La luz NIR permite alimentar y comunicarse con dispositivos médicos implantables

Sin embargo, los métodos actuales basados en radio plantean inquietudes sobre la seguridad, las interferencias y las cirugías de reemplazo de baterías.

Los sistemas de comunicación con alto consumo energético pueden acortar la vida útil del dispositivo, obligando a los pacientes a someterse a procedimientos invasivos repetidos. Una nueva investigación demuestra que la luz infrarroja cercana puede transmitir simultáneamente datos y energía a los dispositivos implantables, ofreciendo una alternativa más segura y duradera.

El estudio, realizado por investigadores de la Universidad de Oulu (Oulu, Finlandia), exploró el uso de la luz infrarroja cercana, más allá de la fototerapia tradicional, para permitir la comunicación y la carga inalámbricas de dispositivos médicos electrónicos implantables. Este enfoque de doble función busca aumentar la longevidad de los dispositivos, a la vez que proporciona una conectividad segura, privada y sin interferencias de radio.

Los investigadores desarrollaron un banco de pruebas de concepto utilizando un único LED de infrarrojo cercano de 810 nm para transmitir datos y energía a través de un maniquí óptico de 10 mm de grosor, diseñado para imitar el tejido blando humano. Se utilizó una célula fotovoltaica comercial en miniatura para captar la energía luminosa transmitida. La configuración experimental permitió ajustar fácilmente los parámetros clave, lo que facilitó la evaluación inicial del rendimiento en condiciones controladas.

El sistema demostró con éxito la transmisión simultánea de datos y la captación de energía a través de un material similar al tejido. Las velocidades de datos alcanzadas fueron de decenas de kilobits por segundo, con una transferencia de energía fiable a la célula fotovoltaica a pesar de la dispersión y absorción de la luz. La comunicación por infrarrojo cercano ofrece ventajas de seguridad inherentes gracias a su alcance de transmisión localizado, lo que reduce el riesgo de piratería remota en comparación con los sistemas de radiofrecuencia.

El enfoque, presentado en la revista Optics Continuum, podría reducir significativamente la necesidad de cirugías de reemplazo de baterías en dispositivos como marcapasos, desfibriladores y neuroestimuladores. En trabajos futuros se explorarán mejoras de rendimiento mediante transmisión pulsada, fuentes de luz de banda ancha, células fotovoltaicas optimizadas y esquemas de múltiples entradas y múltiples salidas, así como estrategias para abordar la desalineación entre transmisor y receptor.

“Nuestro enfoque propuesto no solo proporciona una transmisión de datos segura y privada a dispositivos médicos implantables, sino que también aborda el desafío crucial de alimentarlos de forma inalámbrica”, afirmó Syifaul Fuada, autor principal del estudio. “Esto podría ayudar a reducir los costos de atención médica y mejorar la comodidad del paciente al minimizar la necesidad de intervenciones quirúrgicas repetidas”.

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Universidad de Oulu