世界最小心脏起搏器系统解读

原创 云深之无迹 2025-04-09 17:55
铺天盖地的发这个东西,我们来给它做个详细的剖析💪.
又小又可以降解
需要花钱,感谢zub
看看什么东西,这么屌?
艾玛,这么多人,一个公交车应该放不下。其实工作量非常大(我看论文知识密度比较高)
临时心脏起搏器广泛应用于术后或药物过量引发的短暂性缓慢心律(bradycardia)治疗。传统设备往往依赖电极导线 + 外部供电装置,需要开胸或经血管植入,带来感染、心肌损伤、术后恢复慢等风险,尤其对儿童患者负担更大。 这是背景。
综述
  1. 尺寸:1.8 × 3.5 × 1 mm³(比任何现有生物吸收设备小 23 倍)
  2. 无需外接导线或电源:利用自身电极作为电池极板,组织液作为电解质
  3. 控制方式:通过近红外光照激活硅光晶体管(phototransistor),导通电流并进行心脏电刺激
  4. 全部材料(包括导体、封装、晶体管等)几乎都可生物降解

就是一次性的起搏器,很好的想法
通过皮肤照射近红外光激活晶体管,照射后电阻骤降,电池回路导通,释放电脉冲。
采用波分复用(WDM)技术:在两个起搏器上分别集成不同带通滤光片
不同波长的光源控制不同起搏器,实现左右心室、心房-心室之间的时间同步起搏。就这样分开了。
搭配一个皮肤贴附式无线设备,实现:
  1. 实时 ECG 信号采集
  2. 自动心律分析(如检测 bradycardia)
  3. 光控起搏器响应:自动启动起搏
  4. BLE 传输,图形界面显示

这个就是主角
结构是这样,起搏器核心就是一个镁–钼(Mg–MoO₃)电池
这个起搏器本身无导线、无外部电源、无控制芯片,完全依赖“自供电 + 光控导通”的硬件结构,体积仅为 1.8 × 3.5 × 1 mm³,比米粒还小。

自供电心内起搏器-nature24.01.13,其实去年也写了一个类似的。

整个“电池”结构不依赖外部供电,而是利用人体组织液为电解质形成“体内原位电池”
器件中内置一个硅基 NIR 光晶体管,起导通开关作用
  1. 无光时晶体管电阻高达约 1 MΩ,电路断开
  2. NIR 照射后电阻降至约 100 Ω,电路闭合 → 放电刺激心脏

就这样
等效电路图
整个器件最终为扁平结构,可以通过 <3 mm 的导管针头注入心肌表层。
起搏器本身无智能控制芯片,智能部分在“贴在皮肤表面的无线控制设备”中:
爽了,就爱看这个
器件设计
工作流程:
  1. 采集 ECG(单导联)
  2. 算法判断心律失常(如 bradycardia)
  3. 触发 NIR LED 发光(经皮激活起搏器)
  4. 闭环控制:自主起搏,无需医生干预

为实现多点起搏、双腔或双室起搏,起搏器顶部集成了不同波长选择的光学滤光片(生物可降解 SiNx/SiOx 多层膜):
整个流程就是这样
这是光照下的起搏反应
这个也是
使用了这个恒流源来驱动LED
这样的
整个选型也是中规中矩,所以科研不难
心率要求低
环境
感觉给我钱和时间也能做出来的感觉
# 实时接收 ECG 数据,假设每秒刷新ecg_data = receive_ble_stream()  # 512 samples
# 滤波处理b, a = scipy.signal.butter(N=4, Wn=50, fs=512, btype='low')filtered = scipy.signal.filtfilt(b, a, ecg_data)
# QRS 检测peaks, _ = scipy.signal.find_peaks(filtered, distance=100)  # 约每 120ms 一次峰(500 bpm 上限)
# RR 间隔计算rr_intervals = np.diff(peaks) / 512  # 转换为秒rr_mean = np.mean(rr_intervals)valid_rr = [rr for rr in rr_intervals if abs(rr - rr_mean) / rr_mean <= 0.3]
# 心率估计if len(valid_rr) >= 1:    hr = 60 / np.mean(valid_rr)else:    hr = 0
# 判断是否启动起搏if hr < 220:    ble_write_command(rate=240, pulse_width=2)  # 以 240 bpm 起搏,2ms 脉宽
写段起搏代码,不怕死的上
我的评价是:玩具,用不了,但是得承认是个好的起搏器方案。
https://webvpn.xjtu.edu.cn/https/77726476706e69737468656265737421e7e056d229317c456c0dc7af9758/articles/s41586-025-08726-4
https://www.diodes.com/part/view/AL8860

评论 (0)
  •   无人机电磁干扰对抗演练平台系统解析   无人机电磁干扰对抗演练平台系统是提升无人机在复杂电磁环境下作战能力的关键工具,通过模拟实战场景,检验无人机系统的抗干扰性能与任务执行能力。以下从系统架构、技术实现、应用场景及发展趋势展开解读。   应用案例   目前,已有多个无人机电磁干扰对抗演练平台在实际应用中取得了显著成效。例如,北京华盛恒辉和北京五木恒润无人机电磁干扰对抗演练平台。这些成功案例为无人机电磁干扰对抗演练平台的推广和应用提供了有力支持。   一、核心系统组成与功能   (一
    华盛恒辉l58ll334744 2025-04-25 16:55 29浏览
  • 为通过金融手段积极推进全球绿色发展,国际金融论坛(IFF)于2020年创立了“IFF全球绿色金融奖”,旨在对全球绿色金融领域取得突出成绩的机构及创新性的解决方案进行表彰和奖励。该奖项依托IFF“高层次、高水平、国际化”一流智库资源优势,积极促进绿色金融领域的国际交流合作和创新实践,助力联合国可持续发展目标的实现。“IFF全球绿色金融奖”重点关注和鼓励那些促进经济增长模式转型、防治环境污染、应对气候变化,以及致力于提高能效水平、强化节能减排实效的绿色金融创新解决方案。该奖项面向全球,是对政策创新、
    华尔街科技眼 2025-04-24 20:43 34浏览
  • 引言:语音交互的智能化跃迁在全球化与智能化深度融合的今天,语音交互设备的应用场景已从单一提示功能向多语言支持、情感化表达及AI深度交互演进。传统离线语音方案受限于语种单一、存储容量不足等问题,而纯在线方案又依赖网络稳定性,难以满足复杂场景需求。WT3000A离在线TTS方案,通过“本地+云端”双引擎驱动,集成16国语种、7种方言切换、AI大模型对话扩展等创新功能,重新定义语音提示器的边界,为智能硬件开发者提供更灵活、更具竞争力的语音交互解决方案。一、方案核心亮点离在线双模融合,场景全覆盖离线模式
    广州唯创电子 2025-04-25 09:14 69浏览
  •   基于 GIS 的任务规划与决策系统平台解析   北京华盛恒辉基于 GIS 的任务规划与决策系统平台是空间信息技术与决策科学融合的成果,通过地理空间数据处理与分析,为复杂任务提供科学智能的规划决策支持。以下从架构、功能、技术、应用及趋势展开解读。   应用案例   目前,已有多个基于 GIS 的任务规划与决策系统在实际应用中取得了显著成效。例如,北京华盛恒辉和北京五木恒润基于 GIS 的任务规划与决策系统。这些成功案例为基于 GIS 的任务规划与决策系统的推广和应用提供了有力支持
    华盛恒辉l58ll334744 2025-04-25 15:47 38浏览
  • 最近,途虎养车发布的2024年财报数据,可谓相当吸睛。全年营收达到147.59亿元,同比增长8.5%,这个数字直观地展现了途虎在市场上的强大吸金能力,在行业里稳稳占据前列。利润方面同样出色,毛利37.46亿元,毛利率提升0.7个百分点至25.4%;经调整净利润6.24亿元,同比增长 29.7%,经营利润同比更是增长104%至3.31亿元,盈利能力显著增强,这样的利润增长幅度,在同行业中十分亮眼。在用户规模上,途虎养车同样成绩斐然。累计注册用户近1.4亿,同比增长20.4%,交易用户数达2410万
    用户1742991715177 2025-04-24 19:12 62浏览
  • 引言在智能语音技术飞速发展的今天,语音交互已成为消费电子、智能家居、工业控制等领域的标配功能。传统的ISD系列录音芯片虽应用广泛,但其高成本与功能局限性逐渐难以满足市场对高性价比、高灵活性的需求。推出的WT2000P录音语音芯片,凭借其卓越性能、低功耗设计及高度可定制化特性,成为ISD系列芯片的理想替代方案,助力开发者突破产品创新瓶颈。一、WT2000P产品概述WT2000P是一款专为嵌入式语音场景设计的多功能录音芯片,采用ESOP8封装,体积小巧(尺寸仅4.9mm×3.9mm),集成度高,支持
    广州唯创电子 2025-04-25 08:44 61浏览
  • ESD(Electrostatic Discharge,静电放电)二极管是一种专门用于保护电子设备免受静电放电或瞬态电压冲击的半导体器件。以下是其特点、优势和应用场景的详细说明:一、ESD二极管的特点快速响应响应时间极短(通常小于 1纳秒),能迅速将ESD能量旁路到地,避免电路受损。低钳位电压在ESD事件中,钳位电压远低于被保护器件的耐受阈值(例如 <30V),确保敏感元件不被击穿。低电容典型电容值低至 0.5pF~5pF,适合高频信号线路(如USB 3.0、
    时源芯微 2025-04-25 16:17 29浏览
  • 随着轻薄笔记本的普及,再加上电竞玩家对于高画质音视频体验的需求日益高涨,如何让轻薄笔记本在兼顾轻便携带性的同时,还能提供足以支持3A(AAA/Triple-A game)大作的良好运算性能,便成为各家品牌急欲突破的共同难题。然而,对于主打轻巧便携的轻薄笔记本而言,若要内置独立显卡,势必要先突破空间受限的瓶颈,同时还需解决散热问题,确实难以兼顾两全!对此,“Thunderbolt”与“OCuLink”这两项技术应运而生。用户可以通过这两种传输接口,再搭配外接显卡盒(eGPU)及高性能显卡(如NVI
    百佳泰测试实验室 2025-04-24 17:56 50浏览
  • 2025-4-25全球信息报告出版商Global Info Research(环洋市场咨询)发布了【2025年全球市场高介电常数材料总体规模、主要生产商、主要地区、产品和应用细分研究报告】,报告主要调研全球高介电常数材料总体规模、主要地区规模、主要生产商规模和份额、产品分类规模、下游主要应用规模以及未来发展前景预测。统计维度包括销量、价格、收入,和市场份额。同时也重点分析全球市场主要厂商(品牌)产品特点、产品规格、价格、销量、销售收入及发展动态。历史数据为2020至2024年,预测数据为2025
    用户1745398400862 2025-04-25 08:48 78浏览
  •   航空兵训练与战术对抗仿真平台系统解析   北京华盛恒辉航空兵训练与战术对抗仿真平台系统是现代军事训练的关键工具,借助计算机技术构建虚拟战场,支持多兵种协同作战模拟,为军事决策、训练及装备研发提供科学依据。   应用案例   目前,已有多个航空兵训练与战术对抗仿真平台在实际应用中取得了显著成效。例如,北京华盛恒辉和北京五木恒润航空兵训练与战术对抗仿真平台。这些成功案例为航空兵训练与战术对抗仿真平台的推广和应用提供了有力支持。   一、系统架构与核心功能   系统由模拟器、计算机兵力生
    华盛恒辉l58ll334744 2025-04-24 16:34 156浏览
我要评论
0
0
点击右上角,分享到朋友圈 我知道啦
请使用浏览器分享功能 我知道啦