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J-GLOBAL ID：202202266621483250   整理番号：22A0651349

生物医学インプラントへの無線電力伝送のための誘導リンクの結合係数の最適化【JST・京大機械翻訳】

Optimization of the Coupling Coefficient of the Inductive Link for Wireless Power Transfer to Biomedical Implants

著者 (6件)： Bao Jiarui (School of Information Science and Technology, Fudan University, Shanghai 200438, China) ,  Hu Shuyan (School of Information Science and Technology, Fudan University, Shanghai 200438, China) ,  Xie Zibin (School of Information Science and Technology, Fudan University, Shanghai 200438, China) ,  Hu Guangxi (School of Information Science and Technology, Fudan University, Shanghai 200438, China) ,  Lu Ye (School of Information Science and Technology, Fudan University, Shanghai 200438, China) ,  Zheng Lirong (School of Information Science and Technology, Fudan University, Shanghai 200438, China)
資料名： International Journal of Antennas and Propagation (Web)  (International Journal of Antennas and Propagation (Web))
巻： 2022  ページ： Null  発行年： 2022年 
JST資料番号： U7713A  ISSN： 1687-5869  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： イギリス (GBR)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： 本研究は,センチメートルサイズの移植可能医療機器(IMD)で使用される無線電力伝送(WPT)システムのための誘導リンクの結合係数(k)の最適化に焦点を当てた。kの解析式を提示した。高周波構造シミュレータ(HFSS)を用いてシミュレーションを行った。解析結果をシミュレーションで検証した。受信(Rx)コイルを体内に移植し,組織炎症のリスクを低減するために5ミリメートルの半径の円形コイルとしてセットした。不整合シナリオ下の誘導リンクを最適化してkを改善した。送信(T_x)とR_xコイル間の距離を20mmに固定すると,kを最大化するために,平均半径が20mmの平面螺旋配置のT_xコイルが優先され,0.7mmのワイヤピッチを有するソレノイド構成のR_xコイルが推奨される。これらの最適化結果に基づいて,誘導リンクWPTシステムを提案した。結合係数k,電力伝達効率(PTE),およびシステムの負荷(MPDL)に供給される最大電力を,シミュレーションと実験の両方で得た。TxおよびRxコイルを分離する空気,筋肉および骨の異なる媒体を試験した。筋肉(骨)媒体では,PTEは44.14%(43.07%)で,MPDLは15.38mW(128.13mW)であった。Copyright 2022 Jiarui Bao et al. Translated from English into Japanese by JST.【JST・京大機械翻訳】

シソーラス用語： *最適化 ,  シミュレータ ,  炎症 ,  HF【周波数】 ,  受信 ,  ソレノイド形コイル ,  媒質 ,  インダクタ ,  医療機器 ,  金属線 ,  電力効率 ,  *無線電力伝送
準シソーラス用語： *生物医学 ,  ピーク電力 ,  HFSS , 【Automatic Indexing@JST】

分類 (3件)： 送電  (NB05030G) ,  電磁気学一般  (BD01020N) ,  LCR部品  (NA05030D)

引用文献 (57件)：

• G. J. Suaning, N. H. Lovell, "CMOS neurostimulation ASIC with 100 channels, scaleable output, and bidirectional radio-frequency telemetry," IEEE Transactions on Biomedical Engineering, vol. 48, no. 2, pp. 248-260, 2001.
• M. Schwarz, R. Hauschild, B. J. Hosticka, J. Huppertz, T. Kneip, S. Kolnsberg, L. Ewe, "Single-chip CMOS image sensors for a retina implant system," IEEE Transactions on Circuits and Systems II: Analog and Digital Signal Processing, vol. 46, no. 7, pp. 870-877, 1999.
• G. A. Kendir, W. T. Liu, G. X. Wang, M. Sivaprakasam, R. Bashirullah, M. S. Humayun, J. D. Weiland, "An optimal design methodology for inductive power link with class-E amplifier," IEEE Transactions on Circuits and Systems I: Regular Papers, vol. 52, no. 5, pp. 857-866, 2005.
• S. A. Mirbozorgi, P. Yeon, M. Ghovanloo, "Robust wireless power transmission to mm-sized free-floating distributed implants," IEEE Transactions on Biomedical Circuits and Systems, vol. 11, no. 3, pp. 1-11, 2017.
• Y. Jia, S. A. Mirbozorgi, B. Lee, W. Khan, F. Madi, O. T. Inan, A. Weber, W. Li, M. Ghovanloo, "A mm-sized free-floating wirelessly powered implantable optical stimulation device," IEEE Transactions on Biomedical Circuits and Systems, vol. 13, no. 4, pp. 608-618, 2019.

タイトルに関連する用語 (7件)： 生物医学 ,  インプラント ,  無線電力伝送 ,  誘導 ,  リンク ,  結合係数 ,  最適化