روایتی زبانی اور ماتھے والے تھرمامیٹر اکثر جسم کے اصل اندرونی درجہ حرارت (core temperature) کو درست طریقے سے نہیں ناپ پاتے، اور موجودہ نگلنے کے قابل (ingestible) آلات عام طور پر اتنے بڑے ہوتے ہیں کہ انہیں حفاظت سے نگلنا مشکل ہوتا ہے۔ MIT کے انجینئرز نے ایک ایسا چھوٹا سینسر بنا کر اس خلا کو پُر کر دیا ہے جو غیر معمولی پیمانے پر مسلسل اندرونی درجہ حرارت کی نگرانی کرتا ہے۔

اب تک کا سب سے چھوٹا نگلنے کے قابل سینسر تیار کرنا

ٹیم نے ایک مربع ملی میٹر کے سلیکون چپ پر ایک سرکٹ کو سما لیا ہے۔ اس کے اندر موجود کیپسول کا سائز محض 6 × 4 ملی میٹر ہے، جسے لیڈ آتھر سارانش شرما (Saransh Sharma) اب تک کا سب سے چھوٹا نگلنے کے قابل درجہ حرارت کا سینسر قرار دیتے ہیں۔

درستگی برقرار رکھنے کے لیے، انہوں نے ایک ایسا آسکیلیٹر (oscillator) بنایا ہے جو لیکیج کرنٹ (leakage current) پر انحصار کرتا ہے—یعنی وہ معمولی بہاؤ جو سرکٹ بند ہونے کے باوجود برقرار رہتا ہے۔ چونکہ یہ کرنٹ درجہ حرارت کے ساتھ تبدیل ہوتا ہے، اس لیے سینسر 0.01 °C جتنی معمولی تبدیلیوں کو بھی محسوس کر لیتا ہے۔

بیک اسکیٹرنگ ٹیکنالوجی کے ذریعے کم طاقت والا ڈیزائن

کسی بھی اندرونی طبی آلے کے لیے توانائی ایک بڑا چیلنج ہے۔ سینسر 1.55 وولٹ کے کوائن سیل (coin cell) پر چلتا ہے، لیکن محققین نے توانائی بچانے کے لیے ایک بیک اسٹر (backscatter) سسٹم کا اضافہ کیا ہے۔

ڈیٹا براڈکاسٹ کرنے کے لیے اپنی بیٹری استعمال کرنے کے بجائے، کیپسول کا اینٹینا ایک بیرونی ریڈر سے بھیجی جانے والی الٹرا ہائی فریکوئنسی ریڈیو لہروں کو ماڈیولیٹ (modulate) کرتا ہے۔ بیرونی وصول کنندہ منعکس ہونے والے سگنل کو پڑھتا ہے اور اندرونی درجہ حرارت کا حساب لگاتا ہے، جس سے ترسیل کی زیادہ تر طاقت بیرونی اینٹنا کو مل جاتی ہے اور کیپسول سے نکلنے والی حرارت بھی نہ ہونے کے برابر رہتی ہے۔

ریموٹ ہیلتھ مانیٹرنگ کے افق کو وسعت دینا

مسلسل اور غیر جارحانہ (non-invasive) کور ٹمپریچر ڈیٹا بخار کی نگرانی سے آگے نئی امکانات پیدا کرتا ہے۔ طبی ماہرین انفیکشن کی ریئل ٹائم نگرانی کر سکتے ہیں، خاص طور پر ان مریضوں میں جن کا مدافعتی نظام کمزور ہو، جہاں بروقت تشخیص سیپسس (sepsis) سے بچا سکتی ہے۔ یہ آلہ اینستھیزیا (anesthesia) کے دوران اور بعد میں بھی مریضوں کی نگرانی کر سکتا ہے۔

ہسپتال سے باہر، کھلاڑی اور فوجی ہیٹ اسٹریس (heat stress) کا اندازہ لگانے کے لیے اس کیپسول کا استعمال کر سکتے ہیں، اور خواتین بیضہ دانی (ovulation) کی نگرانی کے لیے درجہ حرارت کا زیادہ درست گراف حاصل کر سکتی ہیں۔ یہ بالآخر روزمرہ کے استعمال کے لیے معیاری تھرمامیٹرز کی جگہ لے سکتا ہے۔

اہم نکات

  • انتہائی چھوٹا سائز: 1 mm² سلیکون چپ اور 6 × 4 mm کا کیپسول پچھلے نگلنے کے قابل ماڈلز کے مقابلے میں نگلنے اور رکاوٹ پیدا ہونے کے خطرات کو ختم کرتا ہے۔
  • اعلیٰ درستگی اور کارکردگی: لیکیج کرنٹ آسکیلیٹرز 0.01 °C کی درستگی فراہم کرتے ہیں جبکہ بیک اسٹر کمیونیکیشن بجلی کے استعمال کو نمایاں طور پر کم کر دیتی ہے۔
  • کثیر المقاصد طبی استعمال: انفیکشن کی جلد تشخیص، اینستھیزیا کی نگرانی، اور کھلاڑیوں کے جسمانی ٹریکنگ کے لیے ڈیزائن کیا گیا ہے۔

MIT کے انجینئرز نے ایک ایسا نگلنے کے قابل درجہ حرارت کا سینسر متعارف کرایا ہے جو 6 mm × 4 mm کے کیپسول میں فٹ ہو جاتا ہے اور 0.01 °C کی درستگی کے ساتھ جسم کے اندرونی درجہ حرارت کو پڑھتا ہے۔ 1 mm² سلیکون چپ پر مبنی، یہ ایک چھوٹے سے 1.55 وولٹ کے کوائن سیل کے لیے بجلی کی ضروریات کو کم رکھنے کے لیے لیکیج کرنٹ آسکیلیٹر اور بیک اسٹر کمیونیکیشن کا استعمال کرتا ہے۔

روایتی تھرمامیٹر کیوں ناکام رہتے ہیں

زبانی اور ماتھے والے تھرمامیٹر صرف سطح کی حرارت کو معلوم کرتے ہیں، جو جسم کے اصل اندرونی درجہ حرارت سے پیچھے رہ سکتی ہے—جو کہ انتہائی نگہداشت (intensive-care) کے ماحول، سرجری، اور اعلیٰ کارکردگی والے ماحول میں ایک بڑا نقص ہے۔ موجودہ نگلنے کے قابل سینسر اکثر اتنے بڑے ہوتے ہیں کہ نگلنے میں دشواری اور معدے کے راستے میں رکاوٹ کا باعث بن سکتے ہیں۔ MIT کی ٹیم کا حل الیکٹرانکس کو لیبارٹری معیار کی درستگی برقرار رکھتے ہوئے ایک محفوظ طریقے سے نگلے جانے والے سائز تک چھوٹا کرنا ہے۔

انجینئرنگ کی چھلانگ

سینسر کا دل ایک ایسا آسکیلیٹر ہے جو لیکیج کرنٹ کا فائدہ اٹھاتا ہے—یعنی الیکٹران کا وہ معمولی بہاؤ جو سرکٹ "بند" ہونے کے باوجود برقرار رہتا ہے۔ یہ کرنٹ درجہ حرارت کے ساتھ قابلِ پیش گوئی طور پر تبدیل ہوتا ہے، اس لیے چپ ایک ایسی فریکوئنسی پیدا کرتی ہے جو جسم کی حرارت کے ساتھ ساتھ بدلتی ہے۔ چونکہ آسکیلیٹر براہ راست 1 mm² ڈائی (die) پر موجود ہوتا ہے، اس لیے اضافی درجہ حرارت محسوس کرنے والے عناصر کی ضرورت نہیں ہوتی، جس سے جگہ بچتی ہے اور کیلیبریشن میں فرق (calibration drift) سے بچا جا سکتا ہے۔

توانائی نگلنے کے قابل آلات کے لیے دوسرا بڑا مسئلہ ہے۔ ایک 1.55 وولٹ کا کوائن سیل بنیادی لاجک کو بجلی فراہم کرتا ہے، جبکہ بیک اسٹر ڈیٹا کی ترسیل سنبھالتا ہے۔ کیپسول پر لگا ایک اینٹینا بیرونی ریڈر سے بھیجی جانے والی الٹرا ہائی فریکوئنسی ریڈیو لہروں کو منعکس کرتا ہے۔ منعکس ہونے والے سگنل کو ماڈیولیٹ کر کے، کیپسول ریڈیو لہریں پیدا کرنے کے لیے اپنی توانائی خرچ کیے بغیر اپنا درجہ حرارت بتاتا ہے۔ عملی طور پر، ترسیل کی زیادہ تر طاقت بیرونی اینٹنا سے آتی ہے، جس سے بیٹری کی زندگی بڑھ جاتی ہے اور کیپسول سے نکلنے والی حرارت نہ ہونے کے برابر رہتی ہے۔

ہیلتھ مانیٹرنگ پر ممکنہ اثرات

ماہرینِ بے ہوشی سرجری کے دوران مسلسل مرکزی درجہ حرارت پر نظر رکھ سکتے ہیں، جس سے ہائپوتھرمیا سے متعلق پیچیدگیوں میں کمی آئے گی۔ ہسپتال سے باہر، شدید موسمی حالات میں کام کرنے والے کھلاڑی اور سپاہی ہیٹ اسٹریس کے بارے میں ریئل ٹائم فیڈ بیک حاصل کر سکتے ہیں، جبکہ بیضہ دانی کے اخراج (ovulation) کی نگرانی کرنے والی خواتین کو جلد پر مبنی طریقوں کے مقابلے میں زیادہ درست اندرونی درجہ حرارت کا گراف مل سکتا ہے۔

آگے کیا دیکھیں

خلاصہ: لیکیج کرنٹ ٹمپریچر ڈیٹیکشن کو بیک اسکیٹر ڈیٹا ٹرانسفر کے ساتھ ملا کر، MIT کے انجینئرز نے دکھایا ہے کہ ایک نگلنے کے قابل مرکزی درجہ حرارت مانیٹر انتہائی چھوٹا اور کم بجلی استعمال کرنے والا ہو سکتا ہے، جو مسلسل اور اعلیٰ درستگی کے ساتھ صحت کی نگرانی کی طرف ایک حقیقت پسندانہ راستہ ہموار کرتا ہے۔