Los procesos médicos como las imágenes a menudo requieren abrir a alguien o hacer que traguen tubos enormes con cámaras. Pero, ¿qué pasaría si pudiera obtener los mismos resultados con métodos que son menos costosos, invasivos y requieren mucho tiempo?
Los investigadores del Laboratorio de Ciencias de la Computación e Inteligencia Artificial CSAIL del MIT, dirigido por la profesora Dina Katabi, están trabajando exactamente en eso con ReMix, un sistema que describen como un "GPS en el cuerpo". ReMix puede determinar la ubicación de los implantes ingeribles en el interiorel cuerpo utiliza señales inalámbricas de baja potencia. En pruebas con animales, el equipo demostró que pueden rastrear implantes con una precisión de centímetro y dijo que un día podrían usarse implantes similares para administrar medicamentos a regiones específicas del cuerpo.
Para probar ReMix, el grupo de Katabi implantó primero un marcador pequeño en los tejidos animales. Para seguir su movimiento, utilizaron un dispositivo inalámbrico que refleja las señales de radio al paciente y un algoritmo especial para determinar la ubicación exacta del marcador. El equipousó una tecnología inalámbrica que previamente han demostrado para detectar la frecuencia cardíaca, la respiración y el movimiento.
Curiosamente, el marcador dentro del cuerpo no necesita transmitir ninguna señal inalámbrica. Simplemente refleja la señal transmitida por un dispositivo fuera del cuerpo, sin necesidad de una batería o cualquier otra fuente externa de energía.
Un desafío clave en el uso de señales inalámbricas de esta manera son los muchos reflejos competitivos que rebotan en el cuerpo de una persona. De hecho, las señales que se reflejan en la piel de una persona son en realidad 100 millones de veces más potentes que las señales del marcador metálico en sí mismo.
Para superar esto, el equipo diseñó un enfoque que esencialmente separa las señales de piel interferentes de las que están tratando de medir. Lo hicieron usando un pequeño dispositivo semiconductor llamado "diodo" que puede mezclar las señales para que el equipoluego puede filtrar las señales relacionadas con la máscara. Por ejemplo, si la máscara se refleja a frecuencias de F1 y F2, el diodo crea nuevas combinaciones de esas frecuencias, como F1-F2 y F1 + F2. Cuando todas las señales se reflejan de nuevo aEn el sistema, el sistema solo recoge las frecuencias combinadas, filtrando así las frecuencias originales que provienen de la piel del paciente.
"La capacidad de sentir continuamente dentro del cuerpo humano ha sido en gran medida un sueño lejano", dice Romit Roy Choudhury, profesor de ingeniería eléctrica y ciencias de la computación en la Universidad de Illinois, que no participó en la investigación ".el obstáculo ha sido la comunicación inalámbrica a un dispositivo y su localización continua. ReMix da un salto en esta dirección al mostrar que el componente inalámbrico de los dispositivos implantables ya no puede ser el cuello de botella ".
Una posible aplicación para ReMix es la terapia de protones, un tipo de tratamiento contra el cáncer que consiste en bombardear tumores con haces de protones controlados por imanes. El enfoque permite a los médicos recetar dosis más altas de radiación, pero requiere un grado muy alto de precisión, quesignifica que generalmente se limita solo a ciertos tipos de cáncer.
Su éxito depende de algo que en realidad es poco confiable: un tumor que permanece exactamente donde está durante el proceso de radiación. Si un tumor se mueve, entonces áreas sanas podrían estar expuestas a la radiación. Pero con un marcador pequeño como el de ReMix, los médicos podrían mejorarDeterminar la ubicación de un tumor en tiempo real y poder pausar el tratamiento o dirigir el haz a la posición correcta para manejar el movimiento. Para ser claros, ReMix aún no es lo suficientemente preciso como para usarse en entornos clínicos- Katabi dice que un margen de error más cercano a un par de milímetros sería necesario para la implementación real.
mirando hacia el futuro
Todavía hay muchos desafíos por delante para mejorar ReMix. A continuación, el equipo espera combinar los datos inalámbricos con información médica como los escáneres de resonancia magnética para mejorar aún más la precisión del sistema. Además, el equipo continuará reevaluando el algoritmo y las diversas operaciones comerciales.offs necesarios para dar cuenta de la complejidad de los cuerpos de diferentes personas.
"Queremos un modelo que sea técnicamente factible, pero que sea lo suficientemente complejo como para representar con precisión el cuerpo humano", dice el estudiante de doctorado Deepak Vasisht, autor principal del nuevo artículo. "Si queremos utilizar esta tecnología en pacientes con cáncer reales algún día", tendrá que venir de modelar mejor la estructura física de una persona ".
ReMix fue desarrollado en colaboración con investigadores del Hospital General de Massachusetts MGH. El equipo dice que tales sistemas podrían ayudar a permitir una adopción más generalizada de los centros de terapia de protones, de los cuales solo hay unos 100 en todo el mundo.
"Una razón por la que [la terapia de protones] es tan costosa es por el costo de instalar el hardware", dice Vasisht. "Si estos sistemas pueden alentar más aplicaciones de la tecnología, habrá más demanda, lo que significará más terapiacentros y precios más bajos para pacientes ".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Instituto de Tecnología de Massachusetts, CSAIL . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Cite esta página :