減少置換次數 大幅提升電池使用年限、患者生活品質 無線心律調節器 靠心跳充電

編譯/韋士塔  |2023.11.18
273觀看次
字級
全球數百萬人依賴心律調節器等植入式設備。圖/法新社

編譯/韋士塔

美國研究人員開發一款無線心律調節器,靠植入患者自身的心跳就能提供運作所需電力;這項技術可大幅提升心律調節器的電池使用年限,減少置換次數,大幅提升患者的生活品質。

主持這項研究的華盛頓大學(University of Washington)心臟科醫師納澤爾(Babak Nazer),在美國心臟協會2023年科學會議(2023 Scientific Sessions of AHA)發表這項創新研究成果。

納澤爾表示,心律調節器的電池使用壽命一般為6~15年。這項裝置通常透過手術從患者的左肩部位植入,再以電線連接到心臟為起搏器充電,或採用無起搏器線直接置入心臟。一旦電力耗盡,需進行手術更換電池,但置換手術相當複雜,尤其是無線心律調節器。由於電池更換不易,有時只能在電力耗盡的心律調節器植入新的裝置。

納澤爾表示:「力學能(mechanical energy)可以轉換成電能,反之亦然。以超音波換能器(ultrasonic converter)為例,這種裝置能把電壓信號轉換為超音波進入人體,並接收人體組織產生的回波,再把回波轉換為電壓信號,傳遞到發射或接收開關。我們則將類似的材料設計應用在植入式醫療裝置,把心臟的自然跳動壓力轉換成電壓,藉此延長電池壽命。」

納澤爾指出,利用心跳驅動心律調節器並非全新概念;美國達特茅斯學院(Dartmouth College)團隊過去就已研發出可把心跳的動能轉換成電力的「自供電」(self-powered)設備,為心律調節器或其他植入式裝置供電。然而,這種把心跳的力學能轉化為心律調節器所需電力的技術,遲遲未能克服的難題,就是無法提高能量轉換的效率。

納澤爾與同僚研發出不干擾心血管功能與身體日常運作、兼具生物相容性與靈活性的設備,並嘗試以不同的壓電材料(piezoelectric material,可將力學能轉換為電能)製作心律調節器,且以每秒60下的速度模擬心臟的自然跳動。

在初步的測試,效率最高的原型裝置可收集心跳約10%的力學能,優於過去類似裝置的表現。

研究團隊指出,這項數據或許能吸引心律調節器製造商的關注,爭取更多研發資金;研究團隊的下一步,是優化材料及製程,繼續提升能量轉換效率,延長電池的使用期限。此外,這項技術也可應用於感測器,收集數據以監測患者的健康狀況。

維吉尼亞聯邦大學醫學院的心臟病學教授埃倫伯根(Kenneth Ellenbogen)表示,納澤爾醫師的研究成果,提供如何高效率地轉換心臟力學能的珍貴數據。

納澤爾看好這項裝置的商業化前景,也希望新型裝置能盡早通過臨床試驗及相關機構的核准。

他表示,希望未來這項產品的應用範圍能擴大到年輕患者,幫助更多人減少手術次數。

熱門新聞
訂閱電子報
台北市 天氣預報   台灣一週天氣預報

《人間福報》是一份多元化的報紙,不單只有報導佛教新聞,乃以推動祥和社會、淨化人心為職志,以關懷人類福祉、追求世界和平為宗旨,堅持新聞的準度與速度、廣度與深度,關懷弱勢族群與公益;強調內容溫馨、健康、益智、環保,不八卦、不加料、不阿諛,希冀藉由優質的內涵,體貼大眾身心靈的需要、關懷地球永續經營、延續宇宙無窮慧命,是一份承擔社會責任的報紙。自許成為「社會的一道光明」的《人間福報》任重而道遠,在秉持創辦人星雲大師「傳播人間善因善緣」的理念之際,更將堅持為社會注入清流,讓福報的發行為人間帶來祥和歡喜,具體實現「人間有福報,福報滿人間」的目標。
人間福報社股份有限公司 統編:70470026

 
聯絡我們 隱私權條款

Copyright © 2020 人間福報 www.merit-times.com
All Rights Reserved.