کاربردهای انتقال بی سیم برق در ایمپلنتهای پزشکی
ایمپلنتهای پزشکی به دلایل مختلفی از قبیل مانیتور شرایط و یا اصلاح کارکرد ناصحیح، در بدن قرار داده میشوند. انتقال بی سیم توان نیاز به سیم انتقال توان برای این دستگاهها را از بین برده و برای دستگاههای کوچک که با استفاده از باطری کار میکنند، میتوان از انتقال بی سیم برق به منظور شارژ باطری آنها استفاده کرد.
قراردهی کویلهای گیرنده در بدن مشکلات و مسائل متعددی ایجاد میکند که در ادامه برخی از آنها مورد بررسی قرار میگیرند:
- ناهممحوری؛ ایمپلنتهای قرار گرفته در داخل بدن با حرکت بدن حرکت کرده و در نتیجه با کویل فرستنده نا هم محوری به وجود میآید که میتواند باعث کاهش توان انتقالی شود. یکی از راه حلهای این مسئله هم محوری کویلها با استفاده از آهنرباهای دائمی است، ولی آهنرباهای دائمی در حضور میدان مغناطیسی تصویربرداری MRI، تولید حرارت میکنند و در نتیجه هنگام انجام MRI باید این آهنرباها با استفاده از جراحی از بدن خارج شوند. این مسئله با استفاده از آهنرباهای معلق که به صورت خود به خودی در جهت میدان مغناطیسی قرار میگیرند، حل شده است.
- سخت بودن کویل؛ سخت بودن کویل گیرنده میتواند به بافتهای بدن صدمه بزند، به همین دلیل استفاده از کویل نرم در ایمپلنتها بهتر میباشد، ولی خم شدن بیش از حد کویل نیز میتواند منجر به کاهش کارایی آن شود که باید در نظر گرفته شود.
- هنگامی که توان زیادی باید به ایمپلنت منتقل شود (مثلاً برای ماهیچههای مصنوعی) میدان مغناطیسی بزرگی مورد نیاز است که ممکن است از میزان محدودیت مشخص شده برای بدن، تجاوز کند. کاهش فرکانس میدان باعث کاهش میزان اتلاف توان در بافتها میشود، علاوه بر این میتوان کویل را بزرگتر کرده و از تعداد دور بیشتری از سیم در ساخت آن استفاده کرد، که این موارد منجر به مشکلات مرتبط با کویلهای بزرگ و سنگین در داخل بدن میشود.
- کویلهای ساخته شده از مواد رسانای مناسب مانند مس، دارای کارکرد خوبی از نظر انتقال انرژی میدان مغناطیسی هستند، ولی موادی از قبیل مس با بافتهای زنده سازگار نیستند و رساناهای سازگار با بدن نیز معمولاً مقاومت الکتریکی بالایی دارند. به منظور حل این مسئله میتوان از محفظههای ساخته شده از مواد هماهنگ با بافت، از قبیل شیشه، سرامیک و سیلیکون استفاده کرد که کویل مسی را در داخل خود نگه میدارند.
در شکل پایین یک ایمپلنت شنوایی به همراه سیستم انتقال توان بی سیم به کار رفته در آن، نشان داده شده است. همانطور که در این شکل دیده میشود، از آهنرباهای دائمی برای هم محور سازی کویلهای فرستنده و گیرنده استفاده شده است.
در شکل پایین یک ایمپلنت عصبی با قابلیت شارژ بی سیم نشان داده شده است. این ایمپلنت بهصورت آب بندی شده در داخل بدن قرار میگیرد و شارژ باطری لیتیومی آن به صورت بی سیم انجام میشود. آب بندی ایمپلنت باعث میشود تا مایعات بدن با فلزات به کار رفته وارد واکنش نشوند.
در شکل پایین یک ایمپلنت پزشکی به همراه گردنبند شارژ کننده آن نشان داده شده است. این گردنبند با انتقال توان بی سیم، ایمپلنت را شارژ میکند و علاوه بر آن اطلاعات مورد نیاز را با استفاده از اپلیکیشن خود، بر روی تبلت یا گوشی تلفن، نشان میدهد.
پیشنهاد مطالعه: