или гидролокаторы уже давно используются для обеспечения связи под водой в военных нуждах. Ученые из университета Буффало работают над созданием миниатюрного устройства, применяя ту же технологию. Устройство, вживленное в организм пациента, предназначается для оперативного лечения серьезных заболеваний – например, диабета или кардиологических заболеваний.
Датчики используют ультразвуковые сигналы, которые выводят информацию на медицинские устройства, имплантированные или носимые на теле.
«Мы усовершенствуем биомедицинское оборудование, оно станет более прогрессивным, и мы сможем лечить людей, страдающих многими болезнями», – говорит Томмазо Мелодиа (Tommaso Melodia), профессор, специалист в области электрооборудования.
Национальный научный фонд (NSF) при правительстве США спонсировал 449 тысяч долларов на поддержку пятилетнего проекта Томмазо Мелодиа «Создание сенсорной сети для связи с имплантированными биомедицинскими устройствами». Для начинающего ученого считается очень престижным получить такой грант.
Идея создания беспроводной сети физиологических сенсоров, также называемая сетью, построенной «вокруг» человека, не является новой. От силы десять лет назад ученые начали разрабатывать эту технологию.
Однако внимание ученых было сосредоточено лишь на способе объединения всех датчиков с помощью электромагнитных волн в заданном радиодиапазоне. Та же технология используется и для управления мобильной связью, навигаторами и другими беспроводными устройствами.
Несмотря на эффективность, у технологии радиоволн есть и недостатки, это – тепло, которое они генерируют. «Для создания такой сети требуется много энергии», – объясняет Томмазо Мелодиа. «Причина – свойства человеческой кожи и мышц, которые являются плохими проводниками и слабо пропускают радиоволны».
Ультразвуковые сигналы смогли бы устранить недостатки технологии, считает ученый. Приблизительно на 65 процентов тело человека состоит из воды. Устройства, применяемые с медицинской целью, например, для измерений ритма сердца или уровня кислорода в крови, гораздо эффективнее объединить через ультразвуковые импульсы, чем радиоволны.
«Если представить, как сонар служит средством связи между подводными лодками и определяет под водой нахождение субмарины, становится ясно, что тот же принцип сработает для создания сети сенсоров, только миниатюрных, обеспечивая лечение многих болезней».
Ещё одним примером осуществления технологии является объединение сенсора, контролирующего уровень сахара в крови, с инсулиновой помпой. Сенсор следит за глюкозой в крови, своевременно определяет и настраивает дозировку инсулина, который подается помпой.
Томмазо Мелодиа при поддержке фонда продолжит свои исследования и эксперименты по созданию беспроводной сенсорной сети. Энрико Сантагати (Enrico Santagati), который активно участвует в этом проекте, как и другие выпускники университета Буффало, также поддерживается Национальным научным фондом.
Исследовательский проект ученых университета Буффало будет направлен на устранение повышения температуры тела в результате нагрева при передаче сигнала между датчиками; на разработку сетевых протоколов для физиологических датчиков, вживленных в тело; на создание прототипа с перестраиваемой структурой для оценки действия сети.