Location-aware ingestible microdevices for wireless monitoring of gastrointestinal dynamics

无线 计算机科学 生物磁学 磁场 物理 电信 量子力学
作者
Saransh Sharma,Khalil B. Ramadi,Nikhil H. Poole,Shriya S. Srinivasan,Keiko Ishida,Johannes Kuosmanen,J. A. Jenkins,Fatemeh Aghlmand,M Swift,Mikhail G. Shapiro,Giovanni Traverso,Azita Emami
出处
期刊:Nature electronics [Nature Portfolio]
卷期号:6 (3): 242-256 被引量:46
标识
DOI:10.1038/s41928-023-00916-0
摘要

Localization and tracking of ingestible microdevices in the gastrointestinal (GI) tract is valuable for the diagnosis and treatment of GI disorders. Such systems require a large field-of-view of tracking, high spatiotemporal resolution, wirelessly operated microdevices and a non-obstructive field generator that is safe to use in practical settings. However, the capabilities of current systems remain limited. Here, we report three dimensional (3D) localization and tracking of wireless ingestible microdevices in the GI tract of large animals in real time and with millimetre-scale resolution. This is achieved by generating 3D magnetic field gradients in the GI field-of-view using high-efficiency planar electromagnetic coils that encode each spatial point with a distinct magnetic field magnitude. The field magnitude is measured and transmitted by the miniaturized, low-power and wireless microdevices to decode their location as they travel through the GI tract. This system could be useful for quantitative assessment of the GI transit-time, precision targeting of therapeutic interventions and minimally invasive procedures.
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