سفر به دنیای درون انسان با قرص هوشمند

مقدمه‌ای بر سلامت الکترونیک

به نقل از آنچه در سایت NCBI (مرکز ملی اطلاعات زیست‌فناوری) آمده است، سلامت الکترونیک شرحی از امکانات جدید اینترنت را که قابل‌بحث در حوزه سلامت هستند، ارائه می‌دهد.

این مفهوم که از سال 2000 عمومیت یافت، تنها یک پیشرفت در حوزه فناوری را توصیف نمی‌کند؛ بلکه یک شیوه تفکر و نگرش جهانی، جهت به‌‌کارگیری فناوری اطلاعات و ارتباطات به منظور بهبود روش‌های مراقبت و درمان را در بر می‌گیرد.

سلامت الکترونیک شامل پرونده الکترونیک سلامت، تسهیل دسترسی به دانش بهداشتی، شبکه‌سازی متخصصان بهداشت، سیستم‌های اطلاعاتی پزشکی، تیم‌های مراقبت مجازی، سیستم‌های جراحی کامپیوتری و کلیه خدمات یا سیستم‌هایی است که در حیطه پزشکی، بهداشت و درمان و فناوری اطلاعات قرار دارند. اهمیت این حوزه در زمان وقوع همه‌گیری‌های جهانی افزایش می‌یابد.

اتحاديه بین‌المللی از راه دور (ITU) میگوید: «سلامت الکترونیک، استفاده ایمن و اثربخش از تکنولوژی اطلاعات و ارتباطات برای حمایت از بهداشت و زمینه‌های مرتبط است که مواردی از قبیل ارائه خدمات مراقبت بهداشتی، پایش سلامت، مقالات مرتبط با بهداشت، آموزش، دانش و تحقیقات مربوط به بهداشت را در بر می‌گیرد.»

سلامت الکترونیک همچنین طیف وسیعی از گجت‌های پوشیدنی یا حتی خوردنی، که در حوزه سلامتی به انسان کمک می‌کنند را شامل می‌شود؛ از ساعت‌های کنترل فشار خون، نبض و دمای بدن، تا جوراب سنسوریا، لباس‌های محافظ در برابر تشعشعات و تمام نرم‌افزارهایی که با کمک سنسورها از بدن ما داده جمع‌آوری می‌کنند و از طریق شبکه بی‌سیم به شخص یا پزشک گزارش می‌دهند.

در ادامه تکنولوژی ساخت یکی از جالب‌ترین انواع این گجت‌ها یعنی قرص‌های هوشمند را بررسی می‌کنیم.

قرص‌های هوشمند

قرص‌های هوشمند یا دیجیتال، داروهایی مجهز به سنسورهای دیجیتال هستند که در هنگام مصرف، پیام‌هایی را از طریق شبکه بی‌سیم به خارج از بدن می‌فرستند. اولین نوع این قرص‌ها را سازمان غذا و داروی ایالات متحده آمریکا، در سال 2017، برای معالجه بیماران مبتلا به اسکیزوفرنی (روان‌گسیختگی)، اختلال دوقطبی و افسردگی حاد معرفی کرد.

در سخت‌افزار این قرص‌ها، سنسورها، ردیاب‌ها و دوربین‌های بسیار کوچکی نصب شده‌اند که به اینترنت متصل می‌شوند. سنسور موجود در این قرص، کمی بزرگتر از دانه شن و از جنس سیلیکون، مس و منیزیم است که یک باتری از جنس اکسید نقره انرژی آن را تأمین می‌کند. این سنسور پس از رسیدن به اسید معده فعال می‌شود و سیگنالی ارسال می‌کند. گیرنده‌ای که بیمار به سمت چپ قفسه سینه خود می‌بندد، این سیگنال را دریافت می‌کند. این گیرنده با بلوتوث، داده‌های به‌دست‌آمده را به رایانه می‌فرستد و افرادی تأییدشده می‌توانند به آن‌ها دسترسی پیدا کنند. این سنسور می‌تواند اطلاعاتی را از قبیل ساعت خوردن و دوز دارو‌ی مصرفی، پارامتر‌های تناسب اندام مثل میزان فعالیت، الگوی خواب و ضربان قلب، ثبت کند.

درون این دستگاه یك میكروفون وجود دارد كه به صدای قلب و تنفس بیمار گوش می‌دهد؛ سپس با كمك الگوریتم‌های خاص، صدای قلب و تنفس از دیگر صداها تفكیك شده و دستگاه متوجه می‌شود كه تعداد ضربان قلب و تعداد تنفس در دقیقه چگونه است.

تجزیه و تحلیل این داده‌ها به کمک نرم‌افزار سفارشی این محصول، MotiliGI صورت می‌پذیرد. این نرم‌افزار گرافیکی مقادیر داده‌های ضبط‌‌شده، نمودارها و گزارش‌های تست را ارائه می دهد.

کاربردها و چالش‌های استفاده از قرص هوشمند

موضوع عدم همکاری بیمار در مصرف داروهای خود و ارائه اطلاعات غلط از داروهای مصرفی به پزشک، سال‌ها دغدغه بخش سلامت بوده و طبق گزارش مؤسسه IMS این مسأله سالانه میلیاردها دلار هزینه به بار می‌آورد. برخی امیدوارند این فناوری، به پزشکان و بیماران کمک کند تا به رژیم دارویی مطلوبی دست یابند. این رژیم دارویی مطلوب در اثر پیگیری دقیق مصرف داروی بیماران به دست می‌آید زیرا با کمک این فناوری و اطلاعاتی که سنسورهای آن از معده انسان می‌دهند، پزشکان می‌توانند از دوز و زمان داروی مصرفی بیمار (به‌ویژه بیماران با اختلالات روان‌شناختی که ممکن است توضیحات درستی به پزشک ندهند) آگاه شوند. این پیگیری میتواند سالانه 100 تا 300 میلیارد دلار صرفه‌جویی به همراه داشته باشد.

مخالفان این فناوری نیز نگران موارد مربوط به حریم خصوصی بیمار هستند. آن‌ها معتقدند اجباری کردن استفاده از این دستگاه، اختیار تصمیم‌گیری بیمار درباره روند درمان خود را از او می‌گیرد. استفاده گسترده از این تکنولوژی همچنین، احتمال سوءاستفاده هکرهای سودجو و انتشار اطلاعات پزشکی حساس بیماران را در پی دارد.

اِریک سورِسکای، استادیار بالینی و علوم اطلاعات بهداشت دانشکده UIC میگوید: «این موضوع که قرص‌های هوشمند زندگی بیماران را بهبود می‌بخشد یا نه، موضوعی بسیار پیچیده‌تر از رعایت و حفظ حریم خصوصی بیمار است.»

از مهمترین کاربردهای این قرص‌ها، روشی بدون درد است که این ابزار برای دستیابی به داده‌های بدن ارائه می‌دهد. این قرص هوشمند می‌تواند از سطوح داخلی بدن از جمله معده و روده، اطلاعات مربوط به سطح اسید، فشار، دما و زمان گوارش را جمع‌آوری کند که به پزشکان کمک می‌کند بیماری را سریع‌تر و آسان‌تر تشخیص دهند.

این قرص که حاصل همکاری موفقیت‌آمیز فناوری اطلاعات و پزشکی است، می‌تواند گازهای روده را تشخیص دهد و به تشخیص مشکلات گوارشی و بیماری‌های ناشی از آن که در حال حاضر با روش‌هایی تهاجمی نظیر آندوسکوپی و کولونوسکوپی صورت میگیرد، کمک کند. برخی از این قرص‌ها، مجهز به یک نانودوربین هستند که می‌تواند حین عبور از معده و روده، هزاران عکس بگیرد؛ به این ترتیب، خون‌ریزی‌های داخلی و تومورهای گوارشی قابل‌تشخیص هستند.

آزمايش‌هايی بر روی هفت فرد سالم دارای رژيم غذايی با فيبر كم و فيبر زياد صورت پذیرفت. نتايج نشان داد كه قرص با دقت كامل شروع فرآیند تخمير غذا را نشان می‌دهد و ميزان احتمال مراقبت بالينی از فرآيند هضم و سلامت عمومی شكم را مشخص می‌کند. علاوه بر این، آزمايش‌ها ثابت كردند كه این قرص می‌تواند راه بسيار مؤثرتری برای اندازه‌گيری فعاليت‌های ميكروبيوم در معده ارائه كند كه يك روش اساسی در تعيين سلامت معده است.

بنابر گفته سایت Science Daily، پس از آزمایشهای انسانی موفقیت‌آمیز این سنسور، تیم تحقیقاتی به دنبال تجاری‌سازی این فناوری هستند. با توجه به این که این قرص‌ها پس از چند روز ماندن در دستگاه گوارش و ثبت و ارسال اطلاعات، خودبه‌خود دفع می‌شوند، می‌توان به روشی بدون ماندگاری و بی‌خطر امید داشت که جایگزین روش‌های تهاجمی گذشته شود. بی‌شک فراگیری این قرص‌ها، یک خداحافظی همیشگی با دردها و سختی‌های نمونه‌برداری‌های آزاردهنده است.

اهمیت سلامت الکترونیک در هنگام وقوع همه‌گیری

قرص‌های هوشمند یکی از صدها نتیجه موفق به‌دست‌آمده در حوزه سلامت الکترونیک هستند. با شیوع همه‌گیری کرونا اهمیت کارکردهای این حوزه به‌خصوص در کشورهای در حال توسعه افزایش یافت. سیستم‌های تشخیص آلودگی‌های محیطی به کمک اینترنت اشیا، استفاده از یادگیری ماشین جهت یافتن الگوی توسعه بیماری‌های مسری، اپلیکیشن‌های جمع‌آوری داده‌های پزشکی، تحلیل کلان‌داده شبکه‌های اجتماعی به منظور کنترل شیوع، سیستم ثبت‌نام واکسیناسیون هوشمند، طرح نسخه‌نویسی الکترونیک و تولید محتوا جهت ارائه دانش‌های لازم عمومی از جمله خدمات فناوری اطلاعات به حوزه سلامت در دو سال گذشته است.

امروزه رایانه‌ها تقریباً تمام زندگی ما را در برگرفته‌اند و به جزء گریزناپذیر جهان انسان‌ها تبدیل شده‌اند. ورود فناوری اطلاعات به دنیای پزشکی، اگرچه نوید تحولات در عرصه بهداشت و درمان را می‌دهد ولی مسأله حریم خصوصی، همچنان به عنوان یکی از چالش‌های پیش روی سلامت الکترونیک مطرح است.

منابع: https://b2n.ir/d02705

..................................................................................................................................

نویسنده: راضیه زارع

ویراستار: سیدمحمدحسین ها‌شمی

ناظر علمی: دکتر محمد طاهری

آرایه نشریه علمی‌دانشجویی انجمن علمی مهندسی کامپیوتر دانشگاه شیراز