🔍 Поиск готовых работ

🔍 Поиск работ

РАЗРАБОТКА УСТРОЙСТВА ОБЕСПЕЧИВАЮЩЕГО БЕСПРОВОДНУЮ ПЕРЕДАЧУ ЭНЕРГИИ ДЛЯ ПОДЗАРЯДКИ БАТАРЕИ КАПСУЛЫ ЭНДОСКОПА

Работа №80757

Тип работы

Магистерская диссертация

Предмет

медицина

Объем работы102
Год сдачи2017
Стоимость5720 руб.
ПУБЛИКУЕТСЯ ВПЕРВЫЕ
Просмотрено
311
Не подходит работа?

Узнай цену на написание


Введение 8
1 Капсульная эндоскопия обзор технически решений 10
1.1 Основные понятия, общие принципы выполнения 10
1.1.1 Появление капсульной эндоскопии 11
1.1.2 Примеры ресиверов для капсульной эндоскопии различных
производителей 15
1.1.3 Возможности эндоскопии 16
1.1.4 Применяемые капсулы для эндоскопии 16
1.1.5 Основные этапы
исследования 17
1.2 Технические характеристики принцип действия, стандарты,
производители 20
1.2.1 Технические характеристики капсульной системы 22
1.2.2 Основные принципы работы видеокапсулы 23
1.3 Беспроводные каналы связи на электрофизических установках в
эндоскопии 25
1.3.1 Системы передачи информации на основе индуктивной связи..26
1.3.2 Антенны системы для эндоскопической капсулы 28
2 Патентный и информационный поиск 33
2.1 Отчет о патентном исследовании 35
2.2 Анализ динамики изобретательской активности 40
2.3 Выводы проведение патентного исследования 41
3 Изучение принцип действия беспроводной подзарядки 42
3.1 Принцип действия индуктивной зарядки 42
3.2 Принцип действия подзарядки через тело человека 50
3.3 Измерение электрического потенциала на поверхности тела от
одного запястья до другого 52
4 Разработка и создание устройства обеспечивающего беспроводную
передачу энергии для подзарядки батареи капсулы эндоскопа методом электромагнитной индукции 55
4.1 Разработка приёмного устройства и принципа её работы 56
4.2 Разработка передающего устройства и принципа её работы 63
4.3 Разработка блок питания для передающего устройства 74
5 Моделирование устройства беспроводной передачи электрической
энергии методом электромагнитной индукции 75
5.1 Моделирования блок питания устройства 76
5.2 Моделирования устройства передающее устройство 78
5.3 Моделирования устройства приемное устройство 80
5.4. Результат моделирования устройства 81
6 Оценка экономической эффективности 82
6.1 Краткая характеристика изделия 82
6.2 Обоснование целесообразности разработки новой техники 82
6.3 Рассчитываем стоимость покупных полуфабрикатов 82
6.4 Затраты на стационарное оборудование 84
6.5 Расчет затрат электроэнергии 84
6.6 Расчет заработной платы сотрудники 85
6.7 Расчёт сметы затрат 85
Заключение 87
Выводы 98
Список использованных источников 89
Приложение


Диагностика заболеваний тонкой кишки в настоящее время является сложной клинической проблемой. Сложности в диагностике заболеваний тонкой кишки обусловлены ее труднодоступностью для методов инструментальной диагностики, низкой информативностью применяемых на сегодняшний день методов диагностики лучевые методы (рентгеноконтрастное исследование, компьютерная и магнитно-резонансная томография, селективная ангиография) как правило, оказываются неинформативными при поверхностных поражениях слизистой оболочки пищеварительного тракта, несут значительную лучевую нагрузку на пациента. Эндоскопическая интестиноскопия до настоящего времени представляет трудоемкость, и невыполнимость у ряда пациентов. Новым технологическим решением в диагностике заболеваний тонкой кишки явилось создание эндоскопической видеокапсулы.
Актуальность одним из основных недостатков капсульной эндоскопии является ограниченное время работы.
Батареи видеокапсулы работает только восемь часов и в этот период не является достаточным для диагностики пищеварительной системы и оптимальное решение этой проблемы является разрабатывать устройства беспроводной передачи энергии для увеличение работы капсулы эндоскопа.
Последние годы интерес к беспроводному способу передачи электроэнергии, значительно увеличился, а это показывает, что общество стало проявлять повышенный интерес к обеспечению себя удобствами современных технологий.
Целью настоящей работы является увеличение времени работы капсульного эндоскопа путем применения устройства беспроводной передачи энергии для подзарядки его аккумуляторных батарей.
Для достижения этой цели были поставлены следующие задачи:
1) Изучить принципы и особенности работы капсульных эндоскопов;
2) Изучить принципы работы беспроводной передачи электрической
энергии методом электромагнитной индукции;
3) Разработать устройство беспроводной передачи энергии для подзарядки батареи капсулы эндоскопа;
4) Смоделировать устройства передатчика и приемника в программе
Multisim;
5) Проектировать печатные платы устройства передатчика и приёмника.
Научная новизна
Научная новизна состоит в том, что впервые разработан и предложен способ подзарядки аккамуляторов капсульного эндоскопа.
Исследован способы беспроводной передачи энергии как способ подзарядки батареи капсульного эндоскопа и разработано устройство для подзарядки батареи капсулы эндоскопа на основе методом электромагнитной индукции для различных капсул эндоскопа.
Практическая значимость работы
Проведено исследование возможности реализации системы беспроводной передачи энергии через тело человека. Проведён анализ существующих технологий беспроводной передачи энергии применительно к различным моделям эндоскопа и разработка устройства для подзарядки его аккумуляторных батарей.

Возникли сложности?

Нужна помощь преподавателя?

Помощь в написании работ!
ДИПЛОМНЫЕ МАГИСТЕРСКИЕ ДИССЕРТАЦИИ
КУРСОВЫЕ СТАТЬИ ВКР

Согласно заданию на диссертацию было необходимо разработать технологический процесс монтаж элементов на печатную плату передающего устройства размещение приёмного устройства в капсуле.
В конструкторская часть разработана схемы электрическая структурная проектируемого приёмного и передающего устройства и на их основе разработана схемы электрическая принципиальная данного устройства.
Видеоэндоскопическая капсульная диагностика является самым последним достижением видеоэндоскопической техники. Создание данной системы основано на седьмых передовых достижениях оптики и микроэлектроники. В настоящее время фирмой Given Хшадтдвыпускается одноразовая эндоскопическая видеокапсула М2А размерами 11x26 мм и весом 4 г и содержит миниатюрную видеокамеру, осветитель, батарейный блок и микроволновой радиопередатчик. Принятая внутрь видеокапсула с перистальтикой движется по желудочно-кишечному тракту, и вся видеоинформация записывается на закрепленном на поясе пациента, регистрирующем приборе. Весь полученный материал обрабатывается с помощью специальной программы РАРГОна компьютерной рабочей станции.
Выполнен обзор существующих разработок в области беспроводной передачи электроэнергии и изучен общий принцип работы данной тематики. Разработана схема передатчика и приемника. Выполнены, смоделирован в области увеличения расстояние между передатчиком и приёмником.
ВЫВОДЫ
1) Изучены принципы и особенности работы капсульных эндоскопов;
2) Изучены принципы работы беспроводной передачи электрической энергии методом электромагнитной индукции;
3) Разработаны схемы передатчика и приемника;
4) Смоделированы устройства передатчика и приемника в программе Multisim;
5) Проектированы печатные платы передатчика и приёмника.



1. Федоров В.Д., Кубышкин В.А., Стрекаловский В.П., Старков Ю.Г., Шишин К.В., Домарев Л.В. Эндоскопия тонкой кишки с использованием видеокапсулы. // Медицинская визуализаци, 2002.№4.С.4-7.
2. Федоров В.Д., Стрекаловский В.П., Кубышкин В.А., Старков Ю.Г., Шишин К.В., Домарев Л.В. Эндоскопия тонкой кишки с использованием видеокапсулы. // Мат. международного хирургического конгресса Актуальные проблемы современной хирургии. Москва, 2003 г. М., 2003. - С. 258.
3. Стрекаловский В.П., Старков Ю.Г., Шишин К.В., Домарев Л.В. Новый метод эндоскопической диагностики эндоскопия тонкой кишки с помощью видеокапсулы // Материалы IX конгресса Ассоциации хирургов Н.Анестиади и I Конгресса по эндоскопии республики Молдова 17-19 сентября 2003 года. Кишинев, 2003. С. 172 - 173 (Е 24).
4. Стрекаловский В.П., Старков Ю.Г., Шишин К.В., Домарев Л.В. Новый метод эндоскопической диагностики - эндоскопия тонкой кишки с использованием видеокапсулы. / / Мат. VII Всероссийского съезда по эндоскопической хирургии. Москва. 2004. М., 2004. С. 153.
5. Стрекаловский В.П., Старков Ю.Г., Шишин К.В., Домарев Л.В. Эндоскопия с использованием видеокапсулы. / / Мат. Первой научно-практической конференции Северо-западного региона РФ с международным участием «Высокие хирургические, лазерные и информационные технологии в медицине Санкт-Петербурга и Северо-западного региона РФ: Перспективы дальнейшего развития. 2004 г. Санкт - Петербург, 2004. С. 46 - 49.
6. Старков Ю.Г., Домарев Л.В. Интестиноскопия видеокапсулой. // Материалы VIII Всероссийского съезда по эдоскопической хирургии. - Эндоскопическая хирургия. - 2005г. Москва, 2005 г. М., 2005. С.- 117 - 118.
7. Старков Ю.Г., Домарев Л.В. Возможности капсульной эндоскопии. Информативность, неудачи, недостатки. // Мат. 9-го Московского международного конгресса по эндоскопической хирургии. Москва, 2005 г. М.
2005. С. 362 - 364.
8. Старков Ю.Г., Домарев Л.В. Опыт использования капсульной интестиноскопии в диагностике заболеваний желудочно-кишечного тракта // Российский журнал гастроэнтерологии, гепатологии, колопроктологии. 2006. - Том 16. - №5. С. 67 - 71.
9. Домарев Л.В., Старков Ю.Г. Капсульная эндоскопия в диагностике заболеваний тонкой кишки. Обзор литературы // Хирургия 2006. С. 63.
10. Старков Ю.Г., Солодинина Е.Н., Шишин К.В., Домарев Л.В.
Двухбаллонная энтероскопия - новый метод эндоскопической диагностики заболеваний тонкой кишки. // Мат. IX Всероссийского съезда по
эндоскопической хирургии, Москва, 15 - 17 февраля 2006. //
Эндоскопическая хирургия. М., 2006. С. 129.
11. Старков Ю.Г., Домарев Л.В., Солодинина Е.Н., Шишин К.В., Алексеев К.И. Двухбаллонная интестиноскопия. Первый опыт. // Мат. X юбилейного Московского международного конгресса по эндоскопической хирургии, Москва, 2006 г. М., 2006. С. 213 - 214.
12. Старков Ю.Г., Солодинина Е.Н., Домарев Л.В., Алексеев К.И. Новые методы диагностики заболеваний тонкой кишки - капсульная эндоскопия и двухбаллоннная интестиноскопия. // Медицинская визуализация. 2006. № 3. С. 65 - 74.
13. Домарев Л.В., Старков Ю.Г. Капсульная интестиноскопия. Методика подготовки к исследованию. // Российский журнал гастроэнтерологии, гепатологии, колопроктологии. 2007. -Том 17. - №1. С. 74 - 77.
14. Домарев Л.В., Старков Ю.Г. Методика подготовки к капсульной
эндоскопии // Мат. 11 - го Московского международного конгресса по
эндоскопической хирургии. Москва, 2007г. М., - 2007. - С. 143 - 145.
15. Кэмерон, Дж. Л. Атлас оперативной гастроэнтерологии : пер. с англ. / Дж. Л. Кэмерон, К. Сендон ; под ред. А. С. Ермоловой. М. : ГЭОТАР-Медиа, 2009. 560 с.
16. Шотт, А. В. Курс лекций по частной хирургии / А. В. Шотт, В. А. Шотт. Минск : Аскар, 2004. 528 с.
17.Общая хирургия : учеб.пособие / Г. П. Рычагов [и др.] ; под ред. Г. П. Рычагова, П. В. Горелика, Ю. Б. Мартова. Минск :Итерпрессервис, Книжный дом, 2002. 928 с.
18. Эндовидеоскопические и рентгенохирургические
вмешательства на органах живота, груди и забрюшинного пространства : в 2 кн. / под ред. А. Е. Борисова. 2-е изд., расшир. и доп. СПб : Скифия-принт,
2006. Кн. 1. 607 с.
19. Александрович А.Е., Ядыкин И.М., Шурыгин В.А. Метод универсального кодирования двоичных данных./Вопросы радиоэлектроники, 2011. - Выпуск 2 - С. 94 - 115.
20. B.C. Сергеенко, В. В. Баринов. Сжатие данных, речи, звука и изображений в телекоммуникационных системах. М.:РадиоСофт, 2011. - 360 с.
21. Ватолин Д., Ратушняк А., Смирнов М., Юкин В. Методы сжатия данных. Устройство архиваторов, сжатие изображений и видео. - М.: ДИАЛОГ-МИФИ, 2003. - 384 с.
22. Шурыгин В.А. Сжатие двоичных данных в условиях неизвестной статистики источника. - М.: МИФИ, 1985.
23. Шурыгин В.А. Универсальное кодирование - сжатие без потерь. Сборник научных трудов Телекоммуникации и новые информационные технологии в образовании». - М: МИФИ, 2010.
24. State of the Art in Inductive Charging for Electronic Appliances and its
Future in Transportation [Электронный ресурс] - режим доступа:
http://www. eng.fiu. edu/mme/robotics/elib/FCRAR2012-InductiveCharging.pdf.
25 . Технология беспроводной зарядки [Электронный ресурс] - режим доступа:http://www.russianelectronics.ru/leader-r/review/doc/.
26. Lithium-Battery-Charger-Board-LED-Drive-Power-Converter-Module- A1030/32275483185.html?spm=2114.10010208.100005.1.oWapwt&isOri gTitle=true.
27. Обзор беспроводной зарядки стандарта QI. [Электронный ресурс] -
режим доступа: http://digishop.pro/blog/obzory/obzor-besprovodnoy-
zaryadkistandarta-qi/.
28. Cheng X., Senior D.E., Kim C. & Yoon Y.K. A compact omnidirectional self-packaged patch antenna with complementary split-ring resonator loading for wireless endoscope applications.Antennas and Wireless Propaga-tion Letters, IEEE, 10, 2011. 1532-1535.
29 .Curtis D., Shih E., Waterman J., Guttag J., Bailey J. et al, Physiological signal monitoring in the waiting areas of an emergency room, Proceedings of BodyNets 2008, Tempe, Arizona, USA, 2008.
30. Марченко А. Л. Основы электроники. Учебное пособие для вузов, М: ДМК Пресс, 2012.
31. Hanai T., Imakita T., Koizumi N., Analysis of dielectric relaxations of w/o emulsions in the light of theories of interfacial polarization, Colloid PolymSci 260(11), 1982, p. 1029.
32. Wireless Power Specification. [Электронный ресурс] - режим gocTyna:http://www.wirelesspowerconsortium.com/downloads/wireless powerspecification-part-1 .html.
33. Hill N., Vaughan W., Price A., Davies M., Dielectric Properties and Molecular Behaviour, VanNostrand, London, UK, 1969.
34. Hwang J., Park I., Kang S., Channel model for human body communication, IEEE 802.15-08-0577-01-0006, July 2010.
35. IEEEStandard 802.15.1-2005. Wireless Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) Specifications for Wireless Personal Area Networks (WPANs). — IEEE, 2005.
36. Irimajiri A., SuzakiT.,Asami K., Hanai T., Dielectric modeling of biological cells. Models and algorithm, Bull Inst Chem Res Kyoto Univ 69(4), 1991, p. 421-438.
37. R. Carta, G. Tortora, B. Lenaerts, J. Thone, P. Valdastri, A. Menciassi,
R. Puers, and P. Dario, Wireless powering for a self-propelled and
steerable endoscopic capsule for stomach inspection, Biosens. Bioelectron., vol. 25, pp. 845-851, 2009.
38. S. Guo, Y. Ge, L. Li, and S. Liu, Underwater swimming micro robot using IPMC actuator, in Proc. IEEEICMA Conf., Luoyang, China, Jun. 25-28, 2006, pp. 249-254.
39. M. Karagozler, E. Cheung, J. Kwon, and M. Sitti, Miniature endoscopic capsule robot using Biomimetic micro-patterned adhesives, in Proc. IEEE/RAS- EMBS IJBBR Conf., Pisa, Italy. 2006, pp. 105-111.
40. Grant E., Shack R., Complex permittivity measurements at 8.6 mm wavelength over the temperature range 1-60» degrees centigrade, Br J Appl Phys 18, 1967, p. 1807-1814.
41. Grant E., Sheppard R., South G., Dielectric Behaviour of Bilogical Molecules in Solution", Clarendon Press, Oxford, 1978. Schwan H., Sheppard R.,
Grant E., "Complex permittivity of water at 258C, J Chem Phys 64, 1976, p. 2257¬2258.
42. Grant E., Szwarnowski S., Sheppard R., Dielectric properties of water in the microwave and infrared regions, American Chemical Society Symposium Series, Washington, DC, 157, 1981, p. 47-56.
43. Haggis G., Hasted J., Buchanan T., "The dielectric properties of water in solutions", J Chem Phys 20, 1952, p. 1452-1465.
44. Hanai T., Imakita T., Koizumi N., Analysis of dielectric relaxations of w/o emulsions in the light of theories of interfacial polarization", Colloid Polym Sci 260(11), 1982, p. 1029.
45. Hanlen L., Chaganti V., Gilbert B., Rodda D., Lamahewa T., D. Smith, "Open source testbed for body area networks: 200 sample/sec, 12 hrs continuous measurement, in Proc.21st IEEE International Symposium on Personal, Indoor and Mobile Radio Communications (PIMRC), Istanbul Turkey, Sept. 2010.46.Hasted J., Husain S., Frescura F., Birch J., Far-infrared absorption in liquid water", Chem Phys Lett 118(6), 1985, p. 622-625.
47. Hill N., Vaughan W., Price A., Davies M., Dielectric Properties and Molecular Behaviour", VanNostrand, London, UK, 1969.
48. Hwang J., Park I., Kang S., Channel model for human body communication, IEEE 802.15-08-0577-01-0006, July 2010.
49. W. A. Qureshi, “Current and future applications of the capsule
camera,” Nat. Rev. Drug Discov., vol. 3, pp. 447-450, 2004. Y. Metzger, S. Adler, A. Shitrit, B. Koslowsky, and I. Bjarnason, comparison of a new PillCam SB2 video capsule versus the standard PillCam SB for detection of small bowel disease,” Med. Imag., vol. 2, p. 7-11, 2009.
50. R. Salmore, “Our heritage: A history of gastroenterology and gastroenterologynursing, Gastroenterol. Nursing, vol. 21, no. 2, pp. 40-43,
1998.
51. Charging batteries contemp without wires takahashi in a compact & efficient lett manner. - EDN mobile Europe, January, [Электронный ресурс], режим доступа: 2014//www.edn-europe.com.
52. Highly dielectric resonant wireless phys power transfer: hanlen Safe, Efficient, loss and over wireless Distance. - WiTricity Corporation, [Электронный ресурс], режим доступа: 2013//www.witricity.com.
53. [Электронный ресурс] / magnetic-induction-or-magnetic-resonance- for-wireless-charging.- режим доступа: http://www.powerguru.org/ свободный .- Заг.с экрана


Работу высылаем на протяжении 30 минут после оплаты.




©2025 Cервис помощи студентам в выполнении работ
.