2011年11月20日

世界初 ワイヤレス給電方式の心臓ペースメーカー

英国のCambridge Consultants社は、米国のベンチャー企業EBR Systemsと共同で、世界初のワイヤレス給電方式の心臓ペースメーカを開発しました。
 
cam1.jpg
 
  
この製品は、従来の一次電池式の心臓ペースメーカと組み合わせて使用しますが、心拍のエネルギーから発電し、一次電池が不要の心臓ペースメーカも、開発が進んでいます。
 
従来方式の心臓ペースメーカは、一次電池(リチウム電池)を電源としています。
電源部は5cm程度と、かなり大きいため、胸部に埋め込んで上大静脈経由で右心室内の電極に配線します。
 
そして、従来方式の心臓ペースメーカでは、さらに左心室にも電極を配置し、配線します。この手術は、冠状静脈洞などを経由して配線する複雑なもので、患者にも大きな負担になります。
 
しかし、今回、Campbridge Consultants社が開発したワイヤレス給電方式の心臓ペースメーカは、左心室への配線が不要になります。
胸部に埋め込まれたWireless Cardiac Stimulation system (WiCS)が、右心室のパルスを検知すると、超音波で左心室に埋め込まれた電極にエネルギーを送ります。左心室の電極では、超音波を電気エネルギーに変換して、心筋細胞に電気刺激を与えます。

ig_EBR_receiver1.jpg

現在、欧州で初期の診療実験に入っているとのことです。 
この技術が実用化すれば、全世界220万人の進行性心不全患者にとっては大きな恩恵となります。
 
*** 
 
さて、右心室の心臓ペースメーカの電源として利用されているリチウム電池の寿命は10年程度で、電池交換のための手術が必要となり、これは高齢の患者にとって大きな負担となります。

エネルギー・ハーベスティング技術によって、電池交換を不要とする心臓ペースメーカの開発も進められています。

英国のZarlink Semiconductor社(現在はMicrosemi社が買収)を中心としたコンソーシアムは、SIMM(SELF-ENERGIZING IMPLANTABLE MEDICAL SYSTEMS)プロジェクトで、心拍をエネルギー源とする心臓ペースメーカのプロトタイプを開発しました。プロトタイプでは、心臓ペースメーカの駆動に必要なエネルギーの2割程度を発電できたようです。
振動発電機メーカのPerpetuumなど、6社が参加しました。

フランスの原子力庁電子・情報技術研究所(CEA-Leti)を中心としたコンソーシアムHeart-Beat Scavenger (HBS) Consortiumも、心拍のエネルギーを電源とした心臓ペースメーカの開発を行っています。
このコンソーシアムの目的は、電池交換を不要とすることとともに、ペースメーカのサイズを現在の8cm3から1cm3まで小さくすることで、心外膜に直接つけられるような心臓ペースメーカを開発することです。そうなれば、配線手術が不要になります。
 
HBSDefisTechnologiques.jpg
(クリックで拡大)
 
 
エネルギー・ハーベスティング技術を利用すると、電池の交換や、配線が不要になります。

インプラント機器、ウェアラブルセンサなど、医療・ヘルスケア分野への応用が期待されています。



参考情報:
Leadless pacemaker brings new hope to cardiac patients

Innovative product development eliminates pacing leads by stimulating the heart through wireless transmission of energy
(2011年11月14日、Cambridbe Consultants社プレスリリース)
 
SIMM PROJECT (SELF-ENERGIZING IMPLANTABLE MEDICAL SYSTEMS)
(Zarlink Semiconductor社プレスリリース)
 
Heart Beat Scavenger
(Minalogic)
 
Self-Powered Cardiac Pacemaker by Heart-Beat Scavenger – Medical Electronics Projects
(Electronic Bus)
 
 
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posted by 竹内敬治 at 17:52 | Comment(0) | TrackBack(0) | エネルギー・ハーベスティング | このブログの読者になる | 更新情報をチェックする
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