อุปกรณ์ฝังในแบบใหม่เติมไฟได้ด้วยตัว(ผู้ป่วย)เอง

อุปกรณ์ฝังในแบบใหม่เติมไฟได้ด้วยตัว(ผู้ป่วย)เอง
ดร.จินตมัย สุวรรณประทีป (Mtec)

       ปัจจุบัน ปัญหาของอุปกรณ์ฝังในที่นำไปใช้ในการตรวจและรักษาผู้ป่วยที่ใช้ระบบไฟฟ้าในการทำงาน ตัวอย่างเช่นเครื่องควบคุมการเต้นของหัวใจไม่ว่าจะเป็น pacemaker หรือ defibrillator เป็นต้น ที่ยังไม่สามารถแก้ไขได้คงหนีไม่พ้นเรื่องของอายุการใช้งานของแบตเตอรี่ซึ่งทำหน้าที่เป็นแหล่งจ่ายไฟฟ้าหลักของอุปกรณ์ดังกล่าว ซึ่งหากใช้งานภายนอกก็คงไม่มีปัญญาหาอะไรเพราะสามารถที่จะถอดเปลี่ยนได้ง่าย แต่ในกรณีของอุปกรณ์ฝังในแล้ว การเปลี่ยน แบตเตอรี่แต่ละครั้งหลายถึงการที่แพทย์จะต้องทำการผ่าตัดผู้ป่วยเพื่อที่จะเปลี่ยนแบตเตอรี่
ถึงแม้ว่าปัจจุบัน แบตเตอรี่มีอายุการใช้งานที่ยาวนานขึ้นและกำลังไฟจะค่อยๆลดลงตามเวลาทำให้แพทย์สามารถตรวจสอบได้ว่าถึงเวลาต้องเปลี่ยนแล้วหรือยัง (ต่างจากแบตเตอรี่แบบปรอท/สังกะสีในอดีตซึ่งมีอายุการใช้งานที่สั้นและจะหมดกำลังไฟอย่างทันที) โดยทั่วไปแล้ว แบตเตอรี่ในเครื่อง defibrillator อาจจะมีอายุการใช้งานประมาณ 5-6 ปี ในขณะที่เครื่อง pacemaker อาจจะใช้งานได้ถึง 8 ปี ซึ่งเมื่อเทียบกับอายุผู้ป่วยแล้ว โดยเฉพาะสำหรับผู้ป่วยที่มีอายุน้อยวิธีการที่จะสามารถเพิ่มระยะเวลาการใช้งานของแบตเตอรี่ให้นานขึ้น ก็ยังคงมีความจำเป็นอยู่ ไม่ว่าจะเป็นการออกแบบให้อุปกรณ์ใช้กำลังไฟฟ้าน้อยลง หรือการเพิ่มอายุการใช้งานของแบตเตอรี่
        หนึ่งในความพยายามที่กำลังจะเป็นจริงในการแก้ปัญหาดังกล่าว ได้แก่การนำหลักการของการสร้างกระแสไฟฟ้าจากความแตกต่างขออุณหภูมิมาใช้เพื่อสร้างกระแสไฟฟ้าสำหรับอุปกรณ์ฝังใน ซึ่งโดยหลักการของ seeback effect แล้วเมื่อเรานำ วัสดุสองประเภทที่แตกต่างกันมาติดเข้าด้วยกัน เมื่อขั้วหนึ่งมีอุณภูมิสูงกว่าอีกขั้วหนึ่ง ก็จะทำให้เกิดกระแสไฟฟ้าขึ้นได้เนื่องจากการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอน แต่อย่างไรก็ตามเนื่องจากกระแสไฟฟ้าที่เกิดขึ้นนี้มีปริมาณต่ำมากหากจะนำมาใช้งานในการเป็นแหล่งกำเนิดไฟฟ้าให้แก่อุปกรณ์ฝังในได้จริงแล้วจะต้องใช้ปริมาณของแหล่งกำเนิดไฟฟ้าย่อยๆนั้นเป็นจำนวนมากหลายพันหน่วย
        บริษัท Biophan ในสหรัฐอเมริกา หาทางออกโดยการใช้กระบวนการผลิตไมโคร ชิพเข้ามาช่วย โดยทำการสร้างเทอร์โมคัปเปิลจากสารกึ่งตัวนำประเภทบิสมัธ เทลลูไรด์(bismuth telluride) แล้วทำการโดปด้านหนึ่งด้วยสารมลทินให้มีปริมาณอิเล็กตรอนมากหรือ N-type ในขณะที่อีกด้านหนึ่งจะถูกโดปด้วยสารมลทินให้ขาดอิเล็กตรอนหรือP-type ซึ่งโดยวิธีการนี้เอง บริษัทฯ สามารถที่จะสร้างกระแสไฟฟ้าในระดับไมโครโวลต์เมื่ออุณภูมิแตกต่าง 1 องศาเซลเซียสซึ่งด้วยกระบวนการผลิตนี้เองทำให้บริษ้ทสามารถที่จะบรรจุหน่วยย่อยของแหล่งกำเนิดไฟฟ้าดังกล่าวนับพันลงในพื้นที่ขนาด 2.5 เซนติเมตร และคาดว่าจะสามารถกำเนิดไฟฟ้าได้ 4 โวลที่ 100 ไมโครวัตต์
       ด้วยเทคโนโลยี่นี้ คาดว่าจะสามารถเพิ่มอายุการใช้งานของแบตเตอรี่ได้ยาวนานถึง 30 ปี โดยในการใช้งานนั้นอาจเพื่อการชาร์จไฟให้แก่อุปกรณืเป้นครั้งๆ หรือแม้แต่เป็นแหล่งกำเนิดไฟฟ้าโดยตรงโดยไม่ต้องใช้แบตเตอรี่สำหรับบางอุปกรณืที่ใช้ไฟน้อยเลยก็ได้ ซึ่งแน่นอนว่าคงจะเป็นข่าวดีสำหรับผู้ป่วยที่ต้องใช้อุปกรณ์เหล่านี้ที่อาจไม่ต้องเข้าห้องผ่าตัดหลังจากการใส่ครั้งแรกอีกต่อไป

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s