Tiny bezdrátové zarízení sílí samé pres krevní obeh

Inzenýri na Stanfordské univerzite prokázali, ze malé, externe rízené, bezdrátove pohánené zdravotnické zarízení se dokáze krýt pohromade, coz pripomíná film Fantastická plavba z roku 1966, kdy se mikroskopická ponorka a vedecká posádka dostávají do krevního reciste cloveka.
Odborný asistent a elektrotechnik Ada Poon stojí na cele výzkumné skupiny Poon na Stanfordské univerzite. Ona a její tým se snazí lépe vyuzívat bezdrátovou komunikaci a integrované obvody v medicíne.
Na pocátku letosního roku na Mezinárodní konferenci o solidárních obvodech (ISSCC) v San Francisku, pred publikem svých vrstevníku, predstavil Poon studii, která naznacuje den, kdy jsme pozváni k "polknutí chirurga" jako soucást diagnostického testu muze být blizsí, nez jsme si predstavovali.
Poon rekl v breznové zpráve Stanford:
"Existuje znacný prostor pro zlepsení a zbývá hodne práce, nez budou tato zarízení pripravena k lékarským aplikacím. Ale poprvé po desetiletích se zdá, ze moznost je blíze nez kdy jindy."
Malá implantabilní zdravotnická zarízení jsou na nejaký cas, ale vetsina z nich je omezena omezením výkonu: jejich baterie jsou velké a tezké a musí být nahrazovány znovu a znovu. Zaberou témer polovinu velikosti zarízení.
Poonova laborator vyvíjí nový typ zarízení, které muze být implantováno nebo vstrikováno do tela a poháneno bezdrátove prostrednictvím elektromagnetických radiových vln prenásených dálkove z tela. Vyzaduje-li zádné baterie ani kabely, muze to být malé a nezatízené.
Spoluautorka studie, Teresa Mengová, je profesorem elektrotechniky a také informatiky na Stanfordu. Rekla, ze zatímco technologie implantátu se stala zdatnejsím na smrstování elektronických a mechanických soucástí, skladování energie zaostávalo za sebou.
"To nám brání v tom, kde umíme umístit implantáty do tela, ale také vytvárí riziko koroze nebo zlomených drátu, nemluve o nahrazení starých baterií," vysvetlila.
Poon rekl, ze tato zarízení mohou "provést revoluci v lékarských technologiích" a nabízet aplikace od diagnostiky az po minimálne invazivní chirurgii. Stacionární verze zahrnují zarízení, jako jsou lékové pumpy, kochleární implantáty, kardiostimulátory, sondy srdce a snímace tlaku.
Nicméne zarízení, která se rozvíjí, jsou navrzena tak, aby procházela krevním recistem. Takové aplikace nabízejí mnoho pouzití, vcetne dodávky léku, analýzu cílových míst a mozná i rozbití krevních srazenin nebo zapínání plaku v sklerotických tepnách.
Pro svuj zdroj energie zarízení, které provozuje Poonovo laborator, spoléhá na rádiový vysílac umístený mimo telo, aby mohl vysílat signály, kdyz se pohybuje uvnitr tela.
Signály pricházejí na drobnou zvinutou drátovou anténu zarízení, která je magneticky spojena s telem zarízení tak, ze jakákoliv zmena proudového proudu ve vnejsím vysílaci indukuje napetí ve zvinutém drátu, címz bezdrátove produkuje energii potrebnou pro pohon a zpracování prístroj.
Tento jednoduchý popis nesouhlasí s problémy, které byly prekonány pri vytvárení takového zarízení. Jedna taková výzva zahrnovala prevrácení nekterých ustálených predpokladu o bezdrátovém prenosu energie do lidského tela.
Vetsina matematiky za modely, které testují moznost získat elektromagnetické vlny k vytvorení energie v implantovaném zarízení, predpokládá, ze lidská tkán je dobrým vodicem elektriny, a proto by mela rozptýlit vysokofrekvencní rádiové vlny dríve, nez by mohly dosáhnout takového zarízení.
Kdyz vsak Poon pripojil jiný predpoklad, ze lidská tkán je dielektrikum, typ izolátoru, rovnice fungovaly.
A ve skutecnosti, jak se ukázalo, lidská tkán je spatný vodic elektriny, ale protoze je z dielektrického typu, stále to dovoluje procházet radiovými vlnami.
Poonova laborator také zjistila, ze lidská tkán je "dielektrika s nízkou ztrátou", coz je velkým prínosem pro jejich aplikaci, protoze to znamená, ze na ceste k implantovanému zarízení dojde ke ztráte elektromagnetického signálu.
A kdyz pripojili své nové predpoklady do rovnic, udelali prekvapivý objev: vysokofrekvencní rádiové vlny cestují mnohem dál v lidské tkáni, nez navrhovaly puvodní modely.
Nebylo to tak o nové technologii, bylo to spíse o uvedení nové matematiky do technologie.
Také zjistili, ze optimální frekvence bezdrátového napájení zarízení je asi 100krát vyssí, nez se dríve predpokládalo, coz je asi 1 gigahertz.
Skutecný prínos tohoto objevu spocívá v tom, ze anténa by mohla být asi 100krát mensí, nez se dríve predpokládalo, a presto by mohlo být schopno generovat stejné mnozství energie pro zarízení. Anténa, kterou na konferenci ukázal Poon a kolegové, je jen dva milimetry ctverecní, coz jí umoznuje cestovat do lidského krevního reciste.
Tým Poon vytvoril dve prototypové verze: jeden se pohybuje o pul centimetru za sekundu a spoléhá na to, ze elektrický proud vede prímo pres médium a pohání zarízení; a druhý se pohybuje jako nekdo pádlování kajaku, soupá se bok po boku jako proud generovaný dopredu a dozadu v dráteném smycce, který ho pohání dopredu.
Prostredky od centra Focus C2S2, firmy Olympus Corporation a spolecnosti Taiwan Semiconductor Manufacturing Company pomohly za výzkum.
Napsal Catharine Paddock PhD

První pomoc, pozice pro obnovení a CPR

Obsah Co je první pomoc? Jak praktikovat první pomoc Zotavovací pozice Kardiopulmonální resuscitace (CPR) První pomoc je nezbytná pro záchranu zivotu. Osoba muze provést první pomoc po zivot ohrozující události nebo zranení pred príjezdem záchranných sluzeb. Tento clánek zkoumá, jak provádet první pomoc, proc je to dulezité, a hlavní roli zotavení a CPR pri zachranování zivotu.

(Health)

Kalydeco - lécba cystickou fibrózou

Kalydeco byl schválen Úradem pro kontrolu potravin a léciv (FDA) k lécbe zacarovaného typu cystické fibrózy (CF). CF je smrtelne recesivní onemocnení, které se zameruje na plíce, ale muze také poskodit játra, pankreas a streva. Vyskytuje se z neobvyklého transportu chloridu a sodíku pres epitel, coz zpusobuje tvorbu hlenu v plicích a husté sekrece.

(Health)