هل يمكن استعمال Wi-Fi بدلًا من السماعة الطبية لقياس الضغط؟!

أتاح التطور المذهل في علم المواد للعلماء إنشاء بطاريات وأنابيب وحتى حساسات قابلة للتحلل تختفي في مجرى الدم أو تُمتَّص من قِبل النسيج بمجرد انتهاء وظيفتها دون الحاجة إلى إزالتها من الجسم،  ولكن باحثين من جامعة ستانفورد طوروا حساسًا قابلًا للتحلل وقادرًا على استشعار نبض الشرايين؛ لمراقبة ضغط الدم لاسلكيًّا؛ إذ يُمكن للحساسات إخبار الطبيب عن قابلية حدوث انسداد في الشريان من عدمه دون الحاجة إلى معاينته.

يقول بيج فوكس أستاذ ومساعد جراح وأحد القائمين على مشروع البحث:

"يُعدُّ قياس ضغط الدم شيئًا حاسمًا في العديد من الاختصاصات الطبية؛ لكن وجود حساس لاسلكي قابل للتحلل بامكانه إضفاء لمسة مميزة من جوانبَ عِدة؛ كزرع الأعضاء والأوعية الدموية والجراحات الترميمية والجراحات القلبية؛ إذ سيكون بإمكاننا زيادة مدة الرعاية الطبية للمريض دون الحاجة لزيارته ومقابلته وجهًا لوجه"

إذا كيف يعمل هذا الجهاز؟

طبقًا لما أعلنت عنه جامعة ستانفورد؛ فإن الحساس يأتي ملفوفًا حول وعاء ذي بِنية خاصة؛ إذ يتدفق الدم على وجه الوعاء الداخلي؛ إضافة إلى كون شكله قابلًا للتغيير كما يستطيع تغيير سعة مُكثفِه الداخلي لتخزين شحنة كهربائية؛ الأمر الذي يسمح للأطباء بالمراقبة عن طريق جهاز موضوع قرب الجسم، ويبدأ الجهاز بالقراءة عند اتصال الهوائي الخاص بالحساس بطريقة مشابهة لآلية تعرف البطاقة الشخصية عند الدخول إلى منشأة ما، وفي المستقبل يمكن للجهاز أن يأتي بشكل لصاقة تُعرَف بـ(stick-on patch)، مدمجًا مع تكنولوجيا أخرى قابلة للارتداء أو مع الأجهزة الذكية.

عرض ثلاثي الأبعاد لكيفية رصد الجهاز تدفق الدم عبر وعاء دموي تحت الجلد 

في البداية؛ اختبر الباحثون الحساس في بيئة اصطناعية عن طريق ضخ الهواء عبر أنبوب بحجم الشريان لمحاكاة ضغط الدم، وقد زرع الجراح يوكيتوشي كيزاوا  -أحد علماء جامعة ستانفورد والمشاركين في كتابة البحث الخاص بالحساس- جهاز الاستشعار حول أحد شرايين الفئران؛ إذ تُوِّجت التجربة بالنجاح واختُبِر قارئ الإشارة اللاسلكية وقياس ضغط الدم في هذه المرحلة.

في هذه المرحلة كان الفريق مهتمًا باكتشاف الانسدادات التي تحصل في الشرايين؛ لكن الابحاث كشفت عن إمكانية كون الإصدارات المستقبلية من هذا المستشعر قادرة على تحديد التقلبات الدقيقة لتدفق الدم.

الحساس هو إصدار لاسلكي عن تكنولوجيا طورتها المهندسة الكيميائية زهينان باو لإعطاء الأطراف الاصطناعية الإحساس باللمس؛ إذ تقول البروفيسورة باو التي تُعدُّ أحد القائمين على مشروع البحث :

"هذا اختراع ذو تاريخ؛ فلطالما كنا مهتمين بكيفية استخدام هذه الحساسات في المجالات الطبية؛ لكن الأمر أخذ بعض الوقت لجعل الأداة ملائمة للاستعمال"

صورة توضيحية للمستشعر وبنيته حيث يظهر مستقبل الإشارة اللاسلكية موصولا مع مستشعر الضغط (قابل للتحلل) الملتف حول الوعاء الدموي

أدت المادة الداخلة في صناعة الحساس دورًا كبيرًا؛ إذ جُعِلت أكثر حساسية تجاه ضغط الدم دون الإضرار بتماسك البنية، ونُقِل الهوائي الناقل للإشارة إلى مكان أكثر أمانًا غير متأثر بضغط الدم وإعادة تصميم المكثف الخاص بتخزين الشحنة الكهربائية حتى نستطيع وضع الحساس حول الشريان بكل أريحية؛ إضافة الى تطوير آلية التصاق الحساس بالشريان والتحسين من جودة استشعاره؛ إذ أبدت ليفنت بيكر أحد المشاركين في كتابة ورقة البحث وأحد الباحثين في مختبر البروفيسورة باو عن صعوبة الأمر قائلة:

"لقد كان مشروعًا مرهقًا جدًّا وتطلب العديد من الاختبارات وإعادة التصميم"

وفي ختام ورقة البحث الخاصة بالمشروع قالت البروفيسورة باو:

"استخدام الحساسات للكشف المبكر عن المشكلات الصحية لدى المرضى يستدعي عمل أناس من مختلف التخصصات؛ كالهندسة والمدرسة الطبية والمبرمجين معًا حتى نستطيع خلق آلية مثيرة لحل بعض المشكلات الراهنة"

صورة للجهاز على ذراع متطوع، والنقطة البيضاء توضح جهاز الاستشعار الحراري

المصادر:

1- هنا

2- هنا