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Les stimulateurs cardiaques fonctionnant au rythme cardiaque peuvent faire des piles

Les chirurgies pour remplacer les piles de stimulateurs cardiaques pourraient un jour être une chose du passé. Une équipe de chercheurs de l’Université du Michigan a conçu un dispositif qui permet aux stimulateurs cardiaques de résister aux vibrations du rythme cardiaque.
L'appareil récupère l'énergie de ces vibrations et la transforme en électricité. Les signaux électriques sont ensuite transmis au c?ur pour maintenir un rythme sain et alimenter un défibrillateur ou un stimulateur cardiaque implanté. Actuellement, le seul moyen de remplacer les piles, qui durent 5 à 10 ans, implique des interventions répétées.
L’étude intitulée "Activer les stimulateurs cardiaques à partir des vibrations du rythme cardiaque à l’aide de collecteurs d’énergie linéaires et non linéaires" est publiée dans l’édition imprimée actuelle de Lettres de physique appliquées.
Amin Karami, une recherche qui suit dans le département de génie aérospatial U-M, a expliqué:

"L'idée est d'utiliser des vibrations ambiantes qui sont typiquement gaspillées et de les convertir en énergie électrique. Si vous mettez votre main au-dessus de votre c?ur, vous pouvez sentir ces vibrations partout dans votre torse."

Bien que l'équipe n'ait pas encore construit de prototype, ils ont créé des plans détaillés et mené des simulations montrant que l'idée fonctionnerait. Selon les chercheurs, les vibrations des battements cardiaques seraient essentiellement causées par une mince tranche (centième d’un pouce) d’une céramique spéciale «piézoélectrique». En réponse à être attrapé les vibrations augmenteraient brièvement. Les matériaux piézoélectriques convertissent les contraintes mécaniques (qui entraînent leur expansion) en une tension électrique.
La couche de céramique a été conçue avec précision par Karami et son collègue Daniel Inman, président de l'ingénierie aérospatiale chez U-M, à une forme capable de recueillir des vibrations sur une large gamme de fréquences. De plus, l'équipe a ajouté des aimants car leur champ de force supplémentaire peut augmenter considérablement le signal électrique produit par les vibrations.
Selon Karami, ces mini-appareils médicaux pourraient produire 10 microwatts d’énergie, soit environ 8 fois la quantité nécessaire pour faire fonctionner un stimulateur cardiaque. Les chercheurs soulignent que l'appareil produit toujours plus d'énergie que le stimulateur cardiaque et qu'il fonctionne bien au-dessous et au-dessus de la plage de fréquence cardiaque normale (7 à 700 battements par minute).

L’équipe a initialement conçu l’appareil pour les avions légers sans pilote afin de générer de l’énergie à partir des vibrations des ailes.
L’Institut national des normes et de la technologie et l’Institut des technologies critiques et des sciences appliquées de Virginia Tech ont financé l’étude.
Écrit par Grace Rattue

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