RU2671418C1 - Device for wireless transcutaneous transmission of optical energy for power supply of implantable medical devices - Google Patents
Device for wireless transcutaneous transmission of optical energy for power supply of implantable medical devices Download PDFInfo
- Publication number
- RU2671418C1 RU2671418C1 RU2017145779A RU2017145779A RU2671418C1 RU 2671418 C1 RU2671418 C1 RU 2671418C1 RU 2017145779 A RU2017145779 A RU 2017145779A RU 2017145779 A RU2017145779 A RU 2017145779A RU 2671418 C1 RU2671418 C1 RU 2671418C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- optical radiation
- source
- energy
- center
- optical
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
- A61N1/00—Electrotherapy; Circuits therefor
- A61N1/02—Details
- A61N1/08—Arrangements or circuits for monitoring, protecting, controlling or indicating
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
- A61N1/00—Electrotherapy; Circuits therefor
- A61N1/18—Applying electric currents by contact electrodes
- A61N1/32—Applying electric currents by contact electrodes alternating or intermittent currents
- A61N1/36—Applying electric currents by contact electrodes alternating or intermittent currents for stimulation
- A61N1/372—Arrangements in connection with the implantation of stimulators
- A61N1/37211—Means for communicating with stimulators
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
- A61N1/00—Electrotherapy; Circuits therefor
- A61N1/18—Applying electric currents by contact electrodes
- A61N1/32—Applying electric currents by contact electrodes alternating or intermittent currents
- A61N1/36—Applying electric currents by contact electrodes alternating or intermittent currents for stimulation
- A61N1/372—Arrangements in connection with the implantation of stimulators
- A61N1/378—Electrical supply
- A61N1/3787—Electrical supply from an external energy source
Abstract
Description
Устройство для беспроводной чрескожной передачи оптической энергии для питания имплантируемых медицинских приборовDevice for wireless transdermal transmission of optical energy to power implantable medical devices
Изобретение относится к области медицинской техники и может быть использовано для беспроводного дистанционного питания имплантируемых медицинских приборов (ИМП), потребляющих ток мощностью до 5 мВт, в том числе кардиостимуляторов, кардиовертеров/дефибрилляторов, стимуляторов спинного мозга, стимуляторов головного мозга, кохлеарных имплантатов, визуальных протезов, биомедицинских датчиков и других. Также изобретение может найти применение в тех областях техники, где возникает необходимость в беспроводной передаче энергии на небольшое расстояние.The invention relates to the field of medical equipment and can be used for wireless remote power supply of implantable medical devices (IMP), consuming currents up to 5 mW, including pacemakers, cardioverter / defibrillators, spinal cord stimulants, brain stimulants, cochlear implants, visual prostheses , biomedical sensors and others. The invention may also find application in those technical fields where there is a need for wireless transmission of energy over a short distance.
Беспроводная чрескожная передача энергии в настоящее время является одним из основных способов энергообеспечения ИМП. Обычно для решения этой задачи используют индуктивную связь. Устройства, в которых реализован этот метод, включают в себя передающий и принимающий модули. Передающий модуль обычно включает в себя блок управления; источник энергии (носимый химический элемент питания); генераторный блок, преобразующий постоянный ток источника в переменный; передающий колебательный LC-контур, генерирующий переменное электромагнитное поле. Принимающий модуль обычно включает в себя принимающий колебательный LC-контур, преобразующий энергию переменного электромагнитного поля в переменный ток; блок выпрямления и стабилизации; устройство для хранения энергии (аккумулятор). Рабочие частоты таких систем обычно находятся в диапазоне 0,1…10 МГц, катушки индуктивности в составе колебательных LC-контуров обычно выполняются в виде плоских катушек с кольцевой или спиральной намоткой размером 2…10 см [1-11]. Наиболее существенными недостатками индуктивной передачи энергии являются:Wireless transdermal energy transfer is currently one of the main ways of energy supply for UTI. Usually, inductive coupling is used to solve this problem. Devices that implement this method include transmitting and receiving modules. The transmitting module typically includes a control unit; energy source (wearable chemical battery); a generator unit that converts the direct current of the source into alternating; transmitting oscillating LC circuit generating an alternating electromagnetic field. The receiving module typically includes a receiving oscillating LC circuit, converting the energy of an alternating electromagnetic field into alternating current; rectification and stabilization unit; energy storage device (battery). The operating frequencies of such systems are usually in the range 0.1 ... 10 MHz, the inductors in the composition of the oscillating LC circuits are usually made in the form of flat coils with ring or spiral winding 2 ... 10 cm in size [1-11]. The most significant disadvantages of inductive energy transfer are:
- проблема помехозащищенности энергетического канала, связанная с необходимостью защиты от воздействия радиоизлучающих приборов различного назначения (медицинских, промышленных, бытовых);- the problem of noise immunity of the energy channel associated with the need to protect against exposure to radio-emitting devices for various purposes (medical, industrial, domestic);
- значительные размеры передатчика и приемника энергии (передающей и принимающей катушек индуктивности), что затрудняет имплантацию устройств.- significant dimensions of the transmitter and receiver of energy (transmitting and receiving inductors), which complicates the implantation of devices.
Задача существенного уменьшения габаритов приемника излучения может быть решена с использованием высокочастотного радиоизлучения. Известно устройство, в котором для передачи энергии к ИМП используется источник, включающий в себя четыре излучателя радиоволн частотой 1,6 ГГц [12]. Такое решение позволяет уменьшить размеры приемной антенны на порядок (~2 мм вместо ~2 см), однако существенными недостатками метода являются низкая эффективность передачи энергии (<1%) и проблема помехозащищенности, в т.ч. от воздействия бытовых приборов, работающих в гигагерцовом диапазоне (мобильные телефоны, сети беспроводной связи Wi-Fi и пр.)The task of significantly reducing the dimensions of the radiation receiver can be solved using high-frequency radio emission. A device is known in which a source is used to transfer energy to an IMP, which includes four 1.6 GHz radio wave emitters [12]. This solution allows us to reduce the size of the receiving antenna by an order of magnitude (~ 2 mm instead of ~ 2 cm), however, the significant disadvantages of the method are the low energy transfer efficiency (<1%) and the noise immunity problem, including from exposure to household appliances operating in the gigahertz range (mobile phones, Wi-Fi wireless networks, etc.)
Проблема минимизации габаритов приемника и повышения помехозащищенности может быть решена путем использования для чрескожной передачи энергии оптического излучения [13-20]. В известных устройствах, предназначенных для беспроводной чрескожной передачи энергии с помощью оптического излучения, обычно используют ближнее ИК-излучение (длина волны 750…900 нм), что снимает проблему помех со стороны радиоизлучающих приборов медицинского, бытового или промышленного назначения. Приемник излучения обычно имплантируют непосредственно под кожу, расстояние передачи энергии (толщина слоя кожи) составляет 1…3 мм. При этом для избегания термического поражения кожи используют маломощное излучение (плотность мощности ~10 мВт/см2). Известные устройства могут обеспечивать беспроводное питание ИМП, потребляющих ток мощностью 5 мВт и менее, при использовании приемников излучения площадью 1…2 см2, что на порядок меньше размеров приемников энергии в устройствах для индуктивной передачи энергии. Основной проблемой чрескожной передачи энергии с помощью оптического излучения является низкая эффективность передачи энергии (10…20%), обусловленная, в первую очередь, рассеянием оптического излучения в биологических тканях (коже).The problem of minimizing the dimensions of the receiver and increasing noise immunity can be solved by using optical radiation for percutaneous energy transfer [13-20]. Known devices designed for wireless transdermal transmission of energy using optical radiation, usually use near infrared radiation (wavelength 750 ... 900 nm), which removes the problem of interference from radio-emitting devices for medical, domestic or industrial use. The radiation receiver is usually implanted directly under the skin, the distance of energy transfer (skin layer thickness) is 1 ... 3 mm. In order to avoid thermal damage to the skin, low-power radiation is used (power density ~ 10 mW / cm 2 ). Known devices can provide wireless power to UTIs consuming a current of 5 mW or less when using radiation detectors with an area of 1 ... 2 cm 2 , which is an order of magnitude smaller than the size of energy receivers in devices for inductive energy transfer. The main problem of transdermal energy transfer using optical radiation is the low energy transfer efficiency (10 ... 20%), due primarily to the scattering of optical radiation in biological tissues (skin).
Известно устройство для чрескожной беспроводной передачи энергии, в котором в качестве источника излучения используется лазер с длиной волны 750 нм и мощностью 5 мВт, а в качестве приемника излучения - массив из 8 фотодиодов в двух конфигурациях: прямоугольной (две линейки по 4 фотодиода; длина 29 мм, ширина 15 мм) и крестообразной (две пересекающиеся линейки 2×4, диаметр описанной окружности 26,7 мм) с суммарной фоточувствительной поверхностью площадью 90 мм2 [17]. Существенными недостатками этого устройства, снижающими эффективность передачи энергии, является использование формы пучка, соответствующей по размерам и форме детектору (при рассеянии излучения в коже необходимо использовать детектор, размер которого больше размера пучка [16]), и отсутствие средств компенсации обратного рассеяния.A device for transdermal wireless energy transfer is known, in which a laser with a wavelength of 750 nm and a power of 5 mW is used as a radiation source, and an array of 8 photodiodes in two configurations is used as a radiation receiver: rectangular (two arrays of 4 photodiodes; length 29 mm, width 15 mm) and cruciform (two intersecting
Известно устройство для чрескожной беспроводной передачи энергии с помощью оптического излучения, включающее в себя передающий модуль с источником оптического излучения (фотодиодом) и приемником радиосигналов, и имплантируемый модуль с приемником оптического излучения (массив из шести фотодиодов, подключенных последовательно), устройством детектирования биологических электросигналов, радиопередатчиком и двумя электродами [21]. В качестве источника излучения используется фотодиод, генерирующий оптическое излучение с длиной волны 780 нм и плотностью мощности 280 мВт/стерадиан. Диаметр пятна освещенности на поверхности кожи составляет 5,5 мм, что превышает размеры приемника оптического излучения (3,2×3,9 мм). Это существенно снижает эффективность передачи энергии, поскольку площадь приемника вдвое меньше площади пятна освещенности, и в устройстве отсутствуют средства компенсации обратного рассеяния.A device is known for transdermal wireless energy transfer using optical radiation, including a transmitting module with an optical radiation source (photodiode) and a radio signal receiver, and an implantable module with an optical radiation receiver (an array of six photodiodes connected in series), a device for detecting biological electric signals, a radio transmitter and two electrodes [21]. A photodiode generating optical radiation with a wavelength of 780 nm and a power density of 280 mW / steradian is used as a radiation source. The diameter of the spot of illumination on the skin surface is 5.5 mm, which exceeds the size of the optical radiation receiver (3.2 × 3.9 mm). This significantly reduces the efficiency of energy transfer, since the receiver area is half the area of the spot of illumination, and the device lacks means for compensating backscatter.
Наиболее близким к предлагаемому является устройство (прототип)., одна из реализаций которого включает в себя внешний передающий модуль в составе источника энергии, устройства управления и источника оптического излучения; и принимающий модуль, имплантируемый в тело пациента, и включающий в себя приемник оптического излучения устройство обработки электрических сигналов, подключенное к питаемому ИМП [22]. Существенным недостатком этого устройства является отсутствие средств уменьшения влияния рассеяния оптического излучения в биологических тканях (коже) при чрескожной передаче энергии. Это приводит к тому, что энергия обратно-рассеянного излучения, выходящего через кожу в направлении передающего модуля, теряется при передаче и, соответственно, эффективность передачи энергии падает.Closest to the proposed is a device (prototype)., One of the implementations of which includes an external transmitting module as part of an energy source, a control device and an optical radiation source; and a receiving module implanted in the patient’s body, and including an optical radiation receiver, an electrical signal processing device connected to a powered UTI [22]. A significant drawback of this device is the lack of means to reduce the effect of scattering of optical radiation in biological tissues (skin) during percutaneous energy transfer. This leads to the fact that the energy of back-scattered radiation exiting through the skin in the direction of the transmitting module is lost during transmission and, accordingly, the efficiency of energy transfer decreases.
Задача изобретения - повышение эффективности беспроводной чрескожной передачи энергии.The objective of the invention is to increase the efficiency of wireless percutaneous energy transfer.
Это достигается тем, что предлагаемое устройство для беспроводной чрескожной передачи оптической энергии для питания имплантируемых медицинских приборов содержит внешний передающий модуль, включающий источник энергии, источник оптического излучения, снабженный отражающим элементом, и блок управления, и имплантируемый приемный модуль, включающий приемник оптического излучения, устройство обработки и преобразования электрических сигналов и устройство сбора и хранения электрической энергии, и отличается тем, что отражающий элемент является отражающим элементом обратно-рассеянного от поверхности кожи оптического излучения.This is achieved by the fact that the proposed device for wireless transdermal transmission of optical energy for powering implantable medical devices contains an external transmitting module including an energy source, an optical radiation source equipped with a reflective element, and a control unit, and an implantable receiving module including an optical radiation receiver, a device processing and converting electrical signals and a device for collecting and storing electrical energy, and is characterized in that the reflecting element i is a reflective element of optical radiation backscattered from the skin surface.
Следует отметить, что человеческая кожа является так называемой сильно-рассеивающей средой для оптического излучения ближнего ИК-диапазона (длина волны 750…900 нм). При взаимодействии излучения с такими средами рассеяние преобладает над поглощением. Так, для длины волны излучения 800 нм величина коэффициента поглощения кожи составляет 0,043 1/мм, величина редуцированного коэффициента рассеяния -1,4 1/мм. Для излучения с длиной волны 900 нм величина коэффициента поглощения кожи составляет 0,033 1/мм, величина редуцированного коэффициента рассеяния - 1,55 1/мм [23]. Таким образом, акты рассеяния фотонов происходят существенно чаще, чем акты поглощения. Это приводит к тому, что при прохождении тонких (1…3 мм) слоев кожи основным механизмом ослабления излучения источника является рассеяние. При этом рассеяние в биологических тканях, в т.ч. коже, обычно является близким к изотропному, т.е. интенсивность рассеянного излучения практически одинакова во всех направлениях. Таким образом, доля энергии обратно-рассеянного излучения, т.е. излучения, выходящего через кожу в направлении источника излучения, может быть близка к 50%. Использование отражающего элемента позволяет направить обратно-рассеянное излучение источника в направлении приемника оптического излучения и, тем самым, использовать часть энергии излучения источника, которая теряется в прототипе и других известных устройствах для чрескожной беспроводной передачи энергии с помощью оптического излучения.It should be noted that human skin is the so-called strongly scattering medium for near-infrared optical radiation (wavelength 750 ... 900 nm). When radiation interacts with such media, scattering prevails over absorption. So, for a radiation wavelength of 800 nm, the value of the skin absorption coefficient is 0.043 1 / mm, and the value of the reduced scattering coefficient is -1.4 1 / mm. For radiation with a wavelength of 900 nm, the skin absorption coefficient is 0.033 1 / mm, and the reduced scattering coefficient is 1.55 1 / mm [23]. Thus, acts of scattering of photons occur much more often than acts of absorption. This leads to the fact that with the passage of thin (1 ... 3 mm) layers of the skin, the main mechanism for attenuating the radiation of the source is scattering. Moreover, scattering in biological tissues, including skin is usually close to isotropic, i.e. the intensity of the scattered radiation is almost the same in all directions. Thus, the fraction of the energy of backscattered radiation, i.e. the radiation exiting through the skin in the direction of the radiation source may be close to 50%. The use of a reflecting element makes it possible to direct the back-scattered radiation of a source in the direction of the optical radiation receiver and, thereby, use part of the radiation energy of the source, which is lost in the prototype and other known devices for transdermal wireless transmission of energy using optical radiation.
Отражающий элемент может быть выполнен в виде плоского зеркала с отверстием в центре для источника оптического излучения; в виде фокусирующего конуса (фокона), с отверстием в центре для источника оптического излучения; в виде вогнутого зеркала с отверстием в центре для источника оптического излучения. Поскольку рассеяние излучения приводит к существенному увеличению зоны освещенности, использование отражающего элемента, у которого поперечный размер (диаметр) больше поперечного размера приемника оптического излучения, позволяет дополнительно повысить эффективность передачи энергии.The reflecting element can be made in the form of a flat mirror with a hole in the center for an optical radiation source; in the form of a focusing cone (focon), with a hole in the center for an optical radiation source; in the form of a concave mirror with a hole in the center for an optical radiation source. Since the scattering of radiation leads to a significant increase in the illumination zone, the use of a reflective element, whose transverse size (diameter) is larger than the transverse size of the optical radiation receiver, can further improve the energy transfer efficiency.
В качестве источника излучения в предлагаемом устройстве может использоваться фотодиод или лазер.As a radiation source in the proposed device can be used a photodiode or laser.
На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство, гдеIn FIG. 1 shows the proposed device, where
1 - передающий модуль;1 - transmitting module;
2 - блок управления в составе передающего модуля;2 - control unit as part of a transmitting module;
3 - источник энергии в составе передающего модуля;3 - an energy source in the transmission module;
4 - источник оптического излучения в составе передающего модуля;4 - a source of optical radiation in the transmitting module;
5 - отражающий элемент в составе передающего модуля;5 - reflective element in the transmitting module;
6 - принимающий модуль;6 - receiving module;
7 - приемник оптического излучения в составе принимающего модуля;7 - an optical radiation receiver as part of a receiving module;
8 - устройство обработки и преобразования электрических сигналов;8 - a device for processing and converting electrical signals;
9 - устройство сбора и хранения электрической энергии;9 - a device for collecting and storing electrical energy;
10 - ИМП, для питания которого используется предлагаемое устройство;10 - UTI, for the power of which the proposed device is used;
11 - слой биологической среды (кожи), разделяющий приемный и передающий модули.11 - a layer of biological medium (skin) separating the receiving and transmitting modules.
На фиг. 2 изображено предлагаемое устройство, где отражающий элемент в составе передающего модуля имеет форму фокусирующего конуса - фокона.In FIG. 2 shows the proposed device, where the reflecting element in the transmitting module has the form of a focusing cone - focon.
На фиг. 3 изображено предлагаемое устройство, где отражающий элемент в составе передающего модуля имеет форму вогнутого зеркала.In FIG. 3 shows the proposed device, where the reflective element in the transmitting module has the shape of a concave mirror.
На фиг. 4 представлена рассчитанная с помощью метода Монте-Карло зависимость доли поглощенных фотонов (от общего числа фотонов, испущенных источником) в зависимости от толщины слоя кожи, разделяющего приемный и передающий модули, при использовании излучения с длиной волны 800 нм 
Использование отражающего элемента позволяет существенно повысить эффективность чрескожной передачи энергии. Так, с помощью моделирования методом Монте-Карло процесса чрескожной передачи энергии, можно показать, что при толщине слоя кожи, разделяющего передающий и приемный модули, в пределах 1...3 мм, потери, связанные с поглощением излучения, не превышают 25% для излучения с длиной волны 800…900 нм. В то же время потери, связанные с обратным рассеянием, могут составлять 50…55%. Отражение обратно-рассеянного излучения в направлении приемника оптического излучения может увеличить эффективность передачи энергии в 1,5…2 раза.The use of a reflective element can significantly increase the efficiency of percutaneous energy transfer. Thus, using the Monte Carlo simulation of the process of percutaneous energy transfer, it can be shown that with a skin layer separating the transmitting and receiving modules within 1 ... 3 mm, the losses associated with the absorption of radiation do not exceed 25% for radiation with a wavelength of 800 ... 900 nm. At the same time, losses associated with backscattering can be 50 ... 55%. The reflection of backscattered radiation in the direction of the optical radiation receiver can increase the energy transfer efficiency by 1.5 ... 2 times.
Источники информации:Information sources:
1. Amar А.В., Kouki А.В., Cao Н. et al. Power Approaches for Implantable Medical Devices//Sensors, 2015. - Vol.15, №11. - P. 28889-28914.1. Amar A.V., Kouki A.V., Cao N. et al. Power Approaches for Implantable Medical Devices // Sensors, 2015. - Vol. 15, No. 11. - P. 28889-28914.
2. Bocan K.N., Sejdic E. Adaptive transcutaneous power transfer to implantable devices: a state of the art review // Sensors, 2016. - Vol.16. №3. - E393.2. Bocan K.N., Sejdic E. Adaptive transcutaneous power transfer to implantable devices: a state of the art review // Sensors, 2016 .-- Vol.16.
3. Wang J., Smith J., Bonde P. Energy transmission and power sources for mechanical circulatory support devices to achieve total implantability // The Annals of Thoracic Surgery, 2014. - Vol.97. №4. - P. 1467-1474.3. Wang J., Smith J., Bonde P. Energy transmission and power sources for mechanical circulatory support devices to achieve total implantability // The Annals of Thoracic Surgery, 2014 .-- Vol. 97.
4. Yakovlev A., Kim S., Poon A. Implantable biomedical devices: Wireless powering and communication // IEEE Communications Magazine, 2012. - Vol.50. №4. - P. 152-159.4. Yakovlev A., Kim S., Poon A. Implantable biomedical devices: Wireless powering and communication // IEEE Communications Magazine, 2012 .-- Vol. 50.
5. А.А. Данилов, Г.П. Иткин, СВ. Селищев. Развитие методов чрескожного беспроводного энергообеспечения имплантируемых систем вспомогательного кровообращения // Медицинская техника, 2010. - №4. - С.8-15.5. A.A. Danilov, G.P. Itkin, SV Selishchev. The development of methods of transdermal wireless energy supply of implantable auxiliary circulatory systems // Medical equipment, 2010. - No. 4. - S.8-15.
6. Патент США 4'353'960.6. US patent 4'353'960.
7. Патент США 5'545'191.7. US Patent 5'545'191.
8. Патент США 5'690'6938. US Patent 5'690'693
8. Патент США 5'995'8748. US Patent 5'995'874
10. Патент США 7'774'06910. US Patent 7'774'069
11. Патент США 6'473'65211. US Patent 6'473'652
12. Hoa J., Yeha A., Neofytoub Е. et al., Wireless power transfer to deep-tissue microimplants // PNAS, 2014. - Vol. 111, No.22. - PP. 7974-7979.12. Hoa J., Yeha A., Neofytoub E. et al., Wireless power transfer to deep-tissue microimplants // PNAS, 2014 .-- Vol. 111, No.22. - PP. 7974-7979.
13. Goto K., Nakagawa Т., Nakamura O., Kawata S. An Implantable Power Supply with an OpticallyRechargeable Lithium Battery// IEEE TRANSACTIONS ON BIOMEDICAL ENGINEERING, 2001. - Vol. 48, No. 7. - P. 830-833.13. Goto K., Nakagawa T., Nakamura O., Kawata S. An Implantable Power Supply with an Optically Rechargeable Lithium Battery // IEEE TRANSACTIONS ON BIOMEDICAL ENGINEERING, 2001. - Vol. 48, No. 7. - P. 830-833.
14. Dai В., Urbas A., Lodder R. A. Prospects for implantable sensors powered by near infrared rechargeable batteries // NIR news, 2006. - Vol. 17, No. l.-P. 14-15.14. Dai B., Urbas A., Lodder R. A. Prospects for implantable sensors powered by near infrared rechargeable batteries // NIR news, 2006. - Vol. 17, No. l.-P. 14-15.
15. Ayazian S., Akhavan V., Soenen E. A Photovoltaic-Driven and Energy-Autonomous CMOS Implantable Sensor // IEEE TRANSACTIONS ON BIOMEDICAL CIRCUITS AND SYSTEMS, 2012. - Vol. 6, No. 4. - P. 336-343.15. Ayazian S., Akhavan V., Soenen E. A Photovoltaic-Driven and Energy-Autonomous CMOS Implantable Sensor // IEEE TRANSACTIONS ON BIOMEDICAL CIRCUITS AND SYSTEMS, 2012. - Vol. 6, No. 4. - P. 336-343.
16. Данилов А. А., Долгушин С.А., Миндубаев Э. А., Терещенко С.А., Титенок С.А. Математическое моделирование переноса энергии оптическим излучением через биологические ткани методом Монте-Карло // Медицинская техника, 2013. - №6. - С.34-3816. Danilov A.A., Dolgushin S.A., Mindubaev E.A., Tereshchenko S.A., Titenok S.A. Mathematical modeling of energy transfer by optical radiation through biological tissues using the Monte Carlo method // Medical Technology, 2013. - No. 6. - S.34-38
17. Khan М., Singh A., Iqbal S. SPICE simulation of implantable solar power supply for sustainable operation of cardiac biosensors // Int. J. Biomedical Engineering and Technology, 2015. - Vol. 18, No. 2. - P. 168-185.17. Khan M., Singh A., Iqbal S. SPICE simulation of implantable solar power supply for sustainable operation of cardiac biosensors // Int. J. Biomedical Engineering and Technology, 2015. - Vol. 18, No. 2. - P. 168-185.
18. Saha A., Iqbal S., Karmaker M. et al. A wireless optical power system for medical implants using low power near-IR laser //Engineering in Medicine and Biology Society (EMBC), 2017 39th Annual International Conference of the IEEE. - February 2017. - P. 1978-1981.18. Saha A., Iqbal S., Karmaker M. et al. A wireless optical power system for medical implants using low power near-IR laser // Engineering in Medicine and Biology Society (EMBC), 2017 39th Annual International Conference of the IEEE. - February 2017 .-- P. 1978-1981.
19. Mujeeb-U-Rahman M., Dvin Adalian, Chieh-Feng Chang, Axel Scherer. Optical power transfer and communication methods for wireless implantable sensing platforms //Journal of Biomedical Optics. - 2015. - Vol. 20. - N. 9. - P.095012.19. Mujeeb-U-Rahman M., Dvin Adalian, Chieh-Feng Chang, Axel Scherer. Optical power transfer and communication methods for wireless implantable sensing platforms // Journal of Biomedical Optics. - 2015. - Vol. 20. - N. 9. - P.095012.
20. M. 
21. Shimatani Y., Kato H., Haraike K., Murata T. A Fully Implantable Subcutaneous EMG Sensor Powered by Transcutaneous Near-Infrared Light Irradiation // Journal of the Japan Society of Applied Electromagnetics and Mechanics, 2013. - Vol. 21, No. 1. - P. 66-71.21. Shimatani Y., Kato H., Haraike K., Murata T. A Fully Implantable Subcutaneous EMG Sensor Powered by Transcutaneous Near-Infrared Light Irradiation // Journal of the Japan Society of Applied Electromagnetics and Mechanics, 2013 .-- Vol. 21, No. 1. - P. 66-71.
22. Патент США 8'295'941 - прототип.22. US patent 8'295'941 - prototype.
23. Bashkativ A.N., Genina E.A., Tuchin V.V. Optical properties of skin, subcutaneous, and muscle tissues: a review //Journal of Innovative Optical Health Sciences, 2011. - Vol. 4, No.1. - P. 9-38.23. Bashkativ A.N., Genina E.A., Tuchin V.V. Optical properties of skin, subcutaneous, and muscle tissues: a review // Journal of Innovative Optical Health Sciences, 2011. - Vol. 4, No.1. - P. 9-38.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017145779A RU2671418C1 (en) | 2017-12-26 | 2017-12-26 | Device for wireless transcutaneous transmission of optical energy for power supply of implantable medical devices |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017145779A RU2671418C1 (en) | 2017-12-26 | 2017-12-26 | Device for wireless transcutaneous transmission of optical energy for power supply of implantable medical devices |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2671418C1 true RU2671418C1 (en) | 2018-10-31 |
Family
ID=64103170
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017145779A RU2671418C1 (en) | 2017-12-26 | 2017-12-26 | Device for wireless transcutaneous transmission of optical energy for power supply of implantable medical devices |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2671418C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2713108C1 (en) * | 2019-06-14 | 2020-02-03 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский государственный авиационный технический университет" | Device for wireless percutaneous transmission of energy to cardiac pump |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU159902A1 (en) * | ||||
| RU2288636C2 (en) * | 2000-03-28 | 2006-12-10 | Форт Фотоникс Лимитед | Method and systems for detecting parameters and mapping of tissue lesions |
| US20100070003A1 (en) * | 2008-09-15 | 2010-03-18 | Searete Llc | Systems configured to power at least one device disposed in a living subject, and related apparatuses and methods |
| US20170020416A1 (en) * | 2015-07-23 | 2017-01-26 | California Institute Of Technology | System and methods for wireless drug delivery on command |
| US20170100056A1 (en) * | 2015-10-07 | 2017-04-13 | Verily Life Sciences Llc | Radio Frequency and Optical Reader Scanning Array |
| US20170125892A1 (en) * | 2013-05-13 | 2017-05-04 | The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University | Single transducer for data and power in wirelessly powered devices |
| US20170263374A1 (en) * | 2008-09-27 | 2017-09-14 | Witricity Corporation | Wireless Energy Transfer Using Repeater Resonators |
-
2017
- 2017-12-26 RU RU2017145779A patent/RU2671418C1/en active
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU159902A1 (en) * | ||||
| RU2288636C2 (en) * | 2000-03-28 | 2006-12-10 | Форт Фотоникс Лимитед | Method and systems for detecting parameters and mapping of tissue lesions |
| US20100070003A1 (en) * | 2008-09-15 | 2010-03-18 | Searete Llc | Systems configured to power at least one device disposed in a living subject, and related apparatuses and methods |
| US20170263374A1 (en) * | 2008-09-27 | 2017-09-14 | Witricity Corporation | Wireless Energy Transfer Using Repeater Resonators |
| US20170125892A1 (en) * | 2013-05-13 | 2017-05-04 | The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University | Single transducer for data and power in wirelessly powered devices |
| US20170020416A1 (en) * | 2015-07-23 | 2017-01-26 | California Institute Of Technology | System and methods for wireless drug delivery on command |
| US20170100056A1 (en) * | 2015-10-07 | 2017-04-13 | Verily Life Sciences Llc | Radio Frequency and Optical Reader Scanning Array |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2713108C1 (en) * | 2019-06-14 | 2020-02-03 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский государственный авиационный технический университет" | Device for wireless percutaneous transmission of energy to cardiac pump |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| AU2017298024B2 (en) | Transmission of energy and data using a collimated beam | |
| US6431175B1 (en) | System and method for directing and monitoring radiation | |
| EP3400057B1 (en) | Implantable medical device comprising an optical unit | |
| CN103479427A (en) | Dermatosis treatment device | |
| Ayazian et al. | Delivering optical power to subcutaneous implanted devices | |
| Saha et al. | A wireless optical power system for medical implants using low power near-IR laser | |
| US20240123253A1 (en) | Photodynamic therapy devices, systems and methods | |
| RU2671418C1 (en) | Device for wireless transcutaneous transmission of optical energy for power supply of implantable medical devices | |
| Ahnood et al. | Diamond encapsulated photovoltaics for transdermal power delivery | |
| Algora et al. | Recharging the battery of implantable biomedical devices by light | |
| EP2315612A1 (en) | Solar cell for implantable medical device | |
| CA2440139A1 (en) | Method of breaking cancer cell tissue by microelectromagnetic radiation and microelectromagnetic radiator | |
| Xu et al. | A miniaturized and low-energy subcutaneous optical telemetry module for neurotechnology | |
| Rîurean et al. | VLC embedded medical system architecture based on medical devices quality requirements | |
| US11936426B2 (en) | Optical transmission for an implantable system | |
| Parmentier et al. | Laser diode used in 16 Mb/s, 10 mW optical transcutaneous telemetry system | |
| KR100573622B1 (en) | Cochlea implant system in infrared communication type | |
| Ackermann Jr | High speed transcutaneous optical telemetry link | |
| US9833615B2 (en) | Electrical stimulation devices and related methods | |
| US20180198321A1 (en) | Multiphysics Energy Harvester for Implants | |
| CN216855530U (en) | Universal laser therapeutic head | |
| Fuada et al. | Optical Wireless Power Transmission Through Biological Tissue Using Commercial Photovoltaic Cells Under 810 nm LEDs: Feasibility Study | |
| Xu et al. | Minimally invasive power sources for implantable electronics | |
| CN109363795B (en) | Microwave irradiation device and method suitable for open field | |
| Makin et al. | Demonstration of Healthcare-Specific Li-ion Battery Charging Using Ultrasound Power Delivery |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20190220 Effective date: 20190220 |
|
| QZ41 | Official registration of changes to a registered agreement (patent) |
Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20190220 Effective date: 20190417 |