ReMix пристрій, який допоможе подолати онкологічні проблеми

Команда вчених з Лабораторії комп’ютерних наук та штучного інтелекту Массачусетського технологічного інституту розробила систему подібну до GPS під назвою ReMix, яка з точністю до сантиметра може відстежувати маленькі пристрої всередині вашого тіла. Дослідники Діна Катабі (Dina Catabi) та Діпак Васишт (Deepak Vasist) розповіли про те, як система незабаром може змінити більш інвазивну діагностику.

Будь-хто, хто робив ендоскопію розповість вам, що це доволі ризикова та складна процедура. Ви лежите на столі, на лівому боці, а лікар просовує вам у рота метрову трубку, яка фотографує абдомінальні аномалії.

Професор інформатики та електроніки Діна Катабі разом з колегами з Лабораторії інформатики та штучного інтелекту в Массачусетському технологічному інституті сподіваються скоротити час, дискомфорт та витрати на такого роду діагностику.

«В цілому, наша команда фокусується на нових безпровідних технологіях, які можуть покращити охорону здоров’я» — стверджує Катабі.

Наприклад, її команда розробляє датчики та інші пристрої, які допоможуть людям похилого віку відчувати себе в безпеці вдома. Вона бачить в роботі своєї команди можливість розширити спектр медичних послуг для людей похилого віку.

Нещодавно вони розробили систему GPS під назвою ReMix, котра з високою точністю визначає та відстежує місцеперебування пристроїв всередині тіла. Для прикладу, капсульні ендоскопи.

«Ви можете проковтнути капсулу, яка буде робити фото ваших внутрішніх органів. Якщо ви захочете дізнатися де саме знаходиться ця капсула, ви можете використати ReMix», – стверджує вона.

Якщо говорити про інші методи використання, то ReMix можна застосувати для виявлення рухомих частин пухлини молочної залози, печінки або легень під час променевої терапії, відстежування мікророботів в кровотоку й направлення лікарських препаратів в окремі частини тіла.

Як це працює?

ReMix працює на основі зворотного розсіювання – безконтактної технології, при якій відбувається розсіювання хвиль, частинок або сигналів у зворотному напрямку, тобто в напрямку першоджерела. Технологія складається з двох головних компонентів: антени (поза тілом), яка генерує 2 частоти та прислуховується до сигналу зворотного розсіювання, а також модуля зворотного розсіювання (у тілі), який прикріплений до діагностичного імплантату або інших пристроїв.

Під час експерименту Катабі, разом із командою імплантували маленький, повністю пасивний та безпровідний металевий маркер у тканину мертвих тварин – курятини та свинини та фантоми людських тканин, зроблені в основному із рослинних олій та желатину. Відстежувати його рух можна за допомогою зовнішньої антени.

За словами Катабі, потім вони протестують ReMix на живих тваринах та людях, покращивши при цьому точність системи діагностування.

Ключова ціль проекту ReMix – це покращити галузь охорони здоров’я та змусити лікарів відмовитися від інвазивної діагностики. — каже Катабі.

Як ви поясните, чим займається лабораторія людині, яка досить далека від науки?

Ми хочемо створити щось на кшталт GPS трекеру для об’єктів, які знаходяться всередині тіла. Один з прикладів, де можна застосувати ReMix – це ендоскопія. Інша сфера – це діагностика раку. Пухлини, що рухаються – це досить поширене явище серед раку молочної залози. Людям зазвичай видаляють пухлини під час операції, а потім проводять променеву терапію. Лікарі хотіли б визначити якомога точніше розташування ракової пухлини, оскільки після видалення можуть все ще залишитися ракові тканини, на які слід направити випромінювання. Але оскільки людина дихає, її органи рухаються, тому змінюється і місцеположення пухлини. У такому випадку випромінюванням можуть захопити здорові тканини та пошкодити їх. І це лише два приклади того, як можна використовувати ReMix в медицині.

Чи можете ви описати технологію ReMix і як вона працює на ділі?

Перед тим, як розібрати систему, що дозволить відстежувати об’єкти всередині тіла людини, ми зійшлися на тому, що вона буде дуже маленькою. Ми хотіли створити пристрій розміром з рисове зернятко з антеною, яке не повинно було б заряджатися від акумулятора. Після чого ми поставили собі питання: якщо в пристрої не буде батарейки, як воно буде передавати сигнал? Тому ми спроектували зовнішній механізм з антеною, який можна під’єднати до розетки. Він буде відбивати сигнал та відстежувати пристрій всередині тіла. Враховуючи те, що пристрій буде надто малий, його можна буде приєднати до чого завгодно.

Одна з проблем, з якою ми зіштовхнулися, полягає в тому, що людський організм також випромінює певні сигнали на високих частотах. Дуже потужні сигнали. Як же розрізнити сигнали, що випромінює об’єкт всередині організму від самого організму? Для цього ми використали дуже маленький напівпровідний пристрій під назвою «діод». Він сам створює сигнали віддзеркалення на декількох частотах та дозволяє нам, людям, фільтрувати сигнали.

Якими іншими проектами ви займаєтесь?

Передусім, наша лабораторія фокусується на покращенні сфери охорони здоров’я завдяки машинному навчанню та технологіям, які основані на сигналах. Також ми працюємо над технологіями, які допомагають у розробці лікарських препаратів та проведенні клінічних випробувань.

Крім того, ми займаємося технологіями для людей похилого віку. Наприклад, ми розробляємо розумну коробку, яку можна встановити у бабусі вдома. Коробка буде сигналити повідомленням у випадку, якщо із вашими літніми родичами станеться щось погане (бабуся впаде або ж в неї підвищиться тиск).

Що далі? Чи плануєте ви й надалі підтримувати ReMix?

Поки що ми протестували пристрій на мертвих тваринах. Результатами ми задоволені. Далі ми тестуватимемо чудо-прилад на живих тваринах, а в кінці, якщо буде все гаразд, перейдемо до тестування на людях.

Ми прагнемо, щоб ReMix широко використовували у сфері онкології, особливо під час процесу променевої терапії. Як вже зазначила Діна, під час променевої терапії радіація може нашкодити здоровим тканинам людини. ReMix зможе відстежити пухлину за допомогою невеличких металевих маркерів, які будуть влаштовані в сам пристрій. Це дозволить кваліфікованим лікарям зупиняти випромінювання в той момент, коли пухлина пересунулась та направити його туди, куди потрібно. Зараз ми досліджуємо як Remix здатний співпрацювати з іншими процесами променевої терапії. На даний момент наші дослідження спрямовані на забезпечення сумісності обладнання ReMix з процедурою променевої терапії.

БІЛЬШЕ ЦІКАВОГО:

Джерело: Medium