Медицинские приборы не могут нормально функционировать на традиционных аккумуляторных батареях, поскольку их приходится периодически заряжать или заменять. Поэтому потребность в надежных элементах питания для оборудования, применяемого в медицине, очень актуальна.
На протяжении многих десятилетий ученые создавали различные микроэлектронные имплантаты и датчики, которые с течением времени видоизменялись и совершенствовались. Сегодня размеры данных устройств стали значительно меньше, однако многие уверены, что в будущем будут изобретены более миниатюрные приборы с «умными» системами диагностирования пациентов. Вполне вероятно, уже скоро имплантируемые сенсоры смогут измерять кровяное давление, определять уровень глюкозы и кислорода в опухолевых тканях, а также передавать полученные данные о состоянии здоровья человека при помощи телеметрического оборудования. Будут изобретены и системы дозирования лекарств, способные вводить нужные дозы медицинских препаратов в организм. Однако все эти устройства «будущего» должны получать необходимую энергию для бесперебойного функционирования.
Так как датчики и имплантаты остаются в теле человека в течение многих лет, обычные батареи не могут быть использованы для обеспечения устройств током в связи с ограниченным сроком службы. Сегодня чаще всего применяется индуктивная и радиочастотная (HF) системы, которые имеют ряд недостатков (например, ограниченный диапазон). И вот, исследователями Института Фраунгофера была разработана новая система передачи энергии от портативного передатчика на переносной ресивер без использования проводов.
Компактный передатчик, имеющий дальность передачи на полметра и обеспечивающий силу тока свыше 100 мВт, можно использовать практически на любом участке человеческого тела. С его помощью станет возможно обеспечение вживляемых медицинских приборов энергией без прямого контакта. Местонахождение приемника и его положение внутри организма будет несложно проследить даже если он не получает энергию.
Новая запатентованная учеными, система работает на основе магнитного поля. Передатчик оснащен вращающимся магнитом, за управление которым отвечает бесколлекторный двигатель постоянного тока (он создает вращающееся магнитное поле). В ресивере также имеется магнитный шарик, который при соединении с внешним магнитным полем начинает вращаться. Именно за счет этого вращательного движения вырабатывается электричество. Энергия, образуемая в генераторе, может проходить через любой немагнитный материал (биологические ткани, органы, кости, пластик, металл, воду). Ученые утверждают, что данное магнитное поле совершенно безопасно для человека.
Новый метод может быть использован не только в медицине, но и в строительстве, при производстве оборудования и автомобилей. Командой исследователей на выставке в Ганновере, прошедшей в последних числах апреля текущего года, была продемонстрирована работа устройства с применением протеза тазобедренного сустава. Технология беспроводной передачи энергии будет использоваться для стимулирования шаровидного сустава, чтобы обеспечивать рост костных и хрящевых клеток.