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

THE MERIT TIMES

編譯／韋士塔 2023-11-18

字級

收藏文章

0
支持請+1

21觀看次

研究人員發現，心跳的動能足以為植入式設備供電。圖／法新社、網路

全球數百萬人依賴心律調節器等植入式設備。圖／法新社、網路

美國科學家開發一款無線心律調節器，能靠心跳提供動力來源。圖／法新社、網路

傳統的心律調節器，需使用電池與電線。圖／法新社、網路

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。

《人間福報》是一份多元化的報紙，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，是一份承擔社會責任的報紙。

- 支持福報，做別人生命中的貴人 -

前往支持

加人間福報LINE好友