可吞服感測器能持續監測胃腸道溫度

    美國麻省理工學院研究團隊開發出一種微型可吞服感測器，可在胃腸道內持續監測核心體溫，並每秒發送一次數據，為感染預警、麻醉監測和家庭健康管理提供了一種更精準的新工具。相關研究發表於新一期《自然 · 電子學》雜誌。

    近年來，市場上已有可吞服溫度感測器，但大多與複合維生素膠囊大小相當甚至更大，吞咽不便，並存在堵塞胃腸道的風險。這主要是由於其內部集成複雜電路，需要較大電池供電，佔據了膠囊大部分體積。

    此次，研究團隊對測溫電路、天線和電池等核心部件進行了微型化設計，並引入基於漏電流的低功耗振盪電路，使設備功耗顯著降低。漏電流是電路關閉時仍存在的微弱電流，其振盪頻率隨溫度變化而變化。

    該器件可集成在面積僅一平方毫米的矽晶片上，測溫精度達到0.01℃，功耗僅約十納瓦，因此只需一枚電壓一點五五伏、直徑四點八毫米、厚約一點六毫米的紐扣電池即可供電。

    為進一步減少能耗，研究團隊採用“背散射”通信技術，將大部分能量需求轉移至體外天線。外部天線發射超高頻無線電波，感測器內部天線對其進行調製後再反射回來，通過分析信號變化即可計算體溫值。該裝置每秒發送一次溫度資料，實現連續監測。

    這種感測器可用於多種場景，包括感染監測、麻醉期間和術後監測。它還可用於家庭環境以及運動員、士兵以及長期處於高溫或低溫環境中的人群。

    團隊在動物實驗中發現，無論是在麻醉狀態還是清醒活動狀態下，該感測器均能準確檢測並傳輸體溫資料。

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