Одна крошечная беспроводная система позволяет контролировать и обеспечивать энергией сразу несколько имплантатов - «Наука и технологии»

В настоящее время в медицине достаточно широко используются имплантируемые устройства, контроль и снабжение энергией которых осуществляется при помощи различных беспроводных технологий. Эти имплантаты стимулируют мышечные ткани, нейроны нервных тканей, они измеряют различные параметры жизнедеятельности организма, используя энергию света, магнитного поля или радиоволн, излучаемых внешним передатчиком. И, как правило, для каждого типа имплантируемого устройства требуется свой отдельный передатчик, работающий на определенной частоте, что часто бывает не очень удобно. Теперь же у медиков появится возможность последовательной активации нескольких имплантатов, подключенных к одному единственному приемно-передающему устройству.

В случае обычного использования имплантируемых устройств не требуется установка сразу нескольких имплантатов. Но бывают редкие случаи, когда, к примеру, необходимо обеспечить прохождение сигналов по спинному мозгу в обход поврежденного в результате травмы или болезни участка, давая пациенту возможность снова ходить или двигать парализованными ранее конечностями. Также данная технология может оказаться очень полезной, когда возникает необходимость стимулирования в разные моменты времени отдельных камер больного сердца пациента для того, чтобы оно могло работать должным образом.

Новая экспериментальная беспроводная система была создана исследователями из университета Райса и предназначена она для работы с имплантатами, приводимыми в действие внешним переменным магнитным полем. Это магнитное поле обычно вырабатывается специальным передатчиком, работающим от аккумуляторной батареи, которую пациент носит на поясе.

В данное время дистанция, на которой может работать беспроводная система, составляет всего 60 миллиметров, но это значение будет увеличено позже по мере проведения усовершенствований и модификации системы.

Когда передающее устройство начинает генерировать электромагнитные импульсы, производится одновременная активация всех подключенных к приемнику имплантатов. Тем не менее, все эти имплантаты не начинают работать сразу, "раздирая на части" те крохи энергии, которые может выработать приемное устройства, каждый имплантат запрограммирован на срабатывание со строго заданной задержкой с момента получения первого импульса. И получается так, что после начала работы все имплантаты срабатывают один за одним, а задержка между этими срабатываниями исчисляется десятками и единицами миллисекунд, что во временных рамках процессов жизнедеятельности можно считать практически моментальным срабатыванием.

Эффективность такого подхода была подтверждена пока только в лабораторных условиях на подопытных грызунах и на гидрах, крошечных пресноводных живых существах, имеющих по нескольку щупалец.

"Своей работой мы продемонстрировали, что существует возможность программирования нескольких имплантируемых устройств так, чтобы ими производилась синхронизированная и скоординированная процедура сложной стимуляции" - пишут исследователи, - "Мы синхронизируем устройства так, что их совместная работа напоминает звучание слаженного симфонического оркестра. Это, в свою очередь дает нам огромное количество степеней свободы, позволяющих охватить практически все области, начиная от стимуляции сердцебиения и заканчивая обеспечением прохождения сигналов через поврежденные участки спинного мозга".