Ultraäänen hyödyntäminen implantoitavien lääkinnällisten laitteiden tiedonsiirrossa

Abstract

Ultraääntä on käytetty vuosikymmenien ajan lääketieteessä, mutta lähinnä kuvantamiseen. Ultraääntä on kuitenkin mahdollista hyödyntää myös tiedonsiirtoon. Tässä kirjallisuuskatsauksessa tarkastellaan ultraäänen hyödyntämistä lääkinnällisten implanttien tiedonsiirtoon. Lääkinnällisiä implantteja voidaan käyttää monien sairauksien seurannassa ja hoidossa, joissa vaaditaan jatkuvaa mittausdatan keräämistä ja tallentamista. Tällaiset implantit käyttävät tiedonsiirtotekniikkana pääsääntöisesti RF-säteilyä, mikä ei aina ole tehokkain tiedonsiirtotapa kudoksessa. Ultraääni esitetään vaihtoehtoisena tiedonsiirtotapana käytössä oleville tekniikoille. Ultraääntä vertailtiin muihin käytössä oleviin tiedonsiirtotekniikoihin, joiden haasteet nostettiin esille. Ultraäänen soveltuvuutta tiedonsiirtoon tarkasteltiin sen ominaisuuksien mukaan. Työn tuloksena havaittiin, että ultraääni etenee ihmisen kudoksissa muita tiedonsiirtotekniikoita paremmin vähäisen vaimenemisen vuoksi. Havaittiin myös, että ultraäänilaitteet ovat huomattavasti pienempiä kuin vastaavat muiden tekniikoiden laitteet. Pieni koko mahdollistaisi uusia käyttökohteita sairauksien seurantaan.

Suurimmat haasteet ultraäänen hyödyntämisessä ovat monitie-eteneminen, erityisesti luiden lähellä, ultraäänilähettimissä käytetyt myrkylliset materiaalit, kuten lyijy ja barium sekä virrankulutuksen optimointi monimutkaisemmilla modulointitekniikoilla. Kehityskohteiksi mainitaan bioyhteensopivien ja biohajoavien materiaalien tutkiminen ja virrankulutuksen tutkiminen ja optimointi. Ultraääni kuitenkin osoittautuu lupaavaksi tiedonsiirtotekniikaksi vähäisen vaimenemisen vuoksi erityisesti pehmytkudoksessa tapahtuvaan tiedonsiirtoon.