جهاز لقياس ضغط الدم خلال 5 ثوانٍ
نجح مهندسو جامعة ميسوري الأميركية في تصميم نموذج أولي لجهاز جديد لمراقبة ضغط الدم، يستخدم في مراقبة ضغط الدم لدى الأشخاص على أساس منتظم، مما يساعد على الكشف المبكر عن المشكلات الصحية المختلفة مثل ارتفاع ضغط الدم، الذي لا توجد له علامات أو أعراض تحذيرية.
وفي الطريقة التقليدية ثمة عدد من العوامل التي تؤثر على دقة القراءة لضغط الدم، بما في ذلك توتر المريض الذي يخضع لقياس ضغط الدم في عيادة الطبيب، فيما يعرف باسم “متلازمة المعطف الأبيض”.
قام الباحثون في جامعة ميسوري بتخصيص جهاز مشبك الإصبع التجاري لتوفير طريقة سريعة وغير مؤذية للجلد، لقياس ضغط الدم ومراقبته باستمرار، وهي الجهود التي وثقتها مؤخرًا دراسة جديدة نُشرت في دورية (IEEE Sensors Journal).
مميزات فائقة
يقول ريتشارد بيفيلد طالب دراسات عليا في الهندسة الميكانيكية والفضائية في كلية الهندسة بجامعة ميسوري والمؤلف الرئيسي للدراسة: “إلى جانب قياس ضغط الدم، يمكن للجهاز أيضًا قياس أربع علامات حيوية إضافية في وقت واحد، هي: معدل ضربات القلب، تشبع الأكسجين في الدم، درجة حرارة الجسم ومعدل التنفس”.
ويتابع: “عادةً ما تتضمن عملية ضغط الدم شخص في المستشفى أو العيادة استخدام رباط قابل للنفخ يتم لفه حول ذراعه، ولكن هناك ثلاث مشكلات في هذه الطريقة، حيث يمكن أن يتسبب ذلك في تلف الشرايين إذا تم إجراؤه بشكل متكرر خلال فترة زمنية قصيرة، كما يمكن أن يرتفع ضغط الدم لدى الناس بسبب العصبية”.
ويستطرد بيفيلد: “بينما يستغرق الأمر ما يصل إلى 30 ثانية حتى يكتمل القياس في الطريقة التقليدية، يمكن لجهازنا تسجيل ضغط الدم في غضون 5 ثوانٍ باستخدام مستشعرات بصرية موضوعة على طرف الإصبع تقيس كمية الضوء المنعكس على الأوعية الدموية تحت سطح الجلد”.
تسمى هذه العملية “التصوير الضوئي” (PPG)، ويستخدم الجهاز جهازي استشعار يقعان في نقطتين مختلفتين على الإصبع لالتقاط نبض شخص ما من أجل حساب سرعة موجة النبض، أو مدى سرعة انتقال الدم عبر مجرى الدم.
وبمجرد جمع البيانات من سرعة موجة النبض، يتم إرسالها لاسلكيًا إلى جهاز كمبيوتر لمعالجة الإشارات وحساب ضغط الدم بواسطة خوارزمية التعلم الآلي، حيث أثبتت دراسات سابقة وجود علاقة قوية بين سرعة موجة النبض وضغط الدم.
وفي الدراسة، كشفت تجربة الجهاز على عينة مكونة من 26 مشاركًا أنه يعمل بمعدل دقة يبلغ حوالي 90 بالمئة لضغط الدم الانقباضي، ومعدل دقة 63 بالمئة لضغط الدم الانبساطي.
وهنا يعلق بيفيلد قائلاً “إن معدل الدقة يختلف بين الانقباضي والانبساطي لأن الضغط الانبساطي، وهو الحد الأدنى لضغط الدم للشخص، يمكن أن يتغير بشكل كبير اعتماداً على عمر الشخص، ويمكن أيضاً التحكم فيه من خلال عوامل مختلفة، مثل: العمر، تصلب الشرايين، الصحة العامة ووزن الجسم”.
ويعمل الباحثون حالياً على تطوير الجهاز للاستخدام المنزلي، كما يسعون في المستقبل إلى تطوير نماذج حسابية تنبؤيه للمساعدة في تحديد العلامات الحيوية، التي يمكن أن تكون بمثابة مؤشرات لأمراض بشرية متعددة، مثل كوفيد-19 والإنفلونزا.
