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作者:Anne Trafton麻省理工学院的研究人员与布里格姆妇女医院的科学家合作开发了一种新方法,可以为植入人体内部的设备供电和通信

这些设备可用于输送药物,监测体内状况或治疗疾病通过电或光刺激大脑植入物由射频波提供动力,可以安全地穿过人体组织在动物试验中,研究人员表明,波浪可以为组织中10厘米深的设备供电,距离为1仪表“即使这些微型植入设备没有电池,我们现在可以从身体外的距离与它们进行通信

这开辟了全新的医疗应用类型,”麻省理工学院媒体实验室助理教授,资深作者Fadel Adib说

该论文将在计算机协会数据通信特别兴趣小组(SIGCOMM)会议上发表因为他们不需要电池,所以这些设备可能很小在这项研究中,研究人员测试了一粒大小相当于一粒米的原型,但他们预计它可以做得更小“具有与之通信的能力不需要电池的这些系统将是一项重大进步

这些设备可以与传感条件兼容,并有助于药物的输送,“哈佛大学布莱根妇女医院(BWH)助理教授Giovanni Traverso说

医学院是麻省理工学院科赫综合癌症研究所的研究机构,也是该论文的作者

论文的其他作者是媒体实验室博士后云马云,媒体实验室研究生罗志宏,以及科赫研究所和BWH联盟博士后Christoph Steiger Wireless沟通可以摄入或植入体内的医疗设备可以为医生提供诊断,监测和治疗多种疾病的新方法Traverso的实验室是现在致力于各种可摄入的系统,可用于输送药物,监测生命体征,并检测胃肠道的运动在大脑中,提供电流的可植入电极被用于称为深部脑刺激的技术,通常用于治疗帕金森病或癫痫这些电极现在由植入皮肤下的类似心脏起搏器的装置控制,如果使用无线电源则可以消除这种电极无线脑植入物也可以通过光遗传学帮助提供光刺激或抑制神经元活动到目前为止,它还没有适用于人类,但可用于治疗许多神经系统疾病目前,植入式医疗设备,如心脏起搏器,携带自己的电池,占据设备的大部分空间,并提供有限的寿命Adib设想更小,无电池的设备,一直在探索为植入式设备提供无线供电的可能性由身体外的天线发射的无线电波到目前为止,这很难实现,因为无线电波在通过身体时往往会消散,因此它们最终太弱而无法提供足够的能量为了克服这一点,研究人员设计了一个他们称之为“体内网络”(IVN)的系统该系统依赖于发射频率略有不同的无线电波的天线阵列随着无线电波的传播,它们以不同的方式重叠和组合在某些点,其中高点波浪重叠,它们可以为植入的传感器提供足够的能量“我们选择了彼此略有不同的频率,这样做,我们知道在某个时间点它们会同时达到它们的高点当他们同时达到他们的高点时,他们能够克服为设备供电所需的能量阈值,“Adib说,使用新系统,研究人员不需要知道该设备的确切位置身体中的传感器,因为电力在大面积上传输这也意味着它们可以同时为多个设备供电在传感器接收到一连串电力的同时,它们也会收到一个信号,告诉他们将信息传回研究人员说,这个信号还可用于刺激药物释放,爆发电或光脉冲 长距离动力在动物试验中,研究人员表明它们可以从身体外一米远的地方向一个体内10厘米深的传感器发送电力如果传感器位于非常靠近皮肤表面的位置,它们可以在距离38米远的地方供电“目前在你可以走多远以及走出体外的距离之间存在权衡,”Adib说,研究人员现在致力于提高电力输送效率并将其转移到更远的距离该技术还有可能改善其他领域的RFID应用,如库存控制,零售分析和“智能”环境,允许进行更远距离的物体跟踪和通信,研究人员表示,该研究由媒体实验室联盟和美国国立卫生研究院 - 麻省理工学院新闻办公室

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