عدد اليوم
طوّر مهندسون في جامعة "كاليفورنيا سانتا كروز" جهازاً قابلاً للارتداء يُسمى "a-Heal"، صُمم لتحسين كل مرحلة من مراحل التئام الجروح.
ويعتمد النظام على الذكاء الاصطناعي وكاميرا صغيرة للكشف عن مرحلة التئام الجرح وتقديم العلاج المناسب إما على شكل دواء أو مجال كهربائي.
وتُظهر النتائج الأولية، المنشورة في دورية npj Biomedical Innovations، أن الجهاز يسرّع بالفعل عملية التئام الجروح.
وقال ماركو رولاندي، قائد فريق البحث في الجامعة: "نظامنا يستفيد من الإشارات الحيوية للجسم، وباستخدام التدخلات الخارجية يمكنه تحسين مسار التئام الجروح".
- اقرأ أيضاً: الذكاء الاصطناعي يساعد المصابين بالشلل على استعادة الحركة
كيف يعمل الجهاز؟
الجهاز مزوّد بكاميرا مدمجة طوّرها أستاذ الهندسة الكهربائية ميرسيا تيودوريسكو، وتلتقط صوراً للجرح كل ساعتين.
وتُرسل الصور إلى نموذج تعلم آلي طوّرته الأستاذة المشاركة في الرياضيات التطبيقية مارسيلا غوميز، يُعرف باسم "الطبيب الافتراضي بالذكاء الاصطناعي"، الذي يعمل على حاسوب قريب.
ويقول تيودوريسكو: "إنها أشبه بمجهر داخل ضمادة. الصورة الواحدة لا تكشف الكثير، لكن التصوير المستمر يسمح للذكاء الاصطناعي برصد المراحل، وتشخيص المشكلات، واقتراح العلاج المناسب".
ويقوم "الطبيب الافتراضي" بتشخيص مرحلة التئام الجرح ويقارنها بالجدول الزمني المثالي. وإذا تبيّن وجود بطء، يطبق النموذج علاجاً محدداً: إما دواء يُسلَّم عبر دوائر إلكترونية حيوية، أو مجال كهربائي يُحفّز حركة الخلايا نحو إغلاق الجرح.
- تصفح أيضاً: ابتكار أداة ذكاء اصطناعي لعلاج أحد أخطر أمراض العيون
علاج ذكي
يعتمد الجهاز على دواء فلوكسيتين، الذي ينظم مستوى السيروتونين في الجرح ويعزز الالتئام عبر تقليل الالتهاب وتسريع نمو الأنسجة.
وتُعطى جرعة الدواء، التي حددتها دراسات بجامعة "كاليفورنيا ديفيس"، بواسطة مشغلات إلكترونية حيوية داخل الجهاز، القادر أيضاً على توليد مجال كهربائي موجّه.
ويحدد "الطبيب الافتراضي" الجرعة المثالية وقوة المجال الكهربائي استناداً إلى الصور الدورية للجرح، فيما يُرسل الجهاز هذه الصور والبيانات (مثل معدل الالتئام) إلى واجهة ويب آمنة تتيح للطبيب البشري التدخل عند الحاجة.
كما يُثبت الجهاز على ضمادة تجارية متوفرة، ما يجعله عملياً وسهل الاستخدام.
وأظهرت التجارب قبل السريرية في جامعة "كاليفورنيا ديفيس" أن الجروح المعالجة بـ a-Heal التأمت أسرع بنحو 25% مقارنة بالعلاج التقليدي.
- طالع أيضاً: الذكاء الاصطناعي يسلّح جهاز المناعة بـ"صواريخ" لمهاجمة الخلايا السرطانية
الذكاء الاصطناعي والتعلم المعزز
النموذج الذكي الذي طوّرته مارسيلا غوميز وفريقها يعتمد على التعلم المعزز ليحاكي الطريقة التشخيصية التي يستخدمها الأطباء.
ويستند النموذج إلى خوارزمية جديدة تُسمى "Deep Mapper"، ابتكرها الفريق لمعالجة صور الجروح وتحديد مرحلتها بدقة وفق المسار المثالي للالتئام.
ومع مرور الوقت، يبني النظام خريطة ديناميكية لمسار الالتئام السابق ويستخدمها للتنبؤ بالتقدم المستقبلي.
هذه التقنية تمكّن النظام من التعلم في الوقت الفعلي لتأثير الدواء أو المجال الكهربائي على الالتئام، وتوجيه قراراته المستمرة بشأن تعديل الجرعات أو قوة المجال الكهربائي.
ويأمل الباحثون أن يسهم هذا الابتكار في تطوير علاجات أكثر فاعلية للجروح المزمنة والمصابة بالعدوى.
أمجد الأمين (أبوظبي)
