Нов ултракомпактен термометър за точно вътрешно измерване на телесна температура и медицински мониторинг

Иновативен миниатюрен сензор за телесна температура

Оралните и челните термометри често не успяват да предоставят точни измервания на вътрешната телесна температура, тъй като измерват само повърхностната или устната температура, която може да варира значително от реалната температура на тялото. От друга страна, малкото съществуващи сензори за вътрешно измерване на температурата в организма, които са предназначени за поглъщане, са относително големи, което затруднява тяхното преглъщане и крие риск от запушване на храносмилателния тракт.

Инженерите от Масачузетския технологичен институт (MIT), обаче, създадоха нов иновативен сензор с размери едва 6 на 4 милиметра, който може да предоставя непрекъснати информация за телесната температура.

Технология и дизайн на сензора

За да постигнат този впечатляващ размер и функционалност, изследователите разработиха електронна верига, която се побира върху силициев чип с площ от само 1 квадратен милиметър. Освен това, те създадоха осцилатор, базиран на т.нар. "ток на утечка" (leakage current) – много малък ток, който продължава да протича през веригата, дори когато тя е изключена. Честотата на този осцилатор се променя в зависимост от температурата в обкръжението на чипа, което позволява на устройството да измерва температурата с висока прецизност.

Електронната схема е способна да регистрира промени в температурата с точност до 0.01 градуса по Целзий и може да се захранва с малка батерия тип “монета” с напрежение 1.55 волта. За да се намали допълнително консумацията на енергия, е приложена техника, наречена "обратен разсейвателен сигнал" (backscattering).

Този подход позволява основната част от електрозахранването да се предоставя чрез антена, разположена извън тялото. Тази външна антена излъчва радио вълна с много висока честота, която се модулира от вградената антена в сензора и се връща обратно към външната антена. Чрез анализ на промените в получения радиосигнал, външната антена може да изчисли точната температура, измерена от сензора.

Значение и потенциални приложения

Този малък размер и уникална технология превръщат новия сензор в

„най-малката капсула за измерване на температура, която сме виждали“

, според Саранш Шарма, бивш постдокторант в MIT и водещ автор на научната публикация за изследването, сега базиран в Кеймбриджкия университет.

Възможностите за приложение на този пробив в медицината и ежедневието са разнообразни и значими. Учените предвиждат използването му за:

• мониторинг на инфекциозни заболявания чрез непрекъснато следене на температурата на пациентите,
• наблюдение на състоянието им по време на анестезия и веднага след нея,
• проследяване на температурата при деца с треска,
• подпомагане на жени при разпознаване на овулацията на базата на телесната температура,
• проследяване на състоянието на спортисти, военни и други хора, изложени на екстремни температурни условия.

Мнения от експерти

Джовани Траверсо, асоцииран професор по механоинженерство и един от старшите автори на публикацията заедно с главния административен директор на MIT Ананта Чандракасан, отбелязва:

„Сензор като този ни дава възможността да следим инфекциите и да ги откриваме в ранна фаза.“

Това е изключително важно, особено за уязвими групи от населението, като хора с отслабена имунна система. В перспектива, той изразява надежда, че тази технология би могла да замени традиционните видове термометри и да осигури по-ефективен и удобен начин за измерване на телесната температура за всички.

Заключение

Новият гъвкав, ултракомпактен и енергийно ефективен термометър представлява важен напредък в медицинската технология, който може да подобри значително мониторинга на здравословното състояние на пациентите и да осигури по-точни и своевременни данни за температурата на тялото.

Тази иновация е пример за това как съвременните микротехнологии и интелигентен дизайн могат да доведат до създаването на устройства, които да подобрят качеството на медицинската грижа и да отговорят на нуждите на модерното общество.