Alimenter un coeur qui bat: des chercheurs allemands découvrent des solutions innovantes pour une nouvelle génération de stimulateurs cardiaques
Les systèmes sans fil sur batterie sont aujourd'hui au coeur de nos communications, mais leur courte durée de vie est un sérieux facteur limitant pour une utilisation dans le domaine médical, par exemple en tant que sonde ou d'implants conçus pour rester dans le corps de nombreuses années et qu'il est impossible de retirer à volonté pour les recharger, comme on le fait pour un lecteur mp3 ou un téléphone portable. Ce problème a en grande partie été résolu grâce à des systèmes radio ou inductifs, comme les stimulateurs cardiaques (ou pacemakers) qui sont utilisés depuis près d'un demi-siècle, mais certaines difficultés persistent au niveau de leur emplacement, position et mouvements, ainsi que de leur portée. Aujourd'hui, une équipe de chercheurs allemands de l'institut Fraunhofer pour les technologies et systèmes céramiques (IKTS) de Hermsdorf a publié les détails de leur toute dernière invention qui devrait contribuer à s'affranchir de ces difficultés. Elle a en effet conçu un nouveau système de transfert d'énergie (déjà breveté) pour dépasser les limitations en termes d'emplacement, de position et de mouvement qui contraignent actuellement les systèmes radio et inductifs. L'équipe a ainsi pu transférer sans fil de l'énergie depuis un module émetteur portable vers un module générateur «récepteur» portable. L'émetteur fournit un courant dépassant les 100 milliwatts (mW) avec une portée d'environ 50 centimètres. Le récepteur peut donc être placé quasiment n'importe où dans le corps. Le Dr Holger Lausch de l'institut Fraunhofer IKTS commente: «Le module de transfert, de forme cylindrique, est si petit et compact qu'il peut se porter à la ceinture. Notre système portable peut envoyer de l'énergie aux implants, aux systèmes de dosage de médicaments et autres appareils médicaux sans les toucher, par exemple pour des capsules d'endoscopie qui migrent dans le tractus gastro-intestinal et transmettent des images de l'intérieur du corps.» L'emplacement et la position du module générateur peuvent être suivis à tout moment, que le transfert d'énergie soit en cours ou non. Dans cas d'une capsule d'endoscopie vidéo, on peut ainsi savoir à quelle partie de l'intestin correspondent les images. Dans le cas d'une capsule de dosage, l'ingrédient actif du médicament peut être libéré de manière ciblée. Le module de transfert contient un aimant qui est mis en rotation par un moteur EC et engendre un champ magnétique tournant. Dans le récepteur, une pastille magnétique se met en rotation sous l'action du champ magnétique externe. Ce mouvement est transformé en électricité directement dans le module générateur. Le Dr Lausch évoque les avantages du système: «Grâce au couplage magnétique, l'énergie peut être transportée à travers n'importe quelle matière non magnétique comme les tissus biologiques, les os, les organes, l'eau, les plastiques et même divers métaux. En outre, le champ magnétique n'a aucun effet nocif sur l'homme. Il n'échauffe même pas les tissus.» Ces nouveaux types de systèmes intelligents et miniatures vont bientôt se charger des fonctions de thérapie et de diagnostic. Les scientifiques espèrent ainsi que des détecteurs implantables pourront mesurer le taux de glucose, la pression sanguine ou la saturation en oxygène des tissus tumoraux, et transmettre les données par télémétrie par le biais d'ondes radio ou par protocole de réseau IP. Les modules prototypes sont aisément évolutifs en termes de taille, de plage et de capacité, et peuvent donc être utilisés ailleurs que dans le domaine médical. Ils peuvent ainsi alimenter des détecteurs totalement enfermés, par exemple dans des murs ou des ponts, et servir pour le génie mécanique et la construction d'usines. Ils pourront aussi charger des unités de stockage d'énergie et activer des composants électroniques.Pour plus d'informations, consulter: Institut Fraunhofer pour les technologies et systèmes céramiques (IKTS): http://www.ikts.fraunhofer.de/en/
Pays
Allemagne