Инженеры MIT создали капсулу размером с ягоду для измерения температуры тела
Инженеры Массачусетского технологического института (MIT) разработали проглатываемый датчик температуры размером с ягоду голубики. Устройство способно непрерывно измерять внутреннюю температуру организма и передавать данные по беспроводной связи. Описание разработки опубликовано в журнале Nature Electronics.
Внутренняя температура тела
Температуру тела обычно измеряют с помощью термометров, размещаемых во рту, под мышкой или на лбу. Однако такие методы не всегда точно отражают температуру внутренних органов, которую врачи называют центральной. Именно этот показатель особенно важен для раннего выявления инфекций у пациентов после операций.
Существующие проглатываемые температурные датчики уже используются в отдельных областях медицины и спорта, однако они сравнительно крупные — зачастую размером с витаминную капсулу. Это может затруднять их проглатывание и повышает риск задержки устройства в желудочно-кишечном тракте.
Новая разработка MIT значительно компактнее. Размер капсулы составляет всего 6 миллиметров в диаметре и 4 миллиметра в высоту. По словам авторов работы, это один из самых маленьких проглатываемых датчиков температуры, созданных на сегодняшний день.
«Главная причина миниатюризации — безопасность. Мы хотим сделать устройство настолько маленьким, чтобы риск закупорки или других осложнений был минимальным», — пояснил один из руководителей проекта, гастроэнтеролог и инженер Джованни Траверсо.
Высокие технологии
Разработчики создали энергоэффективную микросхему площадью около одного квадратного миллиметра. Диаметр батареи для питания этой микросхемы — менее пяти миллиметров.
Еще одной особенностью устройства стала технология передачи данных. Вместо постоянного использования собственного передатчика капсула отражает радиосигнал, поступающий от внешней антенны, расположенной рядом с телом. Такой подход позволяет значительно сократить энергопотребление и уменьшить размеры электроники.
Датчик способен измерять температуру с точностью до 0,01 градуса Цельсия и передавать новые данные каждую секунду. Это обеспечивает практически непрерывный мониторинг состояния организма.
Опыты на животных
Пока устройство прошло испытания только на животных. Исследователи проверяли работу системы как во время анестезии, так и в условиях обычной активности. В обоих случаях датчик успешно фиксировал изменения температуры и передавал информацию на внешний приемник.
В будущем устройство может найти широкое применение в медицине. Например, их можно использовать для раннего выявления инфекций у пациентов с ослабленным иммунитетом, контроля температуры во время хирургических операций и наблюдения за состоянием больных после наркоза.
Кроме того, технология может оказаться полезной для отслеживания овуляции, поскольку базальная температура тела является одним из важных показателей репродуктивного цикла. Среди других потенциальных сфер применения ученые называют наблюдение за спортсменами, военнослужащими и людьми, работающими в условиях экстремальной жары или холода. В перспективе миниатюрная капсула сможет измерять не только температуру, но и другие физиологические параметры, включая частоту сердечных сокращений.