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可进行诊断、监测、治疗人体植入设备将实现无线供电并进行通讯

文章出处:365bet体育 发表时间:2019-06-12 18:45:15

  通过与美国布莱根妇女医院(BWH)的科学家合作,麻省理工学院(MIT)的研究人员开发了一种可以为植入人体的设备供能并进行通讯的新方法。这些设备可以运送药物、监测身体内部的情况、通过电或光刺激大脑来治疗疾病。该论文将于今年8月在计算机机械协会的数据通信(SIGCOMM)会议上发表。

  通过与美国布莱根妇女医院(BWH)的科学家合作,麻省理工学院(MIT)的研究人员开发了一种可以为植入人体的设备供能并进行通讯的新方法。这些设备可以运送药物、监测身体内部的情况、通过电或光刺激大脑来治疗疾病。该论文将于今年8月在计算机机械协会的数据通信(SIGCOMM)会议上发表。在体内植入医疗设备可以为医生提供诊断、监测和治疗许多疾病的新方法。目前,植入式医疗设备,如心脏起搏器,携带的电池占据了设备的大部分空间,并且寿命有限。在大脑中,植入可提供电流的电极被用于一种称为“深部脑刺激”的技术,用于治疗帕金森氏症或癫痫。这些电极一般由植入皮下的类似起搏器的装置控制,如果使用无线电源,就可以取代这些装置。到目前为止,这是很难实现的,因为无线电波在经过身体时往往会消散,最终会变得太弱而无法提供足够的能量。

  为了克服这一问题,MIT的研究人员设计了一个“体内网络”(IVN)系统。这个系统依赖于一组发射频率略有不同的无线电波的天线。当无线电波传播时,它们以不同的方式重叠、组合,在波峰重叠的点,它们就能够克服为设备供电所需要的能量阈值,提供足够的能量为植入的传感器供电。

  在这个新系统中,研究人员不需要知道传感器在体内的确切位置,因为能量是大范围传输的,这也意味着它们可以同时为多个设备供电。传感器接收到一股强大的能量的同时也接收到将信息传回体外天线的信号。“这些微小的植入式设备不仅没有电池,我们还可以在体外与它们交流,传递用于刺激释放药物、电流或光的信号,这将开启全新类型的医学应用。”MIT媒体实验室助理教授、该论文的通讯作者Fadel Adib说。

  在猪的测试中,研究人员可以在体外1米远的地方将能量发送到一个植入体内10厘米深的传感器上。如果传感器离皮肤表面很近,他们可以从38米以外的地方供电。

  研究人员目前正致力于使电力更加高效、远程地传输。这项技术也有可能改善其他领域无线射频识别技术的应用,如库存控制、零售分析和“智能”环境,有助于远程对象的跟踪和通信。

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