Лента TH Новости Биоинженерия



Беспроводные, управляемые импланты для мозга

∴ 288

Новое исследование открывает эру беспроводных медицинских устройств. От дистанционно контролируемых систем доставки лекарств до контролируемых крошечных имплантатов головного мозга.

1438

В то время как количество исследований в области доступных имплантатов растет, главная проблема, которую еще предстоит преодолеть, заключается управлении этими крошечными устройствами. Особенно это актуально когда они находятся глубоко внутри человеческого организма. Традиционные энергоячейки большие и содержат токсичные химические вещества. Кроме того, их необходимо периодически заменять. Новые исследования Массачусетского технологического института, Гарварда, Бригама и Женской Больницы продемонстрировали способ питания имплантированных устройств с использованием радиоволн.

В течение нескольких лет исследователи знали, что радиоволны могут быть захвачены, чтобы генерировать небольшое количество энергии для небольших устройств. Препятствием при переводе этой технологии в имплантируемые устройства является то, что эти волны обычно не проникают очень глубоко в человеческую ткань.

В прошлом году команда, состоящая из исследователей Массачусетского технологического института, Гарварда и Бригама и женской больницы, впервые продемонстрировала новый инновационный способ применения имплантатов с использованием радиоволн. Этот метод, называемый средним полевым соединением, успешно передал мощность нескольким антеннам внутри модели для животных на уровнях, достаточно глубоких для внедрения ряда медицинских устройств.

Это более раннее исследование все еще нуждаетсяв его внешнем передающем устройстве. Теперь, в новых исследованиях, которые будут представлены на конференции Special Communications Group по передаче данных (SIGCOMM) в августе, команда представит усовершенствованную технологию, чтобы показать, что устройства размером до 10 см внутри тела могут эффективно работать с расстояния до энергостанции в 1 м.

Новая система называется «In Vivo Networking» (IVN) и включает в себя излучение нескольких радиоволн на разных частотах.

Мы выбрали частоты, которые немного отличаются друг от друга, и при этом мы знаем, что в какой-то момент времени они достигнут своего максимума одновременно. Когда они достигают своих максимумов одновременно, они могут преодолеть энергетический порог, необходимый для питания устройства.Старший автор нового исследования Фадель Адиб.

Прототип, испытанный в рамках исследования, был размером с зерна риса, но исследователи предполагают, что его можно было бы сделать еще меньше. Это означает, что технология может быть адаптирована не только к медицинским устройствам, но и специальным системам доставки лекарств или системам контроля жизненно важных признаков. Помимо этого, на этой основе можно создать и беспроводные имплантаты мозга, предназначенные для модуляции нейронной активности посредством оптогенетики.

Новая система также может иметь применение вне медицинских имплантатов. Исследование предполагает, что метод ИВН может применяться для питания пассивных RFID на расстояниях до 38 м, что может быть полезно для интеллектуальных систем инвентаризации на складах.

Автор: Ричард Хариди
Переводчик: Филипп Дончев

Источник