مستشعر جديد لمراقبة شاملة لمرض السكري ورعاية القلب والأوعية الدموية
سوار معصم جديد قابل للارتداء قد يحسن إدارة مرض السكري بشكل ملحوظ من خلال التتبع المستمر ليس فقط للجلوكوز، بل أيضًا للإشارات الكيميائية والقلبية الوعائية الأخرى التي تؤثر على تطور المرض والصحة العامة.
نُشرت هذه التقنية في مجلة Nature Biomedical Engineering.
ما هو سوار المعصم الجديد؟
يتكون سوار المعصم المرن من مصفوفة إبر دقيقة تُجري عينات من السائل الخلالي تحت الجلد دون ألم لقياس الجلوكوز واللاكتات والكحول آنيًا باستخدام ثلاثة إنزيمات مختلفة مُدمجة داخل الإبر الدقيقة. صُممت هذه المصفوفة لسهولة استبدالها، ويمكن تغييرها لتناسب فترات الاستخدام. هذا يقلل من خطر الحساسية أو العدوى، ويدعم الاستخدام طويل الأمد.
في الوقت نفسه، يستخدم سوار المعصم مجموعة من أجهزة استشعار الموجات فوق الصوتية لقياس ضغط الدم وتصلب الشرايين، بينما تقيس أجهزة استشعار تخطيط القلب معدل ضربات القلب مباشرةً من نبضات المعصم.
تُعد هذه الإشارات الفسيولوجية مؤشرات رئيسية لخطر الإصابة بأمراض القلب والأوعية الدموية، والتي غالبًا ما تكون مرتفعة لدى مرضى السكري، ولكن نادرًا ما تتم مراقبتها بشكل مستمر خارج نطاق الرعاية الصحية.
قال آن يي تشانج: "إن الإدارة الشاملة والفعّالة لمرض السكري تتطلب أكثر من مجرد قراءة واحدة لمستوى الجلوكوز".
تؤثر عوامل مثل النظام الغذائي، وممارسة الرياضة، والتوتر على مستوى السكر في الدم وصحة القلب بطرق لا تستطيع أنظمة المراقبة التقليدية رصدها بالكامل.
وأضاف تشانج، الذي شارك في تأليف الدراسة مع مويانج لين ولو ين وماريا رينوسو: "من خلال تتبع إشارات الجلوكوز واللاكتات والكحول والأوعية الدموية في الوقت الحقيقي، يمكن لهذا السوار الخالي من الألم أن يساعد الناس على فهم صحتهم بشكل أفضل وتمكينهم من اتخاذ إجراءات مبكرة للحد من خطر الإصابة بالسكري".
أصبح تطوير هذا النظام القابل للارتداء ممكنًا.
تتخصص مجموعة وانغ في ابتكار أجهزة قابلة للارتداء يمكنها رصد العديد من المؤشرات الحيوية الكيميائية في الجسم في آنٍ واحد، بينما تتخصص مجموعة شو في تطوير أجهزة استشعار بالموجات فوق الصوتية قابلة للارتداء يمكنها رصد إشارات القلب والأوعية الدموية في أعماق الجسم.
ومن خلال دمج خبرات الفريقين، صمما جهازًا يوفر قياسًا مستمرًا ومتزامنًا للمؤشرات الحيوية وإشارات القلب عبر منصة سوار معصم واحد قابل للارتداء.
يعرض جهاز ذكي متصل بسوار المعصم تدفقات بيانات مباشرة من المستشعرات. ويعرض ضغط الدم ومعدل ضربات القلب وتصلب الشرايين، بالإضافة إلى قراءات آنية لمستويات الجلوكوز والكحول واللاكتات.
يتيح هذا لمرتديه معرفة كيفية تأثير أنشطتهم اليومية - مثل الوجبات أو تناول الكحول أو ممارسة الرياضة - على أجسامهم في الوقت الفعلي، وبالتالي الحصول على رؤى شخصية حول استجاباتهم الأيضية والقلبية الوعائية.
أظهر سوار المعصم توافقًا ممتازًا مع الأجهزة التجارية في مجموعة متنوعة من الاختبارات.
عند مراقبة مستوى الجلوكوز، تطابقت النتائج بشكل وثيق مع نتائج جهاز قياس مستوى الجلوكوز في الدم وجهاز مراقبة مستوى الجلوكوز المستمر، مع تسجيل استجابات القلب والأوعية الدموية في الوقت نفسه.
وبالمثل، تزامنت نتائج اختبارات تتبع تناول الكحول باستخدام جهاز فحص نسبة الكحول في الدم، ومراقبة اللاكتات أثناء التمرين، مع نتائج جهاز قياس اللاكتات في الدم. في كل خطوة، وفّر سوار المعصم مراقبة مستمرة ومتزامنة لإشارات إضافية، بما في ذلك قياسات آنية لضغط الدم، ومعدل ضربات القلب، وتصلب الشرايين.
يمكن أن توفر هذه الميزة لمرتديها صورة فسيولوجية شاملة خلال أنشطتهم اليومية، كما يمكنها مساعدة المرضى والأطباء على تحديد المؤشرات الخطيرة قبل تفاقمها، مما قد ينبه المستخدمين إلى مخاطر القلب والأوعية الدموية التي قد تغفلها أجهزة مراقبة الجلوكوز التقليدية.
تشمل الخطوات التالية توسيع نطاق النظام القابل للارتداء ليشمل مؤشرات كيميائية ومؤشرات قلبية وعائية إضافية، وتصميمه ليعمل بالعرق أو ضوء الشمس.
كما يتطلع الباحثون إلى دمج خوارزميات التعلم الآلي لتحليل الكميات الهائلة من البيانات الشخصية التي يجمعها النظام.
