无线电力传输--植入式医疗设备供电系统
由于植入式设备(IED)的小型化，出现了如何为设备供电的问题。为植入式设备研究新的可靠供电解决方案以延长其使用寿命并减少其体积的迫切性变的越来越紧迫。目前的无电池或减少电池的解决方案可以分为两大类：一为能量收集 （EH），如设备从环境中收集能量，因此只要环境保持不变，就可以完全自给自足，二为无线电力传输 （WPT），指捕获和使用外部专用能源。
无线电力传输 WPT技术 参考资料
As shown below👇
*无线电力传输
能量收集技术通常无法提供大多数 IED 所需的功率水平，因此，专用电源成为必需品。WPT 技术成为了 IED 供电的可靠技术，电感耦合是最成熟和最被接受的方法。
然而，随着 IED 小型化工作的进展，对新的和更好的动力方案的需求变得越来越大。
*WPT技术
| 参数 | |||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 效率（%） | |||||||
| 传输距离 | |||||||
| 接收器尺寸 | |||||||
| 适用场景 |
近场无线充电（Near-Field）
原理：基于电磁感应（Inductive Coupling, IC）或电容耦合（Capacitive Coupling, CC）。
特点：
电磁感应（IC）：通过发射（TX）和接收（RX）线圈的磁场耦合传输能量，效率高（典型0.1%-10%），但随距离指数衰减（适合<5 cm）。
电容耦合（CC）：利用电场耦合，需导体板对齐，效率可达35%（如柔性贴片在130 MHz下传输90 mW），但接收面积大（>400 mm²），适合皮下植入。
中场无线充电（Midfield）
原理：结合近场感应和远场辐射，通过干涉板聚焦能量（1-2 GHz频段）。
特点：
适合深部植入（如心脏或脑部，深度4-5 cm），效率较低（0.04%-0.056%）。
远场无线充电（Far-Field）
原理：利用射频波（如2.4 GHz）的平面波传播，通过Friis公式计算接收功率：
传输距离长（>20 cm），但效率极低（0.005%）。
超声波无线充电（Ultrasound）
原理：压电换能器（PZT）将声波转换为电能。
特点：
穿透深度大（10 cm），效率较高（0.02%-0.04%），且FDA允许更高功率。
光波无线充电（Optical Waves）
原理：近红外光通过光伏电池转换为电能。
特点：
高效率（16.3%），但仅适合浅层植入（<3 mm）。
磁电效应充电（Magnetoelectric, ME）
原理：磁致伸缩材料与压电材料结合，将磁场转为电能。
特点：
低组织吸收，适合深部植入，但效率低（0.008%）。
[1] H. Dinis and P. M. Mendes, “A comprehensive review of powering methods used in state-of-the-art miniaturized implantable electronic devices,” Biosensors and Bioelectronics, vol. 172, p. 112781, Jan. 2021, doi: 10.1016/j.bios.2020.112781.
