باحثون يطورون جهازا مدعوما بالذكاء الاصطناعي لمراقبة ضغط الدم على مدار الساعة
نجح فريق من الباحثين في تطوير جهاز صغير الحجم وغير جراحي قابل للارتداء، يعتمد على أجهزة استشعار ضوئية وتقنيات الذكاء الاصطناعي لتتبع ضغط الدم بشكل مستمر ودقيق.
تطوير جهاز مدعوم بالذكاء الاصطناعي لمراقبة ضغط الدم على مدار الساعة
ووفقًا لـ موقع College of Arts and Sciences، أوضحت الدراسة أن هذا الابتكار يقدم حلًا عمليًا لواحدة من أكبر التهديدات الصحية في العالم، ألا وهي ارتفاع ضغط الدم الذي يزيد بصمت من خطر الإصابة بأمراض القلب والسكتات الدماغية ومشاكل الكلى دون إظهار أعراض واضحة.
ويعالج الجهاز الجديد القصور الكبير في أدوات القياس الحالية، حيث يقتصر فحص ضغط الدم لمعظم الأشخاص على زيارات الطبيب المتباعدة أو استخدام الأجهزة التقليدية في المنزل، وهي مجرد لقطات سريعة تفشل في رصد التغيرات الحيوية التي تحدث على مدار اليوم أو أثناء النوم، وفي المقابل، كانت المراقبة المستمرة، التي تكشف عن الأنماط الخفية وتقدم إنذارات مبكرة، تتطلب في السابق إجراءات طبية جراحية داخل المستشفيات لا تتناسب مع الحياة اليومية.
وأكد الأستاذ المساعد في قسم العلوم الفيزيائية التطبيقية بالجامعة وقائد الدراسة Wubin Bai أن الهدف كان تصميم أداة دقيقة وقابلة للارتداء يوميًا، مشيرًا إلى أن مراقبة ضغط الدم بنفس سهولة تتبع الخطوات عبر الساعات الذكية سيحدث تحولًا جذريًا في طرق اكتشاف هذا المرض والوقاية من أمراض القلب والأوعية الدموية.
وتعتمد التقنية المبتكرة على آلية تُعرف باسم تخطيط التحجم الضوئي photoplethysmography، وهي نفس التكنولوجيا المستخدمة في الساعات الذكية لإصدار الضوء الأخضر عبر الجلد واكتشاف التغيرات في تدفق الدم.
وخلال الدراسة التي شارك في تأليفها الباحث المساعد السابق تيان نجوين Tien Nguyen، قام الفريق بوضع مستشعر واحد على الإصبع وآخر على إصبع القدم لقياس الوقت الذي تستغرقه موجة النبض للانتقال بين النقطتين، وهي خاصية تُعرف بسرعة موجة النبض pulse wave velocity.
وبعد ذلك، يقوم نموذج التعلم الآلي بدمج هذه القراءات مع معلومات أساسية أخرى مثل الطول والوزن ومعدل ضربات القلب لتقدير ضغط الدم وصلابة الشرايين بدقة فائقة، ويتجاوز هذا النهج المزدوج مشاكل الأجهزة القديمة التي كانت تعتمد على مستشعر واحد مقترن بمخطط كهربية القلب، والتي عانت من ضعف الدقة بسبب فشلها في حساب التأخير الزمني البسيط بين الإشارة الكهربائية للقلب والنبض الفعلي للدم.
واختبر الباحثون الجهاز على 25 متطوعًا شابًا يتمتعون بصحة جيدة، وجاءت النتائج مبشرة للغاية، حيث كانت تقديرات النظام المبتكر لضغط الدم قريبة جدًا من الجهاز المرجعي القياسي المستخدم في الأبحاث بفارق يبلغ حوالي ملليمتر واحد فقط من الزئبق، وهو فارق ضئيل يلبي المبادئ التوجيهية الدولية لدقة الأجهزة الطبية.
كما نجح الابتكار في التقاط التغيرات الطبيعية في ضغط الدم وصلابة الشرايين أثناء الأنشطة المختلفة، بما في ذلك النوم والمشي وركوب الدراجات وحتى الكتابة على لوحة المفاتيح. وخلال فترة النوم، تتبع الجهاز كيف انخفض ضغط الدم وسرعة موجة النبض تدريجيًا مع انتقال المشاركين إلى مراحل أعمق من الراحة.
وفي هذا السياق، شدد نجوين على أن ضغط الدم ليس حالة ثابتة، بل يتأثر باستمرار بالإجهاد والنوم والنشاط والنظام الغذائي، مؤكدًا أن التقاط هذه التقلبات في بيئات العالم الحقيقي سيساعد الأطباء على اتخاذ قرارات علاجية أفضل، ويمكّن المرضى من السيطرة على صحتهم قبل تفاقم المضاعفات.
