Choć bezprzewodowe urządzenia na baterie zdominowały dzisiejszą komunikację, to krótka żywotność ich źródła zasilania stanowi czynnik ograniczający ich zastosowania w medycynie, takie jak implanty czy sondy, które umieszczane są w ciele na wiele lat i nie można ich wyjąć ani naładować tak jak odtwarzacz mp3 czy telefon.
Chociaż problem ten w znacznym stopniu został przezwyciężony dzięki systemom opartym na falach radiowych (HF) i systemom indukcyjnym, takim jak rozruszniki, które są w użyciu od dobrego półwiecza, pozostają nadal problemy dotyczące ich sprawności pod względem lokalizacji, położenia i ruchu, a często także ograniczeń zasięgu.
Teraz zespół niemieckich naukowców z Instytutu Technologii i Systemów Ceramicznych im. Fraunhofera i Systems IKTS w Hermsdorfie opublikował dane swojego najnowszego wynalazku, który powinien pomóc w przezwyciężeniu niektórych z tych przeszkód. Naukowcy opracowali i opatentowali nowy system zasilania, aby poradzić sobie z ograniczeniami, związanymi z lokalizacją, położeniem i ruchem, które nękają obecnie systemy oparte na falach radiowych (HF) i systemy indukcyjne.
Zespołowi udało się bezprzewodowo przesłać prąd z przenośnego modułu nadajnika do mobilnego modułu generatora, czy inaczej "odbiornika". Nadajnik dostarcza prąd elektryczny o mocy ponad 100 miliwatów i ma zasięg około 50 centymetrów. Dzięki temu odbiornik można umieścić w niemal dowolnym miejscu w ciele.
Dr Holger Lausch z Instytutu Technologii i Systemów Ceramicznych im. Fraunhofera i Systems IKTS powiedział: "Moduł przesyłowy o cylindrycznym kształcie jest tak niewielki i zwarty, że może być przyczepiony do paska. Nasze przenośne urządzenie umożliwia zdalne zasilanie energią implantów, systemów dawkowania leków i innych urządzeń medycznych bez dotykania ich - jak połykane kapsułki endoskopowe, które migrują przez układ pokarmowy i przesyłają obrazy wnętrza ciała na zewnątrz".
Położenie i lokalizację modułu generatora można ustalić w dowolnym momencie, niezależnie od zasilania. Zatem, jeżeli generator zostanie umieszczony w wideo-kapsułce endoskopowej, wykonywane zdjęcia można przypisać do konkretnych obszarów jelit. Natomiast, jeżeli znajdzie się w kapsułce dawkowania, wówczas aktywny składnik leku może zostać uwolniony w sposób kontrolowany. W module przesyłowym, obrotowy magnes napędzany silnikiem EC generuje magnetyczne pole obrotowe. Magnetyczna granulka w odbiorniku łączy się z przemiennym, zewnętrznym polem magnetycznym i w wyniku tego zaczyna się obracać. Ruch obrotowy jest przekształcany na elektryczność, a zatem prąd wytwarzany jest w samym module generatora.
Dr Lausch wskazuje na zalety systemu: "Dzięki sprzężeniu magnetycznemu zasilanie może być przesyłane przez wszystkie niemagnetyczne materiały, takie jak tkanki biologiczne, kości, narządy, wodę, plastik, a nawet różnorodne metale. Co więcej wygenerowane pole magnetyczne nie wywiera skutków ubocznych szkodliwych dla ludzi. Nawet nie ogrzewa tkanki".
Nowe rodzaje miniaturowych, inteligentnych systemów niedługo przejmą funkcje terapeutyczne i diagnostyczne. Naukowcy mają nadzieję, że w przyszłości wszczepialne czujniki będą w stanie mierzyć glikemię, ciśnienie krwi czy nasycenie tlenem tkanki nowotworowej, a także przesyłać dane pacjenta za pomocą telemetrii - technologii, która umożliwia wykonywanie pomiarów na odległość za pośrednictwem fali radiowej lub transmisji w sieci IP oraz odbierać informacje.
Dostępne prototypy modułów są skalowalne pod względem zasięgu, rozmiarów i wydajności, a ponadto nadają się do wykorzystania nie tylko w technologii medycznej. Mogą bezprzewodowo zasilać hermetycznie zamknięte czujniki, takie jak te znajdujące się wewnątrz ścian lub mostów. Dzięki temu nadają się do wykorzystania w technologii budowy maszyn i instalacji przemysłowych.
W przyszłości mogą być również wykorzystywane do ładowania zespołów magazynowania energii oraz aktywowania komponentów elektronicznych.
źródło: Instytut Technologii i Systemów Ceramicznych im. Fraunhofera i Systems IKTS
Ukryj panel
