Беспроводная система может питать устройства внутри организма
Специалисты Массачусетского технологического института и Бригамской женской больницы (БЖБ) разработали новый способ питания и сохранения связи с устройствами, вживляемые глубоко в живые ткани. Они могут использоваться для доставки препаратов, слежением за состоянием органов, лечения болезней и стимуляции мозга.
Устройства питаются радиоволнами, которые могут безопасно проходить через человеческие ткани. В опытах на животных они обеспечили энергией устройства, вживленные в ткань на глубину 10 см. Передача осуществлялась с расстояния в 1 м.
«Хоть эти миниатюрные вживляемые приборы не имеют батареек, мы получили возможность общаться с ними извне. Она открывает путь к абсолютно новым типам медицинских приложений», — сказал Фадель Адиб, старший автор работы из МТИ.
Результаты исследования будут представлены на конференции Ассоциации вычислительной техники и Специальной группы по проблемам передачи данных (SIGCOMM) в августе.
Отсутствие батареек обеспечивает компактные размеры. В опытах использовались устройства с рисовое зернышко, и, по словам авторов, они могут быть еще меньше. Сейчас лаборатория Джованни Траверсо, специалиста из БЖБ и одного из авторов, занимается разработкой аппаратов с различными функциями, которые можно проглотить. Поможет система и в стимуляции мозга, применяемой, например, в лечении болезни Паркинсона. Сейчас для этих целей используют подкожные имплантаты, наподобие кардиостимуляторов. Беспроводные сигналы могут устранить потребность в них.
Ранее использование радиоволн осложнялось рассеиванием их в организме. Для преодоления этой проблемы, исследователи создали специальную сеть, In Vivo Networking или IVN. Система полагается на массив антенн, излучающих радиоволны немного разной частоты. В процессе движения они пересекаются и комбинируются. В определенный момент, при наложении сигналов на пике, может генерироваться достаточно энергии для питания имплантируемого датчика.
Новая система позволяет не выяснять точное местоположение вживленного устройства. Энергия передается на большой участок. Это дополнительно позволяет одновременно запитывать несколько устройств. Вместе с энергией датчики получают сигнал, заставляющий их передать информацию на антенну. Импульс может давать команду на высвобождение лекарства, и выполнение других задач.
Устройство тестировалось на свиньях. При вживлении на 10 см в ткани, управление можно было осуществлять с расстояния в 1 метр. Если имплантат расположен близко к коже, дистанция достигает 38 м.
Материалы партнеров:
Читайте другие новости:
Читайте также