无线电力传输的植入式医疗设备恢复视力

全世界超过4300万人失明。在过去的30年里,这一数字增加了大约50%。大多数盲人视力正常的出生和失去他们的视线随着时间的推移,由于医疗原因或事故。

通常,视觉皮层在大脑中仍有能力解释电信号,但眼睛或眼睛和大脑之间的连接是损坏或丢失。可以恢复某种形式的视线通过提供正确的电信号与一个视觉皮层植入物。博士研究员汤姆范Nunen设计了无线能量传输系统安全、可靠地连接到植入,并开发了一个原型。

光学信息是由眼睛和与neuroelectric信号发送到大脑的视觉皮质。解释这个输入是人们认为看。众所周知,甚至盲人能够感知某些视觉线索时皮层刺激电信号。

通过建立联系外部图像源,如相机、和视觉皮层植入电极,盲目的人可以体验一种低级视觉的视觉刺激。

内斯特项目,其中货车Nunens的研究部分,旨在创建这样的视觉假体。大脑植入团队目前正在开发包括系统无线数据传输,控制电极和无线能量转移,等等。

无线连接

在他的博士学位研究,Van Nunen关注的发展输入设备之间的无线连接和植入。无线连接更舒适,对植入的用户灵活和安全的,但问题是:他们是稳定和足够强大吗?

小型化是一个不断发展的医疗植入物。这不仅使现有的应用程序(~ 1毫米小³),它有各种优势的佩戴者植入的安慰。它还降低了医疗插入体内的植入物的复杂性。然而,这使得植入太小,包含自己的电源,如电池。因此,植入物需要动力通过一个无线连接。

在几毫米大小的植入物,放置在体内几厘米的深度,先前的研究表明,无线能量传输效率的最佳GHz频率。这个操作政权被称为中场无线电力传输(MF-WPT),电力传输使用传播波,而不是感应。

建模优化权力交接

不过,预期的微型植入无线电力传输的效率仍然很低。使用另一种方法,Van Nunen发现比最大化效率最大化接收功率是一个更好的方法来获得期望的结果。确定最佳使用频率,他用两个分析模型来计算电磁场。

在他的论文中,他描述了他如何扩展模型计算的特定吸收率(SAR-rate)电磁辐射在人体,接收功率和总耗散功率的组织。

与这些模型计算的数据可以用来确定最大传输功率,特区不超过安全限制。结果是最高的权力和传输效率最高的是发现10 kHz,比先前的研究提出的频率更低。

生物医学幻影

验证他的发现,研究者使用所谓的生物医学幻影,模拟特定属性真正的人体组织,创建材料的照顾介电性能在正确的范围并为一段时间保持不变。

Van Nunen提供了几个幻影配方基于现成的成分,比如水,糖和盐,可以用在一个简单的厨房,像设置。更重要的是,幻影,他的属性提供了至少十天几乎保持不变,使它们非常适合他的测试。

白手起家的传感器

他发达和描述均质材料的幻影。然而,人体并不是均匀的。在某些情况下,它可以是必要的其他细节添加到混合更好地模拟体内植入的位置。我们的头骨和牙齿的存在可能的方式例如影响电磁波传送的外部设备和植入。

一种方法是添加人工骨骼幻影,例如创建3 d打印技术。使用廉价的白手起家的传感器,范Nunen能够测量介电性能的几个商用3 d打印细丝。

有些材料介电性能接近的骨骼对于某些频段,因此可以用于生物医学实验。