البروفيسور يونينا إلدار، الحائزة على جائزة إسرائيل، تقدم الرادار إلى العيادة. أجهزة الرادار صغيرة، وغير مكلفة، وتُصدر موجات لا تُشكل خطرًا على البشر. لماذا لا نستخدمها لمراقبة المرضى عن بُعد؟
في بداية جائحة فيروس كورونا، كان البروفيسور يونينا إلدر مع مكالمة غير عادية. ودعت الأطباء في جميع أنحاء البلاد للانضمام إليها في جلسة عصف ذهني عبر تطبيق زووم لتحديد الاحتياجات الأكثر إلحاحًا لنظام الرعاية الصحية المثقل بالأعباء. وتتذكر قائلة: "لقد شعرت بالإحباط لأنه في خضم الأزمة الصحية، بدا وكأننا نقف مكتوفي الأيدي ولا نفعل شيئًا".
ومن بين المشاكل التي أثارها الأطباء في تلك الجلسة العصف الذهني، خوفهم من انتشار المرض من خلال الاتصال بالمرضى في المستشفى. ويقول البروفيسور إلدر: "كان هذا الاهتمام متوافقاً إلى حد كبير مع أهداف بحثي". لطالما أزعجني تأخر عالم الرعاية الصحية عن مجالات مثل الاتصالات والترفيه فيما يتعلق بالابتكارات التكنولوجية. لطالما تمكنا من التحدث عبر الهاتف أو اللعب على الكمبيوتر مع أشخاص في أماكن نائية دون الحاجة إلى تواصل بشري، لكن المعيار في الطب لا يزال الفحص اليدوي باستخدام سماعة الطبيب، كما كان الحال قبل مئة عام.
وكان البروفيسور إلدار قد انضم للتو إلى هيئة التدريس في قسم علوم الكمبيوتر والرياضيات التطبيقية في معهد وايزمان للعلوم وأنشأ مختبرًا يطور تقنيات جديدة لمعالجة الإشارات والمعلومات في العديد من المجالات، بما في ذلك الطب. قررت مع مجموعتها البحثية تطوير طريقة لمراقبة صحة الأشخاص عن بعد باستخدام تقنية جديدة تمامًا في هذا المجال: الرادار.
إن أنظمة الرادار مألوفة بالنسبة لنا بشكل رئيسي من الاستخدامات العسكرية مثل تحديد هوية الطائرات أو السفن، ولكن لها أيضًا العديد من الاستخدامات المدنية، على سبيل المثال في عالم السيارات. تقوم هذه الأنظمة باكتشاف وتتبع الأجسام عن طريق إرسال موجات كهرومغناطيسية وفك تشفير التغييرات التي تحدث في هذه الموجات بعد اصطدامها بالجسم الذي يتم اختباره. عملت البروفيسورة إلدار مع أنظمة الرادار منذ بداية مسيرتها العلمية، على سبيل المثال في تطوير التدابير الدفاعية أو في تطبيقات السيارات ذاتية القيادة. وتوضح: "أجهزة الرادار صغيرة، وغير مكلفة، وسهلة الاستخدام، وهي تصدر موجات غير خطيرة على البشر". يمكن استخدامها، على سبيل المثال، لحساب عدد الأشخاص في غرفة ما أو للتأكد من عدم ترك طفل في السيارة. ففكرت: لماذا لا نستخدم الرادار لمراقبة المرضى عن بعد؟
نظام مراقبة عن بعد للعلامات الطبية الحيوية
وبعد مرور خمس سنوات تقريبًا، قدم مختبرها نظام BRAHMS، وهو اختصار لنظام مراقبة الصحة بالرادار الحيوي - وهو نظام مصمم للمراقبة المستمرة عن بعد للعلامات الطبية الحيوية. يسمح النظام الذي تم تطويره بالفعل بقياس اثنين من العلامات الحيوية الكلاسيكية عن بعد: معدل ضربات القلب (النبض) ومعدل التنفس. بالإضافة إلى ذلك، يمكنه تقييم وظائف الرئة، وبالتالي المساعدة في تشخيص وعلاج اضطرابات الجهاز التنفسي. وفي المستقبل، من المرجح أن تتم إضافة مقاييس إضافية، بما في ذلك ضغط الدم ومراقبة أنماط التنفس، وخاصة للكشف عن انقطاع التنفس أثناء النوم.
يتتبع جهاز BRAHMS حركات الصدر الصغيرة ويفسرها باستخدام خوارزمية متطورة طورتها مجموعة البروفيسور إلدار. وقد أثبت العلماء بالفعل أن النظام قادر على مراقبة عدة أشخاص في نفس الوقت، حتى في بيئة مزدحمة وصاخبة. إنه يتعرف على الأشخاص الموجودين في الغرفة، ويقيس علاماتهم الحيوية دون اتصال، ويرسل القياسات إلى شاشة الكمبيوتر. إذا تم اكتشاف أي ضائقة في الغرفة، يمكن للنظام تنبيه الموظفين المعالجين.
عندما يتم تطويره للاستخدام التجاري، يمكن تركيب BRAHMS في غرف الطوارئ أو وحدات العناية المركزة، أو في أي مكان حيث يتعين مراقبة عدة أشخاص في وقت واحد، مثل دور رعاية المسنين أو غرف التعافي بعد الجراحة. كما قامت البروفيسورة إلدار وزملاؤها بتعيين BRAHMS لمراقبة الأطفال في المستشفيات، الذين غالبًا ما يكونون مضطربين ولا يحبون الاتصال بالأجهزة. إن المراقبة بدون تلامس لن تقلل من خطر انتقال المرض فحسب، بل ستعمل أيضًا على القضاء على إزعاج المريض والمتاعب الناجمة عن التعامل مع الاتصالات التي قد تصبح متشابكة أو منفصلة. يعاني حوالي 40% من المرضى في وحدات العناية المركزة حاليًا من تهيج الجلد أو انقطاع الاتصال أو مضاعفات أخرى مرتبطة بأجهزة المراقبة.
هندسة النظم
وتوضح البروفيسورة إلدار أن مجموعتها البحثية طورت برنامج BRAHMS باستخدام هندسة النظم، أي النهج الذي يجمع مجموعة واسعة من تقنيات التصميم - من تطوير خوارزمية متقدمة إلى بناء الأجهزة التي تمكن من جمع البيانات بشكل مثالي. "لقد جمعنا بين الهندسة والرياضيات والفيزياء - حتى مستوى الصيغ الفيزيائية التي تصف حركة الموجات ونقل المعلومات في الإشارات - ووضعنا على أنفسنا مهمة حل مشكلة سريرية حقيقية، وهذا ما جعل التطوير ممكنًا"، كما تقول.
وتضمنت مجموعة التطوير باحثين ومهندسين ذوي خلفيات متنوعة. أجرى البحث طالب الدكتوراه جوناثان آدر وشارك فيه أيضًا لودا نيسنيفيتش، الخبيرة في تطوير الخوارزميات، والمهندسين شلومي سبرايغو وموشيه نمر، والمدير السريري للمختبر، الدكتور آدي ويجرهوف.
المزيد عن هذا الموضوع على موقع العلوم
