ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ ಬಾಯಿಯ ಮತ್ತು ಹಣೆಯ ಥರ್ಮಾಮೀಟರ್‌ಗಳು ಹೆಚ್ಚಾಗಿ ದೇಹದ ಆಂತರಿಕ ತಾಪಮಾನವನ್ನು (core temperature) ನಿಖರವಾಗಿ ಪತ್ತೆಹಚ್ಚಲು ವಿಫಲವಾಗುತ್ತವೆ, ಮತ್ತು ಅಸ್ತಿತ್ವದಲ್ಲಿರುವ ನುಂಗಬಹುದಾದ ಸಾಧನಗಳು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಸುರಕ್ಷಿತವಾಗಿ ನುಂಗಲು ಅತಿಯಾದ ಗಾತ್ರವನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತವೆ. ಎಂಐಟಿ (MIT) ಇಂಜಿನಿಯರ್‌ಗಳು ಅಭೂತಪೂರ್ವ ಮಟ್ಟದಲ್ಲಿ ಆಂತರಿಕ ತಾಪಮಾನವನ್ನು ನಿರಂತರವಾಗಿ ಮೇಲ್ವಿಚಾರಣೆ ಮಾಡುವ ಕಿರು ಸಂವೇದಕವನ್ನು (miniature sensor) ಸೃಷ್ಟಿಸುವ ಮೂಲಕ ಆ ಕೊರತೆಯನ್ನು ನೀಗಿಸಿದ್ದಾರೆ.

ಇದುವರೆಗಿನ ಅತ್ಯಂತ ಚಿಕ್ಕದಾದ ನುಂಗಬಹುದಾದ ಸಂವೇದಕದ ವಿನ್ಯಾಸ

ತಂಡವು ಒಂದು ಚದರ ಮಿಲಿಮೀಟರ್ ಸಿಲಿಕಾನ್ ಚಿಪ್ ಮೇಲೆ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ ಅನ್ನು ಅಳವಡಿಸಿದೆ. ಇದನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿರುವ ಕ್ಯಾಪ್ಸುಲ್ ಕೇವಲ 6 × 4 ಮಿಮೀ ಅಳತೆಯನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ, ಇದನ್ನು ಲೀಡ್ ಆಥರ್ ಶರನ್ ಶರ್ಮಾ ಇದುವರೆಗಿನ ಅತ್ಯಂತ ಚಿಕ್ಕದಾದ ನುಂಗಬಹುದಾದ ತಾಪಮಾನ ಸಂವೇದಕ ಎಂದು ಕರೆಯುತ್ತಾರೆ.

ನಿಖರತೆಯನ್ನು ಕಾಪಾಡಿಕೊಳ್ಳಲು, ಅವರು ಲೀಕೇಜ್ ಕರೆಂಟ್ (leakage current) ಮೇಲೆ ಅವಲಂಬಿತವಾಗಿರುವ ಆಸಿಲೇಟರ್ ಅನ್ನು ನಿರ್ಮಿಸಿದ್ದಾರೆ—ಇದು ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ ಆಫ್ ಆಗಿದ್ದರೂ ಸಹ ಮುಂದುವರಿಯುವ ಸಣ್ಣ ವಿದ್ಯುತ್ ಪ್ರವಾಹವಾಗಿದೆ. ಈ ಪ್ರವಾಹವು ತಾಪಮಾನಕ್ಕೆ ಅನುಗುಣವಾಗಿ ಬದಲಾಗುವುದರಿಂದ, ಸಂವೇದಕವು 0.01 °C ರಷ್ಟು ಸಣ್ಣ ಬದಲಾವಣೆಗಳನ್ನು ಸಹ ಪತ್ತೆಹಚ್ಚುತ್ತದೆ.

ಬ್ಯಾಕ್‌ಸ್ಕೇಟರಿಂಗ್ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನದ ಮೂಲಕ ಕಡಿಮೆ-ಶಕ್ತಿ ವಿನ್ಯಾಸ

ಯಾವುದೇ ಆಂತರಿಕ ವೈದ್ಯಕೀಯ ಸಾಧನಕ್ಕೆ ಶಕ್ತಿಯು (Power) ಒಂದು ದೊಡ್ಡ ಸವಾಲಾಗಿದೆ. ಈ ಸಂವೇದಕವು 1.55-ವೋಲ್ಟ್ ಕಾಯಿನ್ ಸೆಲ್ ಮೇಲೆ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತದೆ, ಆದರೆ ಸಂಶೋಧಕರು ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಉಳಿಸಲು ಬ್ಯಾಕ್‌ಸ್ಕೇಟರ್ (backscatter) ವ್ಯವಸ್ಥೆಯನ್ನು ಸೇರಿಸಿದ್ದಾರೆ.

ಡೇಟಾವನ್ನು ಪ್ರಸಾರ ಮಾಡಲು ತನ್ನ ಬ್ಯಾಟರಿಯನ್ನು ಬಳಸುವ ಬದಲಿಗೆ, ಕ್ಯಾಪ್ಸುಲ್‌ನ ಆಂಟೆನಾ ಬಾಹ್ಯ ರೀಡರ್‌ನಿಂದ ಕಳುಹಿಸಲಾದ ಅಲ್ಟ್ರಾ-ಹೈ-ಫ್ರೀಕ್ವೆನ್ಸಿ ರೇಡಿಯೋ ತರಂಗಗಳನ್ನು ಮಾಡ್ಯುಲೇಟ್ ಮಾಡುತ್ತದೆ. ಬಾಹ್ಯ ರಿಸೀವರ್ ಪ್ರತಿಫಲಿತ ಸಿಗ್ನಲ್ ಅನ್ನು ಓದುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಆಂತರಿಕ ತಾಪಮಾನವನ್ನು ಲೆಕ್ಕಾಚಾರ ಮಾಡುತ್ತದೆ, ಇದರಿಂದಾಗಿ ಪ್ರಸರಣದ ಹೆಚ್ಚಿನ ಶಕ್ತಿಯು ಹೊರಗಿನ ಆಂಟೆನಾ ಬಳಿ ಉಳಿಯುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಕ್ಯಾಪ್ಸುಲ್‌ನ ಉಷ್ಣ ಹೊರಸೂಸುವಿಕೆಯು ಕನಿಷ್ಠ ಮಟ್ಟದಲ್ಲಿರುತ್ತದೆ.

ರಿಮೋಟ್ ಆರೋಗ್ಯ ಮೇಲ್ವಿಚಾರಣೆಯ ವ್ಯಾಪ್ತಿಯ ವಿಸ್ತರಣೆ

ನಿರಂತರವಾದ, ಅತಿಕ್ರಮಣ ಮಾಡದ (non-invasive) ದೇಹದ ಆಂತರಿಕ ತಾಪಮಾನದ ಡೇಟಾವು ಜ್ವರದ ಮೇಲ್ವಿಚಾರಣೆಯ ಆಚೆಗಿನ ಹೊಸ ಸಾಧ್ಯತೆಗಳನ್ನು ತೆರೆಯುತ್ತದೆ. ವೈದ್ಯರು ಸೋಂಕುಗಳನ್ನು ನೈಜ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಮೇಲ್ವಿಚಾರಣೆ ಮಾಡಬಹುದು, ವಿಶೇಷವಾಗಿ ರೋಗನಿರೋಧಕ ಶಕ್ತಿ ಕಡಿಮೆ ಇರುವ ರೋಗಿಗಳಲ್ಲಿ (immunosuppressed patients) ಆರಂಭಿಕ ಪತ್ತೆಯು ಸೆಪ್ಸಿಸ್ ಅನ್ನು ತಡೆಯುತ್ತದೆ. ಈ ಸಾಧನವು ಅನಿಸ್ತೇಷಿಯಾ (anesthesia) ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಮತ್ತು ನಂತರ ರೋಗಿಗಳನ್ನು ಮೇಲ್ವಿಚಾರಣೆ ಮಾಡಬಹುದು.

ಆಸ್ಪತ್ರೆಯ ಹೊರಗೆ, ಕ್ರೀಡಾಪಟುಗಳು ಮತ್ತು ಸೈನಿಕರು ದೇಹದ ಉಷ್ಣ ಒತ್ತಡವನ್ನು (heat stress) ಅಳೆಯಲು ಈ ಕ್ಯಾಪ್ಸುಲ್ ಅನ್ನು ಬಳಸಬಹುದು ಮತ್ತು ಮಹಿಳೆಯರು ಅಂಡಾಶಯದ ಹೊರಸೂಸುವಿಕೆಯ (ovulation) ಮೇಲ್ವಿಚಾರಣೆಗೆ ಹೆಚ್ಚು ನಿಖರವಾದ ತಾಪಮಾನದ ವಕ್ರರೇಖೆಯನ್ನು ಪಡೆಯಬಹುದು. ಇದು ಅಂತಿಮವಾಗಿ ದೈನಂದಿನ ಬಳಕೆಗೆ ಸಾಮಾನ್ಯ ಥರ್ಮಾಮೀಟರ್‌ಗಳ ಬದಲಿಗೆ ಬರಬಹುದು.

ಪ್ರಮುಖ ಅಂಶಗಳು

  • ಅತ್ಯಂತ ಸಣ್ಣ ಗಾತ್ರದ ವಿನ್ಯಾಸ (Extreme Miniaturization): 1 mm² ಸಿಲಿಕಾನ್ ಚಿಪ್ ಮತ್ತು 6 × 4 mm ಕ್ಯಾಪ್ಸುಲ್ ಹಿಂದಿನ ನುಂಗಬಹುದಾದ ಮಾದರಿಗಳ ನುಂಗುವಿಕೆ ಮತ್ತು ಅಡಚಣೆಯ ಅಪಾಯಗಳನ್ನು ನಿವಾರಿಸುತ್ತದೆ.
  • ಹೆಚ್ಚಿನ ನಿಖರತೆ ಮತ್ತು ದಕ್ಷತೆ: ಲೀಕೇಜ್-ಕರೆಂಟ್ ಆಸಿಲೇಟರ್‌ಗಳು 0.01 °C ನಿಖರತೆಯನ್ನು ನೀಡುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ಬ್ಯಾಕ್‌ಸ್ಕೇಟರ್ ಸಂವಹನವು ವಿದ್ಯುತ್ ಬಳಕೆಯನ್ನು ಗಣನೀಯವಾಗಿ ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ.
  • ಬಹುಮುಖಿ ವೈದ್ಯಕೀಯ ಅನ್ವಯಗಳು: ಸೋಂಕಿನ ಆರಂಭಿಕ ಪತ್ತೆ, ಅನಿಸ್ತೇಷಿಯಾ ಮೇಲ್ವಿಚಾರಣೆ ಮತ್ತು ಕ್ರೀಡಾಪಟುಗಳ ದೈಹಿಕ ಮೇಲ್ವಿಚಾರಣೆಗಾಗಿ ವಿನ್ಯಾಸಗೊಳಿಸಲಾಗಿದೆ.

ಎಂಐಟಿ ಇಂಜಿನಿಯರ್‌ಗಳು 6 ಮಿಮೀ × 4 ಮಿಮೀ ಕ್ಯಾಪ್ಸುಲ್‌ನಲ್ಲಿ ಹೊಂದಿಕೆಯಾಗುವ ಮತ್ತು 0.01 °C ನಿಖರತೆಯೊಂದಿಗೆ ದೇಹದ ಆಂತರಿಕ ತಾಪಮಾನವನ್ನು ಓದುವ ನುಂಗಬಹುದಾದ ತಾಪಮಾನ ಸಂವೇದಕವನ್ನು ಅನಾವರಣಗೊಳಿಸಿದ್ದಾರೆ. 1 mm² ಸಿಲಿಕಾನ್ ಚಿಪ್ ಅನ್ನು ಆಧರಿಸಿ ನಿರ್ಮಿಸಲಾದ ಇದು, ಸಣ್ಣ 1.55-ವೋಲ್ಟ್ ಕಾಯಿನ್ ಸೆಲ್‌ಗೆ ಬೇಕಾದ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡಲು ಲೀಕೇಜ್-ಕರೆಂಟ್ ಆಸಿಲೇಟರ್ ಮತ್ತು ಬ್ಯಾಕ್‌ಸ್ಕೇಟರ್ ಸಂವಹನವನ್ನು ಬಳಸುತ್ತದೆ.

ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ ಥರ್ಮಾಮೀಟರ್‌ಗಳು ಏಕೆ ಸಾಲದು

ಬಾಯಿಯ ಮತ್ತು ಹಣೆಯ ಥರ್ಮಾಮೀಟರ್‌ಗಳು ಕೇವಲ ಮೇಲ್ಮೈ ಉಷ್ಣತೆಯನ್ನು ಮಾತ್ರ ಸೆರೆಹಿಡಿಯುತ್ತವೆ, ಇದು ನಿಜವಾದ ಆಂತರಿಕ ತಾಪಮಾನಕ್ಕಿಂತ ವಿಳಂಬವಾಗಬಹುದು—ಇದು ತೀವ್ರ ಆರೈಕೆ ಘಟಕಗಳು (intensive-care settings), ಶಸ್ತ್ರಚಿಕಿತ್ಸೆ ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚಿನ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯ ಪರಿಸರಗಳಲ್ಲಿ ಒಂದು ನಿರ್ಣಾಯಕ ಕೊರತೆಯಾಗಿದೆ. ಅಸ್ತಿತ್ವದಲ್ಲಿರುವ ನುಂಗಬಹುದಾದ ಸಂವೇದಕಗಳು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ನುಂಗುವಿಕೆಯಲ್ಲಿ ತೊಂದರೆ ಮತ್ತು ಜಠರ-ಬಾಹ್ಯ ಅಡಚಣೆಯನ್ನು ಉಂಟುಮಾಡುವಷ್ಟು ದೊಡ್ಡದಾಗಿರುತ್ತವೆ. ಎಂಐಟಿ ತಂಡದ ಪರಿಹಾರವೆಂದರೆ, ಪ್ರಯೋಗಾಲಯದ ಮಟ್ಟದ ನಿಖರತೆಯನ್ನು ಉಳಿಸಿಕೊಳ್ಳುತ್ತಲೇ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ಸ್ ಅನ್ನು ಸುರಕ್ಷಿತವಾಗಿ ನುಂಗಬಹುದಾದ ಗಾತ್ರಕ್ಕೆ ಕುಗ್ಗಿಸುವುದು.

ಎಂಜಿನಿಯರಿಂಗ್ ಪ್ರಗತಿ

ಸಂವೇದಕದ ಹೃದಯಭಾಗವು ಲೀಕೇಜ್ ಕರೆಂಟ್ ಅನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಳ್ಳುವ ಆಸಿಲೇಟರ್ ಆಗಿದೆ—ಇದು ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ "ಆಫ್" ಆಗಿದ್ದರೂ ಸಹ ಮುಂದುವರಿಯುವ ಅತ್ಯಲ್ಪ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಪ್ರವಾಹವಾಗಿದೆ. ಈ ಪ್ರವಾಹವು ತಾಪಮಾನಕ್ಕೆ ಅನುಗುಣವಾಗಿ ಮುನ್ಸೂಚನೆ ನೀಡುವ ರೀತಿಯಲ್ಲಿ ಬದಲಾಗುತ್ತದೆ, ಆದ್ದರಿಂದ ಚಿಪ್ ದೇಹದ ಉಷ್ಣತೆಗೆ ಅನುಗುಣವಾಗಿ ಬದಲಾಗುವ ಫ್ರೀಕ್ವೆನ್ಸಿಯನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸುತ್ತದೆ. ಆಸಿಲೇಟರ್ ನೇರವಾಗಿ 1 mm² ಡೈ (die) ಮೇಲೆ ಇರುವುದರಿಂದ, ಯಾವುದೇ ಹೆಚ್ಚುವರಿ ತಾಪಮಾನ-ಸಂವೇದಕ ಘಟಕಗಳ ಅಗತ್ಯವಿಲ್ಲ, ಇದು ಸ್ಥಳವನ್ನು ಉಳಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಕ್ಯಾಲಿಬ್ರೇಶನ್ ಡ್ರಿಫ್ಟ್ ಅನ್ನು ತಪ್ಪಿಸುತ್ತದೆ.

ನುಂಗಬಹುದಾದ ಸಾಧನಗಳಿಗೆ ಶಕ್ತಿಯು ಮತ್ತೊಂದು ಅಡಚಣೆಯಾಗಿದೆ. 1.55-ವೋಲ್ಟ್ ಕಾಯಿನ್ ಸೆಲ್ ಮೂಲಭೂತ ಲಾಜಿಕ್‌ಗೆ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ನೀಡುತ್ತದೆ, ಆದರೆ ಬ್ಯಾಕ್‌ಸ್ಕೇಟರ್ ಡೇಟಾ ಪ್ರಸರಣವನ್ನು ನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತದೆ. ಕ್ಯಾಪ್ಸುಲ್‌ನಲ್ಲಿರುವ ಆಂಟೆನಾ ಬಾಹ್ಯ ರೀಡರ್‌ನಿಂದ ಕಳುಹಿಸಲಾದ ಅಲ್ಟ್ರಾ-ಹೈ-ಫ್ರೀಕ್ವೆನ್ಸಿ ರೇಡಿಯೋ ತರಂಗಗಳನ್ನು ಪ್ರತಿಫಲಿಸುತ್ತದೆ. ಪ್ರತಿಫಲಿತ ಸಿಗ್ನಲ್ ಅನ್ನು ಮಾಡ್ಯುಲೇಟ್ ಮಾಡುವ ಮೂಲಕ, ಕ್ಯಾಪ್ಸುಲ್ ತನ್ನದೇ ಆದ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ರೇಡಿಯೋ ಬರ್ಸ್ಟ್ ಉತ್ಪಾದಿಸಲು ವ್ಯಯಿಸದೆ ತನ್ನ ತಾಪಮಾನವನ್ನು ತಿಳಿಸುತ್ತದೆ. ಪ್ರಾಯೋಗಿಕವಾಗಿ, ಹೆಚ್ಚಿನ ಪ್ರಸರಣ ಶಕ್ತಿಯು ಬಾಹ್ಯ ಆಂಟೆನಾದಿಂದ ಬರುತ್ತದೆ, ಇದು ಬ್ಯಾಟರಿ ಜೀವಿತಾವಧಿಯನ್ನು ವಿಸ್ತರಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಕ್ಯಾಪ್ಸುಲ್‌ನ ಉಷ್ಣ ಹೊರಸೂಸುವಿಕೆಯನ್ನು ಕನಿಷ್ಠ ಮಟ್ಟದಲ್ಲಿಡುತ್ತದೆ.

ಆರೋಗ್ಯ ಮೇಲ್ವಿಚಾರಣೆಯ ಮೇಲೆ ಸಂಭಾವ್ಯ ಪರಿಣಾಮ

ಅನೆಸ್ತೇಷಿಯಾಲಜಿಸ್ಟ್‌ಗಳು ಶಸ್ತ್ರಚಿಕಿತ್ಸೆಯ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ದೇಹದ ಆಂತರಿಕ ತಾಪಮಾನವನ್ನು ನಿರಂತರವಾಗಿ ಮೇಲ್ವಿಚಾರಣೆ ಮಾಡುವ ಮೂಲಕ, ಹೈಪೋಥರ್ಮಿಯಾ ಸಂಬಂಧಿತ ತೊಡಕುಗಳನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡಬಹುದು. ಆಸ್ಪತ್ರೆಯ ಹೊರಗೆ, ಕಠಿಣ ಹವಾಮಾನದಲ್ಲಿ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುವ ಕ್ರೀಡಾಪಟುಗಳು ಮತ್ತು ಸೈನಿಕರು ಶಾಖದ ಒತ್ತಡದ (heat stress) ಬಗ್ಗೆ ನೈಜ-ಸಮಯದ ಮಾಹಿತಿಯನ್ನು ಪಡೆಯಬಹುದು, ಹಾಗೆಯೇ ಅಂಡೋತ್ಪತ್ತಿಯನ್ನು (ovulation) ಮೇಲ್ವಿಚಾರಣೆ ಮಾಡುವ ಮಹಿಳೆಯರು ಚರ್ಮದ ಮೇಲಿನ ತಾಪಮಾನ ಅಳೆಯುವ ವಿಧಾನಗಳಿಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚು ನಿಖರವಾದ ಆಂತರಿಕ ತಾಪಮಾನದ ವಕ್ರರೇಖೆಯಿಂದ ಪ್ರಯೋಜನ ಪಡೆಯಬಹುದು.

ಮುಂದೆ ಏನನ್ನು ಗಮನಿಸಬೇಕು

ಮುಖ್ಯ ಅಂಶ: ಲೀಕೇಜ್-ಕರೆಂಟ್ ತಾಪಮಾನ ಪತ್ತೆ (leakage-current temperature detection) ಮತ್ತು ಬ್ಯಾಕ್‌ಸ್ಕ್ಯಾಟರ್ ಡೇಟಾ ವರ್ಗಾವಣೆಯನ್ನು (backscatter data transfer) ಸಂಯೋಜಿಸುವ ಮೂಲಕ, ನುಂಗಬಹುದಾದ ಆಂತರಿಕ ತಾಪಮಾನ ಮಾನಿಟರ್ ಅತ್ಯಂತ ಸಣ್ಣದಾಗಿದ್ದು ಮತ್ತು ಕಡಿಮೆ ವಿದ್ಯುತ್ ಬಳಸುವಂತಿದೆ ಎಂದು MIT ಇಂಜಿನಿಯರ್‌ಗಳು ತೋರಿಸಿಕೊಟ್ಟಿದ್ದಾರೆ, ಇದು ನಿರಂತರ ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚಿನ ನಿಖರತೆಯ ಆರೋಗ್ಯ ಮೇಲ್ವಿಚಾರಣೆಯತ್ತ ವಾಸ್ತವಿಕ ಹಾದಿಯನ್ನು ರೂಪಿಸುತ್ತದೆ.