Пьезоэлектричество питает кардиостимулятор

9 ноября 2012 в 14:00

Пьезоэлектричество питает кардиостимулятор

Кардиостимулятор – это маленькое устройство, вживленное в тело человека, задача которого следить за ритмом сердечных сокращений. В нужный момент кардиостимулятор вырабатывает электрические импульсы, заставляя сердце сокращаться. Кардиостимуляторы для многих людей жизненно необходимы, и на протяжении уже многих лет доказали свою надежность.

Однако до сих пор у «электрических докторов» было одно слабое место, источник питания. Самый современный кардиостимулятор периодически нуждается в замене батарейки. Изобретение американских кардиологов может кардинальным способом изменить ситуацию, избавив больных от периодических хирургических вмешательств.

Несколько дней назад в Лос-Анджелесе на научной сессии Американской ассоциации сердца (American Heart Association) были представлены исследования коллектива под руководством доктора Амина Карами (Amin Karami), научного сотрудника кафедры аэрокосмической техники Университета Мичигана в Анн-Арборе. Как следует из доклада, кардиостимуляторы можно питать от миниатюрного пьезоэлектрического генератора, производящего энергию под воздействием давления, создаваемого сердечными сокращениями.

Кардиостимуляторы сегодня широко распространены. Их устанавливают даже детям. Однако после установки устройства пациентам необходимо снова «ложиться под нож» каждые 5-7 лет для замены источников питания. Современные технологии способны уменьшить страдания и неудобства.

Исследователи измерили параметры механических колебаний в груди человека, вызванные сердечными сокращениями. Затем они воспроизвели эти колебания внутри ограниченного объема лабораторного устройства и воздействовали ими на опытный образец пьезоэлектрического «сборщика энергии».

Изменения, полученные на основе 100 различных моделей сердцебиений при разных частотах сердечных сокращений, показали, что сборщик генерирует на порядок больше энергии, чем требуется современным кардиостимуляторам. Потенциально такое количество энергии может быть использовано не только для кардиостимуляторов, но и для другого имплантируемого оборудования, в частности для дефибрилляторов.

Как рассказал руководитель исследований, для генерации энергии в принципе можно использовать два типа пьезоэлектрических преобразований, линейный и нелинейный. В первом случае работа преобразователя возможна лишь в узком диапазоне значений частот сердцебиений.

Исследователи из Мичигана использовали нелинейный тип пьезоэлектрических преобразований. Их сборщик энергии содержит в конструкции магниты, что делает его менее чувствительным к изменениям частоты сердечных сокращений. Во время тестов конструкция продемонстрировала способность производить достаточное для работы кардиостимулятора количество энергии при частотах пульса от 20 до 600 ударов в минуту. Как отметил д-р Карами, мобильные телефоны или микроволновые печи не оказывают заметного влияния на нелинейное устройство.

Следующий шаг исследований – имплантация энергетического сборщика, размеры которого вдвое меньше используемых ныне источников питания. По словам Карами, ученые надеются довести свою работу до стадии коммерческого устройства.

1468
Закладки
Последние публикации
Комментарии 0

Никто пока не комментировал эту страницу.

 
Написать комментарий
Можно не указывать
На этот адрес будет отправлен ответ. Адрес не будет показан на сайте
*Обязательное поле
Самые интересные публикации
Последние комментарии
Продолжение комментария
В стандарте [6] предусмотрено присваивать различным документам вида «расчет» код[1] документа РР, а для локальной сметы код документа ЛС.
Никакой необходимости использовать код Б для обозначения документов, в названии которых нет слова «Обоснование», не существует, а отсутствие документов, в названии которых использовано это слово подтверждает, что из ГОСТ 34.201-2020 должен быть исключен фактически не существующий документ «Обоснование».
Литература:
6 ГОСТ Р 21.101-2020 Основные требования к проектной документации
7 Н. Зенин. Судьба требований ГОСТ 34-й серии в проектах по информационной безопасности // [Электронный ресурс], режим доступа: https://www.anti-malware.ru/practice/methods/GOST-requirements-34th-series-in-information-security-projects
[1] В данном стандарте вместо термина «код документа» используют словосочетание «шифр документа»
Несуществующий документ ::: Вторая редакция

Разработчики стандартов иногда предлагают новые виды документов, объясняя это тем, что существующих видов документов недостаточно для новых изделий. Например, в таблице 1 стандарта [1] перечислены несколько видов документов, разрабатываемых для автоматизированных систем (далее АС). Обратим внимание на документ «Обоснование» (код документа Б). Его назначение определено так:
«Изложение сведений, подтверждающих целесообразность принимаемых решений»
Отметим, что в числе толкований значений слова «обоснование» есть и тексты, служащие основанием для принятия решения.
Какие же текстовые документы приведены в таблице 2 стандарта [1], где перечислены конкретные документы?
Как ни странно, но документа со словом «обоснование» в названии нет ни в стандарте [1] нет, как нет его и в отменном руководящем документе [2].
Слово «обоснование» в [2] использовано в названии раздела отчета, разрабатываемого на стадии формирования требований к АС – Обоснование необходимости совершенствования информационной системы объекта.
«Обоснование» содержится ещё в двух стандартах [3, 4], где применено в названии этапа работы – Обследование объекта и обоснование необходимости создания АС.
Отметим, что в cтандартах [3, 4] обоснование необходимо для вынесения технико-экономической, социальной и т.п. оценок на стадии формирования требований к АС.
При этом сам документ, содержащий результаты обоснования, оформляют в виде отчета по ГОСТ 7.32 [5], а не в виде документа вида «Обоснование».
Обратимся теперь к стандарту [1] и посмотрим какие же документы с кодом Б (присвоен документу «Обоснование») указаны в таблице 2:
- локальный сметный расчет (код Б2);
- проектная оценка надежности системы (код Б1);
- локальная смета (код Б3).
Из перечисления видно, что ни в одном из названий этих документов с кодом Б нет слова «Обоснование».
Продолжение следует