نظارت بر علائم حیاتی با حسگر قابل بلعیدن

یک کپسول هوشمند که قابل بلعیدن است برای نظارت بر علائم حیاتی و حتی تشخیص مصرف بیش از حد مواد مخدر طراحی شده است.

 

پژوهشگران موسسه فناوری ماساچوست(MIT) یک کپسول قابل بلعیدن جدید ساخته‌اند که می‌تواند علائم حیاتی از جمله ضربان قلب و الگوهای تنفسی را از داخل دستگاه گوارش بیمار کنترل کند.

 

این دستگاه جدید که می‌تواند مانند یک قرص بلعیده شود، می‌تواند علائم حیاتی مانند تنفس و ضربان قلب را از داخل بدن ردیابی کند و راهی ساده و راحت برای مراقبت از افرادی که مستعد مصرف بیش از حد مواد افیونی هستند، ارائه دهد.

 

دانشمندان می‌گویند، این دستگاه جدید این پتانسیل را دارد که برای تشخیص علائم تنفس نامنظم در هنگام مصرف بیش از حد مواد افیونی استفاده شود.

 

جیووانی تراورسو دانشیار مهندسی مکانیک در MIT و متخصص گوارش که روی توسعه طیف وسیعی از حسگرهای قابل بلع کار کرده است، می‌گوید این دستگاه به طور ویژه برای مطالعات خواب مفید خواهد بود.

 

وی به عنوان نویسنده اصلی این مطالعه می‌گوید: این دستگاه می‌تواند به تشخیص و نظارت بر بسیاری از شرایط سلامتی بدون نیاز به مراجعه به بیمارستان کمک کند که می‌تواند مراقبت‌های بهداشتی را برای بیماران در دسترس‌تر و حمایت‌کننده‌تر کند.

 

معمولا مطالعات خواب، بیماران را ملزم می‌کند که به تعدادی حسگر و دستگاه متصل شوند. در آزمایشگاه‌ها و در مطالعات خانگی، این حسگرها را می‌توان با سیم به پوست سر، شقیقه‌ها، قفسه سینه و ریه‌های بیمار متصل کرد. همچنین ممکن است بیمار از کانولای بینی، کمربند قفسه سینه و اکسیژن‌سنج(پالس اکسیمتر) استفاده کند که می‌تواند به یک نمایشگر قابل حمل متصل شود.

 

تراورسو می‌گوید: همانطور که قابل تصور است، تلاش برای خوابیدن در حالی که همه این دستگاه‌ها به شما متصل است، می‌تواند چالش‌برانگیز باشد.

 

اکنون یک حسگر جدید توسط شرکت Celero Systems -یک استارت‌آپ به رهبری پژوهشگران MIT و هاروارد - به شکل یک کپسول ساخته شده است.

 

این دستگاه بخشی از حوزه رو به رشد دستگاه‌های قابل بلعیدن است که می‌توانند عملکردهای مختلفی را داخل بدن انجام دهند. برخلاف دستگاه‌هایی مانند ضربان‌ساز که نیاز به کاشت با جراحی دارند، استفاده از دستگاه‌های قابل بلع آسان نیاز به روش‌های تهاجمی ندارد.

 

بنجامین پلس یکی از نویسندگان این مطالعه و بنیانگذار Celero Systems که در واقع یک شرکت تجهیزات پزشکی در ماساچوست است، می‌گوید: ایده این است که یک پزشک بتواند این کپسول‌ها را تجویز کند و بیمار فقط باید آنها را ببلعد. مردم به مصرف قرص عادت کرده‌اند و هزینه استفاده از دستگاه‌های بلعیدنی بسیار کمتر از انجام آزمایش‌های پزشکی سنتی است.

 

این کپسول موسوم به VM Pill با حس کردن ارتعاشات کوچک بدن مربوط به تنفس و فعالیت قلب کار می‌کند. این دستگاه می‌تواند از داخل روده تشخیص دهد که آیا تنفس فرد متوقف می‌شود یا نه.

 

پژوهشگران برای آزمایش این کپسول، آن را در معده خوک‌هایی که بیهوش شده بودند، قرار دادند. سپس به خوک‌ها یک ماده افیونی قوی دادند که می‌توانست باعث نارسایی تنفسی آنها شود. این دستگاه میزان تنفس خوک‌ها را در لحظه اندازه‌گیری کرد و به محققان هشدار داد. بنابراین آنها توانستند روند اوردوز را معکوس کنند.

 

محققان همچنین برای اولین بار این دستگاه را با دادن آن به افرادی که از آپنه خواب رنج می‌بردند، آزمایش و ارزیابی کردند. این اولین باری بود که فناوری حسگر قابل بلعیدن روی انسان آزمایش می‌شد.

 

اختلال آپنه خواب باعث قطع تنفس در هنگام خواب می‌شود. بسیاری از افراد مبتلا به آپنه خواب از وضعیت خود بی‌اطلاع هستند، این تا حدی به این دلیل است که تشخیص آن مستلزم گذراندن یک شب در آزمایشگاه خواب در حال اتصال به دستگاه‌های خارجی است که علائم حیاتی آنها را کنترل می‌کند.

 

محققان کپسول VM را به ۱۰ بیمار مبتلا به آپنه خواب در دانشگاه وست ویرجینیا دادند. این دستگاه میزان تنفس را با دقت ۹۲.۷ درصد کنترل می‌کند.

 

این کپسول در مقایسه با دستگاه‌های خارجی می‌تواند ضربان قلب را با دقت حداقل ۹۶ درصدی کنترل کند.

 

این آزمایش همچنین نشان داد که استفاده از این دستگاه بی‌خطر است.

 

این کپسول حاوی دو باتری کوچک و یک آنتن بی‌سیم است که داده‌ها را انتقال می‌دهد. این حسگر قابل بلعیدن که به اندازه یک کپسول ویتامین است، در دستگاه گوارش حرکت می‌کند و سیگنال‌ها را در حالی که در معده است، جمع‌آوری می‌کند.

 

شرکت کنندگان در این آزمایش، یک شب در یک آزمایشگاه خوابیدند، در حالی که این حسگر، تنفس، ضربان قلب، دما و حرکت معده را ثبت می‌کرد. این حسگر همچنین قادر به تشخیص آپنه خواب در یکی از بیماران در طول آزمایش بود.

 

یافته‌ها نشان می‌دهد که این کپسول خوراکی قادر است معیارهای سلامتی را با تجهیزات تشخیصی درجه پزشکی در مرکز خواب اندازه‌گیری کند. به طور سنتی، بیمارانی که نیاز به تشخیص اختلالات خواب خاص دارند، باید شب را در یک آزمایشگاه خواب بمانند، جایی که به مجموعه‌ای از حسگرها و دستگاه‌ها متصل می‌شوند، اما این فناوری حسگر قابل بلع نیاز به آن را از بین می‌برد.

 

نکته مهم این است که MIT می‌گوید هیچ عارضه جانبی به دلیل مصرف این کپسول گزارش نشده است. این کپسول معمولاً در عرض یک روز یا بیشتر از بدن بیمار دفع می‌شود، اگرچه این مدت ماندگاری کوتاه ممکن است تأثیر آن را به عنوان یک دستگاه نظارتی نیز محدود کند.

 

تراورسو می‌گوید، این تیم قصد دارد این کپسول هوشمند را به مکانیزمی مجهز کند که به آن اجازه دهد تا یک هفته در معده بیمار بنشیند.

 

به غیر از آن استارت‌آپ و MIT، این پژوهش توسط کارشناسان دانشگاه وست ویرجینیا و سایر بیمارستان‌های وابسته به آن انجام شده است.

 

دکتر علی رضایی، رئیس مؤسسه علوم اعصاب راکفلر دانشگاه وست ویرجینیا گفت که پتانسیل بسیار زیادی برای ایجاد مسیر جدیدی از طریق این دستگاه وجود دارد که به ما کمک می‌کند تا تشخیص دهیم که چه زمانی بیمار بیش از حد مواد مخدر مصرف کرده و در حال اوردوز کردن است.

 

وی افزود: کیفیت و ثبات این داده‌ها در مقایسه با مطالعات بالینی استانداردی که ما در آزمایشگاه‌های خواب خود انجام دادیم، عالی بود. این دستگاه، ما را قادر می‌سازد تا علائم حیاتی بیماران را بدون نیاز به استفاده از سیم یا کادر پزشکی از راه دور کنترل کنیم که امکان نظارت بر بیماران را در محیط طبیعی آنها به جای کلینیک یا بیمارستان فراهم می‌کند.

 

پژوهشگران حتی پیش‌بینی می‌کنند که در آینده این دستگاه‌ها بتوانند داروها را به صورت داخلی ترکیب کنند و در صورتی که حسگر ثبت کند که سرعت تنفس فرد کاهش یافته یا متوقف شده است، می‌توان داروهای مناسب را از طریق آن آزاد کرد.

 

پژوهشگران می‌گویند داده‌های بیشتری از این پژوهش طی ماه‌های آینده در دسترس قرار خواهد گرفت.

 

این پژوهش در مجله Device منتشر شده است.