..:::: ابداع گوشی طبی فوقحساس برای شنود ضربان قلب فضانوردان ::::..
مهندسان امریکایی گوشی طبی جدیدی را ابداع کردهاند که قادر به شنود صدای ضربان قلب فضانودان در فضاست. یک سفینه فضایی مملو از نویزهای رایانهها، ابزار الکترونیکی و فنهاست و با وجود این همه سر و صدا، گوشدادن به صداهای نسبتا ضعیف تنفس یا ضربان قلب یک فضانورد دشوار است. به منظور تشخیص ضربان قلب فضانوردان در ایستگاه بینالمللی فضایی، تیمی از مهندسان دانشگاه جان هاپکینز گوشی طبیای را طراحی کردهاند که نویز پسزمینه را برای شکار صداهای درون بدن، فیلتر میکند. این ابزار حتی اگر به درستی بر روی بدن قرار نگیرد، باز هم از عملکرد مطلوبی برخوردار است و در صورت نبودن یک پزشک حرفهای، یک فرد آماتور نیز میتواند از آن استفاده کند. فناوری ابداعی از استراتژیهای مکانیکی، الکترونیکی و باتریهای قابل شارژ بهره میبرد و مجهز به ابزاری است که آن را بر روی قفسه سینه فضانورد قرار میدهد. مبتکران امیدوارند بتوان از فناوری جدید در زمین و در مراکز پزشکی غیرپیشرفته برای شناسایی صداهای مرتبط با بیماریهای شایع نوزادان نیز استفاده کرد.
یک سیستم خنککننده جمجمه سر در بخشهایی از لندن مورد استفاده قرار گرفته که به بیماران شیمیدرمانی برای جلوگیری از ریزش مو در جریان این درمان کمک میکند. سیستم DigniCap توسط بنیاد مراقبت بهداشتی امپریال کالج لندن برای استفاده در واحدهای شیمیدرمای روزانه در بیمارستانهای چرینگ کراس و همراسمیت استفاده شده است. در این درمان، بیماران یک کلاه خاص را بر روی سر میگذارند که جمجمه آنها را خنک کرده و از ریزش موها جلوگیری میکند. این سیستم بطور مکرر دما را بررسی میکند تا از کاربرد مداوم درمان خنککننده اطمینان حاصل کند. این کلاهها به شکلی طراحی شدهاند که گوشها در کل این فرآیند بدون پوشش باقی میمانند. به گفته سخنگوی این شرکت، در کارآزماییهای بالینی هشت تن از 10 بیمار در اروپا و آسیا که از این سیستم در طول شیمی درمانی استفاده کردهاند، موهای خود را از دست ندادند. به گفته این سخنگو، کارآزماییهای بیشتر در مراکز پزشکی پیشتاز جهان ثابت کرده که این سیستم یک جایگزین ماندگار برای زنان و مردان از قومیتهای مختلف است.
گروه مهندسی دانشگاه بریگهام یانگ یک ابزار توزیع داروی قابل قفلشدن را ارائه داده که Med Vault نام گرفته و از مصرف بیش از اندازه قرصهای آرامبخش جلوگیری میکند. کمپانی بلکاستون که اسپانسور مالی تیم طراح بود، خواستار ارائه شیوهای برای کاهش تعداد مرگهای ناشی از مصرف بیشاز اندازه آرامبخشهای تجویزی شده بود. ایده موجود در پس سیستم جدید این است که بیمار آن را به یک داروخانه میبرد و در آنجا داروساز این ابزار را با داروی مطلوب پر میکند. Med Vault میتواند اندازهها و اشکال مختلف قرص را در خود جای دهد.
دانشمندان دانشگاه هاروارد در حال طراحی ابزاری به نام «طحال بر روی تراشه» هستند که به طحال در انجام وظیفهاش به هنگام بروز بیماری شدید در بدن کمک میکند. وظیفه طحال، فیلترکردن جریان خون است و زمانی که اشخاص به طور شدیدی بیمار هستند و یا از آسیبهای تروماتیک رنج میبرند، گاهی اوقات این عضو به تنهایی قادر به برطرف کردن کامل پاتوژنها نیست که این امر منجر به بروز مسمومیت عفونی مرگبار میشود. به منظور کمک به اجتناب از چنین امری، دانشمندان موسسه وایس در دانشگاه هاروارد در حال طراحی «طحال بر روی یک تراشه» هستند.
دانشمندان دانشگاه ویسکونسین-مادیسون ابزاری موسوم به
محققان دانشگاه الینوی در شیکاگو مجموعهای ویژه از ماژولهای بدن انسان را طراحی کردهاند که به کاربران امکان درک حسی افزوده را میدهد.
محققان موسسه فرانهوفر آلمان، دسته سنجش فشار ابزار جراحی مجهز به لامپ
محققان دستگاهی طراحی کردهاند که در یک روش درمانی نوین، با اعمال فشار ملایم و گرما بر روی پلک، می تواند به تسکین و درمان عارضه خشکی چشم کمک کند. مایع اشک باعث مرطوب و تمیز نگه داشتن بخش جلویی چشم در هنگام پلک زدن می شود و عارضه خشکی چشم بدلیل کاهش این مایع روی می دهد که در اینحالت چشم دچار سوزش، خارش و التهاب می شود. عارضه خشکی چشم با افزایش سن و کاهش سطح فعالیت غدد چربی بدن، بیشتر می شود. در 65 درصد موارد، خشکی چشم ناشی از کاهش روند تولید چربی توسط غدد میبومین است؛ این چربی شفاف میبوم (meibum) نام دارد که از تبخیر فیلم آبکی روی چشم جلوگیری می کند، اما در بیماران دچار عارضه خشکی چشم این غدد بدلیل تشکیل چربی دچار گرفتگی می شوند. برای رفع گرفتگی غدد و حذف چربی ها از کمپرس گرم استفاده می شود؛ شستن پلک با شامپو بچه، پاک کردن پلک با گوش پاک کن و رژیم غذایی حاوی امگا-3 نیز بسیار مفید هستند.
محققان دانشگاه چالمرز سوئد ایمپلنت جدیدی طراحی کرده اند که از طریق ارسال ارتعاش بداخل استخوان جمجمه، میتواند شنوایی را به بیماران مبتلا به مشکلات گوش میانی باز گرداند. ایمپلنت انتقال استخوانی (BCI) برای مبتلایان به عفونت مزمن گوش خارجی یا میانی، بیماران دچار مشکلات استخوانی گوش، ناهنجاری مادرزادی گوش خارجی، کانال شنوایی یا گوش میانی کاربرد دارد. اندازه ایمپلنت BCI کمتر از شش سانتی متر است که در پشت گوش در زیر پوست سطح جمجمه قرار داده می شود. این دستگاه مجهز به پردازنده صدای خارجی است که صدا را از محیط اطراف دریافت می کند؛ یک سیم پیچ (کویل) القایی درون ایمپلنت امکان دریافت صدای منتقل شده از طریق پوست (از داخل پردازنده) را فراهم می کند. با استفاده از یک بلندگوی مینیاتوری، ارتعاشات صدا داخل استخوان جمجمه بازپخش شده و به گوش داخلی می رسد. آزمایش بالینی ایمپلنت BCI بر روی بیماران دچار مشکلات گوش میانی بزودی آغاز می شود و انتظار می رود که این محصول ظرف یک تا دو سال آینده در اختیار بیماران قرار گیرد.
محققان بیمارستان عمومی ماساچوست، نوعی دوربین قرصی بلعیدنی را ساختهاند که میتواند به پزشکان در تشخیص نشانههای اولیه سرطان مری کمک کند. این دستگاه شفاف فناوری پیشرفته، به اندازه یک قرص مولتی ویتامین بزرگ بوده و حاوی لیزری با سرعت چرخش بالاست که یک پرتو نور نزدیک مادون قرمز را به دیواره مری میتاباند. سپس حسگرها بازتاب نور را ثبت کرده و تصاویر دقیق میکروسکوپی را تولید میکنند که میتواند تغییرات سلولی مرتبط با سندروم «بارت» را که شرایط پیش سرطانی مرتبط با سوزش سردل و رفلکس اسید است، آشکار سازد.
یک شرکت آمریکایی به معرفی اختراعی پرداخته که میتواند برای درمان چاقی مرضی، بدون نیاز به جراحی تهاجمی و معایب بایپس معده، امیدبخش باشد. سیستم جدید شرکت Aspire Bariatrics به بیماران اجازه میدهد تا هر چقدر میل دارند غذا بخورند، سپس شکم آنها را حدود 20 دقیقه پس از صرف غذا با اتصال یک پمپ به سوپاپی که طی یک عمل جراحی در دیواره شکم آنها نصب شده، زهکشی میکند. اگرچه این سیستم هنوز توسط سازمان غذا و داروی آمریکا تائید نشده، اما در کارآزماییهای بالینی اولیه آن، برخی بیماران از کاهش وزن تا 20 کیلوگرم در یک سال و برخی دیگر حتی به میزان دو برابر گزارش کردهاند. بخشی از این اختراع ، محصول ایده «دین کامن» است که در حوزه ساخت دستگاههای پزشکی فعال است.
تیم محققان بیمارستانهای گای و سنت توماس لندن برای اولین بار در درمانی که به ادعای آنها کمر درد شدید را متحول خواهد کرد، یک دستگاه جدید محرک را در بدن 100 بیمار کاشتهاند که پالس الکتریکی فرکانس بالا را از میان ستون فقرات ارسال کرده و نیاز به عمل جراحی را از بین میبرد. دستگاه محرک نخاع «Nevro» نسبت به جراحی ارزانتر و کمتر تهاجمی بوده و قدرت آن 200 برابر محرکهای کنونی نخاع است که از یک پالس الکتریکی برای مبارزه با درد استفاده میکنند. به گفته دکتر عدنان القیسی، رهبر این پژوهش، این نسخه جدید فرکانس بالا از کارکرد بهتری در کاهش درد نسبت به دستگاههای قبلی برخوردار است. همچنین در سایر شیوهها، پزشک مجبور بود از بیمار در میانه جراحی در مورد احساس سوزن سوزن شدن سوال بپرسد اما با این دستگاه جدید، بیمار براحتی می تواند بخواب برود.
با استفاده از تراشه سبک و قابل حمل V-Chip امکان انجام طیف وسیعی از آزمایشهای خون در کمتر از یک دقیقه و در هر مکانی فراهم میشود. انجام آزمایش خون در آزمایشگاه، روشی هزینه بر محسوب میشود، اما تراشه نوار نمودار حجمی (V-Chip) تنها با استفاده از یک قطره خون، انجام 50 آزمایش مختلف را امکان پذیر میکند. یک قطره خون بر روی کانال زیگ زاگی بین دو صفحه شیشهای کوچک ریخته میشود؛ در بالای کانال 50 حفره قرار دارد که هرکدام حاوی پراکسید هیدروژن، رنگ، آنزیم و انواع مختلف آنتی بادی، پروتئین،DNA یا RNA موردنظر است. بطور مثال برای تبدیل یکی از حفرهها بعنوان آشکارساز انسولین، این حفره با آنتی بادی انسولین پیش بارگذاری می شود.
دانشمندان ابزار پوشیدنی جدیدی طراحی کردهاند که به پزشکان امکان نظارت از راه دور بر وضعیت بیماران را از طریق گوشی هوشمند فراهم میکند. این وسیله سیار توسط شرکت Sotera Wireless طراحی شده و در واقع یک ناظر کوچک مجهز به نمایشگر صفحه لمسی رنگی است. مونیتور ضدآب طراحی شده ViSi Mobile Monitor نام گرفته، و میتوان با هدف نظارت بر علائم حیاتی در زمان واقعی آن را بر روی بازوی بیمار تعبیه کرد. ابزار ارائه شده بر فشار خون، سرعت پالس و ضربان قلب، میزان دم و همچنین دمای پوست نظارت میکند.
محققان آژانس پروژههای تحقیقات دفاعی پیشرفته (DARPA) در حال کار بر روی فومی هستند که با تزریق بداخل محل زخم میتواند از خونریزی داخل شکمی جلوگیری کند. فوم پلیمری پلی اورتان توسط محققان شرکت «آرسنال مدیکال» وابسته به آژانس پروژههای تحقیقات دفاعی پیشرفته آمریکا (DARPA) و با هدف کنترل خونریزی داخلی بمدت یک ساعت طراحی شده است. با استفاده از فوم ضد خونریزی، تیم درمانی فرصت کافی برای انتقال مجروح به مراکز درمانی را خواهند داشت که این دستاورد بویژه برای نجات جان مجروحان در میدان جنگ بسیار موثر است. ساعت طلایی به 60 دقیقه نخست پس از خونریزی شکمی گفته میشود که عدم رساندن بموقع مجروح به مراکز درمانی میتواند منجر به مرگ فرد شود.
هزاران بیمار دیالیزی کلیوی میتوانند در آینده با یک کاشت جدید که در بیمارستان سنت جورج لندن و بیمارستان دانشگاه مرکزی منچستر در حال کارآزمایی است، از درمان سریعتر و ایمنتر برخوردار شوند. هزاران بیمار دچار مرحله پایانی نارسایی کلیوی نیازمند دستگاههای دیالیز برای فیلتر کردن ضایعات و آب مازاد از خون خود هستند. تاکنون این کار نیازمند عملهای جراحی منظم توسط یک جراح متخصص برای اتصال یک رگ به نزدیکترین شریان اصلی و فراهم ساختن جریان خون کافی در رگها به منظور اجرایی کردن دستگاه دیالیز بوده است. در نهایت اثر زخم در بافت بیشتر شده و پزشکان مجبور میشوند طی یک عمل جراحی بسیار خطرناک یک کاتتر را بطور مستقیم در رگ بزرگ سیاهرگ اصلی در قلب قرار میدهند.
تاکنون افراد برای درمان سکسکه از روشهای سنتی گوناگون از آب خوردن به صورت وارونه گرفته تا حبس نفس و شوکه شدن استفاده میکردند اما اکنون یک مخترع آمریکایی توانسته با شیوه جدید و ساده به درمان این مکانیسم کمک کند. چاک ری از شرکت hicural در کالیفرنیا مدعی شده که این دستگاه میتواند همیشه سکسکه را متوقف کند. این دستگاه در حقیقت یک قطعه پلاستیکی است که در وسط آن یک سوراخ قرار گرفته است. کاربر با دندان این پلاستیک را نگهداشته و از میان سوراخ آب میخورد. به نظر میرسد که سکسکه با ترکیبی از خوردن آب و گاز زدن این پلاستیک که منجر به کشیده شدن عضله گلو میشود، درمان میشود. این ایده در پی ابتلا به سکسکه خود چاد ری ایجاد شد که طی آن تصمیم گرفت با یک خودکار در دهان خود آب بنوشد که منجر به درمان این شرایط شد.
ارائه فناوری جدید مبتنی بر قرار دادن زنجیرهیی از بالن در درون روده کوچک میتواند به کاهش وزن افراد کمک کند. دانشمندان وسیلهیی طراحی کردهاند که در روده کوچک تعبیه میشود و مغز را به گونهیی فریب میدهد که تصور کند بدن کالریهای بیشتری را از حد واقعی مصرف کرده است. گفته میشود این ابزار موسوم به SatiSphere میتواند فقط پنج دقیقه و بدون نیاز به جراحی در درون بدن کار گذاشته شود. اگرچه پیش از این بالنها در عمل جراحی کاهش وزن و برای تقویت حس سیری کامل مورد استفاده قرار گرفته بودند، ابداع جدید در سرکوب اشتها بسیار کارآمدتر عمل میکند. دلیل این امر آن است که روده کوچک مسؤول اندازهگیری مقدار غذای مصرف شده توسط بدن و همچنین این که چه مقدار دیگر به غذا نیاز دارد، است.
مهندسان آمریکایی نسل جدید حسگر کنترل علائم حیاتی بدن را در ابعاد و ضخامت یک تمبر طراحی کردهاند که با وزن بسیار سبک و اندازه کوچک، براحتی به پانسمان بدن بیمار متصل میشود. گروهی از مهندسان برق دانشگاه ایالتی اورگان نسل جدید حسگر «سیستم بر روی تراشه» را طراحی کردهاند که در حجم بالا قابل تولید است. این حسگر الکترونیکی یک بار مصرف و ارزان قیمت، از عملکرد بسیار دقیقی برای کنترل علائم حیاتی بیمار برخوردار است. پروفسور «پاتریک چیانگ» از محققان دانشگاه اورگان تأکید میکند: فناوریهای کنونی امکان اندازهگیری سیگنالهای بدن را با استفاده از ابزار و دستگاههای بزرگ، سنگین و پر هزینه فراهم کردهاند، اما حسگر جدید یک وسیله سبک و کوچک است که با هزینهای بسیار کم تولید میشود.
محققان آمریکایی نسل جدیدی از لنز مصنوعی را طراحی کردهاند که شباهت زیادی به لنز طبیعی چشم داشته و میتواند در آینده جایگزین لنز طبیعی صدمه دیده شود. فناوری طراحی لنز جدید GRIN یا «اپتیک شاخص شیب انکسار» نام دارد؛ این لنز از هزاران لایه پلیمری در مقیاس نانو ساخته شده که قادر به منحرف کردن یا شکست نور با درجات مختلف در زمان عبور از درون لنز است. «مایکل پونتینگ» از محققان پلیمر و سرپرست تیم تحقیقاتی تأکید می کند: چشم انسان یک لنز GRIN است؛ نور از لنز جلوی چشم عبور کرده و به عقب چشم میرسد و در درجات مختلف شکسته میشود که در این حالت مسیر نور بدون تکیه بر اپتیک پیچیده براحتی کنترل می شود.
محققان مؤسسه مهندسی زیستپزشکی فرانهوفر آلمان، حسگر ضد رطوبت جدیدی را برای ارزیابی فشار مغزی ابداع کردهاند که میتواند به تشخیص زودهنگام زوال عقل و جنون منجر شود. این حسگر که مشابه حسگرهای فشار مورد استفاده در صنعت خودروسازی بوده، نشانگر یک تحول از کاشتهای پیشین است که به رطوبت اجازه ورود و تخریب دستگاه را میدادند. این دستگاه از ارتفاع و عرض یک در دو سانتیمتر برخوردار بوده و انتظار میرود تا در نسخههای آینده کوچکتر شود. محققان آلمانی قاب خارجی آن را که پیش از این از مواد مصنوعی ساخته میشد با فلز درجه بالای قابل انعطاف تعویض کردند. تغییرات فشار درون مغز باعث خم شدن این قاب شده و این اطلاعات سپس به حسگر فشار درون آن منتقل میشود. مقادیر اندازهگیری شده در نهایت از طریق پالسهای رادیویی به یک دستگاه خوانش در خارج از بدن بیمار انتقال یافته که نیروی مورد نیاز حسگر را تامین میکند و از این رو دیگر نیازی به پیل بر روی این دستگاه نیست.
دانشمندان موفق به ابداع سامانه دستيار جراح رباتيك با هدف مصون ماندن جراحان از تشعشعات ايكس حين عمل شدند. تعدادي از تكنيكهاي نوين جراحي از تشعشع استفاده ميكنند كه اين امر هم براي بيمار و هم جراح ميتواند بسيار خطرناك باشد. براي رفع اين خطر، شركت Corindus Vascular Robotics of Natick واقع در ماساچوست سيستمي موسوم به CorPath 200 را طراحي كرده است. اين سامانه نخستين دستيار جراح رباتيك است كه جهت باز كردن شريانها به كار ميرود و به جراحان قلب امكان ميدهد از يك كابين حفاظتي سرباندود واقع در همان اتاق بيمار عمل اجراي استنت قلب و فرايندهاي بالن زدن در عمل را صورت دهند. بدين ترتيب آنها از تشعشعات مصون ميمانند. در آزمايشات باليني اين ابتكار تا 95 درصد از ميزان قرار گرفتن جراح در معرض اشعه ايكس كاست و همچنين نيازي به استفاده از پيشبندهاي معمول نبود.
دانشمندان مؤسسه علمی وایزمن در تلاش برای کمک به نابینایان در مسیریابی ایمنتر و موثرتر از یک منبع غیرمنتظره یعنی سبیلهای موش الهام گرفتهاند. این محققان از داوطلبان خواسته بودند تا چشمبند بسته و از یک سبیل پلاستیکی منعطف 30 سانتیمتری بر روی انگشت اشاره که در پایه آن حسگرهای نیرو و موقعیت قرار گرفته بود، برای مسیریابی استفاده کنند. در دنیای موشها، حرکت سبیلها شامل عقب و جلو بردن آنها در حدود هشت بار در یک ثانیه برای موقعیت یابی اجسام در محیط اطرافشان است. این نتایج که در مجله Neuroscience منتشر شده، میتواند به درک بهتر از فرآیند حس و ساخت دستگاههای کوچک قابل پوشش بر روی دست منجر شود که ورودیهای ویدیویی را به تحریک مکانیکی تبدیل کرده و به نابینایان یک کمک حسی شهودی ارائه میکنند.
دانشمندان موفق به طراحي مچبندي شدهاند كه به فرد در خصوص آفتابسوختگي و احتمال ابتلا به سرطان پوست، هشدار بصري ميدهد. تاكنون 200 هزار مورد ملانوم بدخيم در سراسر جهان گزارش شده است. در اين بين محدود كردن قرارگيري در معرض نور خورشيد از اهميت شاياني برخوردار است. فناوري ارائه شده در دانشگاه استراتكلايد اسكاتلند با ارائه هشدار بصري در مورد يافتن سايه يا استفاده از كرم ضد آفتاب بيشتر از ميزان اين معضل كاسته است. اكنون دانشمندان اين دانشگاه مچبندي جديد طراحي كردهاند كه مجهز به يك عامل انتشار اسيد حساس به نور فرابنفش و يك رنگ است. اين رنگ به سطوح pH در نشانگر واكنش نشان ميدهد.