Cercetătorii de la MIT au creat un senzor ingerabil capabil să transmită continuu temperatura internă a corpului, oferind informații mai precise decât termometrele obișnuite și deschizând posibilitatea detectării timpurii a infecțiilor.
Temperatura corpului este unul dintre cei mai importanți indicatori ai stării de sănătate. În prezent, în spitale sau acasă, aceasta este măsurată cel mai frecvent cu termometre orale, axilare sau frontale.
Problema este că aceste metode pot să nu reflecte exact temperatura internă reală a organismului, cea care poate indica mai rapid apariția unei infecții sau riscul unei febre periculoase.
Pentru a depăși această limitare, inginerii de la Massachusetts Institute of Technology (MIT) au dezvoltat un senzor electronic ingerabil care poate măsura și transmite în timp real temperatura din tractul gastrointestinal.
Dispozitivul are o dimensiune surprinzător de mică: doar 6 milimetri diametru și 4 milimetri înălțime, aproximativ cât o afină. Dimensiunea redusă este un avantaj major, deoarece senzorii existenți pentru temperatură, de obicei de mărimea unei pastile de vitamine, sunt mai greu de înghițit și pot avea un risc mai mare de blocare a tractului digestiv.
Profesorul asociat Giovanni Traverso, de la MIT, gastroenterolog la Brigham and Women's Hospital și membru asociat al Broad Institute of MIT and Harvard, explică faptul că tehnologia ar putea avea un rol important în identificarea timpurie a problemelor medicale.
„Un senzor ca acesta ne oferă posibilitatea de a monitoriza infecțiile și de a le identifica din timp”, a transmis cercetătorul, conform Medical Xpress.
Tehnologia ar putea fi deosebit de utilă pentru persoanele vulnerabile, precum pacienții cu imunitatea scăzută în urma tratamentelor de chimioterapie sau a administrării medicamentelor imunosupresoare.
Pe lângă detectarea infecțiilor, senzorul ar putea ajuta la măsurarea mai precisă a temperaturii în timpul monitorizării fertilității sau la supravegherea pacienților aflați sub anestezie.
În ultimii ani au fost dezvoltate mai multe dispozitive ingerabile, însă majoritatea au rămas relativ voluminoase. Motivul principal îl reprezintă componentele electronice complexe și bateriile necesare pentru funcționare.
Echipa MIT a încercat să reducă fiecare element al dispozitivului: circuitul de detectare a temperaturii, antena de transmitere a datelor și sursa de energie.
„Motivul pentru care trebuie să fie mici este siguranța. Vrem ceva atât de mic încât riscul de blocaj sau obstrucție să fie redus la minimum și, de asemenea, să poată fi înghițit cu ușurință”, a explicat Giovanni Traverso.
Pentru a obține această dimensiune, cercetătorii au creat un circuit special care încape pe un cip de siliciu de doar 1 milimetru pătrat.
Noul senzor folosește un sistem special care consumă extrem de puțină energie. Cercetătorii au proiectat un oscilator bazat pe curentul de scurgere, un curent foarte mic care circulă chiar și atunci când circuitul este oprit.
Frecvența acestui curent se schimbă în funcție de temperatura din jurul cipului, permițând astfel măsurarea temperaturii.
Rezultatul: dispozitivul poate detecta variații de temperatură cu o precizie de 0,01 grade Celsius, consumând aproximativ 10 nanowați de energie.
Energia este furnizată de o baterie tip pastilă de 1,55 volți, cu un diametru de 4,8 milimetri și o grosime de aproximativ 1,6 milimetri.
Un alt element important al invenției este metoda de comunicare numită retrodifuzie. Practic, capsula nu trebuie să consume multă energie pentru a transmite datele.
O antenă aflată în exteriorul corpului, la o distanță de aproximativ 30 până la 60 de centimetri, emite unde radio de frecvență ultraînaltă. Antena minusculă din interiorul capsulei modifică aceste unde și le trimite înapoi.
Prin analizarea schimbărilor semnalului radio, sistemul poate calcula temperatura corpului.
Cercetătorul MIT Saransh Sharma, autor principal al studiului publicat în revista Nature Electronics, spune că echipa a combinat cipul de siliciu, bateria și antena într-o capsulă ingerabilă extrem de mică.
Senzorul transmite o citire a temperaturii o dată pe secundă, ceea ce permite monitorizarea continuă.
Cercetătorii consideră că această tehnologie ar putea avea numeroase aplicații.
În spitale, ar putea ajuta la supravegherea pacienților în timpul și după anestezie. Anestezia poate afecta mecanismele naturale prin care corpul își reglează temperatura, crescând riscul de hipotermie.
Acasă, dispozitivul ar putea fi folosit pentru monitorizarea febrei la copii sau pentru urmărirea temperaturii interne asociate ovulației și fertilității.
De asemenea, ar putea fi util pentru sportivi, militari sau persoane expuse la temperaturi extreme, unde modificările temperaturii interne pot deveni periculoase.
Pentru verificarea funcționării, cercetătorii au testat senzorii pe animale aflate sub anestezie, dar și pe animale treze și active. Dispozitivele au reușit să transmită cu precizie informațiile despre temperatură în ambele situații.
Următorul pas este dezvoltarea unor versiuni care să combine senzorul de temperatură cu alte tehnologii capabile să măsoare semne vitale precum ritmul cardiac.
Echipa speră să înceapă studiile clinice pe oameni în următorii ani.
Giovanni Traverso consideră că, dacă tehnologia va demonstra siguranță și eficiență la oameni, astfel de senzori ar putea deveni o metodă larg utilizată de monitorizare a temperaturii.
„Dacă avem sisteme miniaturale care pot fi înghițite cu ușurință și oferă date foarte precise, superioare celor actuale, cred că pot fi utile în foarte multe feluri”, a declarat cercetătorul.
O capsulă de dimensiunea unei afine ar putea deveni, astfel, un instrument medical discret, capabil să ofere medicilor și pacienților o imagine mult mai clară asupra modului în care funcționează organismul din interior.
