체내에 메워넣은 기계에 무선으로 급전하는 시스템을 MIT 연구자들이 개발

체내에 메워넣은 기계에 무선으로 급전하는 시스템을 MIT 연구자들이 개발

전자기기에 무선으로 급전하는 무선 전력전송 구조는, 스마트폰 등 디바이스에서 실용화되었습니다. MIT 연구자들은 이 기술을 사용하고, 동물 체내에 메워넣은 기계에 대하여 무선으로 급전하는 시스템을 개발했습니다.

종래, 체내에 메워넣어서 구동하는 타입의 페이스메이커를 비롯하는 기기는, 기기 바로 그것에 일정한 수명을 가지는 배터리를 탑재 할 필요가 있었습니다. 잠시동안기기를 움직이기 위한 용량을 갖춘 배터리는, 기기의 대부분을 차지할 만큼의 크기가 될 것도 있어, 체내에 메워넣는 기기 소형화에 있어서 큰 장벽이 되고 있었다고 합니다.

MIT Fadel Adib 준교수들의 연구팀은, 체내에 메워넣은 기기에 대하여, 체내를 안전하게 통과시키는 것을 가능한 고주파를 이용해서 급전하는 시스템을 개발했습니다. 연구팀은 이미 돼지를 사용한 동물실험에 있어서, 돼지 피부에서 깊이 10cm의 위치에 메워넣은 기기에 대하여, 피부로부터 1m 떨어진 거리에서 발한 고주파로 전력을 공급하는 것에 성공했습니다. 또, 매입 기기가 피부 표면 가까이에 설치된 경우, 실로 38m도 멀리서에서도 전력을 공급할 수 있었습니다.

무선으로 체외에서 급전가능한 매입 기기는, 거대한 배터리를 필요로 하지 않기 때문에, 지금까지 사용된 기기보다도 소형화하는 것을 가능합니다. 이번 동물실험에서는 쌀알 정도 크기의 기기를 사용했습니다만, 더욱 소형화할 수도 있다고 연구자들은 진술했습니다.

지금까지, 체내에 메워넣어진 기기에 무선으로 전력을 공급하는 기술에는, 전파가 몸을 통과할 때에 전파가 흩어 없어지고, 매입 기기 급전에 필요한 전력을 확보할 수 없는 문제가 있었습니다. 이 문제를 극복하기 위해서, 연구팀은 In Vivo Networking(IVN)이라고 하는 기술을 개발했습니다. IVN 시스템은, 조금 다른 주파수의 전파를 방사하는 안테나를 배열하는 것으로, 전파가 진행함에 따라서 다른 주파수가 겹쳐서, 어떤 일정한 범위에서 큰 전파를 만들어 냅니다.

몸에 메워넣는 타입의 의료기기는, 몸 상황을 실시간으로 모니터링해서 의사에게 필요한 정보를 보내거나, 치료에 필요한 약제를 맞은 개소에 전달하거나고 한 역할을 다합니다. IVN시스템을 이용한 급전 방법에서는, 급전함과 동시에 매입 기기에 전기신호를 보내고, 특정한 동작을 시키는 컨트롤러로서 사용할 수도 있습니다.

또, 체외에서 체내의 적절한 부위에 전력을 전송하는 정밀도가 향상하면, 파킨슨병이라고 병에서도 치료법으로서, 뇌의 적절한 부위에 전기적 또는 자기적 자극을 보내는 뇌심부자극 요법을 매입 기기 없이 할 수 있는 가능성도 있다고 연구팀은 생각합니다.

「이번 실험으로 겨우 도착한 단계에서는, 아직 대상자 거리와 피부에 메워넣어진 깊이에 트레이드오프의 관계가 있습니다」라고 Adib씨는 이야기 하고, 이후 더욱 무선 급전 시스템을 개량하겠다고 합습니다. 더해서, 의료기기 분야이외의 RFID기술을 채용한 무선통신에도, IVN시스템은 응용할 수 있을 지도 모른다고 말했습니다.