口腔和额头温度计未必能准确反映人体的核心体温,市面上少数可吞咽的温度传感器又因为体积太大而难以吞服,甚至可能阻塞胃肠道。针对这一难题,麻省理工学院的工程师研制出一种仅6×4毫米的微型传感器,能够持续向体外发送体温数据。

指甲盖大小的芯片如何测温

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研究团队把整套电路集成到一块1平方毫米的硅芯片上,并设计了一种基于漏电流的振荡器。所谓漏电流,就是电路处于关闭状态时仍然流过的那一小股电流。它的频率会随芯片周围温度变化而改变,电路据此检测温度,精度达到0.01°C。整颗传感器只需一枚1.55伏纽扣电池供电。

为了进一步降低能耗,团队采用了“反向散射”策略,把大部分供电需求交给体外的天线完成。体外天线发出超高频无线电波,传感器内部天线对电波进行调制后再送回外部天线。外部天线通过解读无线电波的变化,就能算出对应的温度数值。

从术后观察到儿童发烧

论文第一作者、曾任MIT博士后、现任职于剑桥大学的萨兰·夏尔马表示,这是“我们在温度传感方案中见过的最小可吞咽胶囊”。研究团队设想,这种传感器未来可用于监测感染、观察麻醉期间和麻醉后的患者、追踪儿童发烧情况,还能帮助标记排卵周期。

它同样适用于运动员、军人或其他暴露在极端温度环境中的人群。论文资深作者之一、机械工程副教授乔瓦尼·特拉韦尔索说:“这样的传感器让我们有能力监测感染并及早发现它们。”他认为这对免疫功能低下等高危人群尤其重要。特拉韦尔索希望,这种设备最终能取代其他类型的体温计,服务所有人群。

该论文的另一位资深作者是MIT教务长阿南塔·钱德拉卡桑。研究团队没有在原文中给出产品上市时间表,但已经明确将其定位为一种面向连续核心体温监测的可吞咽方案。