
近年来,微型医疗设备的发展不断推动精准医疗的进步。新一代微型设备“ATOMS”采用核磁共振成像(MRI)原理,能够在体内实现精准定位和实时监测,为疾病诊断和治疗提供了全新的技术手段。
传统的微型医疗设备如“智能药丸”,可以沿着消化道释放药物,实现定向治疗,但其最大难题在于难以实现对病变部位的精准定位和实时监控。为解决这一难题,加州理工学院的研究团队开发出了ATOMS设备,利用磁共振成像的核心原理,结合微型传感器技术,实现了体内的高精度定位与监测功能。
核磁共振成像(MRI)原理基础介绍:人体由大量水分子组成,水中的氢原子在强磁场中会产生共振信号。通过施加梯度磁场,可以精确确定每个像素的三维坐标,从而重建出人体内部结构的高分辨率图像。研究团队将这一原理应用于微型芯片中,使其在体内也能模拟MRI的成像和定位功能。
ATOMS芯片由集成传感器、谐振器和无线传输模块组成,能够模拟磁共振的原理,通过调节磁场和频率,实现对芯片位置的识别和周围组织的监测。研究人员表示:“我们希望将此技术应用于体内微型机器人,实现对目标组织的精准定位和实时监测,为个性化治疗提供支持。”
目前,ATOMS芯片已在小鼠体内成功测试,芯片面积仅为1.4平方毫米,比一分钱还小250倍,集成了磁场传感器、天线、无线供电和磁场调控电路。未来,随着技术的不断完善,该芯片有望发展成为微型机器人,用于监测胃肠道、血液或大脑等部位,辅助疾病诊断和精准治疗。
专家评论:“ATOMS的核心创新在于将MRI的高精度定位技术微型化,突破了传统微型设备在定位和监测方面的局限。”研究者们指出,未来该技术有望实现多参数、多部位的同步监测,极大提升个性化医疗的水平。
关于该研究的详细信息,已在《自然生物医学工程》杂志9月刊发表,主要作者为Emami实验室的博士生Manuel Monge。该技术的问世,预示着微型医疗设备在智能化和精准化方面迈出了重要一步,为未来的疾病诊断和治疗提供了新的可能性。