שתלים רפואיים שמדברים ביניהם דרך הגוף, בלי Bluetooth

היום רוב השתלים הרפואיים עובדים לבד. קוצב לב, משאבת אינסולין וחיישן הם מכשירים נפרדים, וכל אחד מודד, מחליט ופועל בעצמו.

חוקרי ג'ורג'יה טק בנו מערכת שמשנה את זה. כמה שתלים מדברים ביניהם דרך הגוף עצמו, בלי גלי רדיו.

בפועל אפשר יהיה לחבר חיישן במקום אחד בגוף לגירוי עצבי או להפרשת תרופה במקום אחר. השתלים קטנים מספיק כדי להיכנס במזרק, בלי ניתוח רחב.

איך שתל מדבר עם שתל דרך הרקמה?

המערכת נקראת SWANS. במקום לשדר דרך Bluetooth או NFC, היא שולחת פולסים חשמליים זעירים דרך הרקמות ומנצלת את העובדה שהגוף מוליך חשמל. הרעיון לקוח ממערכת העצבים, שמעבירה מידע בהפרשי מתח ובתנועת יונים. כל שתל מקבל כתובת חשמלית ומגיב רק לדפוס מסוים של מתח וזמן.

לגלי רדיו יש שני מחירים. הם צורכים אנרגיה, ובשתל קטן כל מיליוואט חשוב. רכיבי Bluetooth פעילים יכולים לקצר משמעותית את חיי הסוללה. בנוסף, הגלים נחלשים ברקמות ודורשים אנטנה שתופסת מקום.

בלי הרכיבים האלה אפשר לכווץ את השתלים עד גודל שמתאים להחדרה במזרק. חיישן במקום אחד, מגרה עצבי במקום אחר ויחידת שליטה לבישה על העור יכולים לעבוד כמערכת אחת.

בניסוי בחולדות חיברו החוקרים תנועה של כף רגל קדמית לפעולה ברגל אחורית. החיישן זיהה את התנועה, האות עבר דרך הרקמות והפעיל שתל שגירה עצב במקום אחר. זו הדגמה פשוטה יחסית, אך היא מראה את העיקרון: איבר אחד מודד, איבר אחר מגיב, והמחשב שמחליט ביניהם יושב מחוץ לגוף.

מה אפשר לחבר לרשת, ומה היא לא יודעת לעשות?

חיישן גלוקוז יכול לזהות שינוי ולהורות למערכת להפריש תרופה. חיישן במערכת העיכול יכול לזהות אירוע ולהפעיל גירוי עצבי במקום אחר. במקום שתל גדול ומורכב אחד, כמה שתלים קטנים עובדים יחד.

תחום הממשק בין מוח למחשב כבר מתקדם במהירות ממחקר רפואי למערכות שמתרגמות פעילות עצבית לפקודות דיגיטליות. SWANS מגיעה מכיוון אחר ויוצרת ערוץ תקשורת חדש בתוך הגוף, במקום לקרוא את המוח.

גם בישראל גדלה הפעילות סביב שתלים ורפואה משקמת. בשיבא נערכת פעילות לפיתוח וייצור שתלים שמיועדים לשיקום פגיעות בעמוד השדרה. המכנה המשותף לפרויקטים האלה הוא המעבר מרפואה שמגיבה אחרי שהבעיה קרתה לרפואה שמנטרת את הגוף כל הזמן ומטפלת ברגע הנכון.

המערכת מתאימה לפקודות קצרות ולמידע מצומצם, לא לזרמי וידאו או לנתונים מורכבים. העיבוד הכבד נשאר ביחידה חיצונית, וזה יתרון: השתלים נשארים קטנים, פשוטים וחסכוניים, והתוכנה מתעדכנת מבחוץ.

אם השיטה תעבור ממכרסמים לבני אדם, ייווצר ברפואה סוג חדש של מוצר: רשת של מכשירים קטנים שמפוזרים בגוף, חולקים מידע ופועלים יחד.