نظارت بر تمامی صدا‌های حیاتی بدن با دستگاه پوشیدنی بندانگشتی

به گزارش خبرنگار خبرگزاری علم و فناوری آنا، نظارت بر صدا‌ها در بدن انسان در معاینات اولیه پزشک مهم است. این‌ها شامل ضربان قلب، عبور غذای هضم شده به داخل دستگاه گوارش طولانی و هوای ورودی و خروجی از ریه‌ها می‌شود که اطلاعاتی را در مورد سلامت فرد نشان می‌دهد. علاوه بر این، این صدا‌ها ممکن است به طور ناگهانی متوقف شوند یا تغییر کنند، که نشان دهنده یک موضوع مهم است که نیاز به توجه فوری دارد.

گروهی از دانش پژوهان دانشگاه نورث وسترن در ادامه دامنه چنین معایناتی، فناوری پوشیدنی جدیدی ارائه کرده اند که بسیار پیشرفته‌تر از اقدامات رایج انجام شده در معاینات پزشکی دوره‌ای است.

دستگاه‌هایی که به نرمی به پوست متصل می‌شوند، به طور مداوم، بی سیم و همزمان، این صدا‌های کوچک را در نقاط مختلف تقریباً در هر قسمت از بدن نظارت می‌کنند.

«جان ای. راجرز» «John A. Rogers» پیشگام بیوالکترونیک در دانشگاه نورث وسترن که ساخت این دستگاه را رهبری کرده است، گفت: در حال حاضر، هیچ روشی برای نظارت مداوم و نقشه برداری فضایی صدا‌های بدن در خانه یا بیمارستان‌ها وجود ندارد.

این گجت‌های کوچک و سبک که میکروفون‌های دیجیتال و شتاب‌سنج‌های با کارایی بالا در آن‌ها تعبیه شده است، به آرامی به پوست می‌چسبند تا یک شبکه حسگر گسترده و غیرتهاجمی ایجاد کنند.

این دستگاه‌ها به طور فیزیکی نحوه حرکت هوا به داخل، از داخل و خارج از ریه‌ها و همچنین نحوه تغییر ریتم قلب در حالت‌های مختلف استراحت و فعال و نحوه حرکت غذا، گاز و مایعات در روده‌ها را با ضبط همزمان صدا‌ها و اتصال آن صدا‌ها به فرآیند‌های بدنی، ترسیم می‌کنند.

هر دستگاه به طول ۴۰ میلی متر، عرض ۲۰ میلی متر و ضخامت ۸ میلی متر در سیلیکون نرم قرار گرفته است. این دستگاه دارای دو میکروفون کوچک است که یکی از داخل به سمت بدنه و دیگری در جهت مخالف به سمت بیرون، یک درایو فلش مموری، یک باتری کوچک، قطعات الکترونیکی و قابلیت بلوتوث است. یک الگوریتم می‌تواند صدا‌های داخلی بدن و صدا‌های بیرونی (صدا‌های محیط یا اندام نزدیک) را با ضبط صدا‌ها در هر دو جهت تشخیص دهد.

 محققان می‌گویند شنیدن صدای تولید شده توسط ریه‌ها به طور کلی برای یک فرد معمولی بسیار ضعیف است، زیرا به اندازه کافی بلند نیست و صدای محیط در بیمارستان‌ها می‌تواند این شنیدن را سخت‌تر کند. زمانی که افرادی در آن نزدیکی در حال صحبت باشند یا صدای خودرو‌ها از بیرون شنیده شود، شنیدن صدای ریه چالش برانگیزتر می‌شود.

دکتر «آنکیت بهارات»، جراح قفسه سینه در بیمارستان نورث وسترن که رهبری تحقیقات بالینی در افراد بالغ را بر عهده داشت، نیز گفت: یک جنبه مهم فناوری ما این است که می‌تواند صدا‌های محیطی را تصحیح کند.

ضبط صدای محیط با تسهیل حذف نویز و ارائه اطلاعات زمینه‌ای ارزشمند در مورد محیط‌های اطراف بیماران، که عاملی حیاتی در مراقبت از نوزادان نارس است، یکی دیگر از اهداف این دستگاه است.

نظارت بر بخش‌های آسیب پذیر

محققان برای ساخت این دستگاه نوآورانه، دو گروه آسیب‌پذیر را در نظر گرفتند: بزرگسالان پس از جراحی و نوزادان نارس در بخش مراقبت‌های ویژه نوزادان (NICU).

 مشکلات قلبی تنفسی و گوارشی از علل اصلی مرگ و میر کودکان و نوزادان در پنج سال اول زندگی هستند. به گفته این تیم، آپنه، به ویژه در نوزادان نارس شایع و یکی از دلایل اصلی بستری طولانی مدت در بیمارستان و مرگ و میر احتمالی است.

این پژوهشگران می‌گویند: این دستگاه‌های کوچک به تعیین وضعیت هر نوزاد مربوط به حرکت هوا (در داخل و خارج از راه هوایی و ریه ها)، صدا‌های قلب و حرکت روده در روز و شب، با توجه به شرایط ریتمیک شبانه روزی او کمک می‌کنند.

همچنین کاهش صدا‌های روده به ویژه به مشکلات گوارشی مرتبط است. این صدا‌ها ممکن است یک نشانه هشدار دهنده اولیه از اختلال حرکت در روده‌ها و انسداد‌های احتمالی باشد. وقتی وضعیت صوتی یک بیمار مشخص شد، انحراف از آن وضعیت شخصی‌شده، این پتانسیل را دارد که به فرد و گروه مراقبت‌های بهداشتی در مورد بیماری قریب‌الوقوع هشدار دهد، در حالی که هنوز زمان برای مداخله برای بازگرداندن سلامتی وجود دارد.

این گجت‌ها به محققان اجازه می‌دهد تا با ثبت همزمان توزیع حرکات بدن و صدا‌های ریه در مکان‌های مختلف، یک نفس را در طیف وسیعی از مناطق ریه در بزرگسالان تجزیه و تحلیل کنند.

بهارات گفت با تسهیل ردیابی بلادرنگ، پزشکان می‌توانند تعیین کنند که آیا سلامت ریه در حال بهتر یا بدتر شدن است و ارزیابی کنند که بیمار چقدر به یک دارو یا درمان خاص پاسخ می‌دهد.

نتایج این تحقیقات در نشریه Nature Medicine منتشر شده است.