Estrategias de control de energización de implantes médicos mediante enlaces inductivos

Abstract

Los enlaces inductivos se caracterizan por ser sensibles a cambios de acoplamiento entre bobinas y cambios de consumo energético propios del funcionamiento de un dispositivo electrónico. Eso hace que mantener el voltaje de energización estable sea un reto. Actualmente, los métodos de regulación se basan en el uso de reguladores lineales de tensión, los cuales tienen la desventaja de disipar la energía que no se está utilizando en forma de calor. El aumento de temperatura en un dispositivo electrónico común generalmente no es crítico y se pueden implementar sistemas que permitan disipar ese calor. Sin embargo, cuando hablamos de dispositivos médicos implantados un aumento de la temperatura puede causar daños permanentes en los tejidos circundantes al implante, y por lo tanto, afecta a la seguridad del paciente. En este trabajo se probó y validó una estrategia de control que permiten controlar el voltaje de energización de dispositivos médicos implantados, utilizando un enlace inductivo topología serie-paralelo frente a cambios de acoplamiento y cambios de consumo. A diferencia de las estrategias propuestas a la fecha, la que se presenta en este trabajo permite hacer un control desde el circuito primario del enlace inductivo, es decir, desde la parte externa del dispositivo implantado. Esto permite eliminar cualquier sistema de regulación en el implante, haciendo que sea más confiable, más pequeño y se disminuyan las fuentes de disipación de calor. Se probó el concepto emulando un dispositivo implantado que tiene un consumo de 83.3 mW en reposo y 166,7 mW en funcionamiento. Mediante la estrategia propuesta se logró regular el voltaje de energización de 5V a una distancia máxima de 3 cm. Se evaluó el impacto que tiene la estrategia de control en la disipación de energía cuando se utiliza un regulador de voltaje, donde se disminuyó el aumento de temperatura desde 25ºC a 3ºC.