Proposta de enlace indutivo para alimentação de dispositivos implantáveis

• Ano de defesa: 2020
• Autor(a) principal: Braga, Eduardo Felipe Ardigo
• Orientador(a): Pichorim, Sergio Francisco
• Banca de defesa: Mariano, Andre Augusto , Miranda, Caio Marcelo de , Maia, Joaquim Miguel
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Tecnológica Federal do Paraná; Curitiba
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica e Informática Industrial
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Materiais biomédicos; Implantes dentários endoósseos; Bobinas; Métodos de simulação; Circuitos elétricos; Acoplamentos; Biomedical materials; Endosseous dental implants; Electric coils; Simulation methods; Electric circuits; Couplings
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA BIOMEDICA::ENGENHARIA MEDICA
• Link de acesso: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/23637

A utilização de dispositivos médicos implantáveis alimentados de maneira sem fio tem ganhado destaque com a aplicação de acoplamentos indutivos para este fim. Essa técnica permite grandes eficiências na relação entre potência transmitida e fornecida ao implante. Os dispositivos podem ser para os mais variados fins, e no presente trabalho foi definido o desenvolvimento de um acoplamento indutivo para alimentar dispositivos biomédicos no geral. Portanto, para o alcance do objetivo é necessária a apresentação de alguns conceitos e realização de experimentos, a fim de se comparar os resultados. A primeira comparação fica por conta do conjunto com 2, 3 ou 4 bobinas, sendo importante analisar qual melhor se encaixa na aplicação desejada. Os experimentos também foram realizados com diferentes cargas, de 10, 22, 47 e 100 Ω, no intuito de observar o comportamento do sistema devido à variação da carga a ser alimentada. Com auxílio da análise de conceitos teóricos, foi possível elaborar uma comparação entre dados teóricos, calculados através das equações encontradas e de simulações efetuadas, e dados práticos, obtidos através dos experimentos realizados. Foram então utilizadas bobinas comerciais no intuito de realizar os experimentos. Algumas das bobinas utilizadas nos experimentos possuíam um ferrite acoplado a elas, outras bobinas tiveram o ferrite removido. Desta forma, foi importante realizar um estudo experimental acerca da interferência do ferrite no acoplamento entre as bobinas e, consequentemente, na eficiência dos conjuntos. Esta questão da interferência do ferrite é algo que não foi encontrado na literatura, portanto apresenta um campo de pesquisa novo e essencial para futuras aplicações como a apresentada neste trabalho. Com isso, foi observada a interferência do ferrite na indutância e no coeficiente de acoplamento magnético entre elas. Os resultados dos experimentos e comparações realizados possibilitam a definição dos melhores parâmetros para construção do conjunto desejado, de forma a atender os dispositivos biomédicos alimentados via transferência de energia sem fio por acoplamento indutivo. As distâncias analisadas variaram de 0 a 10 mm e foi possível observar que nas menores distâncias dessa faixa o sistema de 2 bobinas possui melhores eficiências sobre os outros. Entretanto, na relação entre distância e eficiência o sistema de 3 bobinas foi o que teve melhores resultados, visto que, com o auxílio da bobina repetidora, o sistema consegue oferecer maiores eficiências em distâncias maiores, entre 8 e 10 mm. Já o sistema de 4 bobinas teve menores eficiências, o que se deve a perdas nos circuitos intermediários, visto que este sistema possui muitos acoplamentos entre bobinas não adjacentes, o que pode vir a atrapalhar sua eficiência.