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醫(yī)療器械網(wǎng)訊：在人體內(nèi)植入信號(hào)讀取傳感器和電子設(shè)備，這種場(chǎng)景我們以前只能在科幻片中看到。但是，隨著人機(jī)互動(dòng)領(lǐng)域兩大技術(shù)障礙——電池和充電的關(guān)鍵性突破，這種場(chǎng)景離我們的現(xiàn)實(shí)生活又近了一步。

斯坦福大學(xué)研究院目前已經(jīng)開發(fā)出了一種可以為植入人體內(nèi)的醫(yī)療器械進(jìn)行無(wú)線充電的新技術(shù)。這項(xiàng)技術(shù)能夠?yàn)閮H有米粒大小的醫(yī)療電子設(shè)備進(jìn)行充電，從而讓這類設(shè)備能夠更“深入”地植入人體內(nèi)，且能長(zhǎng)久的獲得電能輸送，甚至不需要電池也能正常“工作”，只需將電源靠近皮膚就能給體內(nèi)的設(shè)備充電。這項(xiàng)研究成果發(fā)表在美國(guó)《國(guó)家科學(xué)院學(xué)報(bào)》上。

新一代智能手機(jī)和可穿戴技術(shù)盡管在不斷創(chuàng)新和發(fā)展，但植入人體內(nèi)的醫(yī)療器械（比如心臟起搏器和嵌入式神經(jīng)遞質(zhì)）長(zhǎng)期以來(lái)都遭遇到了相同的“困境”：不光是笨重、累贅的電池，而且充電方式也是一道難以逾越的門檻。

就醫(yī)療器械而言，依靠電源線充電并不可取。這也就意味著，更大尺寸、功能較弱的醫(yī)療設(shè)備需要跟皮膚保持著一種緊密的聯(lián)系才能進(jìn)行充電。此外，如果醫(yī)療器械內(nèi)的電池用了好幾年突然沒(méi)電了，患者還需要通過(guò)帶有創(chuàng)傷、且存在風(fēng)險(xiǎn)的外科手術(shù)來(lái)更換電池。

斯坦福大學(xué)研究員安達(dá)·潘（Ana Poon）表示，他們的研究團(tuán)隊(duì)采用了一種創(chuàng)新方法，將近場(chǎng) （near-field）和遠(yuǎn)場(chǎng)（far-field ）電磁波功能合二為一，這樣就能夠使電磁波通過(guò)皮膚向人體更深入的地方進(jìn)行傳播，且在這個(gè)過(guò)程中不會(huì)被人體組織吸收、破壞和反射。

近場(chǎng)電磁波目前已經(jīng)應(yīng)用在一些醫(yī)療設(shè)備上（比如助聽器），扮演能量供應(yīng)“角色”，而遠(yuǎn)場(chǎng)電磁波主要應(yīng)用在長(zhǎng)距離的傳播，比如無(wú)線廣播。

電機(jī)工程助理教授安達(dá)·潘在多年潛心研究基礎(chǔ)之上，通過(guò)擴(kuò)大植入人體內(nèi)的醫(yī)療設(shè)備應(yīng)用范圍和用例場(chǎng)景，開發(fā)了一種稱之為“中場(chǎng)”（ mid-field ）無(wú)線傳輸?shù)募夹g(shù)。安達(dá)·潘所使用的設(shè)備可以產(chǎn)生一種獨(dú)特的近場(chǎng)波，它可以在通過(guò)空氣進(jìn)入皮膚時(shí)，來(lái)改變自身的“特性”。她將這款設(shè)備在動(dòng)物身上做了實(shí)驗(yàn)。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，這款設(shè)備為植入動(dòng)物體內(nèi)的醫(yī)療設(shè)備提供著能量。

安達(dá)·潘在一份聲明中表示：“我們需要將植入人體內(nèi)的設(shè)備做的盡可能小，這樣它們才能更容易地植入體內(nèi)，為患者提供一種可以治療疾病和緩解疼痛的新方法。”

在安達(dá)·潘實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，用電量小，且只有米粒大小的心臟起搏器可以直接通過(guò)一張信用卡大小的電源，在皮膚上進(jìn)行無(wú)線充電。不過(guò)，隨著技術(shù)進(jìn)一步提升，這些微型設(shè)備將一同與微型電源植入體內(nèi)，并通過(guò)“中場(chǎng)”無(wú)線傳輸來(lái)進(jìn)行充電。

當(dāng)然了，消費(fèi)者現(xiàn)在不會(huì)去使用這種設(shè)備，這種技術(shù)目前還是應(yīng)用在研究領(lǐng)域。不過(guò)，安達(dá)·潘突破性研究成果將對(duì)人體醫(yī)療器械移植關(guān)鍵技術(shù)產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。

“為了能夠讓電磁波更加實(shí)用，設(shè)備必須做到極小，并采用無(wú)線充電方式，才能植入腦部深處，離人體皮膚表面距離較遠(yuǎn)。”斯坦福大學(xué)神經(jīng)科學(xué)研究院院長(zhǎng)威廉姆·紐瑟姆（William Newsome）表示。紐瑟姆并未沒(méi)有參與安達(dá)·潘的項(xiàng)目研究，但他熟悉后者的工作。

紐瑟姆預(yù)期，這類設(shè)備未來(lái)在某些領(lǐng)域的應(yīng)用將比藥物更加管用，尤其是在腦部植入方面，對(duì)某些區(qū)域的刺激肯定比對(duì)整個(gè)大腦的刺激更可取。

他表示：“安達(dá)·潘實(shí)驗(yàn)室已經(jīng)解決了可移植微型設(shè)備安全充電方面的關(guān)鍵問(wèn)題，為這一領(lǐng)域今后的創(chuàng)新打下基礎(chǔ)。”

不過(guò)，超越醫(yī)療設(shè)備，將這項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用到其他方面也并非白日做夢(mèng)。比如，通過(guò)將此類設(shè)備“舒舒服服”地植入人體內(nèi)，就可以收集人體生物數(shù)據(jù)，甚至能夠虛擬感知我們的感覺(jué)。安達(dá)·潘在電池領(lǐng)域的突破性成果將為這類技術(shù)在未來(lái)的應(yīng)用打下重要基礎(chǔ)。

安達(dá)·潘和以及她的研究團(tuán)隊(duì)正準(zhǔn)備在人體上內(nèi)試驗(yàn)用電量較少的心臟起搏器。不過(guò)，想要見到應(yīng)用“中場(chǎng)”無(wú)線傳輸技術(shù)的商業(yè)化設(shè)備，我們可能還要再等幾年時(shí)間。