体外无线供电技术 可望推动全新医疗应用

由麻省理工学院(MIT)与哈佛医学院附属的Brigham and Women's Hospital合作的研究计画，开发出替人体植入装置供电并与其通讯的新方法，这些由无线电波而非电池驱动的装置可用于传输药物、监控体内状况，或利用电流和光刺激大脑治疗疾病。

据报导，这些植入装置可以安全穿过人体组织，加上不需要电池，所以体积可以缩小，研究人员用来测试的原型便只有米粒般大小，且预期体积可以进一步微缩。

MIT媒体实验室(Media Lab)助理教授Fadel Adib表示，尽管这些微型植入装置没有电池，但仍可以在体外进行远距通讯，为医疗应用类型开启一扇新的大门。可植入体内的医疗装置提供医生新的诊断、监控和治疗疾病的方法。

助理教授Giovanni Traverso表示，实验室目前正在研究各种可用来输送药物、监控生命征象以及侦测胃肠道蠕动的可吸收系统。

目前像心脏节律器这类植入式医疗装置都自带电池，不仅占用大部分空间而且寿命有限。在大脑中植入可传递电流的电极被用于所谓的深部脑刺激技术，通常用来治疗帕金森氏症或癫痫。这些电极由植入皮下的装置控制，如果采用无线电源，就可以取代这些装置。

只不过无线电波在穿过身体后强度会减弱，以至无法提供足够的电源。为了克服这点，研究人员设计了一个称为IVN的体内网络系统，这个系统仰赖天线阵列发射出频率稍有差异的无线电波，无线电波传播时会以不同的方式重迭和结合，波峰重迭的特定波点将可提供足够的能量，为植入的传感器供电。

由于新系统的功率传输的面积较大，研究人员不仅不需要知道传感器在体内的确切位置，还可以一次为多个装置供电。在传感器接收到功率的同时，也会收到讯号，告诉他们将信息传回天线，这个讯号也可以用来刺激药物释放、激增电流或脉冲光。

据研究人员在猪只身上进行的测试，这些无线电波可从体外1公尺的距离将电源发送到体内深度10公分的传感器上。如果传感器的位置非常接近皮肤表层，那么这些无线电波最远可在38公尺外供电。

Adib表示，装置的深度会影响远程供电的距离，研究人员正在努力提高功率的传输效率与增加传输距离。这项技术有可能改善其它领域的RFID应用，如库存管控、零售分析和智能环境，实现更远距离的物体追踪和通讯。

这项研究由媒体实验室联盟和美国国立卫生研究院提供经费，论文将于8月的SIGCOMM大会上发表。