Analisi di un sistema Wireless Power Transfer Transcutaneo
per Cuore Artificiale
Riassunto
Si propone un sistema “Wireless Power Transfer” transcutaneo per l’alimentazione di cuori artificiali. Il sistema può essere visto come una rete due porte ed è costituito da due elementi: un loop in trasmissione esterno e un loop in ricezione impiantato sotto cute. Ognuno dei due loop è dotato di un condensatore posto in parallelo ad essi. I valori di capacità sono stati scelti in modo da massimizzare il parametro |S21| alla frequenza di 13.56MHz. Tale parametro tiene conto di quanta parte della potenza trasmessa alla porta 1 viene effettivamente ricevuta alla porta 2, sotto l’ipotesi di carico adattato. I tessuti umani sono stati modellati come mezzi dispersivi tramite il modello di Debye del
secondo ordine. Per il progetto e l’analisi del sistema è stato usato il software CST Microwave Studio®. Successivamente è stata analizzata la distribuzione del SAR
locale all’interno dei tessuti e confrontata con i limiti imposti dalla normativa ICNIRP.
Transcutaneous Wireless Power Transfer System
for Artificial Heart
Abstract
The research shows a Transcutaneous Wireless Power System for Artificial Hearts. This system can be seen as a two-port network that includes an external transmitting loop and an implanted receiving loop. A capacitor has been added to both the loops and properly optimized in order to maximize the |S21| parameter at f0=13.56MHz. The |S21| parameter represents the power transferred from port 1 to port 2, assuming impedance matching. Human tissues were modeled through a second-order Debye model. For the analysis, the software tool CST Microwave Studio® was used. Moreover, the local SAR distribution was analyzed and compared with the ICNIRP guidelines.
