Optimización de un Microinductor Planar para Control Telemétrico de una Microválvula para Glaucoma

Abstract

La microválvula para el tratamiento del glaucoma es un implante activo que permite regular la presión intraocular en forma telemétrica. En este caso el uso de una batería no es posible debido a su tamaño y limitaciones de vida útil. Una alternativa es la transmisión de energía a través de un acoplamiento inductivo desde un dispositivo externo hacia una bobina receptora en el implante. Esta última tiene dos funciones principales; en primer lugar recibe y almacena la energía electromagnética necesaria para alimentar el dispositivo proporcionando la tensión y corrientes necesarias y por otra parte recibe la información que permite el accionamiento y control de la microválvula. La bobina receptora para esta aplicación debe ser de un tamaño muy pequeño y una alta eficiencia en la transferencia de energía. En este trabajo se utilizan modelos circuitales junto con modelos en 3 dimensiones (3D) numéricos en elementos finitos (EF) para el análisis de distintas configuraciones y geometrías de microinductores planares, con el objetivo de minimizar su tamaño y mejorar su eficiencia. La microbobina se diseña para ser fabricada con tecnología MEMS (micro-electromechanical systems), por medio de técnicas de depósito de película fina y electroplateado de cobre sobre un sustrato flexible de poliimida. El modelo circuital utiliza el método de Greenhouse para la determinación de los parámetros eléctricos y efectos parásitos de la bobina. Se utilizan modelos magnetostáticos y electrostáticos de las ecuaciones de Maxwell para el modelado y simulación de distintas configuraciones de microinductores. Se comparan los resultados obtenidos de los parámetros eléctricos a partir del modelo de Greenhouse con el numérico entre bobinas simples y dobles faz, obteniendo en el segundo caso una mejora de los parámetros eléctricos y una disminución de sus efectos parásitos, aumentando así la eficiencia del dispositivo.