Главная » Файлы » Техника и Технологии |
Ухо может снабжать энергией имплантируемые в него усилители
08.11.2012, 20:31 | |
В нашем ухе есть улитка — спиралевидный заполненный жидкостью перепончатый канал, образующий два с половиной витка спирали. Внутри она делится двумя плоскими мембранами, основной и рейснеровой. В итоге образуются три параллельных канала. Два наружных — лестница преддверия и барабанная лестница — заполнены перилимфой, в которой много ионов натрия. Центральный (спиральный) канал содержит эндолимфу, насыщенную ионами калия. Эндолимфа положительно заряжена по отношению к перилимфе, что делает неизбежным разность электрического потенциала на разделяющей каналы мембране, доходящую до 70–100 мВ. Потенциал этот обычно не простаивает без дела — он питает усиление входящих звуковых сигналов. Само устройство содержит передатчик, работающий на 2,4 ГГц, и приёмник. Проведя ряд опытов на одомашненных морских свинках, анатомия и физиология уха которых очень близки человеческим, учёные убедились в том, что, утилизируя этот естественным образом генерируемый потенциал, можно получить 14–28 мкА при напряжении в 30–55 мВ. Результирующая мощность такого источника электропитания составила от 1,1 до 6,3 нВт (на ухо морской свинки). На первый взгляд, величины малы: транзисторная микроэлектроника требует напряжения до десятых долей вольта. Однако, отмечают авторы, при всей схожести морской свинки и человека не стоит забывать о том, что последний в среднем в 100 раз тяжелее и должен создавать несколько больший электрический потенциал. Кроме того, проблему вольтажа можно решить за счёт дополнительный подпитки имплантируемого устройства энергией из внешних источников, при помощи излучения в микроволновом диапазоне. А вот согласование работы электроники и посылка запросов на микроволновое питание — это те области, где «ушного электричества» должно хватить с запасом. В ходе эксперимента микроэлектронное устройство размерами 9×11 мм без проблем функционировало таким образом пять часов (всё время опыта), передавая на частоте 2,4 ГГц данные о напряжении в самой улитке. Миниатюрность (сравните с пальцем или монетой) позволяет имплантировать их не только людям, но и куда более миниатюрным существам. Проверив все аспекты работы устройства в улитке морских свинок, исследователи отметили, что качество приёма звукового сигнала животными упало при этом лишь для частот в 23 кГц. При применении такого способа электропитания для имплантируемых слуховых аппаратов уровень повышения общего качества слуха будет значительно выше, чем обусловленный забором электричества частичный «провал» на 23 кГц. | |
Просмотров: 628 | Загрузок: 0 | |
Всего комментариев: 0 | |