تقنية قياس نبضات القلب عبر الواي فاي

ابتكر فريق من مهندسي جامعة كاليفورنيا تقنية جديدة تُعرف باسم "Pulse-Fi"، تسمح بقياس معدل ضربات القلب بدقة عالية باستخدام إشارة الواي فاي المنزلية، مما يلغي الحاجة إلى أي جهاز قابل للارتداء أو أجهزة طبية تقليدية. نُشرت هذه الدراسة المبتكرة في مؤتمر 2025 الدولي الحادي والعشرين للحوسبة الموزعة في الأنظمة الذكية وإنترنت الأشياء، وتعد خطوة مهمة نحو المراقبة الصحية غير التدخلية.

كيف تعمل تقنية Pulse-Fi لقياس نبضات القلب؟

تعتمد تقنية Pulse-Fi على أجهزة إرسال واستقبال منخفضة التكلفة، تعمل جنبًا إلى جنب مع خوارزمية تعلم آلي متطورة. تكمن الفكرة في قدرة النظام على تحديد أدق التغيرات في إشارات الواي فاي التي تنتج عن نبضات القلب، حيث تمر موجات الراديو عبر البيئة المحيطة وتمتص الأجسام جزءًا منها، مما يحدث تغييرات طفيفة يمكن تحليلها رياضيًا بدقة. توضح الأستاذة كاتيا أوبراشكا، المتخصصة في علوم وهندسة الكمبيوتر، أن استخدام الخوارزميات المناسبة يمكن من تمييز نبضات القلب حتى في وجود أي ضوضاء أو حركة ضمن البيئة المحيطة، مما يضمن دقة القياس.

دقة ومرونة غير مسبوقة في مراقبة النبض

أظهرت التجارب السريرية التي أجريت على 118 شخصًا أن نظام Pulse-Fi قادر على قياس معدل ضربات القلب بدقة سريرية فائقة خلال خمس ثوانٍ فقط، مع هامش خطأ لا يتجاوز نصف نبضة في الدقيقة. كما أثبتت التقنية فعاليتها في مختلف أوضاع الجسم، سواء كان الشخص جالسًا أو واقفًا أو مستلقيًا أو حتى أثناء الحركة، وتعمل بمسافات تصل إلى ثلاثة أمتار تقريبًا من الجهاز. وقد استُخدمت في تطوير هذه التقنية شرائح إلكترونية منخفضة التكلفة مثل ESP32 وRaspberry Pi، مما يسهل تطبيقها على نطاق واسع.

التعلم الآلي وقاعدة البيانات: أساس دقة Pulse-Fi

لضمان دقة الخوارزمية وقدرتها على التكيف، قام فريق البحث بإنشاء قاعدة بيانات فريدة من نوعها. استُخدمت أجهزة ESP32 جنبًا إلى جنب مع أجهزة قياس نبضات قياسية لتوفير بيانات مرجعية دقيقة لتدريب النموذج. كما تم اختبار النظام ببيانات إضافية من فريق برازيلي يعتمد على Raspberry Pi، مما ساهم في تحسين أداء التقنية بشكل ملحوظ. أشار الباحث نايان باتيا إلى أنهم نجحوا في تطوير نموذج تعلم آلي يتجاهل تأثير المسافة أو موقع الشخص داخل الغرفة، وهو ما كان يمثل تحديًا كبيرًا في النماذج السابقة.

آفاق مستقبلية واعدة للمراقبة الصحية المنزلية

يخطط الباحثون لتوسيع قدرات تقنية Pulse-Fi لتشمل قياس معدل التنفس، مما يمكن أن يساعد في رصد حالات صحية مهمة مثل توقف التنفس أثناء النوم. تظهر النتائج الأولية غير المنشورة حتى الآن وعودًا عالية بدقة القياس وإمكانية اكتشاف اضطرابات التنفس المختلفة. تمثل هذه التقنية خطوة ثورية نحو مراقبة صحية غير تدخلية يمكن دمجها بسهولة في المنازل أو الأماكن ذات الموارد المحدودة، دون الحاجة لأي أجهزة إضافية أو مكلفة، مما يعزز سهولة الوصول إلى الرعاية الصحية الوقائية.