其中Medtronic開發了一種植入裝置原型，號稱可利用光來改變人腦神經細胞的行為；該裝置的運作原理是對神經細胞中對光敏感的蛋白質進行刺激。據了解，在醫學領域新興的光基因神經調整療法(optogenetic neuro-modulation)，旨在透過植入電子刺激器來控制帕金森氏症(Parkinsons disease)等疾病，這也是Medtronic等廠商致力研究的方向。

目前市面上的醫療植入裝置，使用了相對較重份量的電子刺激，並因此產生不少雜訊，使得研究人員試圖追蹤、監視相對較弱的神經訊號時頗為困難。而且這些植入裝置不能與核磁共振造影系統共用，因為可能導致過度刺激神經元的風險；此外也通常無法瞄準目標細胞。

「這些缺點對治療與研究都產生限制；」Medtronic院士Tim Denison表示：「而且這類裝置很難中止細胞活性(cellular activity)、無法瞄準，能源利用效益也不佳。」

Denison介紹了一種尺寸為一包口香糖大小的模組，可透過一條光纖將來自藍光或綠光LED的光線，導入到神經元細胞中一種稱為視蛋白(opsin)、對光敏感的通道蛋白質(channel protein)。該模組配備可充電電池，以及採用175 KHz ISB頻段的無線資料連結裝置，還有一顆獨立的光學刺激器IC、電源管理單元與微控制器。

「我們將這個裝置視為研究用的基礎元素，並不一定要與光基因療法搭配；」Denison強調：「該裝置還需要經歷很長一段時間的臨床試驗，才能真正導入實際應用。」

除了Medtronic，另外兩位學者所發表的電子植入裝置技術則偏向較傳統的研究領域；其中來自台灣大學醫學工程學研究所的教授林啟萬，介紹了一種可減輕腰痠背痛症狀的小尺寸脊椎植入裝置；該模組內建一顆可編程ASIC，以402MHz頻段與一台手持式裝置無線連結，病患自己決定何時透過RF啟動該植入裝置，以及刺激的強度。

林教授展示了如何以每秒3.3V脈衝有效治療實驗室老鼠，而且該裝置的發熱不超過攝氏39度；現有的植入裝置通常提供至少10.5V的刺激，而且受影響範圍的溫度都達到攝氏42度左右，可能會導致週邊神經的損傷以及過敏。

此外林教授的植入裝置原型是採用電感耦合(inductive coupling)來啟動，這意味著不需要用到電池，其尺寸也只有目前植入裝置的三分之二。

另外美國普渡大學(Purdue)的Eric Chow則發表了一種為青光眼患者測量眼壓的植入裝置，該裝置利用微機電系統(MEMS)電容式壓力感測器，每五分鐘收集一次量測結果，並將數據儲存在內建的鐵電記憶體(FRAM)。那些量測結果可透過2.4GHz無線連結一天下載一次，並為植入裝置進行充電；該裝置的外觀就像一隻小蝌蚪，它的尾巴就是天線。

該植入裝置的ASIC是採用德州儀器(TI)的130奈米製程生產，24小時的耗電量約僅675 picoW；Chow也展示了在實驗用兔子體內的測試結果。而他的論文還描述了可將該裝置應用在心臟支架的無線感測監控。

(參考原文： Medtronic turns a light on brain implants，by Rick Merritt)

資料來源: eetTaiwan 2010/2/22 (http://www.eettaiwan.com/ART_8800598251_480102_NT_f210c076.HTM?8800043238&8800598251&click_from=8800043238,8676548604,2010-02-22,EETOL,ARTICLE_ALERT)