Операции для замены батареи в имплантах больше не понадобятся

Что происходит, когда у прибора, вживлённого внутрь человеческого тела, кончается заряд батареи? Очередная сложная операция, громадные риски, послеоперационные осложнения — лишь самые основные отрицательные стороны замены батареи аппарата, но ведь всё это необходимо? Учёные из Стэнфорда и EECS доказали обратное, представив миру новое беспроводное устройство вместе с миниатюрным кардиостимулятором, поддерживающим такой способ зарядки. Именно эта технология позволит подзаряжать медицинские приборы, расположенные внутри человеческого тела.

История создания

кем был придуман беспроводной прибор для подзарядки медицинских имплантов Ада Пун, доцент Стэнфорда, привлекла к разработке нового прибора учёных из своего университета, и перед ними была поставлена задача изобрести передатчик энергии через кожу.

Дело в том, что большинство современных имплантатов работают от аккумуляторов:

  • Неперезаряжаемого типа;
  • перезаряжаемого типа.

Первые пусть и работаю дольше, но после полного расхода батареи требуют операбельного вмешательства, что несёт за собой определённые риски и осложнения.

Перезаряжаемые батареи не могут обойтись без громоздкой приёмной катушки диаметром в 0,8-1,2 см, что ставит ограничения на область их использования.

Как работает кардиостимулятор

принцип работы беспроводного прибора для подзарядки медицинских имплантов Если упростить технологию до минимума, то можно сравнить её с той, что используется для подзарядки мобильных телефонов. Однако, в случае с новым изобретением всё сложнее.

Чтобы объяснить принцип его работы необходимо обратиться к элементарной физике.

Существующие электромагнитны волны, если брать за основу величину расстояния от точки приёма до основной антенны, делятся на:

  • Волны дальнего поля. Идеально подходят для передачи на большие расстояния. Однако, они поглощаются биологическими тканями, что может вызвать перегрев.
  • Ближнего поля. Действие распространяется на шестую часть волны. Используются в медицине (в основном для слуховых имплантатов), но они не подходят передачи на большое расстояние, которое и предполагают, к примеру, кардиостимуляторы.

Так вот перед учеными стояла задача, найти нечто среднее между этими полями. Что-то, что сочетало бы передачу на большое расстояние, как у дальнего поля, и проверенность ближнего.

За правило разработки был взят известный физический принцип: «В определённых средах волны могут двигать с разными показателями». И основываясь на него, группа под руководством Ада Пун сделала генератор средних (как назвали их сами учёные) волн.

Сгенерированная волна, сталкиваясь с кожей, немного меняла свои характеристики. В итоге, она получала лучшее распространение именно внутри тканей тела. Это и позволило ей достигнуть кардиоприбора.

лечение геморрагического инсульта Инсультом называют острое нарушение в кровообращении головного мозга. Последствия у него могут быть самыми разнообразными, начиная от легкого одностороннего паралича, заканчивая комой и летальным исходом. Именно поэтому лечение геморрагического инсульта должно начаться как можно скорее и обязательно в стационарных условиях под наблюдением квалифицированных специалистов.

Статья расскажет о таком редком и коварном заболевании, как наследственная мозжечковая атаксия Пьера Мари. Излечима ли она и каковы ее последствия.

Как выглядит прибор

Если в тарелку с рисом положить новый кардиостимулятор, то его можно было бы съесть, не заметив, настолько он мал. Если в цифрах, то в ширину прибор всего 2 мм, а в длину 3-4.

Неудобная приёмная катушка в современном варианте заменена на маленькую, ширина которой всего 2 мм. Катушка работает вместе с металлической пластиной, площадь которой не превышает 36 см2.

На фото показано сравнение размера нового прибора с зернами риса:
размер и форма беспроводного прибора для подзарядки медицинских имплантов

Клинические испытания

Первое испытание было проведено ещё на стадии создания генератора. В независимой лаборатории оценили возможное влияние волн на человеческий организм. Тесты показали абсолютную безопасность: степень излучения намного меньше той, что может переносить человек.

Второй эксперимент был проведен на тканях со слоем в 5 см, взятых у обычной свиньи.

Испытания завершились более чем успешно: удалось передать энергию больше чем в 2 тысячи мкВт. Обычные кардиостимуляторы требуют всего 8 мкВт, потому заряда от пластины на подпитку подобных устройств хватит сполна.

Третий эксперимент был проведён на работоспособность кардиостимулятора. Кролику на 5 см глубину был вживлён имплантат, который мог регулировать его сердцебиение.

Польза прибора

есть ли польза от использования беспроводного прибора для подзарядки медицинских имплантов При помощи новой технологии беспроводной передачи энергии можно будет:

  • Подпитывать имплантируемые приборы внутри человеческого тела;
  • Увеличить качество имплантируемых приборов и уменьшить их размер.

Беспроводная передача энергии позволит создавать микроприборы, заменяющие некоторые лекарства для большинства нейродегенеративных заболеваний и болезней, требующих стимуляции нервов.

эфферентная моторная афазия При эфферентной моторной афазии наблюдается нарушение письменной речи, когда пациент пропускает целые слоги в произношении слов. Речь больного чаще всего бессвязна и бессмысленна, окружающим трудно понять, о чем он говорит из-за неправильно произносимых слов и фраз.

Еще одним распространенным речевым нарушением является заикание. Многие, скорее всего, сталкивались в своей жизни с человеком, страдающим этим недугом. Безусловно, заикание причиняет немалый дискомфорт. Порой таким людям очень трудно выразит свою мысль, особенно при наличии волнения. Как избавиться от заикания взрослому человеку расскажет статья.

Если ребенок упорно отказывается говорить с посторонними людьми или даже просто в их присутствии, но при этом речь не идет о каких-то грубых нарушениях речевого аппарата, то тогда можно предположить о наличии у него избирательного мутизма. Подробнее http://gidmed.com/bolezni-nevrologii/narushenie-rechi/mutizm-polnoe-molchanie.html.

Подводя черту

Даже самые простые истины могут привести к созданию великих творений. Ада Пун и группа учёных под её руководством сделали настоящий прорыв, открыв беспроводную передачу энергии.

Минимизировать травматизм от постановки имплантатов, подзаряжать приборы внутри тела автономно и заменять некоторые лекарства для болезней неврологического характера — лишь малое, на что способна разработка.

Небольшое видео расскажет о новостях науки, в том числе о новом беспроводном кардиостимуляторе:


Понравилась статья? Поделитесь с друзьями в социальных сетях:

И подписывайтесь на обновления сайта в Контакте, Одноклассниках, Facebook, Google Plus, Twitter или по RSS.

loading...

Оставить комментарий

Ваш адрес электронной почты не будет опубликован.