未来医学：新的微芯片技术可用于追踪智能药丸
加州理工学院的研究人员已经开发出一种原型的微型医疗设备，最终可以用“智能药丸”来诊断和治疗疾病。这项新技术的关键，以及它在其他微型医疗设备中的独特之处在于，它的位置可以精确地识别在人体内，这在以前被证明是具有挑战性的。
“梦是我们有微型设备，漫游我们的身体和诊断问题或固定的东西，”Azita Emami说，安得烈和Peggy Cherng电气工程和医学工程与传统医学研究所研究员教授，谁共同领导的研究随着化学工程和传统医学研究所研究员Mikhail Shapiro副教授”。在此之前，其中一个挑战是很难确定他们的身体在何处。”PCBA加工
一篇描述这个新装置的论文发表在九月的《自然生物医学工程》杂志上。主要作者是Manuel Monge（MS 10，博士17），谁是在Emami实验室的博士生，罗森加州理工学院生物工程中心的学者，现在工作在一家名为neuralink。Audrey Lee Gosselin，夏皮罗实验室的研究人员，也是一个作者。
被称为磁性自旋的可寻址发射器的原子，简称为原子，新的硅芯片设备借用了磁共振成像（MRI）的原理，在这一原理中，病人体内的原子的位置是用磁场来确定的。微器件也将位于磁场中，而不是依赖于身体的原子，芯片包含一组集成传感器、谐振器和无线传输技术，使他们能够模拟原子的磁共振特性。
夏皮罗说：“磁共振成像的一个关键原理是磁场梯度使两个不同位置的原子在两个不同的频率下共振，从而很容易分辨出它们在哪里。”我们希望在紧凑的集成电路中体现这一优雅原则。原子器件也在不同的频率下共振，这取决于它们在磁场中的位置。
“我们想让这个芯片的低功耗很小，而且有很多的工程挑战，“Emami说。”我们必须小心地平衡设备的大小，它所消耗的功率以及定位的准确程度。
研究人员说，设备仍然是初步的但有一天将作为微型机器人看守我们的身体，监测患者的胃肠道、血液或脑。这些设备可以测量显示病人健康状况的因素，如pH值、温度、压力、血糖浓度以及向医生传递信息。或者，该设备甚至可以指示释放药物。
“你可以有几十个微型装置在身体周围进行测量或介入疾病。这些设备都是完全相同的，但是原子设备可以让你知道它们都在哪里，并与他们所有人同时交谈，”夏皮罗说。他比那1966个科幻电影的神奇之旅，其中一艘潜艇和船员被缩小到微观的尺寸和注入病人血液医治他从里面但是，正如夏皮罗所说，“而不是发送一个单一的潜艇，你可以发送一个舰队。”
原子的概念是在一个宴会上。夏皮罗和Emami在讨论医学成像技术各自的领域夏皮罗工程师细胞，如MRI和Emami创建医疗传感和执行行动在身体当他们结合自己的兴趣进入一个新的想法的微芯片装置。他们知道在体微定位，MRI技术夏皮罗的知识与Emami的知识创造的微器件相结合可以解决这一问题的领域和实现长期的挑战。Monge被请来帮助实现在硅芯片的形式观念。
 ；“这芯片是独一无二的：有没有其他的芯片上运行这些原则，“Monge说。”将所有的组件放在一个非常小的设备，同时保持低功耗是一个大课题。”Monge这样的研究作为他的博士论文的一部分，这是最近获得查尔斯奖的枯加州理工学院的电气工程系。
最终的原型芯片经过测试并证明能在老鼠身上工作，其表面面积为1.4平方毫米，比硬币小250倍。它包括磁场传感器、集成天线、无线供电装置和根据磁场强度调整其射频信号以无线传输芯片位置的电路。
“在常规MRI，所有这些特征本质上是原子中的，“Monge说。”我们必须创建一个能在功能上模仿我们芯片的体系结构。”
Whitney Clavin写的