У США розробили термометр завбільшки з ягоду для вимірювання температури зсередини
Джерело: Popular Science
Науковці з Массачусетського технологічного інституту (MIT) розробили мініатюрний ковтальний датчик, який може безперервно вимірювати температуру тіла всередині організму та передавати дані в режимі реального часу. Дослідники вважають, що в майбутньому така технологія може допомогти в ранньому виявленні інфекцій, контролі гарячки та спостереженні за пацієнтами після операцій, а також стати альтернативою традиційним термометрам.
Результати дослідження опубліковані в журналі Nature Electronics.
Температура тіла є одним із ключових показників здоров’я. Однак вимірювання за допомогою термометра в роті або на лобі не завжди точно відображає внутрішню температуру організму. Водночас ректальне вимірювання, яке вважається одним із найточніших методів, є незручним для більшості пацієнтів.
Новий датчик має форму невеликої ягоди. Його висота становить лише 4 міліметри, а діаметр – 6 міліметрів. За словами розробників, це робить пристрій меншим за більшість ковтальних датчиків температури, які вже використовуються сьогодні.
“Такий датчик дає нам можливість контролювати інфекції та виявляти їх на ранніх стадіях. Це особливо важливо для людей із груп ризику, наприклад пацієнтів, чия імунна система ослаблена через хіміотерапію або прийом імуносупресивних препаратів”, – сказав один із авторів дослідження Джованні Траверсо.
Зараз на ринку вже існують ковтальні датчики температури. Проте більшість із них мають розмір мультивітамінної капсули або навіть більші. Через це їх складніше ковтати, а також зростає ризик блокування шлунково-кишкового тракту.
За словами науковців, великі розміри таких пристроїв пояснюються складними електронними схемами та батареями, які займають значну частину внутрішнього простору капсули. Саме тому команда MIT поставила собі за мету створити значно компактніший датчик.
“Причина, через яку ми прагнули зробити пристрій маленьким, – безпека. Ми хотіли створити щось настільки компактне, щоб ризик блокування або непрохідності був мінімальним, а ковтання не викликало труднощів”, – пояснив Траверсо.
Щоб зменшити розмір пристрою, дослідники скоротили габарити трьох основних компонентів: схеми вимірювання температури, антени для передавання даних і батареї.
Для цього команда створила власний кремнієвий чип площею лише один квадратний міліметр. Також інженери розробили спеціальну схему з низьким енергоспоживанням, яка використовує так званий струм витоку – невеликий електричний струм, що проходить через електронну схему навіть тоді, коли вона вимкнена. Частота такого струму змінюється залежно від температури навколишнього середовища.
За словами розробників, новий датчик здатний вимірювати температуру з точністю до 0,01 градуса Цельсія та споживає лише близько 10 нановат енергії. Для його роботи достатньо мініатюрної батарейки напругою 1,55 вольта та діаметром 4,8 міліметра.
Під час одного з випробувань пристрій за допомогою ендоскопа помістили до шлунка свині, яка перебувала під наркозом. Після цього датчик пройшов через увесь шлунково-кишковий тракт тварини та був природним шляхом виведений з організму.
Для передавання даних дослідники використали технологію зворотного розсіювання сигналу (backscatter), яка дозволяє значно зменшити енергоспоживання.
У цій системі основне навантаження бере на себе зовнішня антена, розташована поза тілом людини на відстані приблизно 30-60 сантиметрів від датчика. Вона випромінює радіохвилі надвисокої частоти, які приймає мініатюрна антена всередині капсули. Потім датчик модифікує сигнал і надсилає його назад. Зовнішня антена аналізує зміни та визначає температуру.
“Ми об’єднали всі ці компоненти – кремнієвий чип, батарею та антену – в одну ковтальну капсулу. Це найменша ковтальна капсула для вимірювання температури, яку нам доводилося бачити”, – зазначив керівник дослідження Саранш Шарма.
Датчик передає нові дані про температуру щосекунди, що дає змогу вести безперервний моніторинг стану організму.
Науковці вважають, що технологія може мати широке застосування в медицині. Зокрема, її можна використовувати для контролю температури пацієнтів під час та після анестезії. Під наркозом природні механізми регуляції температури часто порушуються, що збільшує ризик переохолодження.
Також пристрій може допомогти виявляти інфекції, контролювати гарячку у дітей вдома та відстежувати зміни внутрішньої температури тіла, пов’язані з овуляцією.
Крім того, датчики можуть бути корисними для спортсменів, військових та людей, які працюють в умовах екстремальних температур.
Під час випробувань на свинях пристрій успішно працював як під час анестезії, так і коли тварини перебували у свідомості та рухалися. В обох випадках він точно вимірював температуру та передавав інформацію дослідникам.
Зараз команда працює над поєднанням температурного датчика з іншими сенсорами, які зможуть контролювати додаткові показники організму, зокрема серцевий ритм.
Дослідники сподіваються розпочати клінічні випробування за участю людей уже протягом найближчих кількох років.
- Штучний інтелект допоміг створити новий тип вакцини, яка потенційно може захищати від широкого спектра вірусів і допомагати запобігати майбутнім пандеміям. Про це повідомила команда дослідників із Кембриджського університету.
Репер Jay-Z стане головним героєм нового восьмисерійного документального проєкту “Jay-Z in 8”, прем’єра якого відбудеться цієї осені на HBO. Режисером серіалу став продюсер Рік Рубін, який також проведе серію інтерв’ю з музикантом.
У Департаменті захисту довкілля та адаптації до зміни клімату КМДА киян попередили про тимчасове погіршення якості повітря 30 червня.
Верховний суд США постановив, що штати можуть забороняти трансгендерним жінкам виступати в жіночих шкільних і студентських спортивних командах. Рішення стосується законів, які прив’язують участь у змаганнях до статі, визначеної при народженні.
Бійці 1 Окремого центру СБС ЗСУ показали, як “пробили” коридор в російській системі протиповітряної оборони, що дозволило атакувати зокрема Москву.
Іран та Оман спільно просувають плани запровадження платежів за прохід суден через Ормузьку протоку, попри публічні заперечення Вашингтона, повідомляють іранський посадовець та четверо дипломатів, обізнаних із перебігом переговорів.