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斯坦福大學的研究人員發明了一種全新的技術,可以對深層植入人體的電子設備進行充電,有望為嵌入式傳感器和微型植入技術打開一扇全新的大門。
這項周一刊登在《美國國家科學園院刊》(Proceedings of the National Academy of Sciences)上的成果號稱,可以降低心髒起搏器、神經刺激器和其他現有醫療設備的尺寸,延長續航時間,並實現這類設備在人腦和人體內更加深層的植入。
現有的這類設備都采用了大號的長時間續航電池,但最終仍會耗光電量,因而需要進行新一輪手術。還有一些設備配備了可充電電池,但卻需要在植入的設備中配備直徑至少為1厘米的接收線圈,因而極大地限制了植入手術的地方和方式。
研究人員稱,這種名為『中域無線傳輸』的新技術可以讓醫生更加依賴電子設備來治療各種疾病,相應地減少了對藥物的依賴。
斯坦福大學電氣工程助理教授阿達·潘(Ada Poon)說:『我們需要盡可能縮小這類設備的體積,使之更容易深層植入人體,從而創造新的方式來治療疾病、降低病痛。』
這支由阿達·潘領導的團隊已經開發了一種比米粒還小的心髒起搏器,只需要在上方拿著一個信用卡大小的電源便可為其供電或充電。
研究人員表示,不同版本的設備有可能被用於更深層次的深度腦刺激、監控整個人體內至關重要的功能以及直接將藥物送達目標的藥物傳輸系統。有了這一成果作支橕,電腦芯片、仿生機械、眼球顯示器、手掌撥號盤等各種設備都會成為可能。
智能手機和部分植入皮下的醫療設備之前就已經可以使用無線充電技術,但這類設備使用的電磁波傳輸距離太近,所以構成了一定的局限。
阿達·潘和她團隊的最新成果可以釋放出一種獨特的近場波,能在碰到皮膚時進一步傳播,而不會被吸收或反射。他們可以將這一技術控制在安全的接觸范圍內。
研究人員已經在豬和兔子身上測試過這項技術,並准備在人類身上進行評估。但要真正商用,仍要經過多年的安全測試和功能測試。
斯坦福大學神經科學學院院長威廉·紐森(William Newsome)說:『阿達·潘的實驗室解決了微型植入式設備安全充電的難題,在該領域開闢了一條新的創新之路。』