GIST开发国内首个基于蓝牙的人体植入式电子药技术
光州科学技术院（GIST）电气电子计算机工程系研究团队在Im Chuntaek教授带领下，与Oceansbio株式会社共同开发出一款可应用于人体植入式医疗器械的低功耗蓝牙（BLE）基础动态波束成形天线系统，该院于20日对此予以公布。
将BLE应用于人体植入式电子药物在韩国尚属首次。由于BLE技术已在工业、家电领域被广泛使用并完成安全性验证，此次将其扩展至医疗器械领域，具有重要意义。
此次技术以可应用于植入式迷走神经刺激器（Vagus Nerve Stimulation，VNS）的微型相控阵天线（Phased Array Antenna，PAA）为基础，通过将BLE通信模块与数字相位控制技术相结合，实现了可进行实时无线神经刺激的系统设计。
VNS是用于治疗癫痫、抑郁症等难治性神经疾病的代表性植入式电子药物，但既有产品存在一个问题，即由于患者姿势或位置变化，无线通信经常中断。
研究团队注意到，这一问题的根源在于，随着患者动作变化，体内天线与病房内发射机之间的对准发生偏移。患者一旦移动，两装置之间的方向就会改变，导致体内接收功率急剧下降，从而使无线通信变得不稳定，实时神经刺激控制也变得困难。
通常情况下，接收功率下降可以通过提高发射功率来弥补，但人体内部通信对电磁波有严格的安全监管，无法随意提高发射功率。
为解决这一问题，研究团队在2.45GHz BLE频段开发出可进行数字波束转向的相控阵天线。借此不仅实现了实时双向通信，还能根据患者的动作自动调节波束方向和强度。
团队通过与BLE模块联动的微处理器，实现了根据患者动作自动调节波束方向和强度的“动态波束成形”技术，从而无论何时何地都能维持恒定的接收灵敏度。
以往为了实现波束转向，需要2个以上的数字移相器，而本次研究提出了仅用1个移相器即可实现波束控制的简化结构，在实现设备小型化的同时也提升了效率。
研究团队在模拟人体组织的凝胶以及实际猪只动物模型等多种条件下开展实验，验证了在人体内部同样可以实现稳定通信和神经刺激传递。由此，本研究成果被评价为表明BLE基础相控阵天线技术有望成为下一代人体植入式电子药物商业化的核心技术。
Im Chuntaek教授表示：“截至2025年，人体植入式电子药物的全球市场规模约为35万亿韩元，其中仅迷走神经刺激器（VNS）市场就约为1.4万亿韩元，且每年以11.4%的速度增长。本次开发的技术今后也将有助于提升我国企业在医疗器械产业方面的出口竞争力。”
此次研究由GIST Im Chuntaek教授指导，第一作者S. Ahson A. Shah博士、第二作者Oceansbio株式会社代表理事Lee Hyunung、第三作者研究员Jang Yurim参与，研究获得韩国研究财团资助。
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