醫療器械網訊：在人體內植入信號讀取傳感器和電子設備，這種場景我們以前只能在科幻片中看到。但是，隨著人機互動領域兩大技術障礙——電池和充電的關鍵性突破，這種場景離我們的現實生活又近了一步。

斯坦福大學研究院目前已經開發出了一種可以為植入人體內的醫療器械進行無線充電的新技術。這項技術能夠為僅有米粒大小的醫療電子設備進行充電，從而讓這類設備能夠更“深入”地植入人體內，且能長久的獲得電能輸送，甚至不需要電池也能正常“工作”，只需將電源靠近皮膚就能給體內的設備充電。這項研究成果發表在美國《國家科學院學報》上。

新一代智能手機和可穿戴技術盡管在不斷創新和發展，但植入人體內的醫療器械（比如心臟起搏器和嵌入式神經遞質）長期以來都遭遇到了相同的“困境”：不光是笨重、累贅的電池，而且充電方式也是一道難以逾越的門檻。

就醫療器械而言，依靠電源線充電并不可取。這也就意味著，更大尺寸、功能較弱的醫療設備需要跟皮膚保持著一種緊密的聯系才能進行充電。此外，如果醫療器械內的電池用了好幾年突然沒電了，患者還需要通過帶有創傷、且存在風險的外科手術來更換電池。

斯坦福大學研究員安達·潘（Ana Poon）表示，他們的研究團隊采用了一種創新方法，將近場 （near-field）和遠場（far-field ）電磁波功能合二為一，這樣就能夠使電磁波通過皮膚向人體更深入的地方進行傳播，且在這個過程中不會被人體組織吸收、破壞和反射。

近場電磁波目前已經應用在一些醫療設備上（比如助聽器），扮演能量供應“角色”，而遠場電磁波主要應用在長距離的傳播，比如無線廣播。

電機工程助理教授安達·潘在多年潛心研究基礎之上，通過擴大植入人體內的醫療設備應用范圍和用例場景，開發了一種稱之為“中場”（ mid-field ）無線傳輸的技術。安達·潘所使用的設備可以產生一種獨特的近場波，它可以在通過空氣進入皮膚時，來改變自身的“特性”。她將這款設備在動物身上做了實驗。在實驗過程中，這款設備為植入動物體內的醫療設備提供著能量。

安達·潘在一份聲明中表示：“我們需要將植入人體內的設備做的盡可能小，這樣它們才能更容易地植入體內，為患者提供一種可以治療疾病和緩解疼痛的新方法。”

在安達·潘實驗過程中，用電量小，且只有米粒大小的心臟起搏器可以直接通過一張信用卡大小的電源，在皮膚上進行無線充電。不過，隨著技術進一步提升，這些微型設備將一同與微型電源植入體內，并通過“中場”無線傳輸來進行充電。

當然了，消費者現在不會去使用這種設備，這種技術目前還是應用在研究領域。不過，安達·潘突破性研究成果將對人體醫療器械移植關鍵技術產生深遠影響。

“為了能夠讓電磁波更加實用，設備必須做到極小，并采用無線充電方式，才能植入腦部深處，離人體皮膚表面距離較遠。”斯坦福大學神經科學研究院院長威廉姆·紐瑟姆（William Newsome）表示。紐瑟姆并未沒有參與安達·潘的項目研究，但他熟悉后者的工作。

紐瑟姆預期，這類設備未來在某些領域的應用將比藥物更加管用，尤其是在腦部植入方面，對某些區域的刺激肯定比對整個大腦的刺激更可取。

他表示：“安達·潘實驗室已經解決了可移植微型設備安全充電方面的關鍵問題，為這一領域今后的創新打下基礎。”

不過，超越醫療設備，將這項技術應用到其他方面也并非白日做夢。比如，通過將此類設備“舒舒服服”地植入人體內，就可以收集人體生物數據，甚至能夠虛擬感知我們的感覺。安達·潘在電池領域的突破性成果將為這類技術在未來的應用打下重要基礎。

安達·潘和以及她的研究團隊正準備在人體上內試驗用電量較少的心臟起搏器。不過，想要見到應用“中場”無線傳輸技術的商業化設備，我們可能還要再等幾年時間。