Armbanduhr-Uhrwerk zur Behebung von Stromproblemen in implantierbaren Geräten

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Kredit: IEEE-Transaktionen zu biomedizinischen Schaltkreisen und Systemen (2016). DOI: 10.1109 / TBCAS.2016.2580658

(Tech Xplore) Wie kann man die kinetische Energie des Herzens in elektrische Energie umwandeln? Wie wäre es mit dem Uhrwerk einer Armbanduhr. Wirklich? Können eine Schweizer Uhr und ein Herzschlag als Paar Gutes tun?

Devin Coldewey in TechCrunch Ein Schweizer Forscherteam untersucht ein Gerät, das “Schrittmachern helfen könnte, Energie aus dem Herzen selbst zu gewinnen”.

Vereinfacht gesagt arbeiten die Ermittler daran, einen “Schrittmacher mit Uhrwerk” zu entwickeln, schrieb Luke Dormehl in Digitale Trends. Und sie trägt den mechanischen Einfallsreichtum einer Schweizer Uhr.

Das Gerät ist nicht nur für seine Funktion interessant, sondern auch für das Problem, das es anspricht – die Stromquelle. In Bezug auf aktive implantierbare medizinische Geräte verdienen energiesparende Geräte Aufmerksamkeit. Kontinuierliche und kraftvolle Kontraktionen eines menschlichen Herzens können der Schlüssel sein.

„Herzschrittmacher und andere implantierte Geräte benötigen eine Stromquelle, und diese wird normalerweise von einer Batterie bereitgestellt.

Emily Waltz in IEEE-Spektrum sagte, dass das Gerät auch „potenziell den Bedarf an Batterien in anderen implantierten Geräten wie Defibrillatoren und Elektrostimulatoren überflüssig machen könnte“.

Die Autoren schreiben in der Zusammenfassung: „Wiederholter Batteriewechsel kann vermieden werden, indem die Lebensdauer der Implantate verlängert wird, was das Ziel von Energy-Harvesting-Konzepten ist. Dies verringert das Risiko von Komplikationen für den Patienten und kann sogar die Gerätegröße reduzieren kraftvolle Kontraktionen eines menschlichen Herzens qualifizieren sich idealerweise als Batterieersatz.”

Ihr Papier ist in IEEE Transaktionen zu biomedizinischen Schaltkreisen und Systemen. Die Autoren des Abstracts sprachen über ihre Arbeit, um ihre Erntefähigkeit zu zeigen. “Mehrere in-vivo aufgezeichnete Herzbewegungen wurden als Eingabe eines mathematischen Modells verwendet, um die ursprüngliche Umwandlungseffizienz des Uhrwerks in Bezug auf Myokardkontraktionen zu optimieren. Das resultierende Design wurde während in-vitro- und in-vivo-Experimenten implementiert und getestet.”

Betreten Sie die Uhr. Coldewey sagte, sie hätten eine Swatch-Armbanduhr auseinandergenommen und damit begonnen, sie für den internen Gebrauch wiederzuverwenden. Waltz hatte einige Details darüber, was sie tatsächlich mit der Uhr gemacht haben.

Sie sagten, sie hätten an einer Armbanduhr von ETA, einer Tochtergesellschaft von Swatch mit Sitz in Grenchen, Schweiz, gearbeitet ein Mikrogenerator aus einer Autoquarzuhr, um die mechanische Energie in elektrische Energie umzuwandeln.”

Das Gerät sei an einen Herzschrittmacher angeschlossen, gekapselt und an sechs Punkten mit dem Herzen vernäht.

Die Autoren sagten, ihre Experimente hätten “die überlegene Empfindlichkeit des neuen Designs für alle getesteten Herzbewegungen” gezeigt.

Walzer in IEEE-Spektrum sagte, dass die Gruppe es an Schweinen getestet und festgestellt hat, dass es genug Energie erzeugt, um einen Herzschrittmacher zu betreiben.

(Ein Artikel in Transplantationsforschung Bei der Diskussion über Schweine als Forschungsmodelle wurde festgestellt, dass “Schweine und der Mensch anatomische und physiologische Ähnlichkeiten aufweisen” und “das Schwein als wertvolles präklinisches Modell für die medizinische Forschung Aufmerksamkeit erregt hat”. Ein Artikel in Kreislauf: Herzinsuffizienz in ähnlicher Weise festgestellt, dass “Schweineherzen eine Koronararterienanatomie und eine grobe anatomische Struktur aufweisen, die denen des Menschen sehr ähnlich sind.”)

Ergebnisse? Coldewey sagte: “Erste Tests an Schweinen ergaben, dass das Setup etwa 6 Mikrowatt lieferte, was ausreicht, um einen Herzschrittmacher zu betreiben.”

Vorwärts gehen, TechCrunch berichtete, dass “in den nächsten Jahren weitere Studien durchgeführt werden, um das Gerät weiter zu testen, wodurch Ersatzbatterien für Herzschrittmacher möglicherweise der Vergangenheit angehören.”


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