌，有望利用消化道定點施藥膠囊攜帶化療

2、藥物在最佳的治療部位釋放藥物，提高療效的同時，大大減少了藥物的副作用。 無線能量傳輸技術(shù)是近十年來興起的一種新型能量供給技術(shù)，可為消化道定點施藥微系統(tǒng)提供良好的的能量供給方法。隨著該技術(shù)在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的逐步應(yīng)用，它將會進一步推動醫(yī)療領(lǐng)域無創(chuàng)、低危險治療的發(fā)展，具有重要的科學(xué)意義和研究價值。 本課題主要研究了一種可用于消化道定點施藥微系統(tǒng)的無線能量傳輸系統(tǒng)，它主要是基于電磁感應(yīng)原理，由發(fā)射裝置向體內(nèi)發(fā)射特定頻率的電磁波信號

3、，能量耦合單元感應(yīng)得到感生電壓，作為定點釋放膠囊的工作電源。本課題研究內(nèi)容主要包括無線能量發(fā)射裝置和接收裝置的設(shè)計。文中闡述了發(fā)射線圈的選型，對比了不同設(shè)計下的優(yōu)點和缺點，構(gòu)建了能量傳輸?shù)哪Ｐ停?jīng)過討論得到了提高無線能量傳輸?shù)姆椒?，并完整的闡述了系統(tǒng)阻抗匹配的過程和結(jié)果。論文對體外裝置和體內(nèi)單元的能量耦合也進行了理論和實際的分析，討論了不同變量對能量耦合的影響。此外，論文還對發(fā)射線圈的磁場進行了詳細(xì)分析，并繪制了相關(guān)圖片。在接收線圈的設(shè)

4、計方面，計算了線圈的諧振電容，討論并分析了不同諧振電路的情況。另外，論文還對人體介入后系統(tǒng)的等效電路進行了分析，建立了模型并提出了解決辦法。此外，論文還詳細(xì)分析了諧振頻率選擇等問題，并對本裝置進行了安全性分析、成本分析等。 在實驗部分，進行了頻率選定的實驗、體內(nèi)單元的感應(yīng)電壓測試實驗、樣機體外模擬試驗和樣機可靠性實驗等。實驗結(jié)果表明，本裝置能夠使消化道定點施藥微系統(tǒng)正常工作，并且可達(dá)到較高的成功率。由于本課題是實用化研究，因此論