Ανοίξτε τον μέσο φορητό υπολογιστή και θα δείτε δύο πράγματα: έναν επεξεργαστή για το μέγεθος ενός μισού δολαρίου και τα σχετικά τεράστια εξαρτήματα που απαιτούνται για την τροφοδοσία του - και ειδικότερα η μπαταρία.
Το ίδιο ισχύει και για τα ηλεκτρονικά ιατρικά εμφυτεύματα, όπως οι βηματοδότες. Αλλά μέσα στο ανθρώπινο σώμα, συχνά δεν υπάρχει χώρος για ένα μεγάλο πακέτο ισχύος. Έτσι μια ομάδα ερευνητών, με επικεφαλής τον Ada Poon, βοηθός καθηγητή Ηλεκτρολόγου Μηχανικού στη Σχολή Μηχανικών του Πανεπιστημίου του Στάνφορντ, έχει αναπτύξει έναν τρόπο ασύρματης φόρτισης συσκευών που εμφυτεύονται μέσα στο σώμα - επιτρέποντας την εμφύτευση ιατρικών συσκευών τόσο μικρών όσο κόκκων ρυζιού.
Το σύστημα χρέωσης της ομάδας είναι ένα riff σχετικά με την τεχνολογία που χρησιμοποιείται για την τροφοδοσία ηλεκτρικών οδοντόβουρτσων, smartphones και άλλων μικρών συσκευών. Σε αυτές τις ρυθμίσεις, ο ηλεκτρισμός περνά μέσα από ένα πηνίο σε μια πηγή ενέργειας, δημιουργώντας ένα ηλεκτρομαγνητικό πεδίο. Ένα αντίστοιχο πηνίο στην ίδια τη συσκευή συλλέγει ενέργεια από αυτό το πεδίο, το οποίο προκαλεί ρεύμα που μπορεί να τροφοδοτήσει τη συσκευή ή να φορτίσει μια μπαταρία. Αυτός ο τύπος κύματος, γνωστός ως «κοντινό πεδίο», ωστόσο, δεν μπορεί να ταξιδέψει πολύ μακριά ή να περάσει από ιστό.
Ενώ υπάρχει χώρος για ένα βηματοδότη με μπαταρία κοντά στην καρδιά, άλλα μέρη του σώματος παρέχουν λιγότερη περιοχή για να εργαστείτε με. Στον εγκέφαλο, για παράδειγμα, δεν υπάρχει χώρος για να τοποθετηθεί ένα εμφύτευμα σε μια θέση θεραπείας. Αντ 'αυτού, οι γιατροί θα πρέπει να το τοποθετήσουν όπου υπάρχει μια σχετικά ανοιχτή περιοχή, όπως το πίσω μέρος του λαιμού, και να χρησιμοποιούν καλώδια για να φτάσουν στο σημείο στόχο.
«Δεν είμαστε σε καμία περίπτωση οι πρώτοι άνθρωποι που κάνουν ασύρματη τροφοδοσία για ιατρικά εμφυτεύματα», εξηγεί ο John Ho, ένας μεταπτυχιακός φοιτητής που συνέταξε τη μελέτη. "[Τα εμφυτεύματα] χρησιμοποιούνται για πράγματα όπως τα κοχλιακά εμφυτεύματα, αλλά η ίδια η πηγή ενέργειας πρέπει να είναι αρκετά μεγάλη και το εμφύτευμα πρέπει να είναι πολύ ρηχό. Δεν μπορούν να φτάσουν στα σημαντικά μέρη του σώματος, όπως η καρδιά ή ο εγκέφαλος. "
Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο το έργο του Poon στοχεύει να διερευνήσει τον τρόπο χρήσης του "βιολογικού ιστού για τη μεταφορά ενέργειας", λέει. Το ηλεκτρονικό εμφύτευμά της 2 mm-by-3-mm τροφοδοτείται μέσω του σώματος με μια πηγή μεγέθους πιστωτικής κάρτας (φορτισμένη ανεξάρτητα) έξω από αυτήν.
Η ομάδα της βρήκε μια μοναδική μέθοδο χειρισμού των κυμάτων έτσι ώστε να διαδοθούν και να περάσουν από ζωντανό ιστό. Η πηγή ισχύος παράγει ηλεκτρομαγνητικά κύματα κοντά στο πεδίο ενός συγκεκριμένου σχεδίου. Καθώς οι παλμοί χτυπούν και αλληλεπιδρούν με ζωντανό ιστό, γίνονται ένα νέο είδος κύματος, που ονομάζεται "mid-field". "Όταν τοποθετείτε [την πηγή ενέργειας] πάνω στο σώμα, οι ιδιότητες του ιστού σας μετατρέπουν πραγματικά τα κύματα", αυτή εξηγεί.
Το εμφύτευμα αποτελεί μέρος μιας κατηγορίας ιατρικών θεραπειών γνωστών ως "ηλεκτροεπιλεκτικά".
Πολλές από τις λειτουργίες του σώματός μας είναι ηλεκτρικού χαρακτήρα, οπότε ένα ηλεκτρονικό εμφύτευμα τοποθετημένο κοντά σε μια ίνα νεύρου θα μπορούσε να παραδώσει μικρούς παλμούς που παρέχουν μια πιο στοχευμένη θεραπεία από τα φάρμακα που δρουν παγκοσμίως.
«Θέλουμε να δούμε αν τα ηλεκτρονικά μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τη θεραπεία ασθενειών ως συμπλήρωμα στη φαρμακευτική θεραπεία ή ως αντικατάσταση της φαρμακευτικής θεραπείας», λέει ο Poon
Η μέθοδος, μέχρι στιγμής, φαίνεται ασφαλής. Η ομάδα μπόρεσε να μεταδώσει τη δύναμη σε ένα εμφύτευμα σε έναν χοίρο - ένα ζώο παρόμοιο με έναν άνθρωπο σε κλίμακα - και έθεσε τον ρυθμό της καρδιάς ενός κουνελιού. Και ένα ανεξάρτητο εργαστήριο στην Bay Area διαπίστωσε ότι τα ραδιοκύματα που παράγονται από το σύστημα Poon δεν είναι πιο επικίνδυνα από αυτά ενός κινητού τηλεφώνου.
Ελπίζει να ξεκινήσει ανθρώπινες δοκιμές εντός ενός έτους. Οι αρχικές δοκιμές θα επικεντρωθούν στη διαχείριση του πόνου .. Αλλά Ho λέει ότι είναι μόνο η κορυφή του παγόβουνου? η ομάδα συνεργάζεται με εργαστήρια στην ιατρική σχολή του πανεπιστημίου για να βρει πιθανές χρήσεις για άλλες καταστάσεις, οι οποίες μπορεί να περιλαμβάνουν επιληψία, ακράτεια ούρων ή παρκινσονισμού.
Θα είναι αρκετά χρόνια πριν ένα σύστημα όπως το Poon θα φτάσει σε καταναλωτικές ιατρικές συσκευές. Αλλά η σκηνή για μια νέα εποχή της ηλεκτρονικής ιατρικής έχει καθοριστεί.
