ساخت مچ بند هوشمند برای کنترل مستمر وضعیت سلامتی

اغلب تجهیزات کنترل وضعیت تندرستی کاری بیش از شمارش گام ها و یا اندازه گیری ضربان قلب انجام نمی دهند. اما مچ بند تولیدی تیم مهندس 'علی جاوه ای' که گزارش آن در نشریه نیچر منتشر شد، قابلیت های بیشتری دارد و نخستن سیستم الکترونیکی یکپارچه است که می تواند کنترل دائمی و غیرتهاجمی روی چندین ماده زیستی-شیمیایی عرق بدن داشته باشد. به گفته محققان، این ابزار که همچون یک سربند و یا مچ بند ساخته شده است، می تواند غلظت مواد شیمیایی عرق بدن را تحت نظر بگیرد تا از آن برای کاربست هایی همچون ارزیابی غیرتهاجمی شرایط سلامتی و پزشکی، تشخیص مصرف مواد مخدر و یا کمک به مربیان ورزشی در ارتقای عملکرد ورزشکاران نخبه استفاده کرد. به واقع، عملکرد بسیاری از ابزار الکترونیکی پوشیدنی به محاسبه سوخت و ساز کالری براساس نرخ ضربان قلب و یا مسافت پیموده شده محدود است، در حالی که انبوهی از اطلاعات را می توان از عرق بدن کسب کرد، زیرا مملو از مواد شیمیایی است که غلظت آنها از تحولات داخل بدن خبر می دهد. مچ بند ساخت مهندس جاوه ای دو بخش دارد: یک بخش از جنس پلاستیک انعطاف پذیر و شامل حسگرهایی است که سطوح یون های سدیم و پتاسیم - الکترولیت های مهمی که موجب شوری عرق بدن می شوند- و همچنین گلوکز و لاکتات را اندازه می گیرد. افزایش سطوح لاکتات توازن pH را از بین می برد. به گفته جاوه ای، وجود یک حسگر دما در این ابزار به محاسبه اطلاعات دریافت شده سایر حسگرها کمک می کند. بخش دیگر مچ بند یک بورد مدار انعطاف پذیر متشکل از 11 ریزپردازنده رایانه ای است که اطلاعات رسیده از حسگرها را تفسیر و بدون نیاز به سیم، به نزدیک ترین لپ تاپ و یا تلفن همراه منتقل می کند. این ابزار دو مشکل فراروی تلاش های مشابه قبلی را که انعطاف پذیری و قدرت محاسبه بود، برطرف می کند. به گفته جاوه ای، مهندسان پیش از این از چیپ های رایانه ای سیلیکونی استفاده کردند و دریافتند که مولفه های انعطاف ناپذیر اغلب با سطح پوست تماس مستمر ندارند. سایر تیم ها هم از ابزارهای الکترونیکی انعطاف پذیر پلاستیکی استفاده کردند و متوجه شدند که آنها نیز نوعا قدرت محاسبه مورد نیاز برای اندازه گیری بیش از یک ماده و یا اساسا توانمندی های پیشرفته ای ندارند. مهندس'جیسون هیکنفلد' از دانشگاه سینسیناتی اوهایو در مورد پروژه جاوه ای گفت: محاسبه همزمان مواد مختلف تاکنون انجام نشده بود. ابزار جدید در آزمایشگاه روی داوطلبانی که از دوچرخه ثابت استفاده می کردند، آزمایش شد و عملکرد آن مشابه نتیجه پیش بینی شده بود. این وسیله علاوه بر سیار و غیرتهاجمی بودن- بی نیاز به سوزن-، مواد شیمیایی را در لحظه رصد می کند و از هدررفت زمان و تلاشی که معمولا برای گردآوری چند نمونه و انتقال آنها به آزمایشگاه برای تحلیل داده ها نیاز است، جلوگیری می کند. به گفته محققان، توانایی این ابزار برای رصد مستمر عرق بدن قابلیت های جدیدی ارائه می کند و علاوه بر مطالعات اولیه درباره فیزیولوژی انسانی شامل نحوه واکنش افراد به ورزش و استرس، می تواند در شرایط بالینی مختلفی نیز به کار رود و کاربست های متفاوتی اعم از کنترل افسردگی و یا استفاده از داروها اعم از درمانی و یا تخدیری داشته باشد. دکتر جاوه ای معتقد است که این وسیله همچنین می تواند در طول یک دوره زمانی برای نظارت بر سرعت واکنش بیماران به یک دارو به کار رود و از این طریق به پزشک کمک کند. این مچ بند جدید همچنین می تواند با هشدار به ورزشکاران و بیماران در زمینه وضعیت سلامتی شان از جمله خستگی، کم آبی و بالا رفتن دمای بدن، به آنها کمک کند. در حال حاضر، بخش بورد مداری این وسیله بزرگ است، اما در صورت تجمیع 11 چیپ رایانه ای روی یک چیپ واحد، در آینده می توان آن را کوچک تر و قابل استفاده برای کودکان تولید کرد. تجاری سازی این مچ بند به عنوان یک وسیله پزشکی مستلزم نتیجه بخشی آزمایش های بالینی طولانی و تایید سازمان غذا و داروی آمریکا است که سال ها طول می کشد، اما کاربست آن به عنوان یک دستگاه مونیتورینگ برای سلامتی به این آزمایش ها و ارزیابی ها نیاز ندارد.