تصميم قلم ذكي يحدد مرض باركنسون بدقة تصل إلى 96% باستخدام تقنية الكتابة

ابتكار قلم ذكي للكشف المبكر عن مرض باركنسون باستخدام الحبر المغناطيسي

تمكن فريق من الباحثين من تطوير قلم خاص مزود بحبر مغناطيسي قادر على مراقبة العلامات المبكرة والأعراض المرتبطة بمرض باركنسون، المعروف أيضاً باسم الشلل الرعاش، وذلك من خلال تحليل أنماط الكتابة اليدوية. يُعد هذا التقدم خطوة مهمة نحو تشخيص أكثر دقة وسهولة لهذا المرض العصبي التنكسي، خاصة في المناطق ذات الموارد المحدودة.

وصف الابتكار وطريقة العمل

• يعتمد القلم على حبر مغناطيسي حساس للحركات، حيث يسجل بدقة الأحداث أثناء الكتابة على أي سطح، أو حتى في الهواء.
• تحول الحركات إلى إشارات كهربائية يتم تحليلها باستخدام شبكة عصبية اصطناعية تعتمد على الذكاء الاصطناعي لمحاكاة عمل الدماغ في التعرف على الأنماط المعقدة.
• عند الضغط أثناء الكتابة، يتغير تشوه الطرف المغناطيسي، مما يؤدي إلى تغير التدفق المغناطيسي، وهو ما يُحول إلى إشارات جهد كهربائية تُحلل لاحقاً.

مكونات القلم وكيفية عمله

• يتكون القلم من طرف مرن مغناطيسي، وخزان للحبر المغناطيسي قابل للاستبدال، وهيكل مصنوع من طباعة ثلاثية الأبعاد.
• الصلة بين الطرف المرن والجزء العلوي تضمن استقرار المكونات، ويُحاط الهيكل بقبضة مقاومة للانزلاق.
• الجزيئات المغناطيسية داخل الطرف تشوه استجابة للضغط، مما يغير الاتجاه والتباعد، وبالتالي يؤثر على التدفق المغناطيسي، وهو ما يُترجم إلى إشارات كهربائية دقيقة.

فاعلية ونتائج الدراسة التجريبية

• شارك في الدراسة 3 مرضى مصابين بباركنسون و13 شخصاً سليماً، حيث سجل القلم إشارات الكتابة بدقة عالية.
• تمكنت شبكة عصبية من تصنيف الحالات بدقة بلغت 96.22%، موفرة بذلك وسيلة منخفضة التكلفة وسهلة الاستخدام.
• يُعتبر هذا الابتكار تقنية موثوقة وذات انتشار واسع، يمكنها أن تساعد في التشخيص المبكر والفحص المنتظم لمرضى باركنسون.

الفوائد والتطبيقات المستقبلية

• يسهم هذا القلم في سد الفجوة في التشخيص المبكر، خاصة في المناطق ذات الموارد المحدودة، حيث تقل الإمكانيات والأجهزة المتقدمة.
• يمثل أداة مساعدة غير متخصصة يمكن استخدامها لتسهيل الاكتشاف المبكر للمرض، حتى بين الأشخاص غير الم awareين بمخاطر المرض.
• قد يتطور مستقبلاً ليشمل تتبع تطور الحالة المرضية على مدى الزمن وتحسين إدارة المرض.

الخلاصة والتطلعات المستقبلية

يشجع الباحثون على إجراء دراسات أوسع لتأكيد فعالية القلم عبر عينات أكبر من المرضى، مما قد يتيح توسيع استخدامه عالمياً كأداة تشخيص ذكية وسهلة التطبيق، تساهم بشكل كبير في تحسين مستوى الرعاية الصحية للمرضى والتشخيص المبكر لمرض باركنسون.