ليزر بالذكاء الاصطناعي يقرأ نبضات القلب قد يستبدل السماعات الطبية
طوّر العلماء كاميرا مع ليزر يمكنها قراءة نبضات قلب الشخص عن بُعد، وتحديد العلامات التي تشير إلى أنه قد يعاني من أمراض القلب والأوعية الدموية، وفقاً لصحيفة «الغارديان».
ويقول باحثون في جامعة غلاسكو في المملكة المتحدة إن النظام - الذي يستغل الذكاء الاصطناعي والتقنيات الكمومية - يمكن أن يغير الطريقة التي نراقب بها صحتنا.
وقال البروفسور دانييلي فاتشيو من مركز الأبحاث المتقدمة بالجامعة: «يمكن وضع هذه التكنولوجيا في مراكز التسوق حيث يحصل الناس على قراءة سريعة لنبضات القلب، التي يمكن بعد ذلك إضافتها إلى سجلاتهم الطبية عبر الإنترنت».
وتابع: «يمكن تركيب أجهزة مراقبة القلب بالليزر في منزل الشخص كجزء من نظام لمراقبة المعايير الصحية المختلفة في البيئة المنزلية». وتشمل الأجهزة الأخرى أجهزة مراقبة لتتبع تشوهات ضغط الدم أو التغيرات الطفيفة في المشية، وهي علامة مبكرة على ظهور مرض ألزهايمر.
أضاف فاتشيو أن مراقبة نبضات قلب الشخص عن بُعد ستكون ذات قيمة خاصة لأن المشاكل - بما في ذلك النفخات أو ضربات القلب السريعة أو البطيئة للغاية - من شأنها أن توفر تحذيراً من تعرضه لخطر الإصابة بسكتة دماغية أو سكتة قلبية.
في الوقت الحاضر، يستخدم الأطباء السماعات الطبية لمراقبة نبضات القلب. تم اختراع سماعة الطبيب في أوائل القرن التاسع عشر على يد الجراح الفرنسي رينيه لينيك، وتتكون من مرنان على شكل قرص، الذي عند وضعه على جسم الشخص، يلتقط الضوضاء التي تحدث في الداخل - ويتم نقلها وتضخيمها عبر الأنابيب وسماعات الأذن إلى الشخص الذي يستمع.
وقال فاتشيو: «يتطلب الأمر التدريب على استخدام سماعة الطبيب بشكل صحيح... إذا تم الضغط بشدة على صدر المريض، فسوف يؤدي ذلك إلى إضعاف إشارات ضربات القلب. وفي الوقت نفسه، قد يكون من الصعب اكتشاف النفخات الخلفية، التي توفر علامات رئيسية للعيوب، التي تحدث خلف نبض القلب الرئيسي».
يتضمن النظام الذي طوره فاتشيو وفريقه كاميرات عالية السرعة يمكنها تسجيل الصور بسرعة ألفي إطار في الثانية. يتم تسليط شعاع ليزر على جلد حلق الشخص، وتستخدم الانعكاسات لقياس مدى ارتفاع وهبوط جلده بالضبط مع توسع الشريان الرئيسي وانقباضه مع دفع الدم عبره.
وتعدُّ هذه الدقة مذهلة، على الرغم من أن تتبع هذه التقلبات الصغيرة لن يكون كافياً لتتبع نبضات القلب. وتحدث حركات أخرى أكبر بكثير على صدر الشخص - من تنفسه، على سبيل المثال - التي من شأنها أن تطغى على الإشارات الصادرة من نبضات قلبه.
وقال فاتشيو: «هذا هو المكان الذي يأتي فيه الذكاء الاصطناعي... نحن نستخدم أنظمة حاسوبية متقدمة لتصفية كل شيء باستثناء الاهتزازات الناجمة عن نبضات قلب الشخص - على الرغم من أنها إشارة أضعف بكثير من الأصوات الأخرى الصادرة من صدره. نعرف مدى تردد نبضات قلب الإنسان، ويركز الذكاء الاصطناعي على ذلك».
ويتيح تحليل الإشارات الناتجة للعاملين في المجال الصحي اكتشاف التغيرات في معدل ضربات القلب - ليس مقابل متوسط إحصائي للسكان، ولكن مقابل السلوك القلبي الخاص بالشخص. وأوضح فاتشيو، الذي أنشأ فريقه شركة ناشئة، LightHearted AI تسعى الآن للحصول على رأس مال استثماري لتطوير أجهزتها، إن هذا يجعل الجهاز لا يقدر بثمن في اكتشاف التغييرات التي قد تحدث في القلب، وتحديد عيوب معينة.
ويقول باحثون في جامعة غلاسكو في المملكة المتحدة إن النظام - الذي يستغل الذكاء الاصطناعي والتقنيات الكمومية - يمكن أن يغير الطريقة التي نراقب بها صحتنا.
وقال البروفسور دانييلي فاتشيو من مركز الأبحاث المتقدمة بالجامعة: «يمكن وضع هذه التكنولوجيا في مراكز التسوق حيث يحصل الناس على قراءة سريعة لنبضات القلب، التي يمكن بعد ذلك إضافتها إلى سجلاتهم الطبية عبر الإنترنت».
وتابع: «يمكن تركيب أجهزة مراقبة القلب بالليزر في منزل الشخص كجزء من نظام لمراقبة المعايير الصحية المختلفة في البيئة المنزلية». وتشمل الأجهزة الأخرى أجهزة مراقبة لتتبع تشوهات ضغط الدم أو التغيرات الطفيفة في المشية، وهي علامة مبكرة على ظهور مرض ألزهايمر.
أضاف فاتشيو أن مراقبة نبضات قلب الشخص عن بُعد ستكون ذات قيمة خاصة لأن المشاكل - بما في ذلك النفخات أو ضربات القلب السريعة أو البطيئة للغاية - من شأنها أن توفر تحذيراً من تعرضه لخطر الإصابة بسكتة دماغية أو سكتة قلبية.
في الوقت الحاضر، يستخدم الأطباء السماعات الطبية لمراقبة نبضات القلب. تم اختراع سماعة الطبيب في أوائل القرن التاسع عشر على يد الجراح الفرنسي رينيه لينيك، وتتكون من مرنان على شكل قرص، الذي عند وضعه على جسم الشخص، يلتقط الضوضاء التي تحدث في الداخل - ويتم نقلها وتضخيمها عبر الأنابيب وسماعات الأذن إلى الشخص الذي يستمع.
وقال فاتشيو: «يتطلب الأمر التدريب على استخدام سماعة الطبيب بشكل صحيح... إذا تم الضغط بشدة على صدر المريض، فسوف يؤدي ذلك إلى إضعاف إشارات ضربات القلب. وفي الوقت نفسه، قد يكون من الصعب اكتشاف النفخات الخلفية، التي توفر علامات رئيسية للعيوب، التي تحدث خلف نبض القلب الرئيسي».
يتضمن النظام الذي طوره فاتشيو وفريقه كاميرات عالية السرعة يمكنها تسجيل الصور بسرعة ألفي إطار في الثانية. يتم تسليط شعاع ليزر على جلد حلق الشخص، وتستخدم الانعكاسات لقياس مدى ارتفاع وهبوط جلده بالضبط مع توسع الشريان الرئيسي وانقباضه مع دفع الدم عبره.
وتعدُّ هذه الدقة مذهلة، على الرغم من أن تتبع هذه التقلبات الصغيرة لن يكون كافياً لتتبع نبضات القلب. وتحدث حركات أخرى أكبر بكثير على صدر الشخص - من تنفسه، على سبيل المثال - التي من شأنها أن تطغى على الإشارات الصادرة من نبضات قلبه.
وقال فاتشيو: «هذا هو المكان الذي يأتي فيه الذكاء الاصطناعي... نحن نستخدم أنظمة حاسوبية متقدمة لتصفية كل شيء باستثناء الاهتزازات الناجمة عن نبضات قلب الشخص - على الرغم من أنها إشارة أضعف بكثير من الأصوات الأخرى الصادرة من صدره. نعرف مدى تردد نبضات قلب الإنسان، ويركز الذكاء الاصطناعي على ذلك».
ويتيح تحليل الإشارات الناتجة للعاملين في المجال الصحي اكتشاف التغيرات في معدل ضربات القلب - ليس مقابل متوسط إحصائي للسكان، ولكن مقابل السلوك القلبي الخاص بالشخص. وأوضح فاتشيو، الذي أنشأ فريقه شركة ناشئة، LightHearted AI تسعى الآن للحصول على رأس مال استثماري لتطوير أجهزتها، إن هذا يجعل الجهاز لا يقدر بثمن في اكتشاف التغييرات التي قد تحدث في القلب، وتحديد عيوب معينة.
