مستشعر "بحجم طابع بريد" لتقييم وظائف القلب

ابتكر باحثون من جامعة كاليفورنيا سان دييجو الأميركية مستشعر صغير، يستخدم الموجات الصوتية لتقييم بنية ووظائف القلب.

وبحسب ما ورد في الدراسة المنشورة في دورية "نيتشر"، فإن المستشعر الجديد يُمكن ارتداءه لمدة تصل إلى 24 ساعة كاملة، ويعمل بكفاءة حتى أثناء التمرينات الشاقة.

ولا يزيد حجم المستشعر الجديد عن حجم طابع البريد، والهدف الأساسي منه هو تقديم نتائج موثوقة يُمكن استخدامها لإجراء تقييم طبي كامل لصحة القلب.

ويستطيع المستشعر تقديم مخططات صدى القلب، أو فحوصات الموجات فوق الصوتية للقلب، بدقة عالية، ودون الحاجة لأجهزة كبيرة أو فنيين مدربين تدريباً عالياً.

وبفضل خوارزميات الذكاء الاصطناعي المخصصة لقراءة البيانات الواردة للمستشعر، يمكن للجهاز قياس كمية الدم التي يضخها القلب، وهذا مهم لأن عدم ضخ القلب كمية كافية من الدم هو السبب الجذري لمعظم أمراض القلب والأوعية الدموية. وغالباً ما تظهر المشكلات المتعلقة بوظيفة القلب فقط عندما يكون الجسم في حالة حركة.

ويعد التصوير القلبي هو أداة سريرية أساسية لتقييم صحة القلب على المدى الطويل، واكتشاف المشكلات فور ظهورها، ورعاية المرضى المصابين بأمراض خطيرة.

جمع المعلومات

ويوفر جهاز مراقبة القلب الجديد القابل للارتداء رؤى في الوقت الفعلي بشأن نشاط الضخ في القلب الذي يصعب التقاطه، حتى عند ممارسة الشخص للتمارين.

ويستخدم نظام مراقبة القلب القابل للارتداء الموجات فوق الصوتية لالتقاط الصور باستمرار لغرف القلب الأربع بزوايا مختلفة، وتحليل مجموعة فرعية من الصور، ذات صلة سريرياً، في الوقت الفعلي باستخدام تقنية الذكاء الاصطناعي المصممة خصيصاً.

ويقوم النظام الجديد بجمع المعلومات من خلال رقعة يمكن ارتداؤها ناعمة مثل جلد الإنسان وقابلة للمط، وتلتصق جيداً بجلد الإنسان حتى أثناء التمرين. ويبلغ طولها 1.9 سنتيمتر وعرضها 2.2 سنتيمتر بارتفاع يبلغ 0.09 سنتيمتر، وهو حجم طابع بريدي تقريباً.

ويرسل المستشعر ويستقبل الموجات فوق الصوتية التي تستخدم لتوليد دفق مستمر من الصور لهيكل القلب في الوقت الحقيقي. 

ويعتمد المشروع على التطورات السابقة في تقنيات التصوير القابلة للارتداء للأنسجة العميقة. ويقول الباحثون إن تزايد مخاطر الإصابة بأمراض القلب يتطلب إجراءات مراقبة أكثر تقدماً وشمولية. ومن خلال تزويد المرضى والأطباء بتفاصيل أكثر دقة، فإن المراقبة المستمرة والصورة للقلب في الوقت الحقيقي مهيأة لتحسين وإعادة تشكيل نموذج تشخيصات القلب بشكل أساسي.

بالمقارنة، فإن المستشعرات الحالية لديها قدرات محدودة لأخذ العينات وتوفر بيانات محدودة.

والتقنية الجديدة دقيقة للغاية، كما أنها تقلل أيضاً من إزعاج المريض وتتغلب على بعض القيود المفروضة على التقنيات غير الغازية، مثل التصوير المقطعي المحوسب والتصوير المقطعي بالإصدار البوزيتروني، والتي يمكن أن تعرض المرضى للإشعاع.

كما أن التصميم الفريد للمستشعر مثالياً للأجسام المتحركة، إذ يمكن توصيل الجهاز بالصدر بأقل قدر من القيود على حركة الأشخاص، حتى أنه يوفر تسجيلًا مستمراً لأنشطة القلب قبل التمرين وأثناءه وبعده.

وأمراض القلب هي السبب الرئيسي للوفاة بين كبار السن، كما أنها أصبحت أكثر انتشاراً بين الشباب بسبب عوامل نمط الحياة.

وعلامات أمراض القلب عابرة ولا يمكن التنبؤ بها، مما يجعل من الصعب اكتشافها. وقد أدى ذلك إلى زيادة الطلب على تقنيات مراقبة أكثر تقدماً وشاملة وغير جراحية، وفعالة من حيث التكلفة مثل التصوير القلبي طويل المدى، والذي يسهله هذا الجهاز القابل للارتداء.

اقرأ أيضاً: