Революция в измерении температуры тела — проглатываемый датчик размером с чернику 0
Обычно температуру в больницах или дома измеряют термометром во рту или на лбу, однако эти методы не всегда точно отражают внутреннюю температуру тела.
Более точное измерение внутренней температуры может помочь быстрее заметить заболевания и определить, угрожает ли человеку опасная лихорадка.
Чтобы сделать этот процесс проще, исследователи Массачусетского технологического института (MIT) разработали небольшой проглатываемый сенсор — он способен непрерывно передавать данные о температуре из пищеварительного тракта.
Сенсор примерно размером с чернику — всего 6 миллиметров в ширину и 4 миллиметра в высоту. Он значительно меньше ранее разработанных проглатываемых сенсоров, которые труднее проглотить и которые могут создавать риск закупорки пищеварительной системы.
“Такой сенсор позволяет нам быстрее обнаруживать инфекции и наблюдать за ними”, — объясняет доцент машиностроения MIT и гастроэнтеролог Джовенни Траверсо. Он отмечает, что это особенно важно для пациентов с ослабленной иммунной системой, например после химиотерапии или приёма иммуносупрессивных препаратов.
В будущем сенсоры такого типа могли бы помочь и в других областях — например, при определении фертильности или наблюдении за пациентами во время анестезии.
Исследование возглавил постдокторант MIT Саранш Шарма, а старшими авторами являются учёные MIT. Работа опубликована в журнале “Nature Electronics”.
Как работает эта технология?
До сих пор доступные проглатываемые сенсоры часто имеют размер мультивитамина или больше, поскольку им требуется сложная электроника и мощные батареи.
Целью исследователей MIT было создать гораздо более компактное устройство, которое было бы безопаснее и проще в использовании.
“Главной целью была безопасность — чтобы устройство было настолько маленьким, что не создавало бы риска закупорки и его было бы легко проглотить”, — поясняет Traverso.
Чтобы этого добиться, исследователи уменьшили размеры всех основных компонентов — температурного сенсора, антенны и батареи.
Они разработали особенно маленький микрочип площадью всего 1 квадратный миллиметр, который потребляет очень мало энергии и способен определять температуру с высокой точностью вплоть до 0,01 °C.
Сенсор питается от небольшой батарейки таблеточного типа — размером всего в несколько миллиметров.
Для дополнительной экономии энергии используется технология “backscattering” — она позволяет выполнять большую часть работы внешней антенне, находящейся вне тела. Сенсор лишь отражает и модулирует радиосигнал, по которому можно определить температуру.
В результате капсула может передавать данные о температуре раз в секунду, обеспечивая непрерывный мониторинг.
Возможные применения в будущем
Исследователи считают, что такая технология может быть полезна в нескольких областях:
- отслеживание инфекций на ранней стадии
- контроль состояния пациентов во время операций и после анестезии
- наблюдение за лихорадкой у детей в домашних условиях
- определение овуляции и помощь в планировании фертильности
- мониторинг спортсменов и людей в экстремальных условиях
Эксперименты на животных уже показали, что сенсор способен точно измерять температуру как во сне, так и в активном состоянии.
Сейчас исследователи работают над добавлением новых функций — например, измерением сердечного ритма. В будущем планируются клинические исследования с участием людей.
Если технология докажет свою безопасность и эффективность, такие сенсоры могут стать повседневным медицинским инструментом.
“Это может стать альтернативой всем обычным термометрам”, — отмечают исследователи, подчёркивая, что такие устройства могут значительно улучшить мониторинг здоровья в разных ситуациях.
Статья подготовлена по материалам зарубежной прессы.
