Os processos médicos, como a geração de imagens, geralmente exigem o corte de alguém ou fazê-lo engolir tubos enormes com câmeras. Mas e se pudéssemos obter os mesmos resultados com métodos mais baratos, invasivo e demorado?

Pesquisadores do Laboratório de Ciência da Computação e Inteligência Artificial do MIT (CSAIL) liderados pela professora Dina Katabi estão trabalhando exatamente nisso com o ReMix, um sistema que eles descrevem como um "GPS interno". ReMix pode identificar a localização de implantes ingeríveis dentro do corpo usando sinais sem fio de baixa potência. Em testes em animais, a equipe demonstrou que pode rastrear implantes com precisão de centímetro, e disse que um dia implantes semelhantes poderiam ser usados ​​para distribuir medicamentos em regiões específicas do corpo.

Para testar o ReMix, O grupo de Katabi implantou primeiro um pequeno marcador em tecidos animais. Para rastrear seu movimento, eles usaram um dispositivo sem fio que reflete os sinais de rádio para o paciente, e um algoritmo especial para identificar a localização exata do marcador. A equipe usou uma tecnologia sem fio que eles demonstraram anteriormente para detectar a frequência cardíaca, respiração e movimento.

Interessantemente, o marcador dentro do corpo não precisa transmitir nenhum sinal sem fio. Ele simplesmente reflete o sinal transmitido por um dispositivo fora do corpo, sem precisar de bateria ou qualquer outra fonte externa de energia.

Um desafio importante no uso de sinais sem fio dessa forma são os muitos reflexos concorrentes que ricocheteiam no corpo de uma pessoa. Na verdade, os sinais que refletem na pele de uma pessoa são, na verdade, 100 milhões de vezes mais poderosos do que os sinais do próprio marcador de metal.

Para superar isso, a equipe projetou uma abordagem que essencialmente separa os sinais cutâneos interferentes daqueles que estão tentando medir. Eles fizeram isso usando um pequeno dispositivo semicondutor chamado "diodo", que pode misturar sinais para que a equipe possa filtrar os sinais relacionados à pele. Por exemplo, se a pele reflete nas frequências de F1 e F2, o diodo cria novas combinações dessas frequências, como F1-F2 e F1 + F2. Quando todos os sinais refletem de volta para o sistema, o sistema só pega as frequências combinadas, filtrando assim as frequências originais que vinham da pele do paciente.

"A capacidade de sentir continuamente dentro do corpo humano sempre foi um sonho distante, "diz Romit Roy Choudhury, professor de engenharia elétrica e ciência da computação na Universidade de Illinois, que não participou da pesquisa. "Um dos obstáculos tem sido a comunicação sem fio com um dispositivo e sua localização contínua. ReMix dá um salto nessa direção ao mostrar que o componente sem fio de dispositivos implantáveis ​​pode não ser mais o gargalo."

Uma aplicação potencial para ReMix é na terapia de prótons, um tipo de tratamento de câncer que envolve o bombardeio de tumores com feixes de prótons controlados por ímãs. A abordagem permite que os médicos prescrevam doses mais altas de radiação, mas requer um alto grau de precisão, o que significa que geralmente é limitado a apenas alguns tipos de câncer.

Seu sucesso depende de algo que, na verdade, não é confiável:um tumor que permanece exatamente onde está durante o processo de radiação. Se um tumor se move, então, áreas saudáveis ​​podem ser expostas à radiação. Mas com um pequeno marcador como o do ReMix, os médicos poderiam determinar melhor a localização de um tumor em tempo real, e ser capaz de pausar o tratamento ou direcionar o feixe para a posição correta para lidar com o movimento. (Para ser claro, O ReMix ainda não é preciso o suficiente para ser usado em ambientes clínicos - Katabi diz que uma margem de erro mais próxima de alguns milímetros seria necessária para a implementação real.)

Olhando para a frente

Ainda existem muitos desafios pela frente para melhorar o ReMix. A próxima equipe espera combinar os dados sem fio com informações médicas, como exames de ressonância magnética, para melhorar ainda mais a precisão do sistema. Além disso, a equipe continuará a reavaliar o algoritmo e as várias compensações necessárias para levar em conta a complexidade dos corpos das diferentes pessoas.

"Queremos um modelo que seja tecnicamente viável, embora ainda seja complexo o suficiente para representar com precisão o corpo humano, "diz o estudante de doutorado Deepak Vasisht, autor principal do novo artigo. "Se quisermos usar esta tecnologia em pacientes reais com câncer um dia, terá que vir de uma melhor modelagem da estrutura física de uma pessoa. "

O ReMix foi desenvolvido em colaboração com pesquisadores do Massachusetts General Hospital (MGH). A equipe diz que tais sistemas podem ajudar a permitir uma adoção mais ampla de centros de terapia de prótons, dos quais existem apenas cerca de 100 globalmente.

"Uma razão pela qual [a terapia de prótons] é tão cara é o custo de instalação do hardware, "diz Vasisht." Se esses sistemas podem encorajar mais aplicações da tecnologia, haverá mais demanda, o que significará mais centros de terapia, e preços mais baixos para os pacientes. "