植入式生物電子學現(xiàn)在通常是輔助或監(jiān)測心臟、大腦和其他重要器官的關(guān)鍵，但它們通常缺乏將數(shù)據(jù)傳輸給醫(yī)生的安全、可靠的方式?，F(xiàn)在，哥倫比亞工程公司的研究人員發(fā)明了一種方法，通過使用體內(nèi)天然存在的離子、帶正電或帶負電的原子的簡單、高速、低功耗的無線數(shù)據(jù)鏈路來增強可植入生物電子學。
植入式生物電子學在醫(yī)療保健中發(fā)揮著越來越重要的作用。例如，起搏器可以幫助確?；颊叩男呐K保持健康的跳動，神經(jīng)接口設(shè)備可以通過刺激特定的大腦區(qū)域來幫助癲癇和其他疾病患者減輕神經(jīng)癥狀，甚至可以將癱瘓患者的大腦與機器人肢體連接起來。然而，植入生物電子學面臨的一個主要挑戰(zhàn)是如何將其數(shù)據(jù)通過身體傳遞到外部設(shè)備，以便醫(yī)生和科學家進一步分析和診斷。
“從大腦或肌肉活動到激素濃度，這些數(shù)據(jù)需要進行傳輸，以便在做出醫(yī)療決策之前由專家進行高級處理和審查，”該研究的共同資深作者、電氣工程副教授 Dion Khodagholy 說在哥倫比亞大學。
哥倫比亞大學歐文醫(yī)學中心神經(jīng)病學助理教授、該研究的共同資深作者詹妮弗·格林納斯補充說：“這對于隨著時間的推移可能會出現(xiàn)大幅波動的情況尤其重要，例如癲癇或運動障礙。”“這方面的一個例子是用于癲癇的 NeuroPace 設(shè)備——臨床醫(yī)生需要下載其中的數(shù)據(jù)，以調(diào)整其刺激方案以更好地治療癲癇發(fā)作。”
盡管電纜提供了一種將數(shù)據(jù)從植入物快速傳輸?shù)酵獠繖C器的簡單方法，但它們穿透組織的方式限制了它們的長期使用。同時，使用無線電波或可見光的傳統(tǒng)無線方法通常在穿透生物組織方面做得很差。
“仍然缺乏與植入設(shè)備的安全、有效、長期的無線通信，”Khodagholy 說。
利用身體的離子
生物電子學可用于通信的一種有趣策略是人體經(jīng)常使用的一種策略：離子。在體內(nèi)，細胞會定期將離子打亂以相互交流。
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