Инженеры из Массачусетса разработали миниатюрный проглатываемый датчик, который непрерывно передаёт врачам данные о температуре из желудочно-кишечного тракта. Устройство размером с небольшую ягоду меньше любых существующих съедобных термометров. Такая технология позволяет выявлять инфекции на ранних стадиях, что критически важно для пациентов с ослабленным иммунитетом, например после химиотерапии или приёма иммуносупрессоров.
На рынке уже есть несколько проглатываемых датчиков температуры, но большинство из них по размеру сравнимы с поливитаминами. Это создаёт сложности при глотании и повышает риск застревания в пищеварительном тракте. Для этого исследователи уменьшили три ключевых компонента: схему измерения температуры, антенну для передачи данных и источник питания. Схема поместилась на кремниевом чипе площадью 1 квадратный миллиметр. Инженеры применили генератор на основе тока утечки — крошечного тока, проходящего через выключенную цепь.
Поскольку частота этого тока зависит от температуры, схема может определять её с точностью до 0,01 градуса Цельсия, потребляя всего около 10 нановатт энергии. Батарейка-таблетка диаметром 4,8 миллиметра обеспечивает питание. Дополнительно разработчики применили технику обратного рассеяния: большую часть энергии датчик получает от внешней антенны, расположенной в 30–60 сантиметрах, которая излучает радиоволны. Внутренняя антенна модулирует эти волны и отправляет обратно, а внешняя анализирует изменения и вычисляет температуру.
В экспериментах датчик вводили эндоскопически в желудок свиньи под наркозом, а также тестировали на бодрствующем животном — в обоих случаях устройство точно передавало данные каждую секунду, проходя через желудочно-кишечный тракт и естественно выводясь из организма.
Ученые придумали термометр для интеграции прямо в чип.
