این پچ پوستی تازه آریتمی مرگبار قلب را با دقت ۹۹.۶ درصد شناسایی می‌کند_دلچسب

پژوهشگران «دانشگاه شیکاگو» پچ محاسباتی جدیدی گسترش داده‌اند که انعطاف‌پذیر و کشسان است و می‌تواند داده‌های سلامت را در چند میلی‌ثانیه روی بدن تحلیل کند. مسئله قابل‌دقت این که این وصله کار خود را بدون نیاز به ارسال اطلاعات به سرورهای خارجی انجام می‌دهد.

این پچ که در گزارش‌ها حرف های شده «پوست‌همانند» است، از آرایه‌هایی از ترانزیستورهای الکتروشیمیایی آلی منفعت می‌برد؛ ترانزیستورهایی که امکان پردازش نورومورفیک، یعنی همانند‌سازی برخی کارکردهای مغز، را فراهم می‌کنند. انعطاف‌پذیری بالای این سامانه علتمی‌شود بتواند همراه با بافت‌های بدن خم و کشیده شود.

به حرف های محققان، این فناوری می‌تواند نسل آینده دستگاه‌های پوشیدنی و کاشتنی پزشکی را به ابزارهایی هوشمند تبدیل کند که تصمیم‌گیری‌های حساس را تقریباً آنی انجام بدهند.

تشخیص آریتمی‌های مرگبار قلب با دقت ۹۹.۶ درصدی

درحالی‌که محصولات پوشیدنی معمول داده‌ها را برای تحلیل به سرورهای دیگر ارسال می‌کنند، در این وصله تحلیل به‌صورت محلی و روی خود دستگاه انجام می‌شود؛ قابلیتی که پژوهشگران آن را برای شرایط اورژانسی زیاد حیاتی می‌دانند.

برای نمایش کارایی سامانه، محققان آن را با داده‌های مرتبط با «فیبریلاسیون بطنی» (یکی از خطرناک‌ترین اختلالات ریتم قلب) آزمایش کرده‌اند. به حرف های آنها این آرایه کشسان توانسته الگوهای غیرطبیعی موج‌های الکتریکی قلب را با دقت ۹۹.۶ درصد شناسایی کند؛ حتی وقتی‌که بیشتر از ۱.۵ برابر اندازه اولیه خود کشیده شده است.

سازوکار این وصله تازه بر پایه ترانزیستورهای الکتروشیمیایی آلی شکل گرفته‌ که سیگنال‌ها را با جریان الکتریکی و حرکت یون‌ها در لایه الکترولیت ژل‌همانند پردازش می‌کنند. وجود این الکترولیت این چنین نوعی «ویژگی حافظه» به دستگاه می‌دهد.

بااین‌حال ساخت این سامانه در تراکم‌های بالا دشوار بوده، چون الکترولیت نرم همانند مایع پخش می‌شود و گمان اتصال مختصر را زیاد تر می‌کند. ضمن این که راه حلهای سنتی ساخت تراشه نیز می‌توانند به سطح انعطاف‌پذیر صدمه بزنند. تیم پژوهشی این مشکل را با ساخت یک ژل پلیمری حل کرده که با تابش فرابنفش سفت و به‌صورت دقیق الگو‌دهی می‌شود. این روش امکان تشکیل نزدیک به ۱۰هزار ترانزیستور در هر سانتی‌متر مربع را فراهم کرده است.

پژوهشگران این چنین یک شبکه عصبی را روی این وصله آزمایش کردند که با منفعت گیری از اطلاعات شخصی همانند سطح کلسترول، قند خون، نوار قلب و حداکثر ضربان قلب، خطر دعوا قلبی را برسی می‌کند. این سیستم در آزمایش‌ها به دقت ۸۳.۵ درصد دست یافته است. محققان می‌گویند در آینده می‌توان از این چنین فناوری‌هایی برای ساخت پوشیدنی‌هایی منفعت گیری کرد که نه‌تنها داده‌های سلامت را ثبت می‌کنند، بلکه آنها را به‌صورت محلی تحلیل کرده و به شرایط گوناگون پاسخی سریع خواهند داد.

آنها اکنون درحال کار روی یکپارچه‌سازی این آرایه‌های محاسباتی با سامانه‌های کشسان ربط بی‌سیم و حسگرهای گسترش یافتهتر می باشند تا یک پلتفرم سلامت کاملاً سازگار با بدن گسترش دهند. نتایج این پژوهش در مجله Nature Electronics انتشار شده‌ است.