內耳供電:人體植入式電子設備的福音

2020-12-04 OFweek維科網

  MTL的研究員們在植入豚鼠內耳的晶片上搭載了無線電發射器,用以將監測到的數據傳送給外部接收器。植入人體內耳的電子設備可以監測人耳的生物活性,包括聽覺、平衡障礙或它對某種療法的反應。

  儘管隨晶片植入豚鼠內耳的無線電發射器效率要遠高於用在手機中的無線發射器的效率,但它仍不能直接運行在豚鼠內耳的天然電池上。所以MTL還在晶片中加入了電源轉換電路,通過其中的電容逐步為晶片充電,其功能相當於許多電子設備都要使用的電源轉換器。

  豚鼠內耳天然電池的電壓是微弱且波動的,要積聚足以啟動無線電發射器的電壓,需要花費40秒至4分鐘的時間。因此,外部接收器接收到的無線信號頻率實際上就是內耳生物活性的電化學性能反映。

  為了降低能耗,電源轉換電路的設計已經被大大簡化,但與無線電發射器一樣,豚鼠內耳電池的電壓仍不足以提供足以讓它運轉的電壓。但電源轉換電路一旦運行起來,它就能夠自我驅動實現運轉。因此問題的關鍵是如何讓啟動和運轉。為了解決這一問題,MTL的研究員們採取了以一次性突發的無線電波來啟動。

  這一發現有什麼應用前景呢?MIT電子工程師及計算機科學家安娜莎·錢德諾卡森(Anantha Chandrakasan)表示:「這項研究將使我們得以發展完全植入人體的電子設備,如帶有無線晶片的內耳傳感器,而不需要再植入傳統的電池,因為內耳是一個非常穩定的能量來源,這個系統可以維持自身運轉。」

  美國凱斯西儲大學耳鼻喉科主任克裡夫·梅格瑞恩(Cliff Megerian)認為,這項研究可用在三個領域:人工耳蝸植入、診斷和植入式助聽器。他表示,也許目前還不是時候,但如果我們能夠充分發掘內耳電池的天然電源,那將是未來放大技術的福音。

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