GPS внутри тела: медики научились отслеживать движение "молчащих" имплантатов

Пока новая система определяет положение имплантата с сантиметровой точностью. Исследователи планируют добиться миллиметровой.
Фото MIT CSAIL.

Учёные нашли способ в реальном времени определять положение подвижных устройств, имплантированных в тело. Важно, что имплантат не тратит на это энергию и благодаря этому может проработать дольше. О таком результате сообщается в пресс-релизе Массачусетского технологического института.

Подвижные имплантаты – будущее медицины. Они могут использоваться для самых разных целей, например, адресной доставки лекарств, а в будущем даже для проведения хирургической операции внутри тела. Если медики научаться точно определять положение клеток раковой опухоли, помеченных особыми маркерами, не придётся подставлять под облучение здоровые ткани. Но как узнать, где находится нужное устройство, будь то маркер или имплантат?

Можно поддерживать с ним связь по тонким проводам, но это фактически приковывает пациента к внешней части системы. Даже если она переносная, это неудобно во многих жизненных ситуациях. К тому же провод можно нечаянно оборвать, а ещё он может послужить "воротами" для инфекций.

Можно поддерживать связь при помощи радиоволн. Но имплантат, который бы их испускал, в таком случае невозможно подзарядить. Правда, разрабатываются технологии беспроводной зарядки, но пока такое воздействие чревато серьёзным повреждением кожи. Поэтому на сегодняшний день для того, чтобы имплантат проработал подольше, важно, чтобы он тратил поменьше драгоценных запасов энергии.

Наконец, можно сделать рентгеновский снимок, провести МРТ или другое подобное исследование. Однако и этот вариант не лишён недостатков. Во-первых, человек не может всё время находиться в подобном сканере, а для некоторых задач необходимо отслеживать положение устройства в реальном времени. Во-вторых, рентгеновские лучи небезопасны для здоровья, а МРТ нельзя делать, если в имплантате есть металлические детали: в момент включения магнитного поля в них наводится сильный ток.

 

Группа во главе с Диной Катаби (Dina Katabi) решила устранить имеющиеся недостатки. Инженеры использовали свою разработку прошлых лет, позволяющую отслеживать движение объектов, в том числе сквозь стены. Речь идёт об использовании радиосигнала, по характеристикам похожего на обычный Wi-Fi, для создания своеобразного радара.

Новая по сравнению с предыдущими исследованиями задача заключалась в том, чтобы выделить сигнал, отражённый именно от имплантата, а не от чего-либо иного. Непростая задача, ведь волны, отражённые от кожи пациента, в сто миллионов (!) раз интенсивнее, чем отразившиеся от имплантированного устройства. Для этого авторы разработали специальный алгоритм, работающий с частотами отражённых сигналов.

Испытания системы, которую авторы назвали ReMix, проводились на мышах. Тесты показали, что положение имплантата успешно определяется с точностью до сантиметра. Однако для практических применений нужна хотя бы миллиметровая точность. Над её достижением авторы сейчас и работают.

Напомним, что "Вести.Наука" (nauka.vesti.ru) ранее писали о рекордно тонком эндоскопе, камере, которая видит человека насквозь, и "наблюдателе", вводимом в тело человека сквозь шприц.

Сегодня