Архив номеров
Медицинская Техника / Медицинская техника №3, 2022 / с. 27-30

Быстрая оценка тепловой безопасности низкочастотных индуктивных систем передачи энергии для имплантируемых устройств

Е.В. Рябченко, Э.А. Миндубаев, А.А. Данилов


Аннотация

Численная оценка тепловой безопасности индуктивных систем передачи энергии требует значительных вычислительных затрат. В работе предложен метод, позволяющий существенно сократить вычислительные затраты. На первом шаге необходимо рассчитать нагрев для двух произвольных наборов характеристик системы индуктивной передачи энергии. В таком случае можно получить линейную аппроксимацию для зависимости «рассеиваемая мощность – температура», используя эти две точки. Затем можно получить термически оптимальные характеристики системы, подставляя значения требуемой температуры в полученное линейное уравнение. Показано, что этот метод обеспечивает достаточную точность и, следовательно, может использоваться в процедурах проектирования низкочастотных индуктивных систем передачи энергии для имплантируемых устройств.


Вернуться к содержанию

Сведения об авторах

Екатерина Викторовна Рябченко, аспирант,
Эдуард Адипович Миндубаев, канд. физ.-мат. наук, доцент,
Арсений Анатольевич Данилов, канд. физ.-мат. наук, доцент, Институт биомедицинских систем, ФГАОУ ВО «Национальный исследовательский университет «Московский институт электронной техники», г. Москва, г. Зеленоград,

Список литературы

1. Haerinia M., Shadid R. Wireless Power Transfer Approaches for Medical Implants: A Review // Signals. 2020. Vol. 1. № 2. PР. 209-229.
2. Khan R.K., Pavuluri S.K., Cummins G., Desmulliez M.P.Y. Wireless Power Transfer Techniques for Implantable Medical Devices: A Review // Sensors. 2020. Vol. 20. PP. 1-56.
3. Maniar S., Kondareddy S., Topkara V. K. Left ventricular assist device-related infections: Past, present and future // Expert Review of Medical Devices. 2011. Vol. 8. № 5. PP. 627-634.
4. Mehta S.M., Pae W.E., Rosenberg G., Snyder A.J., Weiss W.J., Lewis J.P., Frank D.J., Thompson J.J., Pierce W.S. The LionHeart LVD-2000: A completely implanted left ventricular assist device for chronic circulatory support // The Annals of Thoracic Surgery. 2001. Vol. 71. № 3. PP. S156-S161.
5. Lin W.-Yi., Lin Ch.-P., Hsu Ch.-H., Lee Yi.-H., Lin Yi-T., Hsu M.-Ch., Shao Yu-Yu. Right or left? Side selection for a totally implantable vascular access device: A randomised observational study // British Journal of Cancer. 2017. Vol. 117. PP. 932-937.
6. Au Sh., McCormick D., Lever N., Budgett D. Thermal evaluation of a hermetic transcutaneous energy transfer system to power mechanical circulatory support devices in destination therapy // Artificial Organs. 2020. Vol. 4. № 9. PP. 955-967.
7. Knecht O., Kolar J. Impact of Transcutaneous Energy Transfer on the electric field and specific absorption rate in the human tissue / IECON 2015 – 41st Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society. 2015. PP. 004977-004983.
8. ISO 14708-1:2000 Implants for surgery – Active implantable medical devices – Part 1: General requirements for safety, marking and information to be provided by the manufacturer. 2014. 57 p.
9. Danilov A.A., Mindubaev E.A., Selishchev S.V. Methods for Compensation of Coil Misalignment in Systems for Inductive Transcutaneous Power Transfer to Implanted Medical Devices // Biomedical Engineering. 2017. Vol. 51. PР. 56-60.
10. Ryabchenko E.V., Mindubaev E.A., Danilov A.A. The Effect of Misalignment of Induction Coils on Tissue Heating during Wireless Transcutaneous Energy Transfer // Biomedical Engineering. 2020. Vol. 54. PP. 203-207. 11. Wissler E.H. Pennes’ 1948 paper revisited // Journal of Applied Physiology. 1985. Vol. 85. PP. 35-41.