Resumen

Los sensores electrónicos biomédicos implantables necesitan energía para funcionar. Entre los principales enfoques descritos, el enlace inductivo es el método más utilizado para la alimentación remota de estos dispositivos. La eficiencia energética es la característica más importante a la hora de diseñar enlaces inductivos para transferir energía a sensores biomédicos implantables. La máxima eficiencia energética se obtiene para los máximos factores de acoplamiento y calidad de las bobinas y, por lo general, está limitada, ya que el acoplamiento entre los inductores suele ser muy pequeño. Este trabajo trata de la optimización geométrica de bobinas espirales impresas acopladas inductivamente para alimentar un determinado sistema de sensores implantables. Para ello, se proponen enfoques de optimización analítica basados en el Procedimiento Iterativo (PI) y el Algoritmo Genético (AG). Ambos enfoques implementan modelos matemáticos sencillos que aproximan los parámetros de la bobina y los valores de eficiencia del enlace. Mediante simulaciones numéricas basadas en el Método de los Elementos Finitos (MEF) y con validación experimental, se demuestra que los enfoques analíticos propuestos han mejorado la precisión de los resultados de rendimiento en comparación con el rendimiento obtenido en un caso de diseño de referencia. Los métodos analíticos de optimización GA e IP también se comparan con un enfoque de optimización numérica basado exclusivamente en el método de los elementos finitos (GA-FEM). Las validaciones numéricas y experimentales confirman la precisión y la eficacia de los enfoques de optimización analítica para diseñar las geometrías de bobina óptimas para los mejores valores de eficiencia.

• Materias:Biotecnología Nanotecnología Redes de sensores Sistema de sensores Tecnología de sensores
• Subjects:Biotechnology Nanotechnology Sensor networks Sensor system Sensor technology
• Palabras claves:método de elementos finitos, sensores electrónicos biomédicos implantables, métodos de optimización ip, resultados de rendimiento precisos, sensores biomédicos implantables, sistema de sensores implantables, valores de eficiencia de enlace, eficiencia de potencia máxima, enfoque de optimización numérica, geometrías óptimas de bobina
• Keywords:finite element method, electronic biomedical implantable sensors, ip optimization methods, accurate performance results, implantable biomedical sensors, implantable sensor system, link efficiency values, maximum power efficiency, numerical optimization approach, optimal coil geometries