无线能量与数据遥测在生物医疗中的应用研究

Wireless power and data telemetry technologies for biomedical and healthcare applications have received a lot of attention recently. The ageing population poses many challenges to healthcare systems, especially on chronic illness management. It is believed that the market potential is huge in the design and development of wireless medical equipment and personal medical health care systems. From the state of arts, designing high-accuracy and robust wireless biomedical equipment still presents as a great challenge. This project adopts analytical, numerical calculation and experiment method to set up a simulation model for the human coupling effect, and the project targets designing high-efficiency wireless power transfer system and compact, high-accuracy wireless data transmission system including the implantable antennas. Finally, the electromagnetic compatibility problem inherent in the system integration of wireless power and data transmission modules will also be investigated. We would analyze the coupling effect of the whole system and design the complete wireless power and data transmission system intended for biomedical applications, and further implement the optimized design and conduct performance evaluation for the wireless biomedical systems.

无线能量与数据传输以及远端遥测在无线医疗设备的设计开发及其个人医疗保健方面具有十分广阔的应用市场，是未来生物医疗发展的必然趋势。从目前的研究来看，研发高精确、稳定可靠的无线生物医疗设备仍然面临很大的挑战。本项目采用解析、数值计算与实验方法建立考虑人体耦合效果的数值仿真模型，指导设计高传输效率的无线能量传输与小型化、高精度的包括植入式天线在内的无线数据传输系统，最后探索由于无线能量模块与数据传输模块系统集成化而引起的电磁兼容问题，分析其影响并设计出用于生物医疗的无线能量与数据传输的整个系统，实现对无线生物医疗系统优化设计与性能评估。

无线能量与数据传输以及远端遥测在无线医疗设备的设计开发及其个人医疗保健方面具有十分广阔的应用市场，是未来生物医疗发展的必然趋势。从目前的研究来看，研发高精确、稳定可靠的无线生物医疗设备仍然面临很大的挑战。..本项目依据申请书研究内容，开展了“无线能量与数据遥测在生物医疗中的应用研究”，研究工作包括三方面：1）研究了电磁波与人体耦合作用下的电磁传播规律，建立了结合人体耦合效果的数值仿真模型，研究分析了提高线圈耦合效率的方法，设计出高耦合效率的无线能量传输系统；2）基于高精度人体模型，针对无线数据传输系统应用环境建立其仿真模型，研究了植入式天线小型化方法，实际实现了多种新型小型化天线结构；3）研究无线能量传输与无线数据传输系统集成化所面临的电磁兼容问题，在考虑耦合线圈与植入式天线相互作用的基础上，实现对无线生物医疗系统的优化设计与性能评估。本项目相关研究成果已发表或录用SCI检索论文30篇，包括IEEE Trans.论文17篇；作会议特邀报告5次；已申请国家发明专利3项。依托该项目，已培养博士研究生5人，硕士研究生3人。