محققان دانشگاه کالیفرنیا سنسور منعطف جدیدی را تولید کردهاند که میزان اکسیژن خون و ترکیب اکسیژنی التیام زخمها را در زمان واقعی تشخیص میدهد.
محققان سنسور جدیدی از یک آرایه متغیر دیودهای ساطع کننده نور و ردیابهای نوری تولید کردهاند که قادر است میزان اکسیژن خون در هر قسمتی از بدن را تشخیص دهد. این سنسور نور قرمز و مادون قرمز را درون پوست میتاباند و نسبت نور بازتابیده شده را شناسایی میکند.
مهندسان دانشگاه کالیفرنیا در برکلی سنسور منعطف جدیدی تولید کردهاند که میزان اکسیژن خون در قسمتهای زیادی از پوست، بافت و اندامهای بدن را نشان میدهد. این سنسور راه جدیدی پیش پای پزشکان در پایش التیام زخمها در زمان واقعی میگذارد.
یاسر خان (Yasser Khan) دانشجوی دوره فوق لیسانس مهندسی برق و علوم کامپیوتر دانشگاه یوسی (UC) برکلی میگوید:
وقتی واژه اکسیمتر (اکسیژنسنج) را میشنویم، اولین چیزی که ذهن تصور میکند سنسورهای اکسیژن خون و سنسورهای انگشتی حجیم و محکم هستند. در این پروژه سعی کردیم که از این ذهنیت دور شویم و نشان دهیم که اکسیمترها میتوانند سبک، نازک و منعطف باشند.
این سنسور که این هفته در مجله مجموعه مقالات آکادمی ملی علوم معرفی و توصیف شد از الکترونیک ارگانیک حک شده روی پلاستیک قابل خم شدن ساخته شده است که بشکل قسمتهای برجسته بدن در میآید. برخلاف اکسیمترهای نوک انگشتی، این سنسور این قابلیت را دارد که میزان اکسیژن خون در نه نقطه در یک شبکه را تشخیص دهد و میتوان آن را هرجایی از بدن روی پوست گذاشت. محققان میگویند این سنسور منعطف را میتوان برای دنبال کردن ترکیب اکسیژنی پیوند پوست یا دیدن داخل پوست برای پایش میزان سطح اکسیژن در اندامهای پیوندی استفاده کرد.
آنا کلودیا آریاس (Ana Claudia Arias) استاد دانشگاه مهندسی برق و علوم کامپیوتر دانشگاه یوسی برکلی میگوید:
تمام کاربردهای پزشکی که از پایش اکسیژن استفاده میکنند از این سنسور پوشیدنی بهرهمند میشوند. بیماران مبتلا به دیابت، بیماران تنفسی و حتی مبتلایان به آپنه خواب میتوانند از سنسوری استفاده کنند که قابل پوشیدن در هرجایی باشد تا سطح اکسیژن خون را بیست و چهار ساعت شبانه روز پایش کنند.
اکسیمترهای فعلی برای روشن کردن نور قرمز و فروسرخ نزدیک (طیف نمایی نزدیک به مادون قرمز) در پوست از دیودهای ساطع کننده نور (LED) استفاده میکنند. خون قرمز سرشار از اکسیژن، نور مادون قرمز بیشتری جذب میکند درحالیکه خون تیرهتری که اکسیژن کمتری دارد نور قرمزتری را جذب میکند. سنسورها با توجه به نسبت نور منتشره (ساطع شده) میزان اکسیژن موجود در خون را مشخص میکنند.
این اکسیمترها تنها در آن قسمتهایی از بدن کار میکنند که نسبتا شفاف هستند مانند نوک انگشتها یا لاله گوش، و تنها میزان اکسیژن خون در یک نقطه در بدن را محاسبه میکنند.
یاسر خان میگوید:
قسمتهای ضخیم بدن مانند پیشانی، بازوها و پاها، بندرت نور مریی یا فروسرخ نزدیک را عبور میدهند بهمین خاطر محاسبه ترکیب اکسیژن در این قسمتها بسیار سخت میشود.
آریاس همراه با تیمی از دانشجویان فوق لیسانس در سال 2014 ثابت کردند که میتوان با الایدیهای ارگانیک چاپی، اکسیمترهای منعطف نازک برای نوک انگشتان یا لاله گوش تولید کرد. از همان سال به بعد آنها تلاششان را بیشتر کردند و روش محاسبه اکسیژن زنی در بافت با استفاده از نور بازتابشی بجای نور ساطع شده را توسعه دادند. ترکیب این دو فناوری باعث شده تا سنسور پوشیدنی جدیدی تولید گردد که قادر است میزان اکسیژن خون در هرجایی از بدن را تشخیص دهد.
سنسور جدید از الایدیهای ارگانیک قرمز و فروسرخ نزدیک و دیودهای نوری ارگانیکی ساخته شده که روی یک ماده منعطف چاپ شدهاند. این تیم پژوهشی با استفاده از سنسور، سطح کل اکسیژن خون را روی پیشانی داوطلبی بررسی کردند که هوای استنشاقی با غلظت اکسیژن کمتر دریافت میکردند شبیه حالتی که در ارتفاع رخ میدهد. نتیجه همانند حالت استفاده از اکسیمتر نوک انگشتی استاندارد بود. همچنین میزان اکسیژن خون در یک شبکه سه در سه روی ساعد داوطلبی با استفاده از همین سنسور بدست آمد که کاف فشارسنج پوشیده بود.
خان میافزاید:
سخن پایانیجراحان پس از عمل جراحی پیوند میخواهند تمام بخشهایی از اندام بدن که اکسیژن دریافت میکنند را بسنجند. اگر یک سنسور داشته باشید باید برای محاسبه اکسیژن زنی آن را به قسمتهای مختلف جابجا کنید. اما با این سنسور جدید بلافاصله متوجه میشوید که روند التیام و بهبودی در کدام نقطه بدرستی صورت نمیگیرد.
برای اطلاع بیشتر از اخبار علمی با پلازامگ همراه بمانید، شما همچنین میتوانید در بخش نظرات، دیدگاه خود را با ما به اشتراک بگذارید.