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科技手抄報(bào)資料:設(shè)備精密小型化
盡管植入設(shè)備的發(fā)展道路上還面臨諸多障礙,但科學(xué)家們對(duì)此還是很有信心的。他們相信,假以時(shí)日,分子生物學(xué)、神經(jīng)科學(xué)和材料科學(xué)的進(jìn)步幾乎肯定會(huì)帶來(lái)更加微小、更加聰明、更加穩(wěn)定、更有能效的植入設(shè)備。這些設(shè)備將能夠直接解讀大腦內(nèi)部電波活動(dòng)的風(fēng)暴。盡管目前來(lái)看,這些都是抽象概念,是人們?cè)跁鴪?bào)上讀到但不太可能親身體驗(yàn)的一種東西。但這種情況有朝一日將會(huì)改變。
未來(lái)的可植入設(shè)備會(huì)更加精良,它們可以從人體關(guān)鍵部位或血液中,以無(wú)線方式向體外接收設(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù)。未來(lái),一些植入性監(jiān)測(cè)設(shè)備可以發(fā)揮更重要的作用,不僅是治療已有疾病,還能防患于未然,對(duì)身體相關(guān)部位的運(yùn)行情況進(jìn)行干預(yù)。
無(wú)線傳感器更精密
比如,能在黑暗中看見(jiàn)東西的視網(wǎng)膜芯片、讓你在不管有多嘈雜的餐館中都能聽(tīng)到任何對(duì)話的新一代人工耳蝸、讓你分毫不差地回憶起所讀過(guò)的一切的存儲(chǔ)芯片;抑或是一個(gè)植入式互聯(lián)網(wǎng)接口,將你腦海中一次清晰的無(wú)聲問(wèn)題(如“英國(guó)玫瑰戰(zhàn)爭(zhēng)”)轉(zhuǎn)換成網(wǎng)絡(luò)搜索,在融合維基百科里的相關(guān)知識(shí)后,將總結(jié)答案直接投射到你大腦中。
同時(shí),設(shè)備本身也會(huì)更加輕便、小型。
無(wú)線充電 輻射小更安全
與日常生活中使用的很多電子設(shè)備一樣,電力供應(yīng)成為這些植入設(shè)備的障礙之一,現(xiàn)有的這類設(shè)備都采用了大號(hào)的長(zhǎng)時(shí)間續(xù)航電池,但最終仍會(huì)耗光電量,因而需要進(jìn)行新一輪手術(shù)。還有一些設(shè)備配備了可充電電池,但卻需要在植入的設(shè)備中配備直徑至少為1厘米的接收線圈,因而極大地限制了植入手術(shù)的地方和方式。而斯坦福大學(xué)的研究人員最新研制出的植入式無(wú)線充電芯片,解決了這個(gè)問(wèn)題。相關(guān)研究成果刊登在5月19日的《美國(guó)國(guó)家科學(xué)院學(xué)報(bào)》月刊上。
斯坦福大學(xué)的研究人員發(fā)明了一種米粒大小的電子芯片(心臟起搏器),可通過(guò)外在設(shè)備發(fā)射電磁波進(jìn)行無(wú)線充電。這個(gè)外在設(shè)備的外觀就像一張信用卡,把它放置在植入芯片皮膚上方就能給芯片充電。這是一項(xiàng)工程學(xué)的突破性成就——僅僅需要大致與一臺(tái)智能手機(jī)所需相同的電量,你就可以實(shí)現(xiàn)為深深植入體內(nèi)的電子器件安全地進(jìn)行無(wú)線充電。
研究人員表示,這套新系統(tǒng)利用的是電磁波技術(shù),電磁波以與手機(jī)相同的功率穿透皮膚抵達(dá)植入芯片為其充電。而且,一家獨(dú)立實(shí)驗(yàn)室對(duì)他們的設(shè)備進(jìn)行了測(cè)試,發(fā)現(xiàn)其產(chǎn)生的輻射量遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于人體健康限值。目前這套設(shè)備僅在豬和兔子身上做過(guò)實(shí)驗(yàn),據(jù)研究人員介紹,他們正在申請(qǐng)?jiān)谌梭w上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
研究人員認(rèn)為,電子芯片植入是藥物治療的替代方案,其優(yōu)勢(shì)是定位精準(zhǔn),只在既定區(qū)域發(fā)揮作用,而不像大部分藥物那樣在全身發(fā)揮作用,但芯片的體積必須足夠小才方便植入和發(fā)揮治療作用。此外,芯片植入技術(shù)也可以用來(lái)研發(fā)在體內(nèi)監(jiān)測(cè)生命體征或局部用藥的傳感器。
專家們表示,無(wú)線充電芯片對(duì)于需要很多電量的電子元件,例如心率不齊病人植入的去纖顫器非常有用,會(huì)在以后得到廣泛應(yīng)用。
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