پیرو الکتریک

برخي کریستال ها و سرامیک های خاص با قرار گرفتن در معرض تغییرات حرارتی ، بارالکتریکی تولید می کنند که به این پدیده اثر "پیرو الکتریک" گفته می شود .
بلورهاي پيروالكتريك به بلورهاي فروالكتريكي مربوطند كه نامتقارن مركزي هستند و
ادامه مطلب

تقویم کنفرانسهای برداشت انرژی

 

تامین انرژی ضربانسازها

ضربان ساز مصنوعی یا پیس میکر

 

پیس میکر یک وسیله کوچک الکترونیکی است که برای درمان بیمارانی که بدلیل اختلال سیستم هدایتی قلب دچار علایم شده اند، استفاده می شود. اگر تعداد ضربان قلب بیمار کاهش یابد پیس میکر توانایی ایجاد و نگهداری ضربان قلب طبیعی برای بیمار را دارد. بطور کلی سه نوع پیس میکر تحت عنوان دائم، موقت و خارجي (غيرتهاجمي) وجود دارد که بحث اصلی بر روی پیس میکر دائمی است.

پيس ميكر غير تهاجمي (خارجي)

تحريك الكتريكی را از دستگاه الکتروشوک به قلب منتقل نموده و موجب انقباض قلب مي شود.در طی ضربان سازي بيمار بايد به دقت و بطور دائم تحت كنترل باشد.

 

 

  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

پيس ميكر موقت

تحريك الكتريكی را از پیس میکر پرتابل به قلب منتقل نموده و موجب انقباض قلب مي شود.

پيس ميكر دائم

 

سیستم پیس میکر شامل یک مدار الکتریکی ساده است که از یک ضربان ساز و یک سیم پیس با یک یا دو الکترود تشکیل شده است.بیشتر پیس میکرهای مدرن کوچک هستند و وزنی کمتر از 30 گرم دارند.

 

 

موارد مصرف:

• براديکاردی علامت دار
• برادي آرتيمي شديد اما بدون علامت
• بلوك دهليزي- بطني اكتسابي
• بلوك كامل قلبي
• بلوك Mobitz Ι علامت دار
• بلوکII Mobitz
• فلاتر و يا فيبريلاسيون دهليزي همراه با پاسخ كند بطني
• Sick Sinus Syndrome 
• Tachy brady syndrome

 کاشت پیس میکر دائمی :

پیس میکر های دائمی از دو طریق جراحی در قفسه سینه کاشته می شوند:

اپیکاردیال

برای کاشتن پیس میکر اپیکاردیال نیاز به جراحی باز قفسه سینه است توراکوتومی در قسمت قدامی چپ، حدود فضای چهارم  یا پنجم بین دنده ای انجام شده و الکترودهای پیس میکر روی اپیکارد قلب دوخته می شود.

داخل وریدی

حدود 90% از پیس میکرهای دائمی، داخل وریدی هستند. کاشتن سیستم پیس میکر از این طریق یک فرایند کوچک محسوب می شود و الکترود ها از طریق ورید ساب کلاوین یا جوگولار داخلی وارد قلب می شوند و خود پیس نیز زیر پوست کاشته می شود.  این فرایند اغلب تحت یک بی حسی موضعی در بخش کاتتریسم قلب انجام می شود و بیمارستانهایی که بخش کاتتریسم ندارند این فرایند را در بخش اتاق عمل انجام می دهند.

کاشت پیس میکر دائم یک فرایند بی خطر است که توسط افراد با تجربه انجام می شود ولی احتمال مرگ بدلیل عوارض مستقیم کمتر از یک نفر از هر 10000 نفر است. عوارض دیگر فرایند که کمتر از 1% می باشد شامل؛ خونریزی، کبودی و عفونت محل گذاشتن پیس میکر،  پنوموتراکس، پرفوراسیون قلب، شوک، حمله قلبی و آسیب به عروق خونی است.

 

چه هنگامی باید باتری پیس میکر تعویض شود:

در داخل پیس میکر های دائمی یک باطری کوچک وجود دارد که بسیار بادوام بوده و عمر در حدود 15-7 سال دارند وقتی که باتری پیس میکر ضعیف می شود ایمپالس هایی را صادر می کند که در ویزیت یک پزشک در کلینیک پیس میکر قابل تشخیص است. مدت دوام باتری گذاشته شده در داخل پیس میکر توسط شرکت سازنده بر روی محفظه پیس میکر حک می شود. 

آموزش به بیمار:

• آموزش در مورد گرفتن نبض
• اگر نبض به میزان 5 تا 10 ضربه در دقیقه کمتر از ضربان از پیش تنظیم شده پیس میکر است حتماً به پزشک مراجعه کند.
• بیمار باید از پزشک معالج خود در مورد مدت دوام باطری، دوره بازبینی پیس میکر، شارژ یا تعویض باطری سوال کند.
• در صورت احساس گیجی، سنکوب، درد قفسه سینه، کوتاه شدن تنفس، ادم محیطی، تپش قلب، کاهش هوشیاری، سکسکه طولانی مدت به پزشک خود اطلاع دهد.
• سعی کند از فر میکروویو دوری کند
• از گرفتن مستقیم دستگاه های الکتریکی مجعد کننده مو بر روی ناحیه کاشت پیس میکر بپرهیزد
• از کلیه وسایل مربوط به جوشکاری دوری نماید
• بیمار باید از نزدیک شدن به دزدگیرهای الکتریکی اجتناب کند
• توصیه می شود بین تلفن همراه و دستگاه ضربان ساز، حداقل 18 تا 20 سانتی متر فاصله حفظ شود.
• انجام MRI مطلقاً ممنوع است.
• بهتر است تا حد امکان تحت رادیوگرافی قرار نگیرد
• انجام روشهای سنگ شکن در این افراد باید با احتیاط صورت گیرد.
• در صورت نیاز به شوک قلبی، بهتر است از روش قدامی- خلفی استفاده شود.

منبع:

1- http://www.medicinenet.com/pacemaker/article.htm

پیس میکر

ضربان‌ساز یا پیس میکر (به انگلیسی: pacemaker) در پزشکی به بخشی از قلب و یا در حالت مصنوعی دستگاهی که عمل ضربان‌سازی را تقلید می‌کند گفته می‌شود که ضربان ایجاد کرده و آهنگ آن‌را تنظیم می‌کند.

قلب انسان به طور میانگین نزدیک به صدهزار بار در روز می‌تپد. معمولاً سلولهای تحریک کننده الکتریکی قلب در بافتهای گرهی آن تجمع یافته اند .در بین دو دهلیز این تنها دهلیز راست است که دارای بافت گرهی است به نام گره پیش آهنگکه در دیواره پشتی دهلیز راست و در زیر منفذ بزرگ سیاهرگ زبرین قرار دارد. برای انقباض ابتدا گره پیش آهنگ به صورت ریتم خودبه خودی تحریک می‌شود و این پیام انقباض را از طریق ۳ رشته گرهی دهلیز راست به گره دهلیزی بطنی – که در حد فاصل بین دیواره دهلیزها و بطن‌ها و کمی متمایل به دهلیز راست قرار دارد – هدایت می‌کند. سپس بافتهای گرهی داخل بطنها از جمله باندل هیس این موج تحریک الکتریکی را در سراسر بطنها منتشر می کنند.

همه سلولهای این بافتهای گرهی دارای ضربان ریتمیک پایه هستند ولی چون تعداد ضربان گره پیش آهنگ در دقیقه بیشتر است لذا با ارسال موجهای تحریکی ( معمولاً هفتاد تا صد ضربان در دقیقه ) موجب تحریک سریعتر سایر بافتها نسبت به ریتم پایه خودشان می شود. پس سایر سلولهای قلب در حالت طبیعی ضربان ساز نیستند و فقط گره پیش آهنگ یا سینوسی ضربان ساز است .

در صورتیکه به هر دلیلی موج هدایت الکتریکی از گره پیش آهنگ به سایر بافتهای گرهی نرسد آنها خود می توانند ضربان ساز باشند که مهمترین این اختلالات بلوک دهلیزی - بطنی است که ضربان ساز دهلیز گره پیش آهنگ و ضربان ساز بطنها گره دهلیزی بطنی است

قلب دارای سلولهای (بالقوه) پيس ميكر متعددی است که در گره سینوسی(گره پیش‌آهنگ)٬ گره دهلیزی-بطنی (AV node)٬ دسته هیس(Hiss bundle) و سلول‌های پورکینژ قرار دارند. ضربان‌ساز اصلی و طبیعی یا گره سینوسی‌دهلیزی دارای سریعترین ميزان دشارژ طبیعی(۷۰-۸۰ بار در دقیقه)است. این دشارژ در گره دهلیزی-بطنی حدود ۶۰ پالس در دقیقه(bpm) ودر دسته هيس حدود ۵۰ bpm و در سلولهای پورکینژ ۳۰ ضربه در دقيقه می‌باشد. در حالت پيدايش نقص در پیس‌میکر طبیعی و سریع‌تر٬ پيس ميكر آهسته‌تر بعدی٬ كار ضربان‌سازی در قلب را به‌عهده می‌گیرد.

 

در برخی بیماران قلبی مانند مبتلایان به کندی ضربان قلب شدید ( برادیکاردی )، نامنظمی ضربان قلب و بلوک قلبی گاه از ضربان ساز یا پیس میکر مصنوعی (به انگلیسی: artificial pacemaker) استفاده می کنیم . این ضربان ساز می تواند موقتا خارجی باشد ولی معمولاً با عمل جراحی در داخل بافت قلب کاشته می شود.

ویژگیهای پیس میکر بستگی به بیماری فرد دارد و مثلا می تواند دو الکترود داشته باشد که در داخل دهلیز و بطن کار گذاشته می‌شود و با انرژی باتری که نیمه عمر چند ساله دارد موجب ایجاد ضربانهای قلب شود . امروزه بسیاری از پیس میکرها را می توان بدون بیهوشی عمومی و قط با بی حسی موضعی و برشی در سمت چپ سینه جایگذاری کرد .

پیس میکر، یک ضربان ساز مصنوعی قلب

یس میکر، یک ضربان ساز مصنوعی قلب

ادامه مطلب

thin battery

فیلم باتری باریک برای ذخیره برق

Piezoelectric energy harvesting market to reach $145 million in 2018

 

Piezoelectric energy harvesters generate electricity from ambient energy, powering small autonomous devices. Over the past few years there have been significant improvements in using piezoelectric materials as an energy harvesting element, with products now available. This article summarizes a new report from IDTechEx titled Piezoelectric Energy Harvesting 2012-2022: Forecasts, Technologies, Players  highlighting the opportunity, challenges and trends with the technology. For full details see www.IDTechEx.com/piezo .

Energy from ambience

Piezoelectric energy harvesting is the process by which ambient mechanical energy such as stress, strain and vibration is converted into electricity by a piezoelectric material. Application uses range widely from harvesting energy from vibrations in vehicles to power sensors to using energy from pedestrian traffic to power localized lighting. Many suppliers of piezoeletrics for conventional applications such as sensors or sound generation are now leveraging their know-how and using piezoelectrics to create energy, opening up a large new opportunity for them.

Piezoelectric energy harvesters experience 38% CAGR to 2018 by market value

IDTechEx find that the money spent on piezoelectric energy harvesting investments will grow to $145 million in 2018. Thereafter, it will create a $667 million market by 2022. The number of units will rise from 100 million this year - predominately used in cigarette lighters - to 300 million units in 2022. These will be at a higher average price point compared to those used today because the versions used to power wireless sensors and portable electronics are more sophisticated than the version used on lighters.

 

Piezoelectric Market Forecasts for 2018 and 2022 (partial data from IDTechEx research)

 

Source: IDTechEx report Piezoelectric Energy Harvesting 2012-2022: Forecasts, Technologies, Players www.IDTechEx.com/piezo 

Large range of piezoelectric material options - which are best?

There are over 200 piezoelectric materials that could be used for energy harvesting, with the appropriate ones being selected for each application. The traditional inorganic lead zirconate titanate PZT ceramic is still the most commonly used material for piezoelectric harvesting but many alternatives are receiving some attention, usually where efficiency and temperature performance of the material itself is not the primary consideration but factors such as flexibility and light weight come to the fore. For instance, there are organic piezoelectrics such as polyvinylidene difluoride. Piezoelectric energy harvesters are currently being developed by many companies, and this IDTechEx report (www.IDTechEx.com/piezo ) profiles 29 organizations.

Overcoming narrow band limitation and fragility problems

Piezoelectric energy harvesters provide an AC output and therefore the interfacing electronics requires rectification, and step up/down electronics. A challenge of piezoelectrics is that while they are efficient at optimal resonance, only a slight variation away from the optimal resonance causes a significant reduction in energy generation - the bell curve is very steep. Some try to compensate for this by using magnets to limit the vibrations within the main resonance of the device, which adds bulk and cost and does not enable true broadband ability. Other solutions offered are to electronically pre-bias the piezo electric material. A charge put on the material acts as a damper and requires the material to do more work against it. As a result, they have shown a power gain up to 20 times compared to an optimal resistive load.

 

Another challenge with piezoelectrics is that outside of the optimal resonance they can break relatively easily. Unless this is controlled by dampening or pre-biasing it can lead to rapid failure. Indeed, one of the most successful companies in energy harvesting, EnOcean, began by developing piezoelectric energy harvesting light switches, but due to the failure rate moved to electrodynamic energy harvesters. Others now are improving on those failure points and this report covers the latest progress, products and market outlook.

New research

This new report from IDTechEx covers the wide range of materials and form factors, from MEMs, to paint and spray versions, to ribbons and nanowires. It profiles the latest work commercially and academically. The report provides forecasts for piezoelectric energy harvesters for the following application segments over the next ten years, with year by year figures. For each, it gives the number of energy harvesting units forecast to be bought, average sales price and the total spend in US $.

 

• Pavements, roads, railroads
• Lighters and other electrical
• Consumer electronics
• Other industrial switches
• Remote controls
• Pushbutton industrial sensors
• Electronic locks/access control devices
• Toys and gadgets
• Military
• Aerospace
• Vehicle sensors
• Healthcare

 

In particular, this report covers:

 

• What piezoelectric energy harvesting is and how it works
• What materials are used and how they are made - including PZT, Single Crystal Piezo and Piezo Fibre Composite
• Key enablers for the future - printed piezoelectrics, smart substrates, ribbons, fibres and MEMS
• A comparison between piezoelectric energy harvesting and alternative options
• How to harvest energy from vibration and movement
• Applications in consumer electronics, automotive, health, WSN, lighting and switching
• Detailed market forecasts for 2013-2023 by application type
• Technical challenges and how these are being tackled
• Leading developers of piezo electric energy harvesters

 

For more information on any of IDTechEx's reports please contact Alison Lewis at [e-mail]

Heart powered pacemaker

A new power scheme for cardiac pacemakers turns to an unlikely source: vibrations from heartbeats themselves.

 

Engineering researchers at the University of Michigan designed a device that harvests energy from the reverberation of heartbeats through the chest and converts it to electricity to run a pacemaker or an implanted defibrillator. These mini-medical machines send electrical signals to the heart to keep it beating in a healthy rhythm. By taking the place of the batteries that power them today, the new energy harvester could save patients from repeated surgeries. That's the only way today to replace the batteries, which last five to 10 years.

 

"The idea is to use ambient vibrations that are typically wasted and convert them to electrical energy," said Amin Karami, a research fellow in the U-M Department of Aerospace Engineering. "If you put your hand on top of your heart, you can feel these vibrations all over your torso."

 

The researchers haven't built a prototype yet, but they've made detailed blueprints and run simulations demonstrating that the concept would work. Here's how: A hundredth-of-an-inch thin slice of a special "piezoelectric" ceramic material would essentially catch heartbeat vibrations and briefly expand in response. Piezoelectric materials' claim to fame is that they can convert mechanical stress (which causes them to expand) into an electric voltage.

 

Karami and his colleague Daniel Inman, chair of Aerospace Engineering at U-M, have precisely engineered the ceramic layer to a shape that can harvest vibrations across a broad range of frequencies. They also incorporated magnets, whose additional force field can drastically boost the electric signal that results from the vibrations.

 

The new device could generate 10 microwatts of power, which is about eight times the amount a pacemaker needs to operate, Karami said. It always generates more energy than the pacemaker requires, and it performs at heart rates from 7 to 700 beats per minute. That's well below and above the normal range.

 

Karami and Inman originally designed the harvester for light unmanned airplanes, where it could generate power from wing vibrations.

 

Source: University of Michigan

Top image: Sepientia

خلاصه مقالات برداشت انرژی

---

توسعه تجهيزات همراه ، شبكه سنسورهاي بي سيم و وسايل مينياتوري كه از نظر انرژي خودتغذيه باشند باعث توجه (self power) روزافزون به وسايل برداشت انرژي در مقياس كوچك شده است . هدف از اين مطالعه ، برداشت انرژي ارتعاشي محيط توسط مواد مگنتو استركتيو(Magnetostrictive) است كه مي تواند در ميكرو ژنراتورها و سيستمهاي ميكرو الكترو مكانيكي (MEMS) مورد استفاده قرار گيرد . ظرفيت مغناطيسي اين مواد با اعمال تغيير شكل تغيير مي كند كه متعاقبا اين تغيير در خواص مغناطيسي ماده توسط يك سيم پيچ گيرنده به ولتاژ تبديل مي شود. براي ايجاد تغيير شكل در اين مواد از يك تيريك سرگيردارستفاده شده است به نحوي كه اين مواد. روي تير چسبانده مي شود . با ارتعاش تير تغيير شكل حاصله به اين مواد منتقل شده و انرژي مغناطيسي حاصله برداشت مي شود ماكزيمم توان قابل برداشت و اثر تغييرات فركانس تحريك روي آن مورد مطالعه قرار گرفته است.

---

civilica.com/Paper-ETEC01-ETEC01_096.html

---

نقش پیس میکرها در تنظیم ضربان قلب

در گذشته پیس میکرها را فقط در موارد مرگبار و برای نجات جان بیمارتعبیه می کردند ولی امروزه پیس میکرها قادرهستند که علاوه بر افزایش طول عمر، کیفیت زندگی بیماران را هم بهبود بخشند.

ادامه مطلب