صحة
تصميم قلم ذكي يحدد مرض باركنسون بدقة تصل إلى 96% عبر تحليل أنماط الكتابة
تطوير قلم ذكي لرصد مرض باركنسون من خلال تحليل الكتابة اليدوية
تمكن فريق من الباحثين من ابتكار قلم خاص مزود بتقنية الحبر المغناطيسي، يمكنه الكشف المبكر عن مرض باركنسون والأعراض المصاحبة له عبر تحليل أنماط الكتابة اليدوية. يعد هذا الاختراع خطوة نوعية في مجال التشخيص المبكر للأمراض العصبية، خاصةً في المناطق ذات الموارد المحدودة، حيث تتطلب الطرق التقليدية معدات متطورة وخبرات متخصصة.
آلية عمل القلم التشخيصي
- يحتوي القلم على طرف مرن مغناطيسي وحبر مغناطيسي سائل، ويعمل على تحويل حركات اليد أثناء الكتابة إلى إشارات كهربائية عالية الدقة.
- عند الضغط أثناء الكتابة، يتشوه الطرف المغناطيسي، مما يغير التدفق المغناطيسي، وينتج عنها تغيرات في الإشارة الكهربائية الناتجة عن الملف المخصص.
- تُجمع هذه الإشارات وتتم معالجتها باستخدام شبكة عصبية اصطناعية لتحليل الأنماط الحركية وتحديد وجود المرض بدقة عالية.
مكونات القلم وكيفية عمله
- يتكون القلم من طرف مرن مغناطيسي، وحبر مغناطيسي مخزن في خزان قابل للاستبدال، وهيكل من طابعة ثلاثية الأبعاد لضمان الاستقرار.
- الطرف يُضمّن جزيئات مغناطيسية في مصفوفة سيلكون، مما يساعد على توليد وتغيير المجالات المغناطيسية استجابةً للضغط والضغط الميكانيكي.
- عند تلامس القلم مع سطح أو عند الاستخدام في الهواء، تترجم التغيرات في المجال المغناطيسي إلى إشارات كهربائية قابلة للتحليل.
التجارب والدراسات السريرية
- شملت الدراسة البشرية ثلاثة مرضى بمرض باركنسون و13 شخصًا سليماً، حيث سجل القلم إشارات الكتابة بدقة عالية وتم تحليلها باستخدام شبكة عصبية.
- أسفرت العمليات عن دقة تجاوزت 96% في التمييز بين المرضى والأصحاء، مما يدل على قدرة القلم على الكشف المبكر والموثوق عن الحالة المرضية.
الفوائد والتطبيقات المحتملة
- تطوير تقنية منخفضة التكاليف، يمكن استخدامها بكثرة وفي مناطق ذات موارد محدودة بدون الحاجة لمعدات معقدة أو خبرات متخصصة.
- يُستخدم كأداة مساعدة إلى جانب الطرق التقليدية، لدعم التشخيص المبكر والمراقبة المستمرة لتطور المرض.
- يساعد في تحديد الأفراد غير المعالجين أو الذين لا يدركون إصابتهم، ويوفر حلاً سهلاً وسريعًا للفحص في الميادين المجتمعية والصحية.
- مستقبلاً، قد يساهم في تتبع التغيرات المرضية على مدى الزمن وتحسين استراتيجيات العلاج والانتشال المبكر للأعراض.
الآفاق المستقبلية والتطويرات القادمة
يشجع فريق البحث على إجراء دراسات أوسع وتطوير النسخ القادمة من القلم لتحقيق نتائج أكثر دقة وشمولاً، مما قد يمهد الطريق لاعتماده على نطاق أوسع عالميًا كأداة ذكية وفعالة للفحص المبكر لمرض باركنسون.
