பாரம்பரிய வாய் மற்றும் நெற்றி வெப்பமானிகள் பெரும்பாலும் உடலின் உண்மையான மைய வெப்பநிலையை (core temperature) துல்லியமாகக் கண்டறிவதில்லை, மேலும் தற்போதுள்ள உட்கொள்ளக்கூடிய சாதனங்கள் விழுங்குவதற்கு மிகவும் பெரியதாக உள்ளன. MIT பொறியாளர்கள் முன்னெப்போதும் இல்லாத அளவில் உடலின் உட்புற வெப்பநிலையைத் தொடர்ச்சியாகக் கண்காணிக்கும் ஒரு சிறிய சென்சாரை உருவாக்குவதன் மூலம் அந்த இடைவெளியை நிரப்பியுள்ளனர்.

இதுவரை உருவாக்கப்பட்ட மிகச்சிறிய உட்கொள்ளக்கூடிய சென்சார்

இந்தத் குழு ஒரு சதுர மில்லிமீட்டர் சிலிக்கான் சிப்பிலேயே ஒரு மின்சுற்றைத் (circuit) திணித்துள்ளது. அதைத் தாங்கியிருக்கும் காப்ஸ்யூல் (capsule) வெறும் 6 × 4 மிமீ அளவு மட்டுமே உள்ளது, இதை முதன்மை ஆசிரியர் சரண்ஷ் ஷர்மா (Saransh Sharma) இதுவரை உருவாக்கப்பட்ட மிகச்சிறிய உட்கொள்ளக்கூடிய வெப்பநிலை சென்சார் என்று அழைக்கிறார்.

துல்லியத்தைப் பேணுவதற்காக, அவர்கள் 'லீக்கேஜ் கரண்ட்' (leakage current) எனப்படும் கசிவு மின்னோட்டத்தைச் சார்ந்த ஒரு ஆஸிலேட்டரை (oscillator) உருவாக்கினர்—இது மின்சுற்று அணைக்கப்பட்டிருந்தாலும் தொடரும் ஒரு மிகச்சிறிய மின்னோட்டமாகும். இந்த மின்னோட்டம் வெப்பநிலைக்கு ஏற்ப மாறுவதால், சென்சார் 0.01 °C போன்ற மிகச்சிறிய மாற்றங்களைக் கூடக் கண்டறியும்.

பேக்ஸ்கேட்டரிங் (Backscattering) தொழில்நுட்பம் மூலம் குறைந்த மின் நுகர்வு வடிவமைப்பு

எந்தவொரு உட்புற மருத்துவச் சாதனத்திற்கும் மின்சாரம் ஒரு முக்கிய சவாலாகும். இந்த சென்சார் 1.55-வோல்ட் காயின் செல்லில் (coin cell) இயங்குகிறது, ஆனால் ஆராய்ச்சியாளர்கள் ஆற்றலைச் சேமிக்க ஒரு பேக்ஸ்கேட்டர் அமைப்பைச் சேர்த்துள்ளனர்.

தரவுகளைப் பரப்ப அதன் பேட்டரியைப் பயன்படுத்துவதற்குப் பதிலாக, காப்ஸ்யூலின் ஆண்டெனா வெளிப்புற ரீடரிலிருந்து (external reader) அனுப்பப்படும் அதி-அதிர்வெண் ரேடியோ அலைகளை (ultra-high-frequency radio waves) மாற்றி அமைக்கிறது (modulates). வெளிப்புற ரிசீவர் பிரதிபலிக்கும் சிக்னலைப் படித்து உட்புற வெப்பநிலையைக் கணக்கிடுகிறது, இதனால் பெரும்பாலானத் தரவுப் பரிமாற்ற ஆற்றல் வெளிப்புற ஆண்டெனாவிலேயே இருக்கும் மற்றும் காப்ஸ்யூலின் வெப்ப வெளியீடு மிகக் குறைவாகவே இருக்கும்.

தொலைதூர சுகாதாரக் கண்காணிப்பின் எல்லைகளை விரிவுபடுத்துதல்

தொடர்ச்சியான, உடலுக்குப் பாதிப்பு ஏற்படுத்தாத (non-invasive) மைய வெப்பநிலைத் தரவுகள், காய்ச்சலைக் கண்காணிப்பதையும் தாண்டி புதிய சாத்தியங்களைத் திறக்கின்றன. மருத்துவர்கள் தொற்றுகளை உடனுக்குடன் கண்காணிக்க முடியும், குறிப்பாக நோய் எதிர்ப்பு சக்தி குறைந்த நோயாளிகளுக்குத் தொற்றை ஆரம்பத்திலேயே கண்டறிவது செப்சிஸ் (sepsis) போன்ற பாதிப்புகளைத் தடுக்க உதவும். மயக்க மருந்து அளிக்கும் போதும் மற்றும் அதற்குப் பின்னரும் இந்தச் சாதனத்தைப் பயன்படுத்தி நோயாளிகளைக் கண்காணிக்க முடியும்.

மருத்துவமனைக்கு வெளியே, விளையாட்டு வீரர்கள் மற்றும் வீரர்கள் வெப்ப அழுத்தத்தைக் (heat stress) கணக்கிட இந்த காப்ஸ்யூலைப் பயன்படுத்தலாம், மேலும் பெண்கள் கருமுட்டை வெளியீட்டைக் (ovulation) கண்காணிக்கத் துல்லியமான வெப்பநிலைத் தரவைப் பெறலாம். இது இறுதியில் அன்றாடப் பயன்பாட்டிற்கான சாதாரண வெப்பமானிகளுக்கு மாற்றாக அமையலாம்.

முக்கியக் குறிப்புகள்

  • அதிநவீனச் சுருக்கம் (Extreme Miniaturization): 1 mm² சிலிக்கான் சிப் மற்றும் 6 × 4 mm காப்ஸ்யூல் ஆகியவை முந்தைய உட்கொள்ளக்கூடிய மாடல்களில் இருந்த விழுங்குதல் மற்றும் அடைப்பு அபாயங்களை நீக்குகின்றன.
  • அதிக துல்லியம் மற்றும் செயல்திறன்: லீக்கேஜ்-கரண்ட் ஆஸிலேட்டர்கள் 0.01 °C துல்லியத்தை வழங்குகின்றன, அதே நேரத்தில் பேக்ஸ்கேட்டர் தகவல் தொடர்பு மின் நுகர்வைக் குறைக்கிறது.
  • பல்வேறு மருத்துவப் பயன்பாடுகள்: தொற்றை ஆரம்பத்திலேயே கண்டறிதல், மயக்க மருந்து கண்காணிப்பு மற்றும் விளையாட்டு வீரர்களுக்கான உடலியல் கண்காணிப்பு ஆகியவற்றிற்காக வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளது.

MIT பொறியாளர்கள் 6 மிமீ × 4 மிமீ காப்ஸ்யூலுக்குள் அடங்கும் மற்றும் 0.01 °C துல்லியத்துடன் உடலின் மைய வெப்பநிலையை அளவிடும் ஒரு உட்கொள்ளக்கூடிய வெப்பநிலை சென்சாரை வெளியிட்டுள்ளனர். 1 mm² சிலிக்கான் சிப்பை அடிப்படையாகக் கொண்டு உருவாக்கப்பட்ட இது, ஒரு சிறிய 1.55-வோல்ட் காயின் செல்லுக்குத் தேவையான மின்சாரத்தைக் குறைக்க லீக்கேஜ்-கரண்ட் ஆஸிலேட்டர் மற்றும் பேக்ஸ்கேட்டர் தகவல் தொடர்பைப் பயன்படுத்துகிறது.

வழக்கமான வெப்பமானிகள் ஏன் போதுமானதாக இல்லை

வாய் மற்றும் நெற்றி வெப்பமானிகள் மேற்பரப்பு வெப்பத்தை மட்டுமே அளவிடுகின்றன, இது உடலின் உண்மையான மைய வெப்பநிலையை விடப் பின் தங்கியிருக்கக்கூடும்—தீவிர சிகிச்சை பிரிவுகள், அறுவை சிகிச்சை மற்றும் அதிக செயல்திறன் தேவைப்படும் சூழல்களில் இது ஒரு முக்கியமான குறைபாடாகும். தற்போதுள்ள உட்கொள்ளக்கூடிய சென்சார்கள் பெரும்பாலும் விழுங்குவதில் சிரமத்தையும், இரைப்பை குடல் அடைப்பையும் ஏற்படுத்தும் அளவுக்குப் பெரியதாக உள்ளன. ஆய்வகத் தரத்திலான துல்லியத்தைப் பேணிக்கொண்டே, மின்னணு சாதனங்களை பாதுகாப்பாக விழுங்கக்கூடிய அளவிற்குச் சுருக்குவதே MIT குழுவின் தீர்வாகும்.

பொறியியல் முன்னேற்றம்

இந்த சென்சாரின் இதயம் லீக்கேஜ் கரண்டைப் பயன்படுத்தும் ஒரு ஆஸிலேட்டர் ஆகும்—இது மின்சுற்று "அணைக்கப்பட்ட" நிலையிலும் தொடரும் மிகச்சிறிய எலக்ட்ரான் ஓட்டமாகும். இந்த மின்னோட்டம் வெப்பநிலைக்கு ஏற்பத் துல்லியமாக மாறுவதால், உடலின் வெப்பத்திற்கு ஏற்ப மாறும் ஒரு அதிர்வெண்ணை (frequency) இந்த சிப் உருவாக்குகிறது. ஆஸிலேட்டர் நேரடியாக 1 mm² டை (die) மீது இருப்பதால், கூடுதல் வெப்பநிலை உணரி கூறுகள் தேவையில்லை, இது இடத்தைச் சேமிப்பதோடு அளவுத்திருத்தச் சரிவுகளையும் (calibration drift) தவிர்க்கிறது.

உட்கொள்ளக்கூடிய சாதனங்களுக்கு மின்சாரம் மற்றொரு தடையாகும். ஒரு 1.55-வோல்ட் காயின் செல் அடிப்படை லாஜிக்கிற்கு (logic) மின்சாரம் வழங்குகிறது, அதே நேரத்தில் பேக்ஸ்கேட்டர் தரவுப் பரிமாற்றத்தைக் கையாள்கிறது. காப்ஸ்யூலில் உள்ள ஒரு ஆண்டெனா வெளிப்புற ரீடரிலிருந்து அனுப்பப்படும் அதி-அதிர்வெண் ரேடியோ அலைகளைப் பிரதிபலிக்கிறது. பிரதிபலிக்கும் சிக்னலை மாற்றி அமைப்பதன் மூலம், காப்ஸ்யூல் தனது சொந்த ஆற்றலை ரேடியோ அலைகளை உருவாக்கச் செலவிடாமல் வெப்பநிலையைத் தெரிவிக்கிறது. நடைமுறையில், பெரும்பாலானத் தரவுப் பரிமாற்ற ஆற்றல் வெளிப்புற ஆண்டெனாவிலிருந்து கிடைப்பதால், பேட்டரி ஆயுள் நீட்டிக்கப்படுவதோடு காப்ஸ்யூலின் வெப்ப வெளியீடும் மிகக் குறைவாகவே இருக்கும்.

சுகாதாரக் கண்காணிப்பில் ஏற்படக்கூடிய தாக்கம்

மயக்கவியல் நிபுணர்கள் அறுவை சிகிச்சையின் போது உடல் மைய வெப்பநிலையைத் தொடர்ச்சியாகக் கண்காணிக்க முடியும், இது உடல் வெப்பநிலை குறைவினால் ஏற்படும் சிக்கல்களைக் குறைக்கும். மருத்துவமனைக்கு வெளியே, கடுமையான காலநிலைகளில் செயல்படும் விளையாட்டு வீரர்கள் மற்றும் வீரர்கள் வெப்ப அழுத்தத்தைப் பற்றிய நிகழ்நேரத் தகவல்களைப் பெற முடியும்; அதேபோல், கருமுட்டை வெளியீட்டைக் கண்காணிக்கும் பெண்கள், தோல் சார்ந்த முறைகளை விட அதிக துல்லியமான உள் வெப்பநிலை வளைவினால் பயனடையக்கூடும்.

அடுத்து கவனிக்க வேண்டியவை

முக்கியக் கருத்து: லீக்கேஜ்-கரண்ட் (leakage-current) வெப்பநிலை கண்டறிதலை பேக்ஸ்கேட்டர் (backscatter) தரவுப் பரிமாற்றத்துடன் இணைப்பதன் மூலம், உட்கொள்ளக்கூடிய உடல் மைய வெப்பநிலை கண்காணிப்பான் மிகச்சிறியதாகவும் குறைந்த மின்சாரத்தைப் பயன்படுத்துவதாகவும் இருக்க முடியும் என்பதை MIT பொறியாளர்கள் நிரூபித்துள்ளனர். இது தொடர்ச்சியான, உயர் துல்லியமான ஆரோக்கியக் கண்காணிப்பிற்கான ஒரு நடைமுறை வழியை உருவாக்குகிறது.