นักวิทยาศาสตร์อเมริกันทดสอบหัวใจไร้สาย

ตามที่ผู้เขียนสิ่งประดิษฐ์ใหม่นี้กล่าว ผู้ป่วยที่ติดตั้งหัวใจเทียมหรือเครื่องปั๊มเลือดเสริมจะเคลื่อนไหวได้อิสระมากกว่าเดิมด้วยความช่วยเหลือของระบบใหม่นี้

นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยวอชิงตันและศูนย์การแพทย์มหาวิทยาลัยพิตต์สเบิร์ก (UPMC) ทดสอบระบบพลังงานไร้สายร่วมกับอุปกรณ์ช่วยการเต้นของหัวใจห้องล่าง (VAD) เชิงพาณิชย์

โครงการที่เรียกว่า Free-range Resonant Electrical Energy Delivery (FREE-D) นำโดย Joshua Smith ซึ่งเข้าร่วมกับมหาวิทยาลัยวอชิงตันจาก Intel โดยเขาใช้เวลาหลายปีในการทำงานเกี่ยวกับระบบส่งไฟฟ้าแบบไร้สาย

เรากำลังพูดถึงเทคโนโลยีที่ปรับความถี่เรโซแนนซ์และพารามิเตอร์อื่น ๆ ของขดลวดรับและส่ง ทำให้สามารถส่งพลังงานไฟฟ้าในระยะทางปานกลาง (สิบเซนติเมตร - เมตร) ได้อย่างมีประสิทธิภาพสูง

ก่อนหน้านี้ แพทย์ด้านหัวใจได้ทดลองใช้ระบบจ่ายไฟเหนี่ยวนำสำหรับการปลูกถ่ายเครื่องปั๊มหัวใจ โดยต้องการกำจัดสายไฟที่ผ่านผิวหนัง (ซึ่งเป็นช่องทางให้ติดเชื้อและมีความเสี่ยงต่อภาวะแทรกซ้อนมากขึ้น) แต่เทคโนโลยีที่เรียบง่าย (เช่น ที่ใช้ในแปรงสีฟันไฟฟ้าไร้สาย) กลับทำให้แพทย์ผิดหวัง เนื่องจากระยะการส่งสัญญาณอยู่ที่ไม่กี่มิลลิเมตร และเกิดผลข้างเคียงในรูปแบบของการให้ความร้อนแก่เนื้อเยื่อโดยไม่จำเป็น

หัวใจกลอยู่ในวงกลม โดยมีห่วงโซ่การส่งกระแสไฟฟ้าไร้สายทั้งหมดอยู่เบื้องหลัง (ภาพถ่ายจากมหาวิทยาลัยวอชิงตัน)

ระบบของสมิธช่วยแก้ไขข้อบกพร่องเหล่านี้ได้ โดยประกอบด้วยขดลวด 2 คู่ ขดลวดคู่แรก (ด้านขวาในภาพด้านบน) เชื่อมต่อกับระบบไฟฟ้าและส่งพลังงานไปยังขดลวดคู่ที่สอง (ตรงกลาง) ซึ่งตามทฤษฎีแล้วสามารถวางไว้บนเสื้อผ้าของผู้ป่วยได้

คอยล์ตัวที่สองนี้จะชาร์จแบตเตอรี่บัฟเฟอร์ที่มนุษย์สวมใส่อยู่ (ซึ่งจำเป็นสำหรับการขยายอายุการใช้งาน) และยังจ่ายกระแสไฟฟ้าให้กับคอยล์ส่งสัญญาณอีกตัวที่เล็กกว่า คอยล์ตัวนี้กำลังส่งพลังงานไปยังคอยล์รับขนาดเล็กมาก (มีเส้นผ่านศูนย์กลางเพียง 4.3 ซม.) (ด้านซ้ายในภาพ) ซึ่งอยู่ในร่างกายมนุษย์และเชื่อมต่อกับหัวใจเทียม รวมถึงแบตเตอรี่บัฟเฟอร์ภายในด้วย

จนถึงขณะนี้ ได้มีการทดสอบการติดตั้งในห้องแล็ปแล้ว โดยวางคอยล์ไว้บนโต๊ะ และใช้เครื่องมือ VAD ที่ต่อกับคอยล์จะทำงานในถ้วยที่มีของเหลว โดยพลังงานถูกส่งผ่านได้อย่างน่าเชื่อถือด้วยประสิทธิภาพประมาณ 80% ตามข่าวเผยแพร่จากมหาวิทยาลัยวอชิงตัน

ในอนาคต ผู้เขียนโครงการเห็นภาพต่อไปนี้ ควรติดตั้งคอยล์ส่งสัญญาณหลายตัวในห้องนั่งเล่นหรือห้องทำงานของผู้ป่วย ไม่ว่าจะเป็นบนผนัง เพดาน ใต้เตียง และในเก้าอี้ คอยล์เหล่านี้ควรช่วยให้ผู้ป่วยสามารถปลูกถ่ายหัวใจได้เกือบตลอดเวลา โดยไม่จำเป็นต้องเสียบปลั๊กเพื่อชาร์จแบตเตอรี่

ในห้องที่มีอุปกรณ์พิเศษ ผู้ป่วยที่มีเครื่องช่วยหัวใจหรือหัวใจเทียมสามารถใช้ชีวิตและทำงานได้อย่างอิสระมากกว่าระบบรุ่นเก่า ซึ่งการทำงานของเครื่องปลูกถ่ายจะขึ้นอยู่กับแบตเตอรี่เพียงอย่างเดียว ซึ่งต้องเชื่อมต่อกับไฟหลักเป็นประจำ (ภาพประกอบโดย Pramod Bonde, ศูนย์การแพทย์มหาวิทยาลัยพิตต์สเบิร์ก)

ในเวลาเดียวกัน แบตเตอรี่ภายในควรให้ผู้ป่วยอยู่ภายนอกบริเวณขดลวดให้อาหารได้อย่างปลอดภัยและไม่ต้องใส่เสื้อกั๊กนานถึง 2 ชั่วโมง ซึ่งจะทำให้ผู้ป่วยสามารถอาบน้ำได้

นักวิทยาศาสตร์ได้นำเสนอผลการทดสอบระบบครั้งแรกในงานประชุมประจำปีของ American Society for the Advancement of Artificial Internal Organs (ASAIO) ซึ่งพวกเขาได้รับรางวัลสำหรับการวิจัยที่มีแนวโน้มมากที่สุดในสาขาของหัวใจเทียม

ขั้นตอนต่อไปสำหรับผู้เขียนต้นแบบคือการทดสอบแหล่งจ่ายไฟไร้สายสำหรับหัวใจเทียมที่ฝังไว้ในสัตว์ทดลอง

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ], [ 4 ], [ 5 ]