«Мечта пребывает в том, что у нас будут устройства микромасштаба, каковые бродят по отечественным телам и либо диагностируют неприятности либо чинят вещи», говорит Асита Эмами, доктор наук Эндрю и Пегги Чернг Электротехники и Наследия и Медицинской Разработки Медицинский Следователь НИИ, кто co-led изучение наровне с доцентом Наследия и Химического машиностроения Медицинский Следователь НИИ Михаил Шапиро. «Сейчас одна из неприятностей была то, что было тяжело сообщить, где они находятся в теле».Статья, обрисовывающая новое устройство, появляется в сентябрьском выпуске издания Nature Biomedical Engineering. Ведущий создатель – Манюэль Монж (MS ’10, врач философии ’17), кто был докторантом в лаборатории Эмэми и Ученым Центра Биоинженерии Розена в Калифорнийском технологическом университете, и сейчас трудится в компании называющиеся Neuralink.
Одри Ли-Госселин, лаборант-исследователь в лаборатории Шапиро, есть кроме этого автором.Названные АТОМЫ, что мал для адресуемых передатчиков, управляемых как магнитные вращения, новые устройства кремниевого чипа, одалживают у правил магнитно-резонансной томографии (MRI), в которой расположение атомов в теле больного выяснено, применяя магнитные поля.
Микроустройства были бы кроме этого находятся в теле, применяя магнитные поля – а скорее, чем доверие атомам тела, жареный картофель содержит последовательность интегрированных датчиков, беспроводной технологии и резонаторов передачи, которая разрешила бы им подражать особенностям магнитного резонанса атомов.«Основной принцип МРТ – то, что градиент магнитного поля заставляет атомы в двух разных местах резонировать на двух разных частотах, облегчая сказать, где они», говорит Шапиро. «Мы желали воплотить данный красивый принцип в компактной интегральной схеме. Устройства АТОМОВ кроме этого резонируют на разных частотах в зависимости от того, где они находятся в магнитном поле».«Мы желали сделать данный чип весьма мелким с низким энергопотреблением, и это идет с громадным числом технических неприятностей», говорит Эмэми. «Мы должны были шепетильно уравновесить размер устройства с тем, сколько энергии это потребляет и как прекрасно ее расположение возможно совершенно верно выяснено».
Исследователи говорят, что устройства все еще предварительны, но имели возможность в один раз являться миниатюрными автоматизированными главами отечественных тел, осуществляя контроль желудочно-кишечный тракт больного, кровь либо мозг. Устройства имели возможность измерить факторы, каковые говорят о здоровье больного – для того чтобы как pH, температура, давление, сахарные концентрации – и реле та информация докторам. Либо, устройствам возможно было кроме того приказать выпустить наркотики.«У Вас могли быть десятки устройств микромасштаба, едущих около измерений проводящего тела либо вмешательства в заболевание.
Эти устройства смогут все быть аналогичными, но устройства АТОМОВ разрешили бы Вам знать, где они все и говорят со всеми ними сходу», говорит Шапиро. Он сравнивает его с научно-фантастическим фильмом Fantastic Voyage 1966 года, в котором подлодка и ее команда сокращены к микроскопическому размеру и введены в кровоток больного, дабы излечить его с внутренней части – но, потому, что Шапиро говорит, «вместо того, дабы отправить единственную подлодку, Вы имели возможность отправить флотилию».
Мысль для АТОМОВ показалась на званом обеде. Шапиро и Эмэми обсуждали их соответствующие области – клетки инженеров Шапиро для медицинских способов отображения, таких как МРТ, и Эмэми формирует чипы для выполнения действий и медицинского ощущения в теле – в то время, когда они взяли идею объединить их интересы в новое устройство. Они знали, что размещение микроустройств в теле было давешней проблемой в области и осознало, что объединение знания Шапиро в технологии МРТ с экспертными знаниями Эмэми в создании микроустройств имело возможность возможно решить проблему. Монж был включен в перечень, дабы оказать помощь понять идею в форме кремниевого чипа.
«Данный чип всецело неповторим: нет никакого другого жареного картофеля, что воздействует на эти правила», говорит Монж. «Интеграция всех компонентов совместно в весьма мелком устройстве, поддерживая власть на низком уровне была громадной задачей». Монж совершил это изучение как часть его диссертации, которая была сравнительно не так давно удостоена Призом Чарльза Вилтса Отделом Калифорнийского технологического университета Электротехники.У чипа умело-промышленного примера, что был проверен и доказан трудиться у мышей, имеется площадь поверхности 1,4 квадратных миллиметров, в 250 раз меньших, чем пенс.
Это содержит датчик магнитного поля, интегрированные антенны, устройство включения радио и схема, которая регулирует ее сигнал радиочастоты на базе силы магнитного поля к посредством беспроводных разработок, передают расположение чипа.«В простой МРТ все эти особенности характерно отысканы в атомах», говорит Монж. «Мы должны были создать архитектуру, которая функционально подражает им для отечественного чипа».Тогда как текущий чип прототипа может передать собственный расположение в теле, следующий ход обязан выстроить тот, что может и передать его государства и местоположение тела смысла.
«Мы желаем выстроить устройство, которое может пройти через желудочно-кишечный тракт и не только сообщить нам, где это, всего лишь информируют данные о разных частях тела и как они делают».