《電子技術(shù)應用》
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體外無線供電技術(shù) 可望推動全新醫(yī)療應用

2018-06-20

  由麻省理工學院(MIT)與哈佛醫(yī)學院附屬的Brigham and Women's Hospital合作的研究計畫,,開發(fā)出替人體植入裝置供電并與其通訊的新方法,這些由無線電波而非電池驅(qū)動的裝置可用于傳輸藥物,、監(jiān)控體內(nèi)狀況,,或利用電流和光刺激大腦治療疾病,。

  據(jù)報導,這些植入裝置可以安全穿過人體組織,,加上不需要電池,,所以體積可以縮小,研究人員用來測試的原型便只有米粒般大小,,且預期體積可以進一步微縮,。

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  MIT媒體實驗室(Media Lab)助理教授Fadel Adib表示,盡管這些微型植入裝置沒有電池,,但仍可以在體外進行遠距通訊,,為醫(yī)療應用類型開啟一扇新的大門??芍踩塍w內(nèi)的醫(yī)療裝置提供醫(yī)生新的診斷,、監(jiān)控和治療疾病的方法。

  助理教授Giovanni Traverso表示,,實驗室目前正在研究各種可用來輸送藥物,、監(jiān)控生命征象以及偵測胃腸道蠕動的可吸收系統(tǒng)。

  目前像心臟節(jié)律器這類植入式醫(yī)療裝置都自帶電池,,不僅占用大部分空間而且壽命有限,。在大腦中植入可傳遞電流的電極被用于所謂的深部腦刺激技術(shù),通常用來治療帕金森氏癥或癲癇,。這些電極由植入皮下的裝置控制,,如果采用無線電源,就可以取代這些裝置,。

  只不過無線電波在穿過身體后強度會減弱,,以至無法提供足夠的電源。為了克服這點,,研究人員設計了一個稱為IVN的體內(nèi)網(wǎng)絡系統(tǒng),,這個系統(tǒng)仰賴天線陣列發(fā)射出頻率稍有差異的無線電波,無線電波傳播時會以不同的方式重迭和結(jié)合,,波峰重迭的特定波點將可提供足夠的能量,,為植入的傳感器供電。

  由于新系統(tǒng)的功率傳輸?shù)拿娣e較大,,研究人員不僅不需要知道傳感器在體內(nèi)的確切位置,,還可以一次為多個裝置供電,。在傳感器接收到功率的同時,也會收到訊號,,告訴他們將信息傳回天線,,這個訊號也可以用來刺激藥物釋放、激增電流或脈沖光,。

  據(jù)研究人員在豬只身上進行的測試,,這些無線電波可從體外1公尺的距離將電源發(fā)送到體內(nèi)深度10公分的傳感器上。如果傳感器的位置非常接近皮膚表層,,那么這些無線電波最遠可在38公尺外供電,。

  Adib表示,裝置的深度會影響遠程供電的距離,,研究人員正在努力提高功率的傳輸效率與增加傳輸距離,。這項技術(shù)有可能改善其它領域的RFID應用,如庫存管控,、零售分析和智能環(huán)境,,實現(xiàn)更遠距離的物體追蹤和通訊。

  這項研究由媒體實驗室聯(lián)盟和美國國立衛(wèi)生研究院提供經(jīng)費,,論文將于8月的SIGCOMM大會上發(fā)表,。


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