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传感器植入技术助力实现“体内GPS”定位

导读: 传感器植入技术目前正在麻省理工学院(MIT)的计算机科学与人工智能实验室(以下简称CSAIL)进行,用于帮助定位癌症并指导内科治疗。

据麦姆斯咨询报道,传感器植入技术目前正在麻省理工学院(MIT)的计算机科学与人工智能实验室(以下简称CSAIL)进行,用于帮助定位癌症并指导内科治疗。

ReMix系统是麻省理工学院CSAIL研发的一项新技术,它正试图取得新的治疗模式进展——一种不依赖于内窥镜检查和外科手术,而是依靠传感器和科学家称为“体内GPS”的系统来帮助病情诊断和指导药物管理。

研究人员表示,这是一种新的患者护理方式,它比之前的方法更经济,人体损害更小,耗时也更少。

当然,麻省理工学院一直是推动医学进步的先驱。最近,麻省理工学院的研究重点主要集中在人工智能和机器学习方面。例如,CSAIL研究人员最近一直在探索如何部署人工智能来改善电子健康记录,将重症监护室(ICU)数据流程化并帮助建立预测模型等。

ReMix系统是在马萨诸塞州综合医院(Massachusetts General Hospital)临床医生的帮助下开发的,它依靠复杂的算法工作,同时也利用了其他技术——通过低功耗无线信号来定位可被吸收的植入物。

麻省理工学院教授Dina Katabi率先使用此类信号来检测一定距离外的微弱运动甚至生命体征。CSAIL研究人员已将ReMix植入到动物体内并进行了测试,实验表明该技术可以在一厘米左右的范围内准确地跟踪植入物。该实验的目的是希望有一天此项技术能够用于人类患者,将药物输送到体内的指定位置。

在对ReMix的初步测试中,研究人员在动物体内植入了一颗小型传感器,通过无线设备反射出的无线电信号来进行跟踪。他们采用特定的算法来精确定位标记的位置——不需要自身传输信号,而是通过无线设备对目标进行信号反馈。

麻省理工学院的科学家表示,该项技术的挑战在于无线信号可以从人体的多处部位反射出去——从皮肤反射出来的强度比任何可植入标记物都要强得多。因此他们开发了一种小型半导体器件,通过组合不同的信号,过滤不相关的频率来帮助区分不同的信号。

也就是说,在临床使用前,ReMix的定位精准度还有很大的进步空间,需要将其提升至毫米级而非目前的厘米级水平。但CSAIL研究人员表示他们对这种“体内GPS”如何定位肿瘤更感兴趣,例如,或有一天可以提高质子治疗的精准度,使其更广泛地用于对抗癌症。

接下来的计划是要将无线信号与其他数据(如MRI扫描数据)结合起来,帮助提高系统的准确性,并进一步研究评估算法如何能够更准确地阐释不同患者的生理差异。

“现在我们需要一种技术上可行的模型,复杂程度需能准确地模拟人体。”CSAIL博士生、麻省理工学院ReMix研究的论文主要作者Deepak Vasisht说,“如果我们未来想在实际癌症患者身上使用这项技术,它必须能够更好地模拟人体结构。”

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