Этап 3. Разработка экспериментального образца устройства для беспроводного питания безаккумуляторных имплантатов

Этап №3

Экспериментальные исследования поставленных перед ПНИЭР задач. Обобщение и оценка результатов исследований.

Сроки выполнения этапа:

01.01.2019 - 31.12.2019

Суть проекта:

В ходе выполнения проекта по Соглашению о предоставлении субсидии от «26» сентября 2017 года № 14.579.21.0144 с Минобрнауки России (далее – Соглашение) в рамках федеральной целевой программы «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014-2020 годы», дополнительное соглашение от 22 декабря 2017 г. №1, дополнительное соглашение от 15 ноября 2018 г. №2 на этапе № 3 в период с 01.01.2019 по 31.12.2019 был выполнен ряд работ, направленных на разработку устройства беспроводного питания безаккумуляторных имплантатов. Целью работы является получение перспективных отечественных технологий построения высокотехнологичных (имплантируемых) медицинских приборов и разработка экспериментального образца устройства для беспроводного питания безаккумуляторных имплантатов с помощью индуктивной связи, включающего в себя аппаратно-программный комплекс (АПК) и приёмный (имплантируемый) модуль.

Результаты:

Получены следующие основные результаты:

выполнена корректировка эскизной конструкторской документации и, в соответствии со скорректированной эскизной конструкторской документацией, изготовлены экспериментальные образцы АПК (10 шт.);
выполнена корректировка эскизной конструкторской документации и, в соответствии со скорректированной эскизной конструкторской документацией, изготовлены экспериментальные образцы приёмного модуля (10 шт.);
проведены технические испытания экспериментального образца АПК и экспериментального образца приёмного модуля, изготовленных по скорректированной эскизной конструкторской документации. Установлено, что выходная мощность экспериментального образца приёмного модуля при изменении осевого расстояния в диапазоне 10...20 мм меняется в пределах 0,50...0,60 Вт; при изменении бокового смещения в диапазоне 0...20 мм меняется в пределах 0,53...0,60 Вт; при изменении углового смещения в диапазоне 0...20 градусов составляет 0,60 Вт. Эффективность передачи энергии составляет не менее 50%;
проведены испытания экспериментального образца АПК и экспериментального образца приёмного модуля, изготовленных по скорректированной эскизной конструкторской документации, в имитационной среде биологического объекта;
проведена верификация результатов численного моделирования для определения предельных режимов работы АПК, при которых обеспечивается безопасный уровень излучения;
разработан экспериментальный образец имплантата с применением разработанного приемного модуля, в том числе, разработаны схемотехнические решения для создания экспериментального образца имплантата с приёмным модулем;
изготовлены экспериментальные образцы имплантата с применением разработанного приемного модуля;
разработаны программа и методики технических испытаний экспериментальных образцов имплантата с применением разработанного приемного модуля;
проведены технические испытания экспериментальных образцов имплантата с применением разработанного приемного модуля;
разработана программа и методики испытаний экспериментального образца имплантата с применением разработанного приемного модуля в имитационной среде биологического объекта;
проведены испытания экспериментального образца имплантата с применением разработанного приемного модуля в имитационной среде биологического объекта;
проведены дополнительные патентные исследований по ГОСТ 15.011-96;
разработана программа и методики испытаний экспериментальных образцов АПК и приёмного модуля на лабораторных животных;
разработана программа и методики испытаний экспериментального образца имплантата с применением разработанного приемного модуля на лабораторных животных;
проведены испытания экспериментального образца АПК и приёмного модуля, изготовленных по скорректированной эскизной конструкторской документации, на лабораторных животных. Выходная мощность приёмного модуля составила не менее 0,5 Вт, эффективность передачи энергии – 50%;
проведены испытания экспериментального образца имплантата с применением разработанного приемного модуля на лабораторных животных. Входная мощность имплантата составляла 0,38...0,49 Вт, эффективность передачи энергии составляла 37...46%;
разработан проект инструкции по применению устройства;
проведён анализ полноты решения задач и достижения поставленной цели ПНИЭР, в том числе, оценка эффективности полученных результатов в сравнении с современным научно-техническим уровнем. Показано, что цель выполнения ПНИЭР достигнута, все задачи успешно решены, полученные результаты соответствуют мировому уровню;
разработаны рекомендации по использованию результатов ПНИЭР в реальном секторе экономики, разработка технических требований и предложений по разработке, производству и эксплуатации продукции с учетом технологических возможностей и особенностей индустриального партнера;
разработан проект технического задания на проведение ОКР по теме «Разработка опытного образца устройства для беспроводного питания безаккумуляторного ЭКГ-монитора»;
подготовлен заключительный отчёт о ПНИЭР;
доработана моторизованная установка для перемещения катушек;
изготовлена доработанная моторизованная установка для перемещения катушек;
проведены испытания модернизированной моторизованной установки для перемещения катушек;
разработаны требования к лабораторным животным для проведения испытаний: показано, что в наибольшей степени задачам ПНИЭР соответствуют испытания с использованием карликовых свиней весом не менее 30 кг и обхватом груди 55 см;
разработан корпус физиологичной формы с использованием биосовместимых материалов для экспериментального образца АПК;
разработан корпус физиологичной формы с использованием биосовместимых материалов для экспериментального образца имплантата;
разработана эскизная конструкторская документация на экспериментальный образец АПК с корпусом физиологичной формы;
изготовлен экспериментальный образец АПК с корпусом физиологичной формы;
разработана скорректированная эскизная конструкторская документация на стенд для проведения испытаний устройства для беспроводной передачи энергии;
изготовлен стенд для проведения испытаний устройства для беспроводной передачи энергии по скорректированной эскизной конструкторской документации;
разработана эскизная конструкторская документация на стенд для проведения испытаний экспериментального образца имплантата с применением разработанного приемного модуля;
изготовлен стенд для проведения испытаний экспериментального образца имплантата с применением разработанного приемного модуля;
выполнена технологическая подготовка сборочного производства для изготовления экспериментального устройства для беспроводной передачи энергии;
изготовлен корпус физиологичной формы с использованием биосовместимых материалов для экспериментального образца АПК;
изготовлен корпус физиологичной формы с использованием биосовместимых материалов для экспериментального образца имплантата.

Результаты работы соответствуют требованиям технического задания, работы по Соглашению выполнены в полном объёме.