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体内の植え込み型医療機器に無線で給電できる画期的な手法をMITとハーバードが考案

米マサチューセッツ工科大学とハーバード大学医学部ブリガムアンドウィメンズ病院との研究プロジェクトは、2018年6月、高周波によって、ヒトの体内に埋め込まれたデバイスと無線で通信し、電力や光を供給できる画期的な手法を開発した。

体内モニタリングや投薬など、植え込み型医療デバイスへの応用が期待されている。

・電波により体内の植え込み型医療デバイスに無線で給電

現在、ペースメーカーをはじめとする植え込み型医療デバイスには電力供給のためのバッテリーが内蔵されているが、そのためのスペースを要するため小型化には限界があり、耐用期間が限られてしまうのが課題だ。

また、電波は体内を通過すると放散してしまうため、体内にある植え込み型医療デバイスの給電手段には適していないと考えられていた。

そこで、研究プロジェクトでは、わずかに異なる周波数の電波を発するアレイアンテナを活用した「イン・ビボ・ネットワーキング(IVN)」と呼ばれるシステムを考案。

様々な方法で重なったり、結びついたりしながら、電波が伝わっていき、高い周波数で電波が重なり合うポイントで、体内に埋め込まれたデバイスに給電する仕組みだ。

このシステムによれば、電力を広範囲に送ることができるため、体内にあるデバイスの位置を正確に把握する必要はなく、複数のデバイスに同時に給電することもできるという。

・最長38メートルの距離からの無線給電も可能に!?

ブタの組織に米粒大のデバイスを埋め込んだ実験では、1メートル離れた位置から、組織内の深さ10センチにあるデバイスに給電することに成功した。

研究プロジェクトでは、デバイスが皮膚の表面近くにあれば、最長38メートルの距離から給電できるとみており、より効率的に、より遠くから給電できるよう、システムの改善に取り組む方針だ。(文 松岡由希子)

MIT News

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