صحة
ابتكار قلم ذكي قادر على تشخيص مرض باركنسون بدقة 96% عبر تحليل الكتابة
تطوير قلم ذكي لرصد علامات مرض باركنسون المبكرة
تمكن فريق من الباحثين من ابتكار قلم فريد من نوعه مزود بحبر مغناطيسي يهدف إلى تحديد أعراض مرض باركنسون في مراحله المبكرة بشكل غير تقليدي، وذلك من خلال تحليل أنماط الكتابة اليدوية. أُقيمت دراسة حديثة ونُشرت نتائجها في مجلة “نيتشر كميكال إنيجيرنج”، حيث يُعد هذا الابتكار أداة تشخيصية منخفضة التكلفة وفعالة، وقادرة على تقديم تشخيص دقيق خاصة في المناطق ذات الموارد الطبية المحدودة.
آلية عمل القلم التشخيصي
- يحتوي القلم على طرف مرن مغناطيسي وحبر سائل مغناطيسي يتفاعل مع الحركة أثناء الكتابة على السطوح أو في الهواء.
- عند الضغط أثناء الكتابة، يتشوه الطرف المغناطيسي، مما يغير التدفق المغناطيسي الناتج عن الجزيئات داخل الحبر، وهو ما يُحول إلى إشارات كهربائية بواسطة ملف مغناطيسي.
- يتم تحليل الإشارات باستخدام شبكة عصبية اصطناعية، تعتمد على الذكاء الاصطناعي لمحاكاة عمليات الدماغ في التعرف على الأنماط الحركية.
تصميم القلم ومكوناته
- يتكون القلم من طرف مغناطيسي مرن، خزان للحبر المغناطيسي، وهيكل خارجي مطبوع ثلاثي الأبعاد، وملف لتحويل التغيرات إلى إشارات، وقبضة مقاومة للانزلاق.
- الجزيئات المغناطيسية المندمجة داخل مصفوفة السيليكون تمنح الطرف خاصية توليد مجال مغناطيسي وتغيره استجابة للضغط الميكانيكي، مما يُنتج إشارة كهربائية محسوبة بدقة عالية.
الدراسات والتجارب السريرية
- اشتملت الدراسة على 3 مرضى مصابين بباركنسون و13 شخصًا سليماً، وتمكن القلم من تصنيف الحالة الصحية بدقة تجاوزت 96% باستخدام شبكات عصبونية ذكية.
- يعتمد هذا الحل على تقنية منخفضة التكلفة، ويسهل تطبيقه على نطاق واسع، ويمكن أن يُحتسب كأداة داعمة لتشخيص المرض مبكراً في الظروف غير المثالية أو في المناطق ذات الموارد المحدودة.
فوائد وتوقعات مستقبلية
- يساعد هذا القلم في تقديم تقييم مستقل وسريع، مما يسهل اكتشاف المرض في مراحله المبكرة قبل ظهور الأعراض الحركية التقليدية.
- يساهم في سد الفجوة بين الحاجة للتشخيص المبكر والتقنيات ذات الكلفة العالية، خاصة في المناطق التي تعاني من نقص في الكوادر الطبية والأجهزة المختبرية.
- مستقبلاً، يمكن توسيع استخدامه لتتبع تطور المرض ومراقبة استجابة المرضى للعلاج، بالإضافة إلى إمكانيته في أن يكون أداة اختبار غير موصلية وسهلة الاستخدام.
ويؤكد الباحثون على أهمية إجراء تجارب أوسع لتأكيد فعالية ودقة القلم على نطاق أكبر من المرضى، الأمر الذي قد يفتح الأبواب لجعله أداة عالمية سهلة الاستخدام للكشف المبكر عن مرض باركنسون وتحسين رعايته على مستوى العالم.
