新技术使用人体自然产生的离子来帮助无线传输数据

植入式生物电子学现在通常是辅助或监测心脏、大脑和其他重要器官的关键，但它们通常缺乏将数据传输给医生的安全、可靠的方式。现在，哥伦比亚工程公司的研究人员发明了一种方法，通过使用体内天然存在的离子、带正电或带负电的原子的简单、高速、低功耗的无线数据链路来增强可植入生物电子学。

植入式生物电子学在医疗保健中发挥着越来越重要的作用。例如，起搏器可以帮助确保患者的心脏保持健康的跳动，神经接口设备可以通过刺激特定的大脑区域来帮助癫痫和其他疾病患者减轻神经症状，甚至可以将瘫痪患者的大脑与机器人肢体连接起来。然而，植入生物电子学面临的一个主要挑战是如何将其数据通过身体传递到外部设备，以便医生和科学家进一步分析和诊断。

“从大脑或肌肉活动到激素浓度，这些数据需要进行传输，以便在做出医疗决策之前由专家进行高级处理和审查，”该研究的共同资深作者、电气工程副教授 Dion Khodagholy 说在哥伦比亚大学。

哥伦比亚大学欧文医学中心神经病学助理教授、该研究的共同资深作者詹妮弗·格林纳斯补充说：“这对于随着时间的推移可能会出现大幅波动的情况尤其重要，例如癫痫或运动障碍。”“这方面的一个例子是用于癫痫的 NeuroPace 设备——临床医生需要下载其中的数据，以调整其刺激方案以更好地治疗癫痫发作。”

尽管电缆提供了一种将数据从植入物快速传输到外部机器的简单方法，但它们穿透组织的方式限制了它们的长期使用。同时，使用无线电波或可见光的传统无线方法通常在穿透生物组织方面做得很差。

“仍然缺乏与植入设备的安全、有效、长期的无线通信，”Khodagholy 说。

利用身体的离子

生物电子学可用于通信的一种有趣策略是人体经常使用的一种策略：离子。在体内，细胞会定期将离子打乱以相互交流。

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