胃腸道的電子設(shè)備有望變革胃腸道的診斷和治療模式。傳統(tǒng)的動(dòng)力電源通常就是電池,受小體積及安全的限制,傳統(tǒng)電池供能的話(huà)胃腸道的設(shè)備的工作時(shí)間就會(huì)非常有限。
很多手機(jī)的供應(yīng)商已經(jīng)開(kāi)發(fā)出了手機(jī)的無(wú)線(xiàn)充電方式,那么這種無(wú)線(xiàn)供能是否可以用于給胃腸道設(shè)備進(jìn)行充電呢?這種充電方式稱(chēng)為近場(chǎng)耦合,已經(jīng)是非常成熟的電力傳送技術(shù),在醫(yī)療設(shè)備中耳蝸植入體或者神經(jīng)探針已經(jīng)使用這種技術(shù)了。但是對(duì)于胃腸道設(shè)備來(lái)說(shuō),它們不但非常小,而且被身體吞噬且與體表有一個(gè)非常顯著的距離,這使得近場(chǎng)耦合技術(shù)對(duì)胃腸道電子設(shè)備可望而不可及。
MIT新科技:這顆藥丸也要連上“WiFi”
MIT的科學(xué)家們開(kāi)發(fā)了稱(chēng)為中間場(chǎng)耦合的技術(shù),替代近場(chǎng)耦合,來(lái)對(duì)胃腸道膠囊這種體內(nèi)深度植入電子設(shè)備進(jìn)行無(wú)線(xiàn)電力輸送。中間場(chǎng)耦合在更高頻率運(yùn)作并且有效傳輸率要高出2-3倍。
基于這種技術(shù),MIT科學(xué)家們的就研究了一個(gè)能夠接收無(wú)線(xiàn)電信號(hào)的電子膠囊模型,可以在臨床所要求的的安全功率范圍內(nèi)工作,能量傳輸沒(méi)有給生物組織造成損傷。研究發(fā)表在雜志《Scientfic Reports》上。
為了測(cè)試這種中間場(chǎng)耦合技術(shù)是否可以從體外向胃腸道內(nèi)輸送電力,研究團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了可以在這些組織內(nèi)部有效工作的天線(xiàn),然后將一個(gè)天線(xiàn)置于體外另一個(gè)放在豬模型的食道、胃和結(jié)腸中。它們可以傳輸?shù)碾娏λ椒謩e為37.5 uW、123 uW 以及 173 uW,所有這些都足以從體外無(wú)線(xiàn)地位體內(nèi)的一系列醫(yī)療設(shè)備供電。
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一粒小小的電子膠囊在胃腸道中可以進(jìn)行成像、生命體征檢測(cè)、疾病診斷、定時(shí)給藥等等的工作,但是如果想要這種電子設(shè)備長(zhǎng)久的停留在胃腸道中工作,我們首先要解決它的供能問(wèn)題。
現(xiàn)在,有了MIT的模型和中間場(chǎng)耦合技術(shù),可以應(yīng)用于胃腸道治療和診斷的微型無(wú)線(xiàn)電子設(shè)備正在逐漸接近現(xiàn)實(shí)。