نما مجال الأجهزة القابلة للارتداء على قدم وساق ، ليس فقط من حيث التبني الجماعي ، ولكن أيضًا بسبب بعض الابتكارات المذهلة. يمكن لمستشعرات معدل ضربات القلب القابلة للارتداء الآن قياس كل شيء من معدل ضربات القلب ومستويات أكسجين الدم إلى ECG في عوامل الشكل تتراوح من ساعة إلى حلقات الأصابع.
هذه المستشعرات ، ومع ذلك ، تأتي مع مجموعة متأصلة من المشاكل. تؤدي القطع الأثرية التي تنشأ عن الحركة أو النشاط القوي إلى تغيير تدفق الدم ويؤثر على دقتها. أجهزة استشعار معدل ضربات القلب البصرية (تصوير الفوتوغرافيا الضوئية أو تقنية PPG) تكافح أيضًا مع نغمات البشرة الداكنة أو الوشم أو حتى وضع الجسم.
تأتي الطبيعة إلى الإنقاذ مرة أخرى
يمكن أن يأتي حل هذه المشاكل – وأكثر من ذلك – من أعماق السرير المحيطي. طور العلماء في جامعة ميسوري جهازًا يمكن ارتداؤه على شكل نجمات يمكن أن يقيس معدل ضربات القلب في الوقت الفعلي. الجهاز مستوحى من حركات الذراع لنجم البحر ويتميز بنقاط اتصال متعددة مستشعر إلى جلد.
أكبر ميزة لهذا النهج هي أنه يمكن أن ينفي تحديات الحركة وقياس نشاط معدل ضربات القلب بشكل أكثر دقة. يتيح تنسيق المستشعر متعدد الاستشعار للجهاز جمع بيانات متعددة الإشارات بدقة أعلى ، حتى عندما يشارك المستخدمون في النشاط البدني.
“على غرار النجوم ، يحتوي جهازنا على خمسة أذرع ، كل منها مزود بأجهزة استشعار تلتقط في وقت واحد نشاط القلب الكهربائي والميكانيكي” ، يلاحظ Sicheng Chen ، مؤلف الورقة التي تفصل الابتكار.
وعد هائل للعافية القلبية
يقوم الجهاز بجمع إشارات القلب الكهربائية (الكهربية القلب) وإشارات ميكانيكية (SeismocArtiogriogr و remorcardiogr) باستخدام صفيف المستشعر الخاص به. طور الفريق أيضًا نموذجًا للتعلم الآلي للتعويض عن متغيرات الحركة وتحليل إشارات القلب من نقاط متعددة.
في اختباراتهم ، كان قادرًا على اكتشاف أمراض القلب الخطيرة بدقة مثل الرجفان الأذيني (A-FIB) ، واحتشاء عضلة القلب MI) ، وفشل القلب (HF). حتى الآن ، لا يوجد جهاز يمكن ارتداؤه في السوق الشامل قادر على اكتشاف المشكلات القلبية الثلاثة المذكورة أعلاه.
يقول ورقة البحث التي نشرت في مجلة العلوم: “أظهرت الدراسات البشرية أن دمج هذه النطاقات الحيوية متعددة الوسائط يعزز بشكل كبير دقة التشخيص ، مما يحقق أكثر من 91 ٪ من الدقة لمختلف حالات القلب – تنطلق نماذج تعتمد على عدد أقل من المدخلات”.
شحن المتاعب ، لا أكثر
والجدير بالذكر أن الفريق استخدم المكونات الإلكترونية الجاهزة لجعل جهاز قياس معدل ضربات القلب متعدد الاستشعار. فائدة حاسمة أخرى هي أنه يمكن أن ينقل جميع البيانات في الوقت الفعلي عبر البلوتوث ، مما يتيح المراقبة عن بُعد لخبراء الصحة.
علاوة على ذلك ، فإنه يدعم الشحن اللاسلكي. تم تزويد مستشعر معدل ضربات القلب البنتا-بطارية قابلة لإعادة الشحن على متنها 50 مللي أمبير في الساعة توفر ما يصل إلى 8 ساعات من قياس نشاط القلب لكل شحنة.
يمكن أن يتم عرضها باستخدام أجهزة شحن متوفرة تجاريًا ، ويمكن أن يحدث نقل الطاقة من خلال ملفات الشحن اللاسلكية حتى عند استخدام الجهاز أو تحت الماء. يعمل الفريق الآن على نقل أجهزة الاستشعار إلى طبقة قابلة للتنفس بحيث يمكن ارتداؤها بسهولة.