كشف باحثون من جامعة نورث الصينية وجامعة شيامن عن نظام جديد قابل للارتداء يقرأ أنماط التنفس مباشرة من إشارات النبض في المعصم. تصف الدراسة المنشورة في 16 مايو 2025 في مجلة Microsystems & Nanoengineering (DOI: 10.1038/s41378-025-00924-4) جهازًا مصغرًا مدعومًا بالذكاء الاصطناعي يدمج مستشعر ضغط مرن مع شبكة عصبية عميقة. يتيح نظام المستشعر مراقبة مستمرة للتنفس براحة عالية ودقة سريرية، مما يوفر بديلاً واعدًا لأجهزة مراقبة التنفس التقليدية. قلب النظام هو مستشعر ضغط مرن بسماكة 300 ميكرومتر، مستوحى من بنية طرف الإصبع البشري. يمكن للمستشعر، المطبوع على البولي يوريثين الحراري (TPU)، اكتشاف التقلبات الدقيقة في موجات النبض الناتجة عن التنفس. يتم نقل هذه الإشارات - المصنفة على أنها تباين السعة المستحث بالتنفس (RIAV)، وتقلب التعبئة البطينية المستحث بالتنفس (RIFV)، وتغير خط الأساس المستحث بالتنفس (RIIV) - عبر البلوتوث إلى تطبيق جوال ويتم معالجتها باستخدام شبكة عصبية هجينة تتكون من شبكة متبقية وذاكرة طويلة قصيرة المدى ثنائية الاتجاه (ResNet-BiLSTM). يلتقط نموذج التعلم العميق هذا الديناميكيات الزمنية والمكانية لأنماط التنفس، ويصنف حالات التنفس البطيئة والعادية والسريعة والمحاكية بدقة ملحوظة تبلغ 99.5٪. يسمح التصميم خفيف الوزن للغاية للجهاز (9 جرام فقط)، والتصميم الصديق للبشرة، والاستقرار الميكانيكي طويل الأمد بارتدائه لساعات دون إزعاج.
شارك في الاختبارات 13 متطوعًا وتم محاكاة التنفس بواسطة آلة. أظهر هذا متانة المستشعر في سيناريوهات التنفس الحقيقية والمصطنعة. نظرًا لأن الجهاز لا يعتمد على موضع الصدر أو القرب من تدفق الهواء، فإنه يبسط الإعداد ويحسن سهولة الاستخدام - مما يجعله مثاليًا للمستخدمين في البيئات اليومية.
معرف الكائن الرقمي
10.1038/s41378-025-00924-4
