دستگاه تحلیل سیگنال‌های الکتریکی در لایه‌های پوست ساخته شد/ امکان بهبود و پایش زخم

توسط محققان دانشگاه آزاد به نتیجه رسید؛

پژوهشگران یکی از تیم‌های دانشجویی رشته علوم پزشکی دانشگاه آزاد اسلامی واحد ساوه با طراحی و ساخت دستگاهی موفق به بهبود سریع و پایش زخم با کمک الگوریتم‌های هوش مصنوعی شده‌اند.

امیرحسین نظری، کارشناس مهندسی پزشکی، پژوهشگر و سرپرست یک تیم دانشجویی به خبرنگار خبرگزاری علم و فناوری آنا گفت: ما در این تیم موفق به ساخت ساخت دستگاهی کارآمد برای تحلیل سیگنال‌های الکتریکی در لایه‌های پوست، عضله و عصب به منظور تشخیص روند بهبود زخم یا پارگی مبتنی بر الگوریتم‌های ماشین لرنینگ شدیم.

وی به نحوه کارکرد این دستگاه اشاره کرد و افزود: این دستگاه بدون کوچکترین عوارضی کاملا به صورت غیر تهاجمی با نصب الکترود‌های دستگاه در اطراف محل زخــم و با فشردن کلید دستگاه شروع به نمونه‌برداری از زخم می‌کند.

نظری ادامه داد: سپس داده‌های دریافتی تجزیه و تحلیل و در نهایت روند بهبود زخم بیمار با سه LED روی دستگاه با رنگ‌های سبز (روند بهبود عالی) زرد (روند بهبود مرز) قرمز (روند بهبود پسرفت) نمایش داده می‌شود. در ادامه داده‌های دریافتی زخم از طریق پروتکل USB به PC ارسال می‌شود.

به گفته وی، میزان فرکانس و مقاومت بافت‌های زیستی با اتصال الکترود به صورت سطحی یا سوزنی اندازه‌گیری شده و با استفاده از الگوریتم‌هایی نظیر FFT، DFS و و KNN با پیاده‌سازی روی سیگنال‌ها و داده‌ها، روند بهبود یا پسرفت زخم در مدت زمان مشخص به صورت درصد نمایش داده می‌شود.

وی با اشاره به اینکه این محصول در زمینه بهداشت و سلامت افراد به منظور بهبود سریع‌تر انواع زخم شامل سوختگی، شکستگی باز، دیابتی بدسور، پیوند عضو کاربرد دارد، اظهار کرد: این دستگاه یک محصول کاربردی در بحث تشخیص و کمک به پزشکان در درمان سریع زخم بوده که به دو صورت پوشیدنی و بیمارستانی قابل ساخت و استفاده است؛ به عنوان مثال این دستگاه می‌تواند برای ورزشکاران به منظور جلو‌گیری از پارگی عضله هنگام تمرینات پرفشار یا اشتباه کاربرد داشته باشد.

وی افزود: همچنین درمان و مراقبت از زخم در افراد به ویژه سالمندان و بیماران دیابتی همیشه چالش‌های فراوانی برای بیمار و پزشک به همراه داشته است.

وی اضافه کرد: گاهی این محل بعد از عمل جراحی نیاز به مراقبت‌های فراوانی دارد. با توجه به توسعه روز افزون روش‌های درمانی غیرتهاجمی و بدون عوارض جانبی، ساخت چنین دستگاه‌هایی ضرورت پیدا کرده است.

وی با بیان اینکه در این روش تشخیص ابتدا از یک سیگنال حیاتی، نمونه‌برداری می‌شود، گفت: سپس ویژگی‌های مناسب استخراج و طبقه‌بندی شده و پس از آن با اعمال الگوریتم‌ها و محاسبات داده‌ها، روند تشخیص بهبود و پسرفت زخم تعیین می‌شود.

وی گفت: روند درمان زخم چهار مرحله را سپری می‌کند که ما در مرحله سوم زمانی که بدن انسان شروع به بازسازی محل آسیب دیده می‌کند، تحقیقات و آزمایشات خود را شروع کرده‌ایم.

وی گفت: ابتدا سخت‌افزاری برای پایش انواع زخم شبیه‌سازی، طراحی و اجرا و در ادامه از انواع زخـم (نرمال، عفونتی، دیابتی بدسور، شکستگی باز) چند بیمار برای جمع‌آوری دیتا نمونه‌برداری کرده‌ایم و سعی بر پیاده‌سازی الگوریتم یادگیری ماشین و محاسبات مربوطه به روی داده‌ها به منظور تشخیص دقیق تروضعیت زخم بیمار داشته‌ایم.

این پژوهشگر یادآورشد: همچنين در ادامه این تحقیق به منظور بهبود هرچه سریع‌تر زخم و ترمیم آن موفق به ساخت دارو ترمیم زخم شدیم؛ این دارو به صورت مایع جهت شستشو زخم یا به صورت ژل به روی زخم قرار داده می‌شود.

به گفته نظری، در این طرح نیز بررسی کرده‌ایم که آیا استفاده از دارو‌های موضعی (پماد، ژل و کرم) روند بهبود زخم را تسریع می‌بخشند یا باعث ایجاد اختلال می‌شوند. نتایج نشان داده‌اند که دارو ساخته شده می‌تواند در مدت زمان کمتری باعث بهبود زخم و ترمیم آن شود.

وی در پایان به مشکلات اجرای این طرح‌ها پرداخت و گفت: یکی از بزرگترین مشکلات تیم ما برای اجرای این طرح، عدم حمایت مالی و معنوی مسؤلان است. متأسفانه روند اداری اخذ مجوز‌ها و ثبت اختراع‌ها بسیار پیچیده است و مشکلات زیادی برای پژوهشگران این حوزه ایجاد می‌کند.

این محقق ادامه داد: مراحل طی کردن محصولات پزشکی نیز به دلیل اینکه رابطه مستقیمی با سلامت انسان‌ها دارد، زمان بر است. امیدواریم روند اداری این طرح‌ها از سوی نهاد‌های ذی ربط تسهیل پیدا کند.

به گزارش آنا، این طرح با مشارکت مهران بیگی‌زاده، آیدا حسینی، حبیبه‌امیری نژاد و به سرپرستی‌امیرحسین نظری، کارشناس مهندسی پزشکی انجام شده و در سومین دوره کنفرانس دانشجویی رباتیک و مکاترونیک به نمایش گذاشته شده است.