2015年7月
文／陸志光（電機工程教授）
在上月的文章中，筆者已解釋過無線能量傳遞最初如何應用在低能量的電動牙刷中，然後發展到把技術應用於高能量的電動巴士充電裝置中，繼而對將來的交通運輸有著舉足輕重的影響，尤其是在市區內減低排放方面。政府和技術人員也特別關注未來四年Milton Keynes的電動巴士無線充電計劃的發展動向。
其實，除了應用於交通方面之外，最近有一股新的趨勢，將這種無線裝置微型化，而非再單一應用在高能輸出方面。這聽起來似乎像倒退回到低能量的傳遞，但其潛在的應用範疇卻是非常深遠。
◎醫學應用
現時不少人要依賴如心臟起搏器(Pacemakers)的人體植入裝置來維持身體重要器官的運作。一般來說，這些植入裝置需由電池供能，而這些電池往往就佔了儀器的大部分體積。不但如此，每三五年，就需透過手術把儀器取出來換電或充電。據統計顯示，這是換電池手術後病人受感染的主要原因。感染往往造成嚴重的後果，甚至足以致命，所以這種手術應可免則免。醫學工程的研究人員現在研發新一代可以無線充電的儀器。不單電池比前小了，令第一次裝置的手術更容易，也令病人從此不需再經手術換電，減輕不便及減少手術所帶來的風險。
無線傳電微型化也應用在膠囊內窺鏡技術(Capsule Endoscopy)上。在這裡，膠囊中藏有一微型相機，病人吞服後，內臟的圖像就會經由無線電傳至體外的接收裝置，幫助醫生獲取數據，作出深入調查。這個概念其實也已被應用在其他醫學範疇之中。於香港出生，現於史丹福大學當助理教授的Ada Poon研發了一個比米粒還小的電子設備，並能透過體外的電源無線充電。這個裝置可深入人體，把藥物直接施在體內指定的部位，或把電波傳送至腦部來減輕痛楚。由於儀器只針對特定部位，不會影響到其他部位，所以比傳統用藥療效大（傳統用藥往往會影響到其他器官甚至全身），副作用大大減少。可預見將來的儀器都會變得像藥丸般那麼小，病人可以吞服，使其停留在體內直至完成任務，才排出體外。無線能量傳遞也可應用在深度腦部刺激之中，這些儀器會產生精準的脈衝，在嚴密的監控下，治療神經科疾病，如柏金遜症等。
展望將來，當社會人口老化，定期的身體檢查將是非常普遍，我們可預見有越來越多可植入人體的微型醫學探測器及裝置出現，這些都將會通過無線儀器充電。這些儀器甚至會成為我們身體的一部分，為醫生護士提供重要的訊息。同時，倘若這些儀器已成為我們身體的一部分時，那便更倚賴無線充電，而非每三五年便需要手術更換電池了！這些先進的醫學無線技術雖然起源於不甚起眼及相對低技術的電動牙刷，但當中其實要求非常精準的儀器、先進的控制及現代的電子工具來運作。
◎將來發展
雖然這些新的無線裝備及其功效令我們非常振奮，但它們所帶來的風險、經濟收益及安全問題也是絕不容忽視的。這也是為何Milton Keynes的計劃需要花上長達五年的時間來收集數據、了解各方面因素。當這種科技應用在醫學上時，將需要非常嚴格的條例來監管安全、健康及道德方面的問題。因此，我們可能還要等好幾年，甚至更長時間，才可看到電子藥丸被廣泛應用。
（附圖：米粒大小的無線電子儀器，很可能會被應用於未來的電子藥丸之中。圖片來源：news.stanford.edu）