Новый «GPS» поможет ориентироваться внутри организма
Специалисты Массачусетского технологического института разработали систему GPS для организма. Устройство, названное ReMix, может отслеживать положение проглоченных имплантатов с помощью маломощных беспроводных сигналов.
Исследование ведется Лабораторией информатики и искусственного интеллекта (CSAIL) под руководством профессора Дины Катаби, сообщает eurekalert.org. Медицинская визуализация часто требует хирургического вмешательства или введения массивных трубок с камерами. ReMix упрощает задачу, показывая местоположение проглоченного имплантата внутри организма с сантиметровой точностью, считывая маломощные беспроводные сигналы. В будущем подобные структуры могут использоваться для доставки препаратов в определенные участки тела.
Для проверки ReMix специалисты сначала вживили небольшой маркер в животные ткани. Его движение отслеживалось беспроводным устройством, отражающим радиосигналы на пациента, и специальным алгоритмом, указывающим на точное положение имплантата. Ранее команда демонстрировала, что эта технология позволяет определять сердцебиение, дыхание и движение.
Имплантату не нужно самому испускать беспроводные сигналы. Он просто отражает импульс устройства, находящегося вне организма, не нуждаясь в батарейке или другом внешнем источнике энергии.
Основной проблемой проекта стала конкуренция этих данных. Сигналы отражающиеся от кожи человека, в 100 миллионов раз мощнее импульсов от металлического маркера. Для решения вопроса команда разработала систему, эффективно отделяющую нужную для измерения информацию от «мусора». В ее основу легло полупроводниковое устройство, «диод», смешивающий сигналы для последующей фильтрации. Так, если кожа отражает частоты F1 и F2, аппарат создает их новые сочетания, вроде F1-F2 и F1+F2. Система, при поступлении данных, выбирает только скомбинированные частоты.
«Способность непрерывно чувствовать состояние внутри человеческого организма долго оставалось далекой мечтой, — сказал профессор Ромит Рой Чоудхури из Иллинойского университета, не участвовавший в работе. – Одним из препятствий была беспроводная связь с устройством для постоянной локализации. ReMix предлагает решение проблемы».
Одно из потенциальных применений системы – протонная терапия, разновидность лечения рака, включающая бомбардировку опухоли лучами управляемых магнитами частиц. Метод требует высокой точности и обычно используется только для определенных типов онкологии. ReMix способен упростить и удешевить данное лечение.
