< Terug naar vorige pagina

Project

Draadloze voeding voor implanteerbare apparaatnetwerken

De miniaturisatie van elektronische systemen heeft het mogelijk gemaakt om geïmplanteerde apparaten van mm-formaat te realiseren voor allerlei toepassingen, variërend van het detecteren van relevante biologische parameters tot medicijnafgifte en zenuwstimulatie. Al deze systemen hebben echter een voedingsbron nodig en de batterijen zijn normaal gesproken te groot of moeten periodiek worden opgeladen / vervangen. Gezien de beperkte en discontinue hoeveelheid energie die in het lichaam kan worden geoogst, is Wireless Power Transfer (WPT) een veelbelovende oplossing. Er zijn meerdere manieren om in-body WPT uit te voeren met behulp van inductieve, ultrasone en RF-energiebronnen. Het vinden van een generieke oplossing voor het probleem van het draadloos voeden van implanteerbare apparaten wordt tegenwoordig als een onmogelijke uitdaging gezien. Dit geldt vooral als we draagbare, lichtgewicht en comfortabele krachtzenders buiten het lichaam beschouwen. Elke voedingsmethode heeft verschillende voor- en nadelen. Inductieve voeding is ongevoelig voor het menselijk lichaam en grensvlakken tussen lucht en weefsel, maar zeer gevoelig voor verkeerde uitlijning. Het voeden van ultrasone golven heeft zeer lage padverliezen in het menselijk lichaam, maar wordt beïnvloed door 99,9% verzwakking op het grensvlak huid / lucht. HF-voeding heeft het voordeel dat het veldvermogen afneemt als het omgekeerde van afstand, in plaats van het omgekeerde van afstand in het kwadraat (zoals het geval is bij inductieve voeding). Het lijdt echter aan aanzienlijke absorptie in het lichaam en interface-reflecties. Onlangs hebben mensen geprobeerd het menselijk lichaam te exploiteren, dat zelf als geleider kan fungeren om macht over te brengen, op een vergelijkbare manier als 802.15.6 menselijke lichaamscommunicatie. Andere onderzoeksgroepen onderzoeken verschillende manieren om trillings-, licht- of temperatuurgradiëntbronnen te oogsten. Deze Ph.D. heeft tot doel efficiënte WPT-technologie te ontwikkelen voor implanteerbare miniatuuroplossingen op basis van deze nieuwe concepten. De kandidaat voert een gedetailleerd literatuuronderzoek uit. Er zal een geschikt wiskundig model en simulatieomgeving worden ontwikkeld. De kerntaak van het onderzoek zal liggen bij het ontwerpen van zeer energiezuinige energie-oogstmachines en stroombeheercircuits. De kandidaat kan zijn eigen ASIC ontwerpen en laten vervaardigen. Ten slotte zal de ASIC worden getest in een geschikt in-vitro-model.

Datum:10 nov 2020 →  Heden
Trefwoorden:Wireless Power Transfer, Implantable Medical Devices, Power Converters, Energy Harvesting, Ultrasound Power Transfer, Inductive Power Transfer, RF Power Transfer, Wave propagation in human body
Disciplines:Analoge, RF- en mixed-signal geïntegreerde circuits
Project type:PhD project