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2019-11-07 15:44:01

太阳能的心脏跳动

导读 使用放置在皮肤下的太阳能电池来连续再充电植入的电子医疗设备的概念是可行的。瑞士的研究人员已经做了数学计算,发现在冬季和夏季为一个典

使用放置在皮肤下的太阳能电池来连续再充电植入的电子医疗设备的概念是可行的。瑞士的研究人员已经做了数学计算,发现在冬季和夏季为一个典型的起搏器提供足够的电力需要3.6平方厘米的太阳能电池。该研究首次提供有关使用太阳能电池为起​​搏器和深部脑刺激器等设备供电的真实数据。根据伯纳克大学医院的主要作者Lukas Bereuter和瑞士伯尔尼大学的说法,在皮肤下佩戴发电太阳能电池有一天会让患者不必再接受更换这些救生设备电池的手术。研究结果载于Springer的期刊生物医学工程年鉴。

大多数电子植入物目前都是电池供电的,其尺寸取决于延长使用寿命所需的电池容量。当这些电池的电量耗尽时,必须对它们进行充电或更换。在大多数情况下,这意味着患者必须接受植入物更换手术,这不仅昂贵且有压力,而且还存在医疗并发症的风险。必须使用原电池也会影响设备的尺寸。

各种研究小组最近提出了可以在皮肤下携带的小型电子太阳能电池的原型,并且可以用于为医疗设备充电。太阳能电池将穿透皮肤表面的太阳光转换成能量。

为了研究这种可充电能量发生器的实际可行性,Bereuter及其同事开发了专门设计的太阳能测量设备,可以测量产生的输出功率。这些细胞的大小只有3.6平方厘米,如果需要,它们足够小,可以植入。为了测试,十个设备中的每一个都被光学过滤器覆盖,以模拟皮肤的特性将如何影响太阳穿透皮肤的程度。这些在夏季,秋季和冬季在瑞士的32名志愿者的手臂上佩戴了一周。

无论在哪个季节,总是发现微小的细胞产生的功率远远超过典型心脏起搏器使用的5到10微瓦的功率。功率输出最低的参与者平均仍然获得12微瓦。

“所获得的总体平均功率足以完全为例如心脏起搏器提供动力,或者至少延长任何其他有源植入物的使用寿命,”Bereuter指出。“通过使用太阳能电池等能量收集设备为植入物供电,可以避免设备更换,并且可以大大减少设备尺寸。”

Bereuter认为,这项研究的结果可以扩大并应用于人类的任何其他移动太阳能应用。必须考虑诸如太阳能电池的集水区,其效率和患者皮肤厚度等方面。