Der Prototyp – der kleiner als ein Cent ist – wird diese Woche auf dem International Microwave Symposium (IMS) des Institute of Electrical and Electronics Engineers in Honolulu vorgestellt. Es umfasst eine Empfangsantenne, einen AC/DC-Gleichrichter, eine Energieverwaltungseinheit und ein Stimulationsaktivierungssignal. Es erhält Energie über Mikrowellen im elektromagnetischen Frequenzspektrum von 8 bis 10 GHz.
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„Die meisten herkömmlichen Herzschrittmacher verwenden ein großes Gerät, das mit einer Batterie ausgestattet ist und sich in der Nähe des Herzens befindet, um die Stimulation über Drähte oder Leitungen auszulösen.“
Aydin Babakhani, außerordentlicher Professor in der Abteilung für Elektrotechnik und Informationstechnik an der Rice University, sagte gegenüber Digital Trends. „Diese Spuren verursachen erhebliche Komplikationen, wie zum Beispiel Infektionen.“Um dieses Problem zu lösen, haben Herzschrittmacherhersteller kürzlich leitungslose Herzschrittmacher eingeführt, die in das Herz implantiert werden. Allerdings haben diese Herzschrittmacher zwei Hauptprobleme: Sie verfügen über eine nicht wiederaufladbare Batterie und sind auf die Einkammerstimulation beschränkt, während das Herz über zwei Kammern verfügt, die stimuliert werden müssen.
Rice Integrated Systems and Circuits/Rice University
„Wir lösen diese beiden Probleme“, fuhr Babakhani fort. „Unser Herzschrittmacher benötigt keine Batterie. Dabei handelt es sich um einen kleinen Chip, der drahtlos Energie von einer Steuereinheit direkt unter der Haut gewinnt. Die Steuereinheit verfügt über eine Batterie und kann einfach ausgetauscht werden. Da Chips klein sind, können viele davon an verschiedenen Stellen im Herzen implantiert werden, um eine Zweikammerstimulation durchzuführen.“
Der daraus resultierende Herzschrittmacher könnte bei bestimmten Herzerkrankungen helfen, beispielsweise bei der kardialen Resynchronisationstherapie (CRT), die eine Zweikammerstimulation erfordert.
Der nächste Schritt, sagte Babakhani, bestehe darin, den Prototyp weiterzuentwickeln. Das Team möchte das Gerät robuster machen, Sensorelemente hinzufügen und es mithilfe mehrerer Chips gleichzeitig in Aktion demonstrieren.
In einer verwandten Arbeit versuchen sie auch, die Komplikationen der Defibrillation – des Prozesses – zu lösen die Wiederherstellung des normalen Herzrhythmus mithilfe eines kontrollierten Elektroschocks – mithilfe einer Reihe implantierbarer Geräte Chips. Dies würde die bei der Defibrillation verursachten Schmerzen erheblich reduzieren.
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