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人体医疗植入设备也能无线充电了!

2014/05/25 来源:新浪科技
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导读
最近,美国斯坦福大学(Stanford University)电子工程系助理教授Ada Poon,经过长达6年的毫米级医疗植入物研究,终于取得符合安全兼容性实验室的验证报告,并证实她的这项研究具有商用化潜力。


斯坦福大学开发的微型刺激器植入设备尺寸约2mm,大约是一颗米粒的大小。

经过长达6年的毫米级医疗植入物研究,美国斯坦福大学(Stanford University)电子工程系助理教授Ada Poon终于取得符合安全兼容性实验室的验证报告,并证实她的这项研究具有商用化潜力。

Poon兴奋地解释,这项研究主要利用活体动物组织作为媒介,可在大约5公分以上的距离透过“中场”(mid-field)无线电源提供超过200微瓦的功率。

“我们确定模拟过程相当安全,”Poon指出,”我们使输出功率保持在500mW,这和手机是一样的,接着我们进行测量,检查温度的上升。我们进行一切的验证,最终才真的确定与证明这项技术是安全的,然后我们才送交第三方测试。”

Poon和其他研究人员们针对这项主题为“医疗植入设备的中场无线电源研究”提交了一份论文至国家科学院(National Academy of Sciences),内容描述一种可穿透约5cm皮肤组织为植入于兔子心脏中的2mm微型刺激器供电的方式。

这种电流感应耦合方法取决于植入设备与外部设备之间的近场耦合──在植入设备与外部设备之间无非就是一层薄薄的皮肤。Poon的团队采取了一种不同的方法,经由生物组织拥抱1.6GHz的信号传输,而非采取试图避开的作法。

斯坦福大学的研究人员们称这种方式为“中场”(mid-field)无线。斯坦福大学研究生John Ho解释,基本上是将“近场”转换为“远场”(far-field)电磁波,这种传输方式较安全但远离讯号源后快速衰减,但已能将能量传送到更远的距离。

该技术可传送超过200mW功率,远远超过当今起搏器所需的8mW功耗。Poon以及其他研究人员们预见到有一天将出现一种仅有米粒大小的微型刺激器,它可能比当今所用的植入设备或药物更加高效。

“我们的供电方式适用于更广泛的设备类型,如植入式诊断传感器或局部药物递送工具,”Ho说,“这些设备未能商业化开发出来的部份原因可能是现有植入设备尺寸太大。”

“一个有趣的应用是在一种俗称‘电药’(electroceutical)的新兴药物治疗方式,这种直接安装在人体内部进行调节的微型设备,在某些疾病的治疗上可能比用药物更有效。在这方面还需要更多的研究,才能了解疾病的神经基础以及开发电子治疗方法,但无论如何,所有的这一类途径都需要安全传送电力的方式。”
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