16/04/2012 - Energie für das Herz, neue Generation von Herzschrittmachern

Menéame

Wireless-Geräte, die mit Batterien betrieben werden, dominieren derzeit die Kommunikationssysteme, eine ausgezeichnete Lösung für viele Anwendungen, wenn wir die begrenzte Lebensdauer der Batterien nicht berücksichtigen, die deren Implementierung in bestimmten medizinischen Anwendungen wie Implantaten oder Sonden verhindert, die auf die jahrelang im Körper verbleiben.

Dieses Problem wurde vor über einem halben Jahrhundert teilweise gelöst, da Induktive Systeme Funkwellen (HF), wie sie bei Herzschrittmachern verwendet werden. Diese Systeme haben jedoch Beschränkungen hinsichtlich ihrer Wirksamkeit, insbesondere hinsichtlich ihrer Lage, ihrer Position und ihrer Bewegung und oft auch ihres Aktionsradius.

Jetzt ein Team von Forschern der Fraunhofer Institut für Keramiksysteme und -technologien (IKTS) von Hermsdorf (Deutschland) hat Daten zu seiner jüngsten Erfindung veröffentlicht, mit denen sie diese Mängel beheben wollen. Dieses Gerät hat ein neues Energieübertragungssystem patentiert, das die Beschränkungen in Bezug auf Standort, Position und Bewegung, die derzeit von induktiven und wellenbasierten Systemen (HF) dargestellt werden, beseitigt.

Das Gerät konnte kabellos Strom von einem tragbaren Transmittermodul zu einem mobilen Generatormodul oder einem Wechselstromempfänger liefern. Der Sender liefert einen elektrischen Strom von mehr als 100 Milliwatt und sein Aktionsradius beträgt 50 cm. Auf diese Weise kann sich der Empfänger an fast jedem Punkt des menschlichen Organismus befinden.

Dr. Holger Lausch vom IKTS, einer der Projektleiter, erklärte: "Das Zylinder-Transfermodul ist so klein und kompakt, dass es an einen Gürtel angeschlossen werden kann. Dank des tragbaren Geräts können Implantate, Arzneimittel-Dosiersysteme und andere medizinische Anwendungen ferngespeist werden, ohne dass ein Kontakt erforderlich ist, wie beispielsweise die eingenommenen Endoskopkapseln, die durch den Darmtrakt reisen und Bilder vom Inneren des Körpers nach außen senden."

Es ist möglich, Position und Position des Generatormoduls zu verfolgen, das unabhängig vom Energietransfer ist. Daher sollte die Generator ist im Inneren einer Endoskopkapsel, können die Videoaufnahmen des Darms mit bestimmten Darmregionen in Zusammenhang gebracht werden. Wenn es in einer Dosierkapsel installiert ist, ist der Wirkstoff Arzneimittel kann gezielt freigesetzt werden. Im Transmittermodul erzeugt ein rotierender Magnet, der an einen Motor mit elektronischem Start befestigt ist, ein rotierendes Magnetfeld. Eine Magnetkapsel des Empfängers wird mit dem äußeren Magnetfeld verbunden und damit eine Rotationsbewegung gestartet. Die Rotationsbewegung wird in Elektrizität umgewandelt und so wird Energie im Generatormodul selbst erzeugt.

Vorteile des Systems

Die Vorteile des Systems sind: Magnetische Kupplung kann Energie durch jede Art von übertragen werden Nichtmagnetische Materialien wie biologische GewebeKnochen, Organe, Wasser, Kunststoff oder sogar verschiedene Arten von Metall. Darüber hinaus erzeugt das geschaffene Magnetfeld keine Nebenwirkungen beim Menschen. Es heizt nicht mal das angrenzende Gewebe auf.

Diese neue Art von Miniatur-Smart-System könnte in Kürze in therapeutischen und diagnostischen Anwendungen eingesetzt werden. Es wird erwartet, dass in Zukunft implantierbare Sensoren zur Messung von Glukose-, Blutdruck- und Sauerstoffsättigung in Tumorgeweben vorhanden sind und dass die Patientendaten über Telemetrie übertragen werden, eine Technologie, die Fernmessungen über Radiowellen ermöglicht oder Informationen über ein IP-Netzwerk übermittelt und empfangen kann.

Durch die Möglichkeit, den Umfang, die Größe und die Leistungsfähigkeit von Prototypmodulen zu erhöhen, könnten sie auch in anderen Bereichen als der medizinischen Technologie eingesetzt werden. Auf diese Weise würden sie in der Lage sein, drahtlos Energie an hermetisch versiegelte Sensoren zu liefern, wie sie sich im Inneren von Mauern oder Brücken befinden. Dies ermöglicht ihnen die Beschäftigung in den Bereichen Maschinenbau und Bau von Kraftwerken. Selbst in Zukunft könnten sie für das Laden von Energiespeichereinheiten und die Aktivierung elektronischer Komponenten eingesetzt werden.

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Weitere Informationen:

•   Fraunhofer Institut für Keramiksysteme und -technologien (IKTS)

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