تصميم قلم ذكي يحدد مرض باركنسون بدقة 96% عن طريق تحليل أسلوب الكتابة

ابتكار قلم مزود بحبر مغناطيسي لرصد أعراض مرض باركنسون بشكل مبكر

نجح فريق من الباحثين في تطوير قلم ذكي يحتوي على حبر مغناطيسي، يمكنه تحليل أنماط الكتابة اليدوية لتحديد علامات وأعراض مرض باركنسون في مراحله المبكرة، مما يوفر طريقة تشخيصية منخفضة التكلفة وسهلة الاستخدام، خاصة في المناطق ذات الموارد المحدودة.

مزايا الابتكار والتقنية المستخدمة

• يحتوي على طرف مرن مغناطيسي وحبر مغناطيسي يُسجل حركة اليد بدقة عالية أثناء الكتابة على سطح أو حتى في الهواء.
• يعتمد على تحويل حركات الكتابة إلى إشارات كهربائية من خلال تغييرات في التدفق المغناطيسي، التي تتم تحليلها بواسطة شبكة عصبية اصطناعية تعتمد على الذكاء الاصطناعي.
• يتميز بقابلية التمييز بين خط يد مرضى باركنسون وغير المصابين بنسبة دقة تجاوزت 96% في اختبارات أولية شملت 16 متطوعاً.

كيفية عمل القلم

عند الضغط أثناء الكتابة، يتغير شكل الطرف المغناطيسي نتيجة لتشوهه، مما يغير التدفق المغناطيسي ويولد إشارات جهد كهربائي يتم تحليلها للكشف عن أنماط الحركة المرتبطة بالمرض. تتكون مكونات القلم من:

• طرف مرن مغناطيسي يضم جزيئات مغناطيسية داخل مصفوفة سيليكونية.
• حبر مغناطيسي يُخزن في خزان قابل للاستبدال وسهل التعامل.
• هيكل متين يضم خيطاً موصلاً لتحويل التغيرات المغناطيسية إلى إشارات كهربائية عالية الدقة.

وفي إطار التصميم، يتم تغليف المكونات بمواد مقاومة للانزلاق لسهولة الاستخدام.

نتائج الدراسات وضمانة الفعالية

أجريت دراسة تجريبية بمشاركة ثلاثة مرضى بالباركنسون و13 شخصاً سليماً، حيث تمكن القلم من تسجيل وإرسال إشارات عالية الدقة، وتمكن فريق التحليل باستخدام الشبكة العصبية من التمييز بين المرضى والأصحاء بدقة تامة تقريباً بلغت 96.22%.

الأهمية والتطبيقات المستقبلية

يمثل هذا الابتكار تقنية منخفضة التكلفة تتيح فحص مرضى باركنسون بشكل جماهيري، وتقديم دعم تشخيصي موجه للأفراد غير المتخصصين، مما يسهل الكشف المبكر ويعزز من فُرص العلاج المبكر وتحسين جودة حياة المرضى. كما يمكن استخدامه لاحقاً لمراقبة تطور المرض على المدى الطويل.

يؤكد الباحثون على ضرورة إجراء دراسات موسعة لتأكيد الفعالية على نطاق أوسع، مما قد يفتح المجال لاستخدامه كأداة ذكية عالمياً للكشف المبكر عن المرض.