ابداع دستگاه سونوگرافی پوشیدنی برای نظارت سریع‌تر بدن

فناوری پوشیدنی یک حوزه پزشکی است که به سرعت در حال تکامل بوده و اکنون مهندسان دانشگاه کالیفرنیا (UC) سن دیگو این روند را با پیشرفت جدیدی همراه کردند.

بازتاب-به تازگی این مهندسان یک سیستم فراصوت بی‌سیم روی یک پچ توسعه داده‌اند که می‌تواند به طور مداوم علائم حیاتی را در زمان واقعی نظارت کند. گجتی که افراد در حال حرکت نیز می‌توانند به استفاده آن بپردازند.

به کمک فناوری اولتراسوند از امواج صوتی با فرکانس بالا برای ایجاد تصویری از ساختارهای داخلی بدن مانند اندام های شکمی، عضلات و تاندون‌ها یا قلب و عروق خونی کمک گرفته می‌شود. در مقایسه با سایر روش‌های تصویربرداری پزشکی مانند تصویربرداری رزونانس مغناطیسی (MRI) و توموگرافی کامپیوتری (CT)، ایمن‌تر، ارزان‌تر و همه‌کاره‌تر است.

با این حال، محدودیت‌هایی وجود دارد که سونوگرافی را غیرعملی می‌کند. کاوشگرهای مورد استفاده برای به دست آوردن تصاویر اغلب حجیم هستند و به دستگاه‌های بزرگ متصل می‌شوند. آنها باید به صورت دستی قرار داده شوند و در موقعیت صحیح حرکت کنند، که نیاز به بی‌حرکتی فرد دارد. البته برای تفسیر نتایج به متخصص نیاز است.

همه اینها ممکن است به‌زودی با توسعه یک سونوگرافی بی سیم روی یک پچ همراه شود. سیستم فراصوت پوشیدنی کاملاً یکپارچه که توسط مهندسان UC San Diego توسعه یافته برای نظارت بر بافت عمیق ساخته شد. بنابراین افراد به گجت حجیمی متصل نیستند.

مویانگ لین، نویسنده ارشد این مطالعه بیان داشت: “این پروژه راه‌حلی کامل برای فناوری فراصوت پوشیدنی ارائه می‌کند و  نه تنها حسگر پوشیدنی، بلکه الکترونیک کنترل نیز به شکل فاکتورهای پوشیدنی ساخته شده‌اند. ما یک دستگاه واقعا پوشیدنی ساختیم که می‌تواند علائم حیاتی بافت عمیق را به صورت بی سیم حس کند.”

سیستم اولتراسوند روی یک پچ (USoP) نسبت به سنسور اولتراسوند قبلی تیم، که به کابل برای برق و فعال کردن انتقال داده نیاز داشت، بهبود می‌بخشد. USoP جدید شامل یک مدار کنترلی کوچک و منعطف است که با یک آرایه مبدل اولتراسوند ارتباط برقرار می‌کند که داده‌ها را به صورت بی سیم به یک برنامه گوشی هوشمند جمع‌آوری و ارسال می‌کند. مدار توسط یک باتری تجاری لیتیوم پلیمری انرژی می‌گیرد.

الگوریتم یادگیری ماشین کلید توانایی USoP برای نظارت بر هدف متحرک به طور مستقل و پیوسته است. به طور معمول، حسگر باید به صورت دستی با حرکت تنظیم شود تا از نظارت بر بافت هدف اطمینان حاصل شود. در اینجا مهندسان الگوریتم را تغییر دادند تا به طور خودکار سیگنال‌های دریافتی را تجزیه و تحلیل کند و مناسب‌ترین کانال را برای ردیابی بافت هدف انتخاب کند. مهندسان می‌گویند که طبق دانش آنها، این اولین وسیله پوشیدنی است که به طور خودکار یک هدف متحرک را ردیابی می‌کند.

علاوه بر این، یک الگوریتم انطباق پیشرفته به این معنی بوده که USoP را می‌توان روی یک نفر آموزش داد و با حداقل نیاز به بازآموزی به فرد دیگر یا بسیاری دیگر منتقل کرد. این تضمین می‌کند که داده‌های جمع‌آوری شده سازگار و قابل اعتماد هستند.

زیانگ ژانگ، محقق ارشد این مطالعه گفت: “ما در نهایت با استفاده از یک الگوریتم انطباق پیشرفته، تعمیم مدل یادگیری ماشین را به کار انداختیم. این الگوریتم می‌تواند بطور خودکار اختلافات توزیع دامنه را بین موضوعات مختلف به حداقل برساند، به این معنی که هوش ماشین می‌تواند از موضوعی به موضوع دیگر منتقل شود. ما می‌توانیم الگوریتم را روی یک موضوع آموزش دهیم و با حداقل بازآموزی آن را روی بسیاری از موضوعات جدید دیگر اعمال کنیم.”