Вести Науки: последние открытия, тенденции и мифы в области науки и техники.

Беспроводная энергия может сократить шнур для пациентов с имплантированным в сердце насосом.

  • Автор  Андрей Чистов
  • 13.07.2011 23:33
Беспроводная энергия может сократить шнур для пациентов с имплантированным в сердце насосом.
Однако, при длительном применении, возникают существенные проблемы. Шнур питания, который выступает через живот пациента, является громоздким и с течением времени уязвимым к инфекции. Инфекция поражает почти 40 процентов пациентов, является главной причиной повторной госпитализации, и может привести к фатальному исходу.
Исследователи из вашингтонского университета и медицинского центра университета Питтсбурга протестировали беспроводную систему питания для устройства. Недавно они представили работы в Вашингтоне, округ Колумбия, на ежегодной конференции по искусственным внутренним органам, где  Виллем Колфф  и  Дональд Олсен получили награду за наиболее перспективные исследования в области развития искусственного сердца.
Джошуа Смит, профессор информатики и электротехники, на протяжении последних шести лет работает над беспроводной  энегрией. Концепция представляет собой вариацию индуктивной энергии, передающая катушка посылает электромагнитные волны с определенной частотой, а приемная катушка поглощает энергию и использует ее для зарядки аккумулятора. Электрические зарядные станции для зубной щетки и сотовые телефоны уже используют подобную систему, за исключением того, что в этих случаях, для зарадки, объект должен фактически коснуться зарядного устройства и находиться в неподвижном состоянии.
Смит и его коллеги из UW и Intel разработали индуктивную систему, которая регулирует частоту и другие параметры, такие как расстояние или ориентация между передатчиком и приемником, что обеспечивает передачу беспроводной энергии на средние расстояния.
"Большинство людей предположит о беспроводной энергии так: чем дальше приёмник приемник, тем меньше энергии он получит", сказал Смит. "Но с помощью наших разработок мы добились того, что  эффективность фактически не меняется с расстоянием."
В режиме, который Смит называет "волшебный режим", мощность остается постоянной на расстояниях, примерно таких же, как диаметр катушки - то есть четырех-дюймовая катушка может передавать энергию на расстояние в четыре дюйма.
Это не много, но этого достаточно, чтобы через кожу и ткань достичь медицинских имплантатов.
Четыре года назад система Смита привлекла интерес кардиохирурга, который экспериментировал с использованием традиционной индукции для передачи энергии, но мешали  нежелательное тепловыделение, и диапазоны, которые были ограничены до нескольких миллиметров.
"Мой основной интерес заключается в оказании помощи пациентам с сердечной недостаточностью ", сказал д-р Прамод Бонде, кардиохирург в Университете Питтсбурга медицинский центр. "С помощью беспроводной технологии пациенты могут быть свободными и они могут иметь возможность передвигаться как обычные человеческие существа."
Использование беспроводной системы означает, что нет необходимости втыкать через кожу шнур питания, это значительно снижает риск инфицирования и улучшит качество жизни пациента. Исследователи изобрели жилет, который может держать передатчик подключеный к кабелю питания или батарее. Небольшой приемник, имплантированный под кожу пациента будет подключаться к батарее, которая содержит достаточно мощности (около двух часов), то есть пациент может быть полностью свободен в течение коротких периодов времени, чтобы принять ванну или искупаться (в данный момент пользователи искуственного сердца не могут этого сделать). В долгосрочной перспективе, исследователи планируют разработать более мощные передатчики, которые могут распологаться под кроватью или креслом пациента, что позволит нормально спать или работать.
Результаты, представленные на конференции показали, что система привела в действие сердечный насос, находящийся под водой, при использовании приемника катушки размером 4,3 см (1,7 дюйма) в поперечнике. Передаваемая мощность показала КПД около 80 процентов. Далее ученые надеются проверить систему с искуственным сердцем, имплантированным в животное.
"Потенциал для беспроводной энергии в области медицины выходит далеко за рамки искусственного сердца,"  сказал Бонде. "Она может быть использована для упрощения сенсорных систем, медицинских имплантатов, а также поможет сократить электропроводку в ежеднвном уходе за пациентами."
Соавторами являются доктора Алансон и Бенджамин Вод.
Соавторы в корпорации Intel работают над системами для зарядки потребительской электроники.



Главной целью проекта является распространение научных знаний в современной и доступной форме. Наша команда опытных журналистов стремится к популяризации научного подхода к окружающей действительности и предлагает Вам ознакомиться с последними открытиями, тенденциями и мифами в области астрономии, биологии, медицины, физики, психологии и прикладных наук. Все права на материалы, находящиеся на сайте "Вести Науки", охраняются в соответствии с законодательством РФ, в том числе, об авторском праве и смежных правах. При любом использовании материалов сайта, гиперссылка (hyperlink) на VestiNauki.ru обязательна. ©VestiNauki.ru 2011-13

Top Desktop version