جهاز قابل للارتداء يراقب الصحة من خلال غازات الجلد
تُحدث التقنيات القابلة للارتداء ثورة في مجال الرعاية الصحية، ولكن القيود التصميمية في أجهزة المراقبة الشخصية القائمة على المواد اللاصقة حالت دون تحقيق إمكاناتها الكاملة.
تصف دراسة جديدة أجرتها جامعة أريزونا، ونشرت في مجلة Nature Communications، جهازًا قابلًا للارتداء طويل الأمد، مصنوعًا بتقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد، وخاليًا من المواد اللاصقة، وقادرًا على توفير صورة أكثر شمولاً للحالة الفسيولوجية للمستخدم.
آلية عمل الجهاز
يقوم الجهاز، الذي يقيس بخار الماء وانبعاثات الغازات من الجلد، بتتبع وتسجيل البيانات الفسيولوجية المرتبطة بالجفاف والتحولات الأيضية ومستويات التوتر بشكل مستمر.
وقال فيليب جوتروف، الأستاذ المشارك في الهندسة الطبية الحيوية وعضو معهد BIO5 في جامعة أريزونا، والذي شارك في تأليف الدراسة مع المؤلف الرئيسي ديفيد كلاوسن: "تعتمد أجهزة مراقبة الصحة القابلة للارتداء تقليديًا على أجهزة استشعار تلتصق بالجلد مباشرة، لكن الجلد نفسه يتجدد باستمرار".
وأضاف: "هذا يحد من المدة التي يمكنك فيها جمع بيانات موثوقة. بفضل جهاز الاستشعار الذي نبتكره والذي يتتبع الانبعاثات الغازية من الجلد، نتغلب على هذا القيد تمامًا".
يُضعف تساقط الجلد المواد اللاصقة ويسد أجهزة الاستشعار، لذا يجب إعادة وضع الأجهزة القابلة للارتداء المُثبتة عليها المواد اللاصقة كل بضعة أيام.
صمّم باحثون في مختبر غوتروف بجامعة أريزونا جهازًا يُلبس على الساعد، يُشبه سوارًا صغيرًا مطبوعًا بتقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد، ويمكن ارتداؤه باستمرار.
تقيس أجهزة الاستشعار في الجهاز الغازات المنبعثة من المستخدم باستمرار، وتُقارن تركيزاتها مع تركيزات الهواء الخارجي الطبيعي.
على عكس الأجهزة القابلة للارتداء التي تستخدم في العلوم الرياضية ومراقبة الصحة والتي تعتمد على المواد اللاصقة، والتي كانت في السابق تسجل لقطات سريعة فقط، فإن الجهاز الذي طوره جوتروف وزملاؤه يوفر بيانات مستمرة في الوقت الفعلي يمكن مشاهدتها على هاتف ذكي أو كمبيوتر عبر تقنية البلوتوث الآمنة.
قال غوتروف: "هذا يفتح آفاقًا جديدة كليًا للمؤشرات الحيوية. على سبيل المثال، يُمكنك تسجيل البصمات الأيضية للتمرين أو التوتر دون التأثير على روتين الشخص المعتاد، وفي السابق، كانت القياسات من هذا النوع تتطلب غرفة كاملة من المعدات".
باستخدام جهاز كهذا، يمكن للرياضيين مراقبة مستوى الترطيب والجهد المبذول أثناء التدريب.
كما يمكن للجهاز القابل للارتداء تسجيل أعراض الصحة النفسية والأمراض المزمنة للمساعدة في الوقاية والعلاج.
في الواقع، أشار جوتروف إلى أن تتبع ومراقبة العلامات الفسيولوجية للتوتر في انبعاثات الغازات يمكن أن يساعد حتى في تحديد الاضطرابات الأيضية المبكرة.
قال كلاوسن: "تصميمنا مستقر حتى مع تعرضه للحركة اليومية والتغيرات البيئية. يمكننا تسجيل البيانات باستمرار لأيام عديدة دون الحاجة لإعادة الشحن، مع التقاط بيانات فسيولوجية غنية لا تتوفر عادةً في الأجهزة القابلة للارتداء أو تتطلب تعرقًا واضحًا".
ويخطط الباحثون لتوسيع نطاق المؤشرات الحيوية القابلة للكشف ودمج تحليلات البيانات المتقدمة لتوفير رؤى صحية شخصية على مدى فترات أطول.
