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植入器械技术新进展:米粒级芯片无线充电技术问世

2014-6-1 15:07 阅读: 1762 评论: 0 来源: 新浪科技 编辑: 南国知心
[导读]你想象过一个信用卡大小的装置就能为你的心脏提供动力吗?斯坦福大学的研究人员制造了一个米粒大小的电子装置,并可以通过一个信用卡大小的装置来远程充电。目的在于将其用作人体植入物,目前已经在兔子身体里作为心 ...

如何运作?

在他们的论文中还介绍了这一成果的研发团队,这是一个跨学科的研究组,其中包括朴恩实验室的电子工程学研究生John Ho以及Alexander Yeh,还有访问学者Yuji Tanabe,以及斯坦福大学医学中心心胸外科助理教授Ramin Beygui。

这项成果的核心就在于研究组运用了一种新的手段来控制电磁波在人体内的传输。

电磁波遍布宇宙。我们每天都要接触它们,比如我们的广播电视信号,微波炉,现在甚至还有使用无线充电的电动牙刷。

在朴恩的发明问世之前,我们日常接触的电磁波可以被大致分为两大类,即所谓的远场以及近场电磁波。

远场电磁波,如广播塔发出的信号,可以进行长距离传播。但当它们在遭遇生物组织时要么会被直接反射掉,或者就被生物体的皮肤以热的形式吸收了。不管从哪个角度来看,这种远场电磁波都已经被排除在了用作无线充电的备选方案之外。

而近场电磁波可以被安全地应用于无线充电系统。目前的一部分医疗器械便已经采用了这种技术,如助听器就采用了这类技术。但它的弱点同样明显:它只能在短距离上传输能量,这样你就必须让充电设备紧贴皮肤才能进行充电,并且它也要求植入的医疗器械不能深度太大,而必须靠近体表皮肤以便进行无线充电。

而朴恩研究组所做的正是融合近场电磁波的安全性以及远场电磁波的长距离传播性优点。她利用了一个简单的原理实现了这一目标——波在不同的介质中,如空气,水体或生物体组织中的传播速度是不同的。

比如说,当你把耳朵贴在铁轨上,你能更早地听到火车正在接近的声音。原因很简单,因为声波在金属中的传播速度要比在空气中更快。

根据这一指导思路,朴恩的研究组设计了一种电源,其可以产生一种特殊的近场电磁波。当这一电磁波从空气向皮肤传播的时候,它会改变自身状态,以使其更利于传播,就像声波在铁轨中的传导一样。

朴恩将这种新的技术称作“中场无线传输”。

在PNAS的论文中论述的实验里,朴恩利用她研制的中场传输系统直接向一个微型植入式医疗器件进行无线充电。但同样存在一种可能性是在植入式的医疗器件中潜入微型电池,随后借助朴恩的系统为这些电池进行无线充电。但在今天的技术条件下还无法做到这样。

朴恩实验室的研究生Ho表示:“借助这项技术,我们可以安全地向体内植入的医疗器械传输电力,这些器械可能植入于心脏或脑部之中,这是现有的近场系统完全无能为力的。”

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