由麻省理工學(xué)院(MIT)與哈佛醫(yī)學(xué)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(dǎo),,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(yù)期體積可以進(jìn)一步微縮,。
MIT媒體實(shí)驗(yàn)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(jìn)行遠(yuǎn)距通訊,,為醫(yī)療應(yīng)用類型開啟一扇新的大門,。可植入體內(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(shí)驗(yàn)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(qiáng)度會減弱,,以至無法提供足夠的電源,。為了克服這點(diǎn),研究人員設(shè)計了一個稱為IVN的體內(nèi)網(wǎng)絡(luò)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(diǎn)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(jìn)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(yuǎn)可在38公尺外供電,。
Adib表示,,裝置的深度會影響遠(yuǎn)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(xiàng)技術(shù)有可能改善其它領(lǐng)域的RFID應(yīng)用,,如庫存管控、零售分析和智能環(huán)境,,實(shí)現(xiàn)更遠(yuǎn)距離的物體追蹤和通訊,。
這項(xiàng)研究由媒體實(shí)驗(yàn)室聯(lián)盟和美國國立衛(wèi)生研究院提供經(jīng)費(fèi),論文將于8月的SIGCOMM大會上發(fā)表,。