80电影天堂网,少妇高潮一区二区三区99,jαpαnesehd熟女熟妇伦,无码人妻精品一区二区蜜桃网站

  無(wú)線(xiàn)能量采集技術(shù)有助于植入系統(tǒng)復(fù)雜功能的長(zhǎng)期工作，同時(shí)無(wú)需擔(dān)心電池泄漏和二次手術(shù)更換，該方式可以為患有腦部疾病、聽(tīng)力障礙和心律失常的患者實(shí)現(xiàn)治療設(shè)備的終生佩戴提供新的解決途徑。通常，人體體內(nèi)無(wú)線(xiàn)能量采集需要通過(guò)剛性磁體將植入式設(shè)備和外部可穿戴設(shè)備進(jìn)行透皮機(jī)械耦合，在磁共振成像過(guò)程中外部強(qiáng)磁場(chǎng)誘使磁體與外部磁場(chǎng)對(duì)齊時(shí)，可能會(huì)產(chǎn)生較大的扭轉(zhuǎn)力，從而導(dǎo)致內(nèi)部磁體斷裂、移位和消磁以及引起患者不適。

  近期，天津大學(xué)精儀學(xué)院黃顯教授團(tuán)隊(duì)基于磁體細(xì)分磁域邊緣效應(yīng)開(kāi)發(fā)了一種全向旋轉(zhuǎn)磁陣列（FORMA），并組裝了基于FORMA的核磁（MRI）安全的透皮無(wú)線(xiàn)能量采集系統(tǒng)（圖1）。通過(guò)模制三維印刷模具實(shí)現(xiàn)了微型柔性磁球（直徑僅為1 mm）的制備，引入犧牲層工藝使磁球在PDMS彈性體密堆積腔體中可自由旋轉(zhuǎn)。FORMA可以在植入式柔性接收器（Rx 模塊）和可穿戴式柔性收發(fā)器（Tx 模塊）間距為1 mm時(shí)提供2.14 N的磁吸附力，可在9g加速度下保持系統(tǒng)的穩(wěn)定工作。系統(tǒng)在8 MHz的傳輸頻率下實(shí)現(xiàn)了15.62 dBm的功率輸出。FORMA 的開(kāi)發(fā)可以應(yīng)用于終身植入的無(wú)電池柔性植入系統(tǒng)，并為推廣長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)和治療急性和慢性疾病的技術(shù)提供了應(yīng)用潛力。

圖1 MRI 安全 FORMA 和透皮無(wú)線(xiàn)能量采集系統(tǒng)的示意圖。

  團(tuán)隊(duì)提出了創(chuàng)新的FORMA制作方法，包括了柔性磁球的模制、磁球表面石蠟犧牲層的包裹（磁球-石蠟層）、磁球-石蠟層的密堆積與互聯(lián)、PDMS 封裝、磁球磁化以及石蠟犧牲層的溶解去除。FORMA具有出色的機(jī)械靈活性和拉伸性，FORMA（圖2）實(shí)現(xiàn)了22.06%的應(yīng)變、大幅度的彎曲和27.6%的扭轉(zhuǎn)；同時(shí)FORMA實(shí)現(xiàn)了124%的斷裂應(yīng)變下，柔性磁球僅有3.2%的形變，柔性磁球在FORMA破裂之前始終能夠保持良好的完整性。FORMA與外部永磁體在0 mm距離處實(shí)現(xiàn)了3.11N的最大磁吸力（圖3）。測(cè)試結(jié)果表明FORMA實(shí)現(xiàn)了1 mm距離下與外部15mm直徑圓盤(pán)磁鐵間的2.14 N磁力，該距離下外部可穿戴器件可承受約8.2g的垂直加速度。FORMA在強(qiáng)磁場(chǎng)中具有出色的耐受性和穩(wěn)定性。在450 mT場(chǎng)強(qiáng)的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)測(cè)試與3 T場(chǎng)強(qiáng)的MRI掃描測(cè)試中僅表現(xiàn)微弱的磁性變化，柔性磁球在旋轉(zhuǎn)與振動(dòng)測(cè)試中未產(chǎn)生發(fā)熱與磨損。仿真結(jié)果表明FORMA可大幅度降低器件的磁扭矩。因此，FORMA可以集成在植入模塊中，為內(nèi)外交互的可穿戴系統(tǒng)提供足夠的磁力，低扭矩保證了強(qiáng)磁環(huán)境下的佩戴安全性，全柔性保證了植入器件長(zhǎng)期使用的舒適性，因此，FORMA在諸如人工耳蝸、心臟起搏器、脊髓刺激器等系統(tǒng)設(shè)計(jì)中具有廣泛的應(yīng)用前景。 

圖2 FORMA 的制造與其良好的機(jī)械性能。 

圖3 FORMA 的磁性特征。

  外部可穿戴Tx模塊與植入Rx模塊在夾有1 mm豬肉時(shí)（圖4），接收功率可達(dá)15.62 dBm，該功率足以執(zhí)行電化學(xué)傳感、電學(xué)和光學(xué)模擬、受控藥物輸送和閉環(huán)調(diào)節(jié)等許多功能，為植入式柔性電子器件提供更多功能模塊。在受到1g至9g的加速度時(shí)，系統(tǒng)內(nèi)部Rx模塊多種脈沖刺激的輸出電壓幅度和頻率保持了穩(wěn)定輸出，這保證了佩戴者日�；顒�(dòng)狀態(tài)下的系統(tǒng)能量傳輸與模塊的穩(wěn)定工作。 

圖4 MRI 安全的透皮無(wú)線(xiàn)能量采集系統(tǒng)的電氣特性。

  考慮到深部腦刺激和人工耳蝸刺激的潛在應(yīng)用場(chǎng)景，Rx模塊植入兔子頭骨上方，2周的康復(fù)期后進(jìn)行功能測(cè)試，無(wú)論兔子是靜止還是自由移動(dòng)，可穿戴Tx模塊都會(huì)通過(guò)磁定位吸附在兔子的頭上并點(diǎn)亮Rx模塊中的LED，表明了在自由移動(dòng)的動(dòng)物中進(jìn)行無(wú)線(xiàn)能量傳輸?shù)目尚行浴ｉL(zhǎng)達(dá)6周的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)表明了器件良好的生物相容性。此外，在第三周進(jìn)行了0.25 T場(chǎng)強(qiáng)下的MRI掃描，掃描前后體內(nèi)植入設(shè)備僅有微小位移，未帶來(lái)組織損傷與炎癥，MRI掃描后的器件仍可實(shí)現(xiàn)器件磁定位和能量轉(zhuǎn)移。 

  原文鏈接：https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adi5451