يعتبر ارتفاع أو إنخفاض ضغط الدم أمر خطيرة للغاية، وبوابة للإصابة بالعديد من الأمراض المزمنة، وقد نجح مهندسو جامعة ميسوري الأميركية في تصميم نموذج أولي لجهاز جديد لمراقبة ضغط الدم.

طريقة عمل جهاز ضغط الدم الجديد

ويعتمد استخدام جهاز قياس ضغط الدم على مراقبة ضغط الدم لدى الأشخاص على أساس منتظم، مما يساعد على الكشف المبكر عن المشكلات الصحية المختلفة مثل ارتفاع ضغط الدم، الذي لا توجد له علامات أو أعراض تحذيرية.

بدون أدوية.. جمال شعبان يكشف طرق علاج ضغط الدم المرتفع

دراسة: الزبادي يساعد على التحكم في ارتفاع ضغط الدم

ويمكن للطريقة التقليدية التي تستخدم في قياس ضغط الدم على عدد من العوامل التي تؤثر على دقة القراءة لضغط الدم، بما في ذلك توتر المريض الذي يخضع لقياس ضغط الدم في عيادة الطبيب، فيما يعرف باسم "متلازمة المعطف الأبيض".

إلا أن الباحثون قاموا بتخصيص جهاز مشبك الإصبع التجاري لتوفير طريقة سريعة وغير مؤذية للجلد، لقياس ضغط الدم ومراقبته باستمرار، وفقا لما نشر في IEEE Sensors Journal.

وقال ريتشارد بيفيلد طالب دراسات عليا في الهندسة الميكانيكية والفضائية في كلية الهندسة بجامعة ميسوري والمؤلف الرئيسي للدراسة: "إلى جانب قياس ضغط الدم، يمكن للجهاز أيضًا قياس أربع علامات حيوية إضافية في وقت واحد، هي: معدل ضربات القلب، تشبع الأكسجين في الدم، درجة حرارة الجسم ومعدل التنفس".

وتابع بيفيلد، أنه : "عادةً ما تتضمن عملية ضغط الدم شخص في المستشفى أو العيادة استخدام رباط قابل للنفخ يتم لفه حول ذراعه، ولكن هناك ثلاث مشكلات في هذه الطريقة، حيث يمكن أن يتسبب ذلك في تلف الشرايين إذا تم إجراؤه بشكل متكرر خلال فترة زمنية قصيرة، كما يمكن أن يرتفع ضغط الدم لدى الناس بسبب العصبية".

وأستطرد بيفيلد: "بينما يستغرق الأمر ما يصل إلى 30 ثانية حتى يكتمل القياس في الطريقة التقليدية، يمكن لجهاز قياس ضغط الدم الجديد أن يكشف عن النتيجة في غضون 5 ثوانٍ باستخدام مستشعرات بصرية موضوعة على طرف الإصبع تقيس كمية الضوء المنعكس على الأوعية الدموية تحت سطح الجلد".

وأطلق المهندسون على طريقة عمل جهاز قياس ضغط الدم بعملية "التصوير الضوئي" (PPG)، ويستخدم الجهاز جهازي استشعار يقعان في نقطتين مختلفتين على الإصبع التقاط نبض شخص ما من أجل حساب سرعة موجة النبض، أو مدى سرعة انتقال الدم عبر مجرى الدم.

ويعتمد عمل جهاز قياس ضغط الدم على جمع البيانات من سرعة موجة النبض، حتى يتم إرسالها لاسلكيًا إلى جهاز كمبيوتر لمعالجة الإشارات وحساب ضغط الدم بواسطة خوارزمية التعلم الآلي، حيث أثبتت دراسات سابقة وجود علاقة قوية بين سرعة موجة النبض وضغط الدم.

وفي الدراسة، كشفت تجربة جهاز قياس ضغط الدم على عينة مكونة من 26 مشاركًا أنه يعمل بمعدل دقة يبلغ حوالي 90 بالمئة لضغط الدم الانقباضي، بمعدل دقة 63 بالمئة لضغط الدم الانبساطي.

وعلق بيفيلد على جهاز قياس ضغط الدم، بـ "إن معدل الدقة يختلف بين الانقباضي والانبساطي لأن الضغط الانبساطي، وهو الحد الأدنى لضغط الدم للشخص، يمكن أن يتغير بشكل كبير اعتماداً على عمر الشخص، ويمكن أيضاً التحكم فيه من خلال عوامل مختلفة، مثل: العمر، تصلب الشرايين، الصحة العامة ووزن الجسم".

ويعمل الباحثون حالياً على تطوير جهاز قياس ضغط الدم للاستخدام المنزلي، كما يسعون في المستقبل إلى تطوير نماذج حسابية تنبؤية للمساعدة في تحديد العلامات الحيوية، التي يمكن أن تكون بمثابة مؤشرات لأمراض بشرية متعددة، مثل فيروس كورونا كوفيد-19 والإنفلونزا.