Проекты

Создание модели имплантируемого насоса вспомогательного кровообращения с беспроводным энергообеспечением

Работа призёра конкурса проектов и исследований «Наука для жизни» открытой городской научно-практической конференции «Наука для жизни» в секции «Электроника и приборостроение»

Направление работы: Приборостроение, Микроэлектроника
Авторы работы: ГБОУ Школа № 618
Предметы: Физика, Информатика
Классы: 10 класс
Мероприятия: Конкурс проектов и исследований «Наука для жизни» открытой городской научно-практической конференции «Наука для жизни» 2021 года

Актуальность

Единственным шансом для многих пациентов с заболеванием сердца в терминальной стадии является имплантация аппарата искусственного кровообращения. Но из-за недостатка системы электропитания устройства крайне высок риск инфицирования ослабленного организма. 

В качестве альтернативы возможно использование беспроводной передачи энергии, но на данном этапе развития науки ещё нет эффективной и стабильной системы, позволяющей обеспечить энергией высокопотребляемые импланты.

Модель, разработанная в рамках данного проекта, сможет использоваться в качестве учебного пособия при изучении принципов беспроводной передачи энергии, а также в качестве макета для проведения простых и дешёвых тестов гипотез по увеличению эффективности системы питания. 

После успешной разработки системы беспроводной передачи энергии для аппарата искусственного кровообращения потенциально получится снизить смертность пациентов с такими имплантами примерно в 2 раза.

Цель

Разработка модели аппарата вспомогательного кровообращения с беспроводным энергообеспечением.

Задачи

  1. Теоретический анализ методов питания современных электрических имплантируемых устройств и физики беспроводной передачи энергии.
  2. Разработка проекта модели имплантируемого аппарата вспомогательного кровообращения с беспроводной передачей энергии.
  3. Отладка работы модели.
  4. Сбор модели в корпусах.
  5. Тестирование модели аппарата вспомогательного кровообращения с беспроводной передачей энергии.

Оснащение и оборудование, использованное при создании работы

  • Катушки, генератор переменного тока, диодный мост
  • Блок питания 12 В
  • Разъём для блока питания
  • Роторный насос
  • Корпус (2 шт.)
  • Полимерная глина

Описание

На первом этапе автор проанализировал методы питания имплантируемых устройств и разобрал физические основы беспроводной передачи энергии.

На втором этапе была спроектирована модель аппарата вспомогательного кровообращения с беспроводной передачей энергии.

На третьем этапе автор собрал и протестировал на макетной плате принципиальную схему. Ресурсы предоставлены ДТ «Смарт-парк» НИУ МИЭТ и компанией «ЭСДИАР».

На четвёртом этапе была собрана модель в корпусах и проведены испытания корректности работы модели.

Результаты работы/выводы

Спроектирована модель аппарата вспомогательного кровообращения с беспроводной передачей энергии. Проведённые испытания показали корректную работу модели.

Перспективы использования результатов работы

Модель, изготовленная в рамках проекта, может быть полезна в качестве наглядного материала при изучении беспроводной передачи энергии, а также в качестве макета для простых и дешёвых тестов новых гипотез по увеличению эффективности системы энергообеспечения имплантов.

Сотрудничество с вузом/учреждением при создании работы

НИУ МИЭТ «Смарт-парк»