Draagbaar systeem levert draadloos stroom aan implantaten

Anonim

Draagbaar systeem levert draadloos stroom aan implantaten

wearables

Ben Coxworth

12 april 2012

Fraunhofer's externe zender, die gepaard is met een interne mobiele generator

Als het gaat om implanteerbare elektronische apparaten zoals pacemakers, biosensoren of apparaten voor de toediening van geneesmiddelen, zijn er enkele opties met betrekking tot voedingsbronnen. Hoewel batterijen in sommige toepassingen kunnen worden gebruikt, moet het implantaat chirurgisch worden vervangen wanneer de batterij leeg is. In plaats daarvan worden vaak op radiogolven gebaseerde en inductieve systemen gebruikt, waarbij het vermogen van een bron buiten het lichaam naar het apparaat wordt "gestraald". Volgens onderzoekers van het Duitse Fraunhofer Instituut voor keramische technologieën en systemen hebben dergelijke systemen echter vaak een beperkt bereik en worden ze gemakkelijk beïnvloed door factoren zoals locatie, positie en beweging. In plaats daarvan hebben ze ontwikkeld wat volgens hen een beter, veelzijdiger systeem is.

De opstelling bestaat uit een externe zendermodule en een mobiele generatormodule - de generator maakt deel uit van het implantaat. De zender heeft een bereik van ongeveer 50 centimeter (20 inch), dus deze kan op de riem van de gebruiker of op een andere plaats op het lichaam worden gedragen.

Een elektromotor in de zender zorgt ervoor dat een magneet in het apparaat roteert, waardoor een magnetisch rotatieveld wordt gegenereerd. Dit veld kan zonder schade door menselijk weefsel reizen, samen met vrijwel elk ander niet-magnetisch materiaal. De generator bevat een magnetische pellet, die in rotatie wordt ingesteld als reactie op het magnetische veld van de zender. De draaiende bewegingen worden gebruikt om elektriciteit op te wekken, net binnen de module zelf. Die elektriciteit voedt op zijn beurt het implantaat.

Samen met het leveren van stroom, kan de zender ook worden gebruikt om de locatie en bewegingen van de generator aan te wijzen. Dit kan handig zijn als de generator bijvoorbeeld op een met een videocamera uitgeruste endoscopische capsule zit, omdat de verzonden beelden kunnen worden afgestemd op specifieke locaties in het darmkanaal.

Omdat het magnetisch veld door zoveel soorten materiaal kan reizen, kunnen opgeschaalde versies van het systeem ook worden gebruikt voor het voeden van hermetisch afgesloten sensoren binnen muren of bruggen, of anderszins draadloos stroom leveren aan onbereikbare elektronische apparaten.

Een prototype van het systeem wordt momenteel gebruikt op een heupimplantaat, waarbij elektrische pulsen worden gebruikt om kraakbeen- en botgroei te stimuleren. Andere instellingen onderzoeken implantaten die hun kracht uit het lichaam kunnen halen, via glucose en zuurstof, of zelfs het kloppen van het hart.

Bron: Fraunhofer

Fraunhofer's externe zender, die gepaard is met een interne mobiele generator