Sci - nature wiki

جهاز استشعار جديد يخبرك بمدى جودة عمل القناع

0

طور الباحثون جهاز استشعار خفيف الوزن وقابل لإعادة الاستخدام يتم تثبيته على القناع لمراقبة مدى نجاحه في العمل. يستشعر الجهاز ، المسمى FaceBit ، التسريبات ويسجل وقت التآكل مع قياس معدل ضربات القلب والتنفس بشكل مستمر. يأمل مطوروها أن تساعد في البحث ومساعدة العاملين في مجال الرعاية الصحية وغيرهم ممن يرتدون أغطية للوجه طوال اليوم لمحاربة انتقال الأمراض مثل COVID.

في كل مرة يسعل مرتدي القناع أو يخدشون أو يصنعون تعابير وجه معينة ، تتغير تغطية وجههم – وقد لا يكون لدى العامل المشغول الوقت لإعادة فحص القناع المناسب في كل مرة تحدث فيها إحدى هذه الحركات. هذا يمكن أن يسبب القلق ، كما يقول مطور FaceBit المشارك Josiah Hester ، وهو مهندس كمبيوتر في كلية ماكورميك للهندسة بجامعة نورث وسترن. وسط جائحة COVID ، كان زملاؤه الذين يعملون في البيئات السريرية ينقلون مخاوفهم إليه ، قائلين: “ساعدني في فهم الأشياء وأعطاني شيئًا يمكنه مراقبتي لأنني لا أملك الوقت الكافي للاعتناء بنفسي أنا أقوم بواجباتي السريرية ، وأعتني بتدفق مرضى COVID. وهذا هو المكان الذي بدأ منه “، يشرح هيستر. قرر تطوير جهاز لا يمكنه فقط تحذير مرتديه عندما يتسرب قناعهم ولكن أيضًا يسجل علاماتهم الحيوية على مدار اليوم ، مما يمنح المستخدمين أداة لتقييم (وربما تقليل) مستويات الإجهاد لديهم.

بدلاً من تطوير “قناع ذكي” بالكامل ، والذي قد يكون من غير العملي إعادة استخدامه ، ابتكر فريق Hester جهازًا إلكترونيًا ، أكبر بقليل من الربع ، يتم ربطه بغطاء وجه بمشبك مغناطيسي ويحتوي على عدة أجهزة استشعار. يكتشف مستشعر الضغط التسريبات ، مما يشير إلى مدى ملاءمة القناع. تسمح تغييرات الضغط أيضًا لـ FaceBit بتحديد متى يكون القناع على وجه شخص ما ، بحيث يمكنه تسجيل وقت التآكل ويمكنه الدخول في وضع “السكون” عندما يكون في وضع الخمول. بالإضافة إلى ذلك ، يراقب FaceBit معدل ضربات القلب من خلال مقياس تسارع حساس يسجل حركات جلد الوجه الصغيرة الناتجة عن كل نبضة. كما أنه يقيس معدل التنفس باستخدام مستشعر درجة الحرارة. ينقل اتصال Bluetooth هذه البيانات إلى تطبيق هاتف مصاحب. يتم تشغيل الجهاز بواسطة بطارية ، والتي يتم شحنها بشكل إضافي بالطاقة التي يتم الحصول عليها من حركات القناع أثناء تحرك مرتديه ويتنفس. يتيح ذلك تشغيله لمدة 11 يومًا على الأقل في كل مرة.

يصف المطورون FaceBit في بحث نُشر أواخر الشهر الماضي في إجراءات ACM بشأن التقنيات التفاعلية والجوّالة والقابلة للارتداء والمنتشرة في كل مكان. يزعمون أن الجهاز يمكنه تحويل مجموعة متنوعة من أنواع الأقنعة (بما في ذلك أقنعة التنفس N95 ، وكذلك الأقنعة الجراحية وأغطية القماش) إلى أقنعة ذكية. يقر الفريق ، مع ذلك ، أن ميزة الكشف عن الملاءمة لا تعمل بشكل صحيح إلا مع الأغطية التي تتسطح مع الوجه ، مثل N95s. على الرغم من أنه يمكن استخدام الأقنعة الجراحية وأغطية القماش مع ميزة مراقبة وقت التآكل في FaceBit وتتبع التنفس ومعدل ضربات القلب ، فإن هذه الأغطية تسمح بالكثير من الهواء الخارجي حول الحواف حتى يعمل جانب الكشف عن ملاءمة الجهاز.

لكن يمكن أن يكون جهاز المراقبة المناسب مفيدًا جدًا للعاملين في مجال الرعاية الصحية الذين يرتدون جهاز تنفس طوال اليوم أثناء الجائحة الحالية ، كما تقول ليزا بروسو ، مستشارة الأبحاث في مركز أبحاث وسياسات الأمراض المعدية بجامعة مينيسوتا ، والتي لم تشارك في مشروع FaceBit. . “نود جميعًا الحصول على هذا لكل جهاز تنفس – ليس فقط في مجال الرعاية الصحية – من شأنه أن يخبرك باستمرار ما إذا كنت تحقق نوبة جيدة ، أو أنها ستحذرك إذا لم تكن كذلك” ، كما تقول. لكن Brosseau غير مقتنع بأن FaceBit يمكنه باستمرار قياس الملاءمة. وتضيف: “ربما يكون لها بعض الأمل من هذا المنظور ، لكنهم لم يختبروها أو يتحققوا من صحتها بطريقة أقبلها”.

تقول بروسو إنها ستكون أكثر حماسة إذا قام فريق FaceBit بمقارنة طريقة استشعار الضغط الخاصة به للكشف عن التسرب مع الاختبارات المعيارية الذهبية لقياس ملاءمة جهاز التنفس الصناعي. “لدينا بعض الأساليب الراسخة والمُختبرة جيدًا – الكمية والنوعية – التي تقيِّم ملاءمة الأشخاص عندما نخصص لهم جهازًا للتنفس” ، كما تقول. قد يقيس الاختبار الكمي تركيز الجسيمات داخل القناع ويقارنها بالتركيز في الهواء المحيط. يقوم الاختبار النوعي برش الهواء الخارجي برذاذ ذو رائحة مميزة مثل زيت الموز أو مادة ذات مذاق مر أو حلو المذاق ومعرفة ما إذا كان مرتديها يمكن أن يشمها أو يتذوقها من خلال جهاز التنفس الصناعي.

بالطبع ، تتطلب مثل هذه الاختبارات موارد ووقتًا لا يملكه الكثير من الأشخاص خارج نطاق الرعاية الصحية. يقترح آدم فينكل ، عالم الصحة البيئية في كلية الصحة العامة بجامعة ميشيغان ، والذي لم يشارك في مشروع FaceBit ، أن الشاشة ، حتى تلك التي تم التحقق من ملاءمتها مرة واحدة فقط في اليوم ، يمكن أن تكمل اختبارات المعيار الذهبي. يقدم كمثال “كان لديك لياقة جيدة بالأمس ، لكن شيئًا مختلفًا اليوم”. “وأنت تتلاعب [your respirator] لبضع دقائق ، وحاول مرة أخرى “. ولكن مثل Brosseau ، يعتقد Finkel أن فريق FaceBit سيحتاج إلى مقارنة طريقة استشعار الضغط لتقييم الملاءمة مع الاختبارات الحالية.

تخطط Hester لمواصلة اختبار المشروع وتحسينه. يقول: “ستكون على الإنترنت ، وأجهزة مفتوحة المصدر”. سيقوم فريقه بتجميع بعض FaceBits “وتوزيعها والسماح للناس باستخدامها وتجربتها واللعب معها.” سيتمكن باحثون آخرون أيضًا من تعديل التصميم ، ربما لتحسين مكونات تجميع الطاقة وإطالة عمر البطارية ، لدراسة إجهاد العاملين في مجال الرعاية الصحية طوال اليوم أو استخدام جهاز مراقبة التنفس للتعرف على صحة مرتدي القناع. يمكنهم حتى إضافة أجهزة استشعار جديدة من شأنها أن تفتح المزيد من الاستخدامات لمثل هذا الجهاز.

يقترح Brosseau أحد الأمثلة على هذا الأخير: يمكن للأشخاص الذين يدخلون مساحة تحتوي على مادة ملوثة تعزيز جهاز التنفس باستخدام FaceBit افتراضي يتضمن مستشعرًا لاكتشاف تركيز الخطر البيئي. يمكن أن يكشف هذا ما إذا كان تنفس مرتديها ومعدل ضربات القلب قد تغير في وجود الملوث ، وبالتالي توفير نظام إنذار مبكر وتعليم الباحثين حول كيفية تأثير المادة على صحة الإنسان. يقول بروسو: “أنا لا أقوم بتحريك هذا بالكامل”. “أعتقد أن هذه المستشعرات لها الكثير والكثير من التطبيقات.”

Leave A Reply

Your email address will not be published.