Tableta za mjerenje unutarnje temperature tijela

U bolnici ili kod kuće, temperatura se obično mjeri klasičnim termometrima, ali oni ne odražavaju uvijek točnu tjelesnu temperaturu. Mjerenje tjelesne temperature iznutra moglo bi olakšati utvrđivanje je li netko bolestan i postoji li rizik od opasne vrućice.

Kako bi mjerenje tjelesne temperature bilo lakše, inženjeri s MIT-a razvili su senzor koji se može progutati poput tablete i slati kontinuirane podatke o temperaturi iz gastrointestinalnog trakta.

Senzor je oblikovan poput sićušne borovnice, promjera 6 milimetara i visine 4 milimetra.

Kako bi stvorili manji uređaj, istraživači su se odlučili smanjiti veličinu svih glavnih komponenti, kruga za mjerenje temperature, antene koja prenosi podatke o temperaturi i baterije.

Za sklop su stvorili vlastiti prilagođeni sklop koji se može smjestiti na silicijski čip od 1 kvadratnog milimetra. Kako bi smanjili potrošnju energije čipa, istraživači su dizajnirali oscilator temeljen na maloj struji koja teče kroz sklop kada je isključen. Frekvencija ove struje varira ovisno o temperaturi okoline čipa.

Ovaj sklop, koji može detektirati temperaturu s točnošću od 0,01 stupnja Celzija, zahtijeva vrlo malo energije, oko 10 nanovata. To znači da se može napajati baterijom od 1,55 volta, koja ima promjer od 4,8 milimetara i debljinu od oko 1,6 milimetra.

Novi dizajn dodatno smanjuje potrošnju energije korištenjem komunikacijske strategije poznate kao povratno raspršenje. Ovaj pristup omogućuje da se većina energetskih potreba preusmjeri na vanjsku antenu koja se nalazi izvan tijela, unutar 30-50 cm od senzora.

Vanjska antena emitira ultravisokofrekventni radioval, koji zatim modulira mala antena unutar senzora i šalje natrag vanjskoj anteni. Interpretacijom promjena u radiovalu, vanjska antena može izračunati vrijednost temperature.

Unutarnja antena šalje očitanje temperature jednom svake sekunde, omogućujući kontinuirano praćenje temperature.

Istraživači predviđaju da bi ovakva vrsta senzora mogla biti korisna u nekoliko scenarija, uključujući praćenje infekcije i promatranje pacijenata tijekom i nakon anestezije. Anestezija često remeti normalne mehanizme regulacije temperature tijela, što pacijente može izložiti riziku od hipotermije.

Ova vrsta uređaja mogla bi se koristiti i kod kuće, za praćenje temperature kod djece ili mjerenje tjelesne temperature kao markera ovulacije, u svrhu plodnosti. Također bi mogao biti koristan za praćenje sportaša, vojnika ili bilo koga drugog tko bi mogao biti izložen ekstremnim temperaturama.

Kako bi istražili ove moguće upotrebe, istraživači su testirali senzore na životinjama dok su bile pod anestezijom i otkrili da mogu točno detektirati i prenositi informacije o temperaturi. Također su dobili točna očitanja od životinja koje su bile budne i aktivno se kretale.

Istraživači sada rade na kombiniranju temperaturnog senzora s drugim senzorima koji bi mogli mjeriti vitalne znakove poput otkucaja srca. Nadaju se da će započeti testiranje ovih vrsta senzora u kliničkim ispitivanjima u sljedećih nekoliko godina.