Estudo e simulação de transferência de energia sem fio, por campo próximo e acoplamento indutivo, para a recarga de baterias aplicadas a dispositivos médicos implantáveis

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Oliveira, Hélder Line
Data de Publicação: 2023
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UnB
Texto Completo: http://repositorio2.unb.br/jspui/handle/10482/49968
Resumo: Dissertação (mestrado) — Universidade de Brasília, Faculdade UnB Gama, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Biomédica, 2023.
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spelling Estudo e simulação de transferência de energia sem fio, por campo próximo e acoplamento indutivo, para a recarga de baterias aplicadas a dispositivos médicos implantáveisDispositivos médicosAcoplamento indutivoDissertação (mestrado) — Universidade de Brasília, Faculdade UnB Gama, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Biomédica, 2023.O uso de dispositivos médicos implantados é uma realidade desde a década de 1950 e continua sendo considerado como uma solução necessária para o monitoramento de funções biológicas ou para o tratamento de situações que exijam aplicação medicamentosa ou ainda estimulação de órgãos. Contudo, a limitação da fonte de energia, primordialmente a bateria, faz com que o uso desses equipamentos seja, muitas vezes, desconfortável para o paciente devido à necessidade de procedimentos cirúrgicos para sua manutenção. Surge, no contexto apresentado, a tecnologia de transferência de energia sem fio como proposta para minimizar esse transtorno, provendo uma maior confiabilidade no emprego destes dispositivos. O trabalho em tela simulou este procedimento, buscando identificar os parâmetros necessários para a sua aplicação em dispositivos implantáveis, e confrontando-os com as normas de segurança propostas pela ANVISA e pela ABNT. Para tanto, usou-se uma abordagem quantitativa, pesquisando informações que corroboram o uso do método de acoplamento indutivo na recarga de baterias com a aplicação das especificações encontradas na simulação realizada no Maxwell HFSS®. Os testes realizados demonstraram que as temperaturas geradas na pele e no dispositivo ficaram em torno de 20ºC, valor aquém da máxima aceitável para o corpo humano, e que a taxa de absorção específica foi de 0,0851W/Kg abaixo do mínimo convencionado. Além disso, a tensão elétrica e a corrente obtidas foram de 3,25V e 3,20mA, respectivamente, e estão dentro dos limites desejados. Com base nos parâmetros adotados e nas normas vigentes, os resultados obtidos indicam que esta tecnologia é uma opção viável para recarregar baterias em dispositivos médicos implantáveis, também considerando a segurança na sua aplicação em pacientes.The use of implanted medical devices has been a reality since the 1950s and continues to be considered a necessary solution for monitoring biological functions or for the treatment of situations that require medication application or organ stimulation. However, the limitation of the energy supply, primarily the battery, makes the use of these devices uncomfortable for patients due to the need for surgical procedures for their maintenance. In the presented context, wireless energy transfer technology emerges as a proposal to minimize this inconvenience, providing greater reliability in the use of these devices. The work simulated this procedure, seeking to identify the necessary parameters for its application in implantable devices and confronting them with safety standards proposed by ANVISA and ABNT. To do so, a quantitative approach was used, researching information that corroborates the use of the inductive coupling method in battery charging with the application of the specifications found in the simulation performed in Maxwell HFSS®. The tests conducted demonstrated that the temperatures generated on the skin and the device remained around 20ºC, a value below the maximum acceptable for the human body, and that the specific absorption rate was 0.0851W/kg below the conventionally set minimum. Furthermore, the obtained electric voltage and current were 3.25V and 3.20mA, respectively, and within the desired limits. Based on the adopted parameters and current standards, the results obtained indicate that this technology is a viable option for recharging batteries in implantable medical devices, also considering safety in its application to patients.Faculdade UnB Gama (FGA)Programa de Pós-Graduação em Engenharia BiomédicaIdrobo Pizo, Gerardo Antonioheline@gmail.comOliveira, Hélder Line2024-08-17T19:45:41Z2024-08-17T19:45:41Z2024-08-172023-05-25info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfOLIVEIRA, Hélder Line. Estudo e simulação de transferência de energia sem fio, por campo próximo e acoplamento indutivo, para a recarga de baterias aplicadas a dispositivos médicos implantáveis. 2023. 109 f., il. Dissertação (Mestrado em Engenharia Biomédica) — Brasília, 2023.http://repositorio2.unb.br/jspui/handle/10482/49968porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UnBinstname:Universidade de Brasília (UnB)instacron:UNB2024-08-17T19:45:42Zoai:repositorio.unb.br:10482/49968Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.unb.br/oai/requestrepositorio@unb.bropendoar:2024-08-17T19:45:42Repositório Institucional da UnB - Universidade de Brasília (UnB)false
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