Поставянето на електроника в нашето тяло, така че да циркулира заедно с червените кръвни клетки за наблюдение и картографиране на биологични сигнали, подкрепа и подобряване на физиологичните функции и лечение на заболявания е нещо все по-желателно в света на медицината. Имплантируемите медицински устройства превръщат здравеопазването и подобряват качеството на живот на милиони хора.
Изследователи от Columbia Engineering са изработили най-малката едночипова система в света, която е напълно функционираща електронна схема с общ обем по-малък от 0,1 кубични милиметра. Системата е малка като прахов кърлеж и се вижда само под микроскоп.
За да постигне това, екипът използва ултразвук както за захранване, така и за комуникация с устройството безжично. Малкият чип може да бъде имплантиран чрез подкожна игла за измерване на вътрешна телесна температура, кръвно налягане, глюкоза и потенциално много повече.
Обикновено малката електроника разполага с радиочестотни (RF) модули за предаване и приемане на електромагнитни сигнали, но тези дължини на вълните са твърде големи, за да се използват с толкова малко устройство. Ултразвуковите дължини на вълните, от друга страна, са много по-малки при дадена честота, тъй като скоростта на звука е много по-малка от скоростта на светлината. Ето защо екипът е включил пиезоелектричен преобразувател, който действа като „антена“ за комуникация и захранване с устройството безжично, използвайки ултразвукови вълни.
Когато се комбинира с температурен сензор с ниска мощност, за да трансформира чипа в температурна сонда в реално време, устройството ще може да наблюдава телесната температура в допълнение към малките вариации в температурата, свързани с терапевтичното използване на ултразвук. Това трябва да е революционно за разработването на безжични, миниатюризирани имплантируеми медицински устройства, които могат да усещат различни неща, да се използват в клинични приложения и в крайна сметка да бъдат одобрени за употреба от хора.
„Това е хубав пример за технологията„ повече от Мур “- въведохме нови материали върху стандартния комплементарен метален оксид-полупроводник, за да осигурим нова функция“, каза ръководителят на екипа Кен Шепърд. „В този случай добавихме пиезоелектрични материали директно към интегралната схема, за да преобразуваме акустичната енергия в електрическата енергия.“
„Ултразвукът продължава да нараства от клинично значение, тъй като стават достъпни нови инструменти и техники. Тази работа продължава тази тенденция “, добави член на екипа Елиса Конофагу.
В момента доказателствената концепция на импланта е демонстрирана на живи мишки, където се използва за ултразвукова невростимулация. В експеримента те имплантират до седем мишки наведнъж с интрамускулно инжектиране чрез спринцовка.
Целта на екипа е да разработи чипове, които могат да се инжектират в тялото с подкожна игла и след това да комуникират обратно извън тялото с помощта на ултразвук, предоставяйки информация за нещо, което измерват локално. Настоящите устройства измерват телесната температура, но има много повече възможности, по които екипът работи.
Превод: Редакция „Нова Вест“, Ралица Димитрова
Планирането на екскурзия до Япония може да бъде вълнуващо, но и предизвикателно. За да се…
С всяка година интериорният дизайн се променя и развива, като носи нови тенденции и концепции…
Данъчната оценка на имот е процес, който се изисква при различни сделки или административни процедури,…
Пантофите за детска градина са неразделна част от ежедневието на всяко дете. Те не само…
Възможността да не сме единствените разумни същества във Вселената винаги е интригувала света. Какво ще…
Доколко животът на Земята се влияе от слънчевата радиация? Ново проучване доказа въздействието на електромагнитните…
Leave a Comment