Η θερμοκρασία του σώματος είναι ένα κρίσιμο μέτρο της γενικής υγείας, αλλά οι κλασικές μέθοδοι μέτρησης, όπως το θερμόμετρο από το στόμα ή το μέτωπο, δεν παρέχουν πάντα μια πλήρη εικόνα. Επιπλέον, η μέτρηση με ορθομετρικό θερμόμετρο δεν είναι η πιο ευχάριστη εμπειρία.
Ωστόσο, η κατάσταση αυτή μπορεί να αλλάξει με την ανάπτυξη ενός καινοτόμου καταπίνου αισθητήρα από το MIT, ο οποίος υπόσχεται συνεχή μέτρηση της θερμοκρασίας του σώματος μέσω του γαστρεντερικού σωλήνα. Αυτός ο αισθητήρας, ο οποίος αναμένεται να αρχίσει κλινικές δοκιμές μέσα στα επόμενα χρόνια, θα μπορούσε να προσφέρει σημαντικά πλεονεκτήματα σε καταστάσεις όπου η ακριβής παρακολούθηση της θερμοκρασίας είναι κρίσιμη, όπως σε ασθενείς με κίνδυνο υψηλού πυρετού ή σε περιπτώσεις αναισθησίας.
Ο νέος αισθητήρας έχει σχήμα μικρού μούρου, διαστάσεων μόλις τεσσάρων χιλιοστών ύψους και έξι χιλιοστών περιφέρειας, γεγονός που τον καθιστά σημαντικά μικρότερο από τους ήδη διαθέσιμους καταπίσιμους αισθητήρες θερμοκρασίας. Η πλήρης περιγραφή της εφεύρεσης παρουσιάζεται σε πρόσφατη μελέτη που δημοσιεύτηκε στο Nature Electronics.
«Αυτός ο αισθητήρας μας επιτρέπει να παρακολουθούμε μολύνσεις εγκαίρως», δήλωσε ο καθηγητής μηχανικής του MIT, Τζιοβάνι Τραβέρσο, προσθέτοντας ότι η μέθοδος αυτή είναι ιδιαίτερα χρήσιμη για ευάλωτους πληθυσμούς, όπως οι ασθενείς που υποβάλλονται σε χημειοθεραπεία.
Ο εντυπωσιακός κόσμος των καταπίσιμων ηλεκτρονικών
Προς το παρόν, στην αγορά κυκλοφορούν διάφοροι καταπίσιμοι αισθητήρες θερμοκρασίας, οι οποίοι ωστόσο είναι συνήθως μεγαλύτεροι από βιταμίνες και μπορεί να προκαλέσουν κινδύνους κατά την κατάποση. Το μέγεθος τους προκύπτει από την απαιτούμενη φόρτιση και την ενσωμάτωσή τους, που σκοπό έχει την ακριβή μέτρηση της θερμοκρασίας.
Η ερευνητική ομάδα του MIT επιδιώκει να αναπτύξει μικρότερους, πιο ασφαλείς αισθητήρες που μπορούν να μετρούν τη θερμοκρασία με ακρίβεια. «Η ασφάλεια είναι προτεραιότητά μας», ανέφερε ο Τραβέρσο, εξηγώντας ότι το μικρό μέγεθος μειώνει σημαντικά τον κίνδυνο απόφραξης του γαστρεντερικού σωλήνα.
Στο πλαίσιο των προσπαθειών τους, η ομάδα δούλεψε για να μειώσει το μέγεθος των τριών κύριων συστατικών του αισθητήρα: του κυκλώματος ανίχνευσης θερμοκρασίας, της κεραίας και της μπαταρίας.
Το νέο κύκλωμα, το οποίο δημιουργήθηκε σε τσιπ πυριτίου ενός τετραγωνικού χιλιοστού, μπορεί να μείνει ενεργό με πολύ χαμηλή κατανάλωση ενέργειας. Με την εξαιρετική ακρίβεια της μέτρησης, το κύκλωμα μπορεί να καταγράψει τη θερμοκρασία με απόκλιση μόλις 0,01 βαθμών Κελσίου και απαιτεί ελάχιστη ηλεκτρική ενέργεια.
Η όλη διαδικασία επωφελείται από μια στρατηγική επικοινωνίας που λέγεται οπισθοσκέδαση, η οποία ελαχιστοποιεί περαιτέρω την κατανάλωση ενέργειας, επιτρέποντας στην εξωτερική κεραία να αναλαμβάνει τις περισσότερες λειτουργίες.
«Η συνδυαστική και καινοτόμα προσέγγιση μας έχει οδηγήσει στη δημιουργία της μικρότερης γνωστής καταπίσιμης κάψουλας που ανιχνεύει θερμοκρασίες», δήλωσε ο Σαράνς Σάρμα, επικεφαλής της μελέτης.
Η εσωτερική κεραία του αισθητήρα στέλνει δεδομένα σχετικά με τη θερμοκρασία κάθε δευτερόλεπτο, διασφαλίζοντας έτσι τη συνεχή παρακολούθηση της κατάστασης του ασθενούς.
Δυνατότητες και εφαρμογές
Σύμφωνα με την ερευνητική ομάδα, οι δυνατότητες των νέων αισθητήρων είναι ευρείες. Ένας από τους βασικούς τομείς εφαρμογής είναι η παρακολούθηση ασθενών κατά τη διάρκεια αναισθησίας, όταν οι φυσιολογικοί μηχανισμοί ρύθμισης της θερμοκρασίας ανατρέπονται.
Η τεχνολογία αυτή θα μπορούσε σίγουρα να βρει χρήση και στο σπίτι για τη μέτρηση πυρετού στα παιδιά ή για την παρακολούθηση αθλητών και στρατιωτών σε ακραίες θερμοκρασίες.
Κατά τη διάρκεια των πειραμάτων, οι αισθητήρες απέδειξαν την ικανότητά τους να ανιχνεύουν και να μεταδίδουν τη θερμοκρασία ακόμα και σε διαφορετικά σενάρια, είτε το ζώο είναι αναισθητοποιημένο είτε ξύπνιο.
Η ερευνητική ομάδα σχεδιάζει τώρα να συνδυάσει την τεχνολογία του αισθητήρα θερμοκρασίας με άλλους τύπους αισθητήρων για την παρακολούθηση ακόμη περισσότερων ζωτικών σημείων, όπως ο καρδιακός ρυθμός. Είναι προγραμματισμένα τα πρώτα κλινικά τεστ σε λίγα χρόνια.
«Αυτοί οι αισθητήρες θα μπορούσαν να γίνουν ανεκτίμητοι για την παρακολούθηση ατόμων που χρειάζονται συνεχή έλεγχο της θερμοκρασίας», δήλωσε ο Τραβέρσο, εκφράζοντας την πεποίθηση ότι η τεχνολογία αυτή θα είναι χρήσιμη στο μέλλον.
«Πιστεύω ότι μπορούν να αντικαταστήσουν τα παραδοσιακά θερμόμετρα, προσφέροντας ανώτερη και πιο ακριβή μέτρηση της θερμοκρασίας».
