Imec presenteert deze week op ISSCC 2020, een internationaal gerenommeerde conferentie rond elektronicade eerste kleine radiozender voor elektronische pil. De zender is een belangrijke doorbraak in de ontwikkeling van een autonome inslikbare sensor die de gezondheid binnenin het lichaam kan meten en live de gemeten gegevens kan doorsturen naar buiten het lichaam voor verdere analyse en interpretatie.
Spijsverteringsprocessen en gastro-intestinale aandoeningen zijn niet eenvoudig waar te nemen. Vandaag steunt de geneeskunde voornamelijk op endoscopische inspectie en analyse van stoelgang. Maar dat is oncomfortabel en je krijgt daarmee slechts een momentopname. Elektronische sensoren die klein genoeg zijn om in te slikken en gedurende langere tijd informatie kunnen verzamelen binnenin de darmen, zouden een grote verbetering zijn. Niet alleen op het vlak van comfort, maar ook wat betreft kwaliteit doordat ze gedurende langere periode inwendige processen kunnen monitoren. Tenslotte kan zo’n elektronische pil er ook voor zorgen dat een patiënt niet naar het ziekenhuis hoeft maar gewoon in zijn dagelijks leven kan gemonitord worden waarbij de meetgegevens rechtstreeks naar de arts gestuurd worden.
Tot 30 keer kleiner dan huidige zenders
Een radiozender is een van de bouwblokken in een elektronische pil. Die zender moet niet alleen klein zijn, ze moet ook weinig energie verbruiken zodat ze gedurende langere periode autonoom kan functioneren. Tenslotte moet ze ook veel gegevens aan hoge kwaliteit live kunnen doorsturen doorheen het lichaam naar buiten. Imec’s nieuwe radiozender werd specifiek ontwikkeld voor de elektronische pil. Ze communiceert over de standaard frequentiebanden voor communicatie van medische data en is geoptimaliseerd voor communicatie doorheen verschillende lagen lichaamsweefsels. Daarnaast hebben de onderzoekers verschillende aspecten van het chipontwerp zo aangepakt dat de module, die bestaat uit een zender en een antenne, optimaal functioneert en toch beperkt blijft in volume (slechts 3.5mm bij 15mm). De onderzoekers werken intussen verder om de radio nog te verkleinen, maar nu al is de zender 30 keer kleiner dan de huidige zenders voor medische communicatie.
“Slimme inslikbare sensoren en slimme implantaten bieden oneindig veel mogelijkheden in wat kan gemeten en onderzocht kan worden binnenin het lichaam. Ze bieden meer inzicht aan de arts en een maximaal comfort aan de patiënt. Doordat elektronica steeds kleiner en krachtiger wordt, worden slimme, kleine, lichtgewicht, autonome sensoren mogelijk. Maar aan de ontwikkeling van inslikbare sensoren zijn ook diverse uitdagingen verbonden,” zegt Chris Van Hoof, vice president connected health bij imec. “Imec’s leidende rol in microchiptechnologie-ontwikkeling en onze uitgebreide expertise in software en ICT, maakt dat we zeer goed geplaatst zijn om de verschillende bouwblokken voor slimme medische implantaten te ontwikkelen, zoals deze nieuwe radio, maar ook de sensoren, de energiebron, de biocompatibiliteit van de elektronica, en de dataverwerking van de gemeten gegevens. Onze activiteiten gaan van fundamenteel onderzoek tot zelfs de klinische validatie van prototypes.”
