据物理学家组织网站报道,一支由斯坦福大学电子工程师Ada Poon领导的团队,开发了相关的设备以及供电技术,将近场通信技术推向了全新的层次。该充电技术能提供一支智能手机需要的电量,产生的辐射则低于人体健康安全阈值。该技术的核心在于利用不同的材料来使得装置得到持续的充电。身体作为管道,中场充电技术使用电磁波传输电能。当接触到皮肤时传输的更快。 基于该技术的设备将对健康与医疗领域产生巨大的意义,从微小的助听器到心脏起搏器;从缓解慢性疼痛到神经系统问题。基于该技术的小装置可以植入的相当深,只要充电装置在范围内就仍然可以正常工作。 一名美国斯坦福大学的电子工程师日前开发出一种方法,可以以无线方式向人体内传输电力,从而驱动植入人体内的各种微型医疗器件,如心脏起搏器,神经刺激器,或是未来可能出现的其他类型的医疗器械。 这项成果发表在近日出版的《美国国家科学院院刊》(PNAS)上。这是阿达·朴恩(Ada Poon)多年努力的结晶,他本人是一位电子工程学的助理教授。他的这项成果将有助于将那些复杂庞大的电池以及充电系统从植入型医疗器件中去除。 这项技术或将开辟一条通往一种新型医学的道路,在这种新型医学中,医生们将更加依赖各种微型器械来治疗疾病,而不是传统的药物。 朴恩表示:“我们需要将这些器械设计地越小越好,这样才能便于更深地植入人体,从而创造一种全新的治疗疾病或是缓和病痛的方式。” 在他们发表的论文中,朴恩的研究组详细论述了他们研制的一种比米粒还要小的心脏起搏器。它可以通过无线方式实现充电,方法是拿起一张跟信用卡差不多大小的充电装置贴在自己胸口上,这样就能够为植入在体内的起搏器充电。 这是一项工程学的突破性成就——仅仅需要大致与一台智能手机所需相同的电量,你就可以实现为深深植入体内的电子器件安全地进行无线充电。朴恩在其论文中还提到,一家独立实验室对他们的设备进行了测试,发现其产生的辐射量远远低于人体健康限值。 朴恩的实验室在一头猪的身上测试了其无线充电能力,并用一只兔子测试了其为心脏起搏器充电的功能。目前研究人员正在准备开战人体测试。即便接下来的人体测试顺利得到批准并且一切进展顺利,那么它也还将需要数年的时间才能满足进入大规模商业应用阶段前所要求的安全性和可靠性要求。 朴恩相信这项成果最终将会催生出新一代的可编程微型植入医疗器械——如可以监测关键性生理信号的的感受器;向大脑发送神经信号的电子激发器,以及可以直接将药物送至患病处的体内药物递送系统。 威廉·纽森(William Newsome)是美国斯坦福大学神经科学研究所主管,他表示朴恩的工作开创了可能性,即开发出某些“电子药物”,用于替代传统的药品用于疾病治疗。 纽森本人并未参与朴恩的研究组,但对她的工作相当熟悉。他表示这种治疗方案将会比传统药物更加有效,因为电子药物方法将会直接将特殊的微型器械植入到大脑的特定区域并发挥作用,而传统药物则会对整个大脑产生作用。 纽森表示:“要想让电子药物实用化,这些植入器械必须进一步小型化,并且必须实现无线充电,它们可以被深深地植入大脑,距离大脑表层好几厘米。”而朴恩的研究组解决了安全地进行无线充电的问题,让我们在这条道路上迈出了一大步。 |