Ενός χιλιοστού ασύρματα τροφοδοτούμενη καρδιακή συσκευή !

Ερευνητές στο Πανεπιστήμιο του Στάνφορντ έχουν δημιουργήσει ενός χιλιοστού σε μέγεθος, ασύρματα τροφοδοτούμενη εμφυτευόμενη καρδιακή συσκευή. Σε μια μελέτη που πραγματοποιήθηκε, έδειξαν πως αυτή η εμφυτευμένη συσκευή που περιέχεται σε ένα κύβο μόλις οκτώ δέκατα του χιλιοστού σε ακτίνα, θα μπορούσε να τροφοδοτείται από ραδιοκύματα τα οποία
μεταδίδονται εξωτερικά του σώματος. Αν και η ασύρματη ενέργεια από μόνη της δεν είναι εντελώς νέα, όπως θα σας πεί η νέα γενιά οπαδών του Nikola Tesla , χρησιμοποιώντας την ενέργεια σε μια τόσο μικρή συσκευή, πέντε εκατοστά μέσα στο στήθος, είναι ένα μεγάλο θαύμα της μηχανικής. Εμφυτεύσιμες ιατρικές συσκευές όπως βηματοδότες και τα κοχλιακά εμφυτεύματα είναι όλο και πιο σημαντικά για τους ασθενείς με μια ευρεία ποικιλία ιατρικών καταστάσεων. Μία από τις κύριες προκλήσεις που συνδέονται με τις τεχνολογία αυτές, είναι να τις τροφοδοτήσουν. Στις περισσότερες περιπτώσεις, αυτό γίνεται με τις μπαταρίες, αλλά αυτές είναι ογκώδεις και απαιτούν αντικατάσταση μετά από ένα ορισμένο χρονικό διάστημα. Η ασύρματης ενέργεια έχει τη δυνατότητα να επιλύσει και τα δύο αυτά τα προβλήματα .

Προηγούμενα μαθηματικά μοντέλα έδειξαν ότι χαμηλής συχνότητας πομποί και μεγάλες κεραίες, είναι πάρα πολύ μεγάλες ώστε να γίνουν πρακτικές στις εμφυτεύσιμες συσκευές, οπότε θα ήταν αναγκαία η ασύρματη ενέργειας μέσα στο σώμα. Οι ερευνητές έχουν πλέον δείξει  ότι υψηλής συχνότητας ασύρματη μετάδοσης ισχύος,σε μία διάταξη στο ανθρώπινο σώμα είναι δυνατή σε πολύ μεγαλύτερα βάθη εντός του σώματος από ό, τι πιστευόταν παλαιότερα. Ένα σημαντικό πλεονέκτημα αυτού είναι ότι οι υψηλότερες ραδιοσυχνότητες μπορεί να λειτουργήσουν με μικρότερες σπείρες στην συσκευή λήψης. 


Με τη νέα μέθοδο, η βέλτιστη μετάδοση ισχύος συμβαίνει στα 1,7 GHz, σε ένα ρυθμό περίπου 10 φορές πιο αποτελεσματικά από τις προηγούμενες συσκευές και με μια κεραία λήψης 10 φορές μικρότερη από τις προηγούμενες. Οι παραπάνω εικόνες δείχνουν την μετάδωση ισχύος στην ανθρώπινη καρδιά από ένα 200MHz πομπό, χαμηλής συχνότητας (αριστερά) και ένα 1,7 GHz υψηλής συχνότητας πομπό (δεξιά), δείχνοντας το επίκεντρο ισχύος για την καρδιά στην δεξιά εικόνα. Με αυτό τον τρόπο το ενός χιλιοστού σε ακτίνα πηνίο θα μπορούσε να συλλέξει πάνω από 50 microwatts της ισχύος. Οι ερευνητές πιστεύουν ότι η λύση τους θα μπορούσαν ενδεχομένως να χρησιμοποιηθεί για σχεδόν οποιαδήποτε ιατρική εφαρμογή,στις οποίες το μέγεθος και η ισχύς παίζουν σημαντικό ρόλο, συμπεριλαμβανομένων των pillcams, μόνιμων βηματοδοτών και διέγερσης του εγκεφάλου με ακρίβεια. Τα ευρήματα δημοσιεύονται στο περιοδικό Applied Physics Letters.



Παροχή ισχύος στην ανθρώπινη καρδιά από ένα πομπό 200MHz χαμηλής συχνότητας (αριστερά) και ένα 1,7 GHz υψηλής συχνότητας πομπού (δεξιά).