Y học thông minh: Hệ thống không dây hỗ trợ các thiết bị có kích thước nhỏ bên trong cơ thể

Công nghệ này có khả năng cung cấp thuốc, theo dõi tình trạng y tế và hỗ trợ điều trị bệnh lý.

Các thiết bị cấy ghép hoạt động bởi sóng radio. Bằng cách không cần sử dụng pin, thiết bị cấy ghép có thể nhỏ bằng hạt gạo (có khả năng trở nên nhỏ hơn) và có thể an toàn nằm trong mô người mà không cần phải thay thế.

Trong các thử nghiệm ban đầu trên động vật, các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng các thiết bị này có thể được hỗ trợ thành công bởi sóng vô tuyến ở độ sâu 10 cm, với khoảng cách một mét.

Fadel Adib, trợ lý giáo sư tại Phòng thí nghiệm truyền thông của MIT đã tiết lộ sự phấn khích của ông về tiềm năng của công nghệ trong báo cáo của MIT News: “mặc dù các thiết bị cấy ghép nhỏ bé này không có pin, giờ đây chúng ta có thể kết nối với chúng từ khoảng cách bên ngoài cơ thể”.

Mạng lưới In ViVo (In ViVo Networking) trong vấn đề chăm sóc sức khỏe IoT

Các nhà nghiên cứu đặt tên cho hệ thống mới là In Vivo Networking (IVN). Một ăng-ten phát ra sóng radio ở các tần số hơi khác nhau. Khi di chuyển, sóng vỗ chồng lên nhau, kết hợp, và tại nơi các đỉnh sóng gặp nhau sẽ cung cấp đủ năng lượng cho thiết bị cấy ghép hoạt động.

Adib cho biết: “Chúng tôi đã chọn các tần số hơi khác nhau một chút, và khi làm như vậy, chúng tôi biết rằng vào một thời điểm nào đó, sóng tần số sẽ đạt cực đại gần như cùng một lúc. Khi chúng đạt cực đại cùng một lúc, chúng có thể tạo ra năng lượng vượt qua ngưỡng cần thiết để cấp nguồn cho thiết bị”.

Sự bùng nổ năng lượng này sau đó sẽ kích hoạt thiết bị để gửi thông tin trở lại ăng-ten. Hệ thống này cũng có cho phép các ăng-ten cung cấp năng lượng trên một diện tích lớn và cho nhiều thiết bị.

Đổi mới trong điều trị và chẩn đoán

Nghiên cứu mở ra hàng loại ứng dụng y tế hoàn toàn mới. Có thể kể ra bao gồm:  thiết bị đặt trong viên thuốc thông minh, có thể thực hiện điều tiết việc trao thuốc để điều trị các bệnh như sốt rét hoặc bệnh Alzheimer.

Các thiết bị cũng có thể theo dõi các cơ quan, mô và chuyển tiếp thông tin, như thông tin về áp suất, giám sát lượng glucose, hệ vi sinh đường ruột và tình trạng dạ dày, trở lại các thiết bị kết nối.

Bằng cách tích hợp các thiết bị với các chất kích thích thần kinh và cấy ghép chúng vào não, chúng cũng có thể thực hiện kích thích não để điều trị các bệnh như Parkinson hoặc động kinh, hoặc kiểm soát các mạch thần kinh thông qua thao tác quang học.

Việc sử dụng ánh sáng để kiểm soát các tế bào thần kinh trong mô sống trong nghiên cứu ngày càng gia tăng trong những năm gần đây, với tiềm năng rất lớn trong việc điều trị bệnh và các vấn đề sức khỏe tâm thần.

Trong năm 2010, quang học đã được chọn là Phương pháp của năm trên tất cả các lĩnh vực khoa học và kỹ thuật của tạp chí nghiên cứu đa ngành Nature Methods. Kỹ thuật này cũng được đưa ra trong một bài viết về ‘Đột phá của thập kỷ’ trong tạp chí nghiên cứu khoa học.

Lĩnh vực này có thể cung cấp thông tin chi tiết về các mã thần kinh liên quan đến chứng tự kỷ, tâm thần phân liệt, lạm dụng thuốc, lo âu hoặc trầm cảm. Trong khi đó, nghiên cứu về sử dụng chất quang học trong tim cũng đã đạt một số kết quả khả quan, hứa hẹn sẽ cung cấp một giải pháp thay thế trong tương lai.

Y học thông minh chắc chắn sẽ tăng trưởng mạnh mẽ trong vài năm tới, nhờ vào khối lượng dữ liệu phong phú, khả năng giám sát liên tục và khả năng kiểm soát tốt. Các nhà nghiên cứu hiện đang nghiên cứu để cung cấp năng lượng cho các thiết bị một cách hiệu quả hơn và với khoảng cách xa hơn.