انتقال توان به صورت بی سیم برای یک کاشتینه ضربان ساز مصنوعی قلب و پیاده سازی یک نمونه عملی

امروزه کاشتینه ها در درمان و مراقبت های پزشکی نقش پررنگی ایفا می کنند. این سیستم ها از مدارات الکترونیکی تشکیل شده اند که احتیاج به تغذیه پایدار و مطمئن خواهند داشت. از آنجا که کاشتینه ها در داخل بدن کاشته خواهند شد، ایده آل خواهد بود اگر بتوانند توان مورد نیاز شارژ باتری خود را از بیرون بدن به صورت بی سیم فراهم کنند تا نیاز به تعویض باتری آنها توسط عمل های جراحی نباشد. یکی از راهکارهای پیشنهادی برای تامین توان مورد نیاز باتری کاشتینه ها، انتقال توان بی سیم از طریق سیم پیچ های تزویج شده فرستنده و گیرنده، که یکی در داخل و دیگری بیرون از بدن و استفاده از روش تزویج رزونانسی می باشد. به منظور رعایت موارد ایمنی بایستی محدودیت های خاصی برروی فرکانس و توان سیگنال انتقالی اعمال شود تا به بافت زنده آسیب نرسد. در این مقاله پس از بررسی روش های گوناگون انتقال توان بی سیم، محدودیت ها و چالش های روش های مختلف بررسی و پس از آن با هدف بهینه سازی راندمان، کم کردن تلفات کلیدزنی و ضریب تزویج یک ساختار بهینه سازی شده برای انتقال توان بی سیم به کمک نتایج تجربی پیشنهاد خواهد شد. راستی آزمایی ساختار پیشنهادی با استفاده از شبیه سازی در نرم افزار Cadence انجام خواهد شد و پس از آن، سیستم پیشنهادی به صورت نمونه آزمایشگاهی پیاده سازی شده و در فرکانس نمونه KHz300 نتایج حاصل مورد بحث و بررسی قرار گرفته است. نتایج حاصل از پیاده سازی آزمایشگاهی ساختار انتقال توان بی سیم پیشنهادی بیانگر موثر بودن ساختار پیشنهادی از نظر ارسال بهینه توان، حساس نبودن به دید مستقیم، بازدهی بالا و تلفات کم نسبت به ساختارهای معمول است. در نهایت نمونه پیاده سازی شده در آزمایشگاه قادر است توان مورد نیاز یک کاشتینه ضربان ساز قلب را با حداکثر ولتاژ DC خروجی 5/4 ولت، حداکثر جریان خروجی mA480 میلی آمپر، حداکثر توان خروجیw16/2 وات و راندمانی نزدیک به %72 درصد از فاصله4 سانتی متری را تامین کند.