Как отследить движение медицинского устройства внутри тела?
Сегодня появляется все больше сообщений о новых имплантируемых, введенных в тело с помощью инъекций и проглатываемых медицинских устройствах, которые нуждаются в точном отслеживании их расположения внутри тела человека. Эта проблема становится все более критически важной. В настоящее время для этого используются ультразвуковые, электромагнитные и другие аналогичные методы, но эти технологии страдают рядом недостатков, которые ограничивают их точность, применимость и полезность.
Американские ученые из Калифорнийского технологического института решили использовать совершенно новый метод локализации миниатюрных устройств, введенных в тело человека, обеспечивающий недоступный ранее уровень точности.
Новая технология реализована в виде крошечного устройства, получившего название ATOMS (от "addressable transmitters operated as magnetic spins") и представляющего собой миниатюрный (площадью в 1.4 мм2) кремниевый чип, который содержит сенсор магнитного поля, резонатор, радио-модуль и антенну. Этот чип опирается на принципы, которые используются в магниторезонансной томографии (МРТ), позволяющие определить местоположение атомов в теле пациента с помощью магнитных полей. Основной принцип МРТ заключается в том, что градиент магнитного поля заставляет атомы в двух разных местах резонировать с двумя разными частотами, что позволяет определить, где они находятся. И миниатюрные устройства, например, такие как проглатываемые капсулы, могут быть локализованы в теле с помощью магнитных полей, но при этом не используются атомы тела - чип для этого применяет свои сенсоры, которые позволяют имитировать магниторезонансные свойства атомов. При взаимодействии с магнитным полем, производимым внешним устройством, чип резонирует и производит радиосигнал на различной частоте, которая зависит от того, где внутри тела находится этот миниатюрный мачок. Эта частота затем используется для точной локализации внутреннего устройства в теле.
Эта технология уже прошла успешные испытание на лабораторных мышах, что позволяет надеяться, что нам придется недолго ждать, когда она будет применяться и для лечения людей. Например, использоваться в составе миниатюрного "робота", охраняющего наше здоровье, наблюдая за состоянием нашего желудочно-кишечного тракта, крови или даже мозга. Такие приборы могут измерять параметры, которые характеризуют здоровье человека, например, pH, температуру, давление, концентрацию сахара в крови, и передавать эти данные врачам. Или такие приборы могут даже, в зависимости от этих показателей, самостоятельно выделять лекарство.
