تم تطوير جهاز لوحي ذكي لقياس درجة الحرارة داخل الجسم بشكل مستمر

إن طرقنا المعتادة لقياس درجة حرارة الجسم – سواء باستخدام مقياس الحرارة الزئبقي أو الإلكتروني، سواء في الفم أو تحت الإبط – ليست دقيقة بما فيه الكفاية في تحديد درجة الحرارة الداخلية للجسم. قد يكون الحل عبارة عن مستشعر قابل للهضم.

تم تطوير هذا في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا (MIT). إنها كبسولة تشبه التوت، والتي تمر عبر الجهاز الهضمي، وتنقل باستمرار بيانات عن درجة الحرارة الداخلية. نشرت المجلة مقالا عن المنتج الجديد إلكترونيات الطبيعة.

لقد وضع المطورون لأنفسهم هدفين يبدو أنهما متنافيان: تقليل الحجم والمراقبة المستمرة. تتطلب قياسات درجة الحرارة الدقيقة والنقل في الوقت الفعلي دوائر أكثر تعقيدًا، مما يؤدي بدوره إلى زيادة استهلاك الطاقة – مما يعني الحاجة إلى بطارية أكبر.

يقول جيوفاني ترافيرسو، أخصائي أمراض الجهاز الهضمي في مستشفى بريجهام والنساء والأستاذ المساعد في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا، الذي قاد الدراسة: “السبب الرئيسي وراء صغر حجمها هو السلامة. نحن بحاجة إلى جهاز صغير جدًا بحيث يكون خطر أي انسداد أو إعاقة في حده الأدنى ويمكن ابتلاعه بسهولة”.

قام المطورون بتقليل جميع مكونات الجهاز. بالنسبة للدائرة، قاموا بتصميم شريحة خاصة بهم على رقاقة سيليكون بمساحة 1 مم². المستشعر الحراري عبارة عن مولد يعتمد على تيار التسرب على الترانزستورات في وضع العتبة الفرعية – ويعتمد تردده على درجة الحرارة. لا يوجد جهاز إرسال في “مقياس حرارة التوت” على الإطلاق – يتم الاتصال عن طريق تعديل الإشارة من هوائي خارجي.

ونتيجة لذلك، كان من الممكن زيادة استهلاك الطاقة إلى 10 ن.و. يتيح ذلك تشغيل الكبسولة بواسطة بطارية خلية صغيرة من أكسيد الفضة يبلغ قطرها 4.8 ملم وسمكها حوالي 1.6 ملم (جهد 1.55 فولت).

قال مهندس الإلكترونيات سارانش شارما من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا، والمؤلف الأول للدراسة: “لقد جمعنا كل هذه الأجزاء المختلفة معًا – شريحة سيليكون وبطارية وهوائي – وحولناها إلى كبسولة قابلة للبلع. هذه هي أصغر كبسولة درجة حرارة قابلة للبلع رأيناها على الإطلاق”.

يتم قياس درجة الحرارة بدقة 0.1 درجة مئوية، ويتم إرسال القراءات مرة واحدة في الثانية، مما يسمح بالمراقبة المستمرة.

يمكن أن يكون هذا المستشعر مفيدًا في مواقف مختلفة: للكشف عن الالتهابات ومراقبة المرضى أثناء التخدير وبعده. غالبًا ما يعطل التخدير آليات التنظيم الحراري الطبيعية للجسم، مما قد يؤدي إلى انخفاض حرارة الجسم لدى المريض.

يمكن استخدام الجهاز أيضًا في المنزل – لمراقبة درجة حرارة الأطفال، وقياس درجة الحرارة الأساسية كمؤشر للإباضة (لأغراض تنظيم الأسرة)، ومراقبة الرياضيين والعسكريين أو أي شخص آخر قد يتعرض لدرجات حرارة شديدة.

ويعتقد ترافيرسو أن آفاق المنتج الجديد أوسع: “أعتقد أن أجهزة الاستشعار هذه يمكن أن تحل محل جميع أجهزة قياس الحرارة، لأن هذه هي الطريقة الأكثر دقة لقياس درجة الحرارة”.

وقد تم اختبار أجهزة الاستشعار على الحيوانات المخدرة والمستيقظة، ومن الممكن إجراء دراسات بشرية في السنوات القليلة المقبلة. وفي الوقت نفسه، يعمل العلماء على دمج مستشعر درجة الحرارة مع أجهزة استشعار أخرى تقيس العلامات الحيوية، مثل معدل ضربات القلب.