Revolūcija ķermeņa temperatūras mērīšanā – norijams sensors mellenes lielumā 0
Parasti temperatūru slimnīcās vai mājās mēra ar termometru mutē vai uz pieres, taču šīs metodes ne vienmēr precīzi atspoguļo ķermeņa iekšējo temperatūru.
Precīzāka iekšējās temperatūras mērīšana var palīdzēt ātrāk pamanīt slimības un noteikt, vai cilvēkam draud bīstams drudzis.
Lai šo procesu padarītu vienkāršāku, Masačūsetsas Tehnoloģiju institūta (MIT) pētnieki ir izstrādājuši nelielu, norijamu sensoru – tas spēj nepārtraukti sūtīt temperatūras datus no gremošanas trakta.
Sensors ir apmēram melleņu lielumā – tikai 6 milimetrus plats un 4 milimetrus augsts. Tas ir būtiski mazāks par iepriekš izstrādātajiem norijamajiem sensoriem, kurus ir grūtāk norīt un kuri var radīt risku aizsprostot gremošanas sistēmu.
“Šāds sensors ļauj mums ātrāk pamanīt infekcijas un tās uzraudzīt,” skaidro MIT mašīnbūves asociētais profesors un gastroenterologs Džovanni Traverso. Viņš norāda – tas ir īpaši svarīgi pacientiem ar novājinātu imūnsistēmu, piemēram, pēc ķīmijterapijas vai imūnsupresīvu zāļu lietošanas.
Šāda veida sensori nākotnē varētu palīdzēt arī citās jomās – piemēram, auglības noteikšanā vai pacientu uzraudzībā anestēzijas laikā.
Pētījumu vadīja MIT pēcdoktorantūras pētnieks Saranss Šarma, bet vecākie autori ir MIT zinātnieki. Pētījums publicēts žurnālā “Nature Electronics”.
Kā darbojas šī tehnoloģija?
Līdz šim pieejamie norijamie sensori bieži ir multivitamīna izmērā vai lielāki, jo tiem nepieciešama sarežģīta elektronika un jaudīgas baterijas.
MIT pētnieku mērķis bija izveidot daudz mazāku ierīci, kas būtu drošāka un vieglāk lietojama.
“Galvenais mērķis bija drošība – lai ierīce būtu tik maza, ka nerada risku aizsprostojumiem un to ir viegli norīt,” skaidro Traverso.
Lai to panāktu, pētnieki samazināja visu galveno komponentu izmēru – temperatūras sensoru, antenu un bateriju.
Viņi izstrādāja īpaši mazu mikroshēmu, kas ir tikai 1 kvadrātmilimetra liela – tā izmanto ļoti maz enerģijas un spēj noteikt temperatūru ar augstu precizitāti līdz pat 0,01 °C.
Sensoru darbina neliela monētas tipa baterija – tikai dažus milimetrus liela.
Papildu enerģijas taupīšanai tiek izmantota tehnoloģija “backscattering” – tā ļauj lielāko daļu darba veikt ārējai antenai, kas atrodas ārpus ķermeņa. Sensors tikai atspoguļo un modulē radiosignālu, pēc kura iespējams noteikt temperatūru.
Rezultātā kapsula var nosūtīt temperatūras datus reizi sekundē – nodrošinot nepārtrauktu uzraudzību.
Iespējamie pielietojumi nākotnē
Pētnieki uzskata, ka šāda tehnoloģija varētu būt noderīga vairākās jomās.
Tā varētu palīdzēt:
- uzraudzīt infekcijas agrīnā stadijā;
- kontrolēt pacientus operāciju laikā un pēc anestēzijas;
- sekot līdzi drudzim bērniem mājas apstākļos;
- noteikt ovulāciju un palīdzēt auglības plānošanā;
- uzraudzīt sportistus vai cilvēkus ekstremālos apstākļos.
Eksperimentos ar dzīvniekiem sensors jau ir pierādījis spēju precīzi mērīt temperatūru gan miega, gan aktīvā stāvoklī.
Pašlaik pētnieki strādā pie tā, lai sensoram pievienotu arī citas funkcijas – piemēram, sirdsdarbības mērīšanu. Nākotnē plānoti klīniskie pētījumi ar cilvēkiem.
Ja tehnoloģija pierādīs savu drošību un efektivitāti, šādi sensori varētu kļūt par ikdienas medicīnas rīku.
“Šī varētu būt alternatīva visiem parastajiem termometriem,” norāda pētnieki, uzsverot – nelielas un viegli lietojamas ierīces varētu ievērojami uzlabot veselības uzraudzību dažādās situācijās.
Raksts sagatavots pēc ārvalstu preses materiāliem.
