Georgia Tech zinātnieki izveido implantus, kas sazinās caur ķermeņa audiem
ASV inženieri radījuši SWANS sistēmu, kas ļauj medicīniskajiem implantiem apmaiņā ar informāciju izmantot cilvēka audus kā vadu, nevis radiosignālus. Testi ar cūkgaļu un žurkām uzrādījuši ievērojami lielāku signāla pārklājumu un ilgāku baterijas kalpošanu nekā Bluetooth risinājumiem.
Georgia Tech universitātes inženieru komanda ir izstrādājusi jaunu veidu, kā medicīniskie implanti varētu sazināties cits ar citu — izmantojot pašu ķermeņa audus kā datu pārraides ceļu, nevis bezvadu radiosignālus.
Pašlaik lielākā daļa implantu, piemēram, elektrokardiostimulatori un insulīna pumpi, darbojas izolēti vai izmanto tādus protokolus kā Bluetooth Low Energy vai NFC. Pētnieks Alekss Ābramsons norāda, ka šādi risinājumi ir problemātiski — tie ātri izlādē baterijas, signāls audos ievērojami vājinās un ierīcēm nepieciešamas antenas, kas palielina implanta izmēru.
Jauna pieeja
Jaunā sistēma, nosaukta SWANS, darbojas pēc principa, kas līdzinās nervu sistēmas darbībai — tā pārraida informāciju, izmantojot jonu vadītspēju audos, nevis radioviļņus. Sistēmai ir trīs daļas: nēsājams centrmezgls, kas lasa sensoru datus un raida elektriskos impulsus; mikroadatu plāksterītis, kas šos impulsus nogādā audos; un vairāki injicējami implanti, kas satur sensoru vai stimulatoru, reaģējot tikai uz tiem adresētiem signāliem.
Katrs implants ir noregulēts reaģēt vien uz noteiktas stiprības un ilguma impulsiem, līdzīgi kā cilvēks pūlī pagriežas, dzirdot savu vārdu. Tā kā implanti izmanto vienkāršas, pasīvas elektroniskās sastāvdaļas, tie patērē ļoti mazu enerģiju, kas baterijas kalpošanu pagarina vairāk nekā 15 reizes salīdzinājumā ar Bluetooth vai NFC risinājumiem.
Testi uz cūkgaļas un žurkām
Sistēma tika pārbaudīta uz vistas krūtiņām, cūku vēdera gabaliem ar kauliem un ādu, kā arī dzīvām žurkām. Vienreizējs impulss radīja izmērāmu signālu vairāk nekā 30 centimetru platībā un līdz 14 centimetru dziļumā — vairāk nekā desmit reizes plašāk nekā Bluetooth vai NFC. Žurku pētījumos signāli sasniedza implantus ādas apakšā, vēdera dobumā un kuņģī neatkarīgi no nēsājamā centrmezgla novietojuma.
Viens no eksperimentiem parādīja, ka sensors uz žurkas priekšējās ķepas var nosūtīt signālu, kas stimulē nervu attiecīgajā pakaļkājā, izraisot tās raustīšanos. Divu mēnešu pētījumā ap implantiem izveidojās rētaudi, tomēr paaugstinot spriegumu drošās robežās, saziņa saglabājās, un netika konstatēta papildu šūnu bojāeja vai kaitējums sirdsdarbībai.
Ābramsons uzsver, ka sistēma nav paredzēta liela datu apjoma pārraidei, bet drīzāk īsu signālu, piemēram, temperatūras nolasījumu, nodošanai starp ķermeņa daļām. Sistēma vēl nav testēta uz lieliem dzīvniekiem vai cilvēkiem, taču provizoriski lielo dzīvnieku pētījumi liekas daudzsološi. Pētnieks saskata potenciālu, piemēram, apvienojot zāļu padeves pumpas ar neirostimulatoriem.
