غالبًا ما يكون التقدم التكنولوجي السريع ناتجًا عن أحداث خارجية مثل النزاعات الدولية أو الضغط السياسي أو الانكماش الاقتصادي أو المسابقات أو المرض. أطلق جائحة COVID-19 الدافع للتقدم التكنولوجي. لقد ارتقى العلماء والمهندسون والمبدعون إلى مستوى التحدي من خلال القيام بما يفعلونه بشكل أفضل - التصميم والبناء والنمذجة.
إليكم أفضل 10 ابتكارات طبية متعلقة بفيروس COVID-19.
# 10 الروبوتات
تم استخدام التقنيات الروبوتية بعدة طرق خلال الجائحة الحالية: تم تصميم الروبوتات للتواصل بين المرضى والأطباء عن بعد (A)؛ لتطهير الأسطح بالأشعة فوق البنفسجية (B) ؛ لتوصيل الإمدادات الطبية الأساسية ؛ لرصد العلامات الحيوية (C) ؛ لتذكير الناس بتدابير الوقاية من العدوى مثل التباعد الاجتماعي ؛ ولتوسيع نطاق إنتاج أدوات التشخيص والأدوية واللقاحات.
تشمل الروبوتات لتطبيقات COVID-19 (أ) الرعاية الصحية عن بعد باللمس، (ب) روبوت التنظيفق و ، (ج) 5G تعمل بالطاقة الذاتية الروبوتات التي تختبر الحمى وتوزع معقم اليدين.
إنه لمن دواعي السرور أن نسمع أن الروبوتات تخفف عبء العمل على مقدمي الرعاية الصحية وتساعدهم على الابتعاد عن المرضى المصابين. تجلب روبوتات التوصيل الطعام والإمدادات إلى منازل الأشخاص المعرضين للخطر لتحميهم من إصابة عمال التوصيل بالعدوى. تتفاعل الروبوتات الاجتماعية مع المرضى في الحجر الصحي للحفاظ على رفقائهم في حالة عدم وجود زوار من البشر.
يتم نشر روبوتات التواجد عن بعد في دور رعاية المسنين لمساعدة أفراد الأسرة على التواصل مع كبار السن المعزولين عبر منصات التواصل الاجتماعي. هناك العديد من الابتكارات التي تنطوي على قيام الروبوتات بإجراء التطبيب عن بعد. يمكن أيضًا تصميم الروبوتات لتقديم استشارات طارئة عالية الجودة للمرضى فيما يتعلق بالسكتة الدماغية والقلب والأوعية الدموية وإصابات الحروق. خلال فترة التعافي من COVID-19 ، يمكنهم مراقبة المرضى والعمل كحلقة وصل مباشرة إلى المهنيين الطبيين في المستشفى أو حتى في المنزل.
# 9 طائرات بدون طيار
طائرة بدون طيار مقرها كندا (A) شركة تكنولوجيا Draganfly تطرح كاميرات وطائرات بدون طيار ثابتة لاكتشاف الأشخاص الذين يعانون من أعراض COVID-19. يستخدم مهندسو وعشاق الطائرات بدون طيار طائرات بدون طيار لمراقبة تدابير التباعد الاجتماعي في تجمع كبير (B) ولتوصيل الإمدادات الطبية الأساسية إلى المستشفيات والعيادات البعيدة. الطائرات بدون طيار لاكتشاف الفيروسات (C) تم استخدامها أيضًا كأدوات تشخيص مبكرة من خلال الحصول على درجات حرارة الأشخاص وتحديد الانتشار المحتمل للعدوى.
قام المهندسون بتجهيز طائرات بدون طيار بمكبرات صوت لتذكير الناس ببروتوكولات الحجر الصحي. على الرغم من أن الطائرات بدون طيار لا تعتبر أجهزة طبية بناءً على استخدامها المقصود ، يجب الاعتراف بدورها كأدوات دعم في نظام الرعاية الصحية لدينا.
COVID 19 طائرات بدون طيار في العمل ، (أ) شركة تكنولوجيا الطائرات بدون طيار Draganfly ومقرها كندا، (ب) بدون طيار المسافة الاجتماعيةو (ج) فيروس كورونا اكتشاف الطائرات بدون طيار
# 8 تطهير UV-C
يعتبر الصرف الصحي والتطهير من الأدوات الأساسية في نظام الرعاية الصحية لدينا لمنع انتشار العدوى. يريد الناس التأكد من أن مكان عملهم وأي شيء سوف يلمسونه آمن وخالٍ من الفيروس. في إعدادات المستشفى ، من الأهمية بمكان أن يتم تطهير وتعقيم غرف العمليات أو وحدات العناية المركزة بشكل روتيني. أي خطأ بشري أو إجرائي أثناء التطهير يمكن أن يسبب عدوى مكتسبة من المستشفيات (HAIs).
تظهر الدراسات أن عدوى المتعمقة بالرعاية الصحية تسبب وفيات المرضى أو المرض ، والإقامة الطويلة في المستشفى ، والتكلفة الإضافية للخدمات لاحتواء العدوى ، من بين أمور أخرى أكثر أدوات التطهير شيوعًا هي المطهرات السائلة والرشية ، والتي يمكن أن تكون معقدة ومرهقة للاستخدام بفعالية. يستكشف مهندسو تطوير المنتجات نهجًا جديدًا باستخدام الأضواء فوق البنفسجية في نطاق يسمى UV-C (100-280 نانومتر). تشمل التطبيقات تطهير وحدة العناية المركزة وغرف المرضى (A)وتعقيم الأدوات مثل الهواتف المحمولة (B)والأجهزة الشخصية وأجهزة تنقية الهواء وأقنعة N95 لإعادة الاستخدام المحتمل (C).
لا تتطلب هذه التقنية استخدام مطهرات سائلة ، بل تتطلب تعقيمًا عن طريق تعريض المنطقة المصابة للأشعة فوق البنفسجية. أظهرت الأوراق البحثية أن الأشعة فوق البنفسجية بكثافة ومدة مناسبة يمكن أن تقتل 99.9٪ من البكتيريا والفطريات والفيروسات. هناك أيضًا مفاهيم منتجات جديدة لتعقيم محطات العمل الفردية وغرف المؤتمرات بأضواء الأشعة فوق البنفسجية على أساس منتظم.
جهاز التعقيم بالأشعة فوق البنفسجية ، (أ) روبوت التعقيم بالأشعة فوق البنفسجية، (ب) المحمول المطهر للأشعة فوق البنفسجية الهاتفو (ج) حاوية للأشعة فوق البنفسجية لتطهير أقنعة N95
# 7 مراقبة العلامات الحيوية
من الضروري مراقبة العلامات الحيوية للمريض COVID-19 أثناء المرض وكذلك أثناء مرحلة الشفاء. تتحقق أجهزة مراقبة العلامات الحيوية باستمرار من تشبع الأكسجين في الدم وحالة القلب والتنفس وحركة المريض. نظرًا لأن COVID-19 يستهدف الرئتين ، فمن الضروري مراقبة تشبع الأكسجين في الدم (SpO2) المعروف أيضًا باسم "تشبع الأكسجين الشعري المحيطي". SpO2 يشير إلى النسبة المئوية لخلايا الدم الحمراء المشبعة بالأكسجين. وفقًا للإرشادات المؤقتة الصادرة عن منظمة الصحة العالمية (WHO) ، في حالة الإصابة بالالتهاب الرئوي الحاد لدى الشباب البالغين المصحوب بحمى شديدة أو شذوذ في الجهاز التنفسي و spO2 يعد مستوى أقل من أو يساوي 93 ٪ أحد الأعراض الرئيسية لـ COVID-19. يجب أن يكون الشخص السليم الطبيعي قادرًا على تحقيق SpO2 مستويات 94٪ إلى 99٪. للمرضى الذين يعانون من أمراض الجهاز التنفسي الخفيفة ، SpO2 يجب أن تكون 90٪ أو أعلى.
أجهزة مراقبة العلامات الحيوية القابلة للارتداء ، (أ) عصابة المعصم لرصد SpO2،(ب) جهاز استشعار يمكن ارتداؤهاو (ج) تتبع القياسات الحيوية والإدراك
في رأيي ، لمراقبة العلامات الحيوية للمريض بشكل فعال ، يجب أن يكون المستشعر قابلاً للارتداء. يمكن أن يكون جهازًا يتم ارتداؤه على المعصم أو قلادة أو ملحقًا بالجسم (C) أو حتى كأداة للرأس ، طالما أنها لا تؤثر على حركة المريض ويمكن ارتداؤها بشكل مريح لفترة طويلة من الزمن.
أثناء وجودك في الحجر الصحي في المنزل أو التعافي من المرض ، توفر مستشعرات الإشارات الحيوية القابلة للارتداء راحة البال والاطمئنان بشأن صحة الشخص. أطلقت بعض الشركات أجهزة استشعار حيوية يمكن ارتداؤها ، وبعضها لا يزال في مرحلة التطوير ، والبعض الآخر في مرحلة الاختبارات السريرية. تشمل الأمثلة رباط المعصم لـ SpO2 مراقبة(A)، جهاز استشعار لمراقبة التنفس ودرجة حرارة الجسم(B) وجهاز استشعار البيومترية مع تتبع الموقع والموقع(C).
# 6 معدات الوقاية الشخصية
يجب على الممارسين الطبيين حماية أنفسهم من العدوى باستخدام معدات الحماية الشخصية (PPE) مثل واقي الوجه والعباءات والقفازات والأقنعة. ومع ذلك ، نظرًا للتدفق الهائل للمرضى المصابين بفيروس COVID-19 إلى المستشفى والعيادات ، لم يكن توفير معدات الوقاية الشخصية المطلوبة كافياً في البداية. أصيب عدد من العاملين في المجال الطبي بالعدوى وتوفي بعد مساعدة المرضى نتيجة لمحدودية معدات الوقاية الشخصية ، ونقص التدريب المناسب ، ومراقبة الاستخدام. مع هذا النقص ، طلبت الحكومة من القطاع الخاص والموردين إنتاج المزيد.
معدات الحماية الشخصية (PPE) (أ) ملابس واقية (B) كشك الاختبارو (ج) وقاء الوجه
تم تصميم وتصنيع أجهزة الحماية الشخصية مثل الملابس الواقية باستخدام الستائر الجراحية والبلاستيك (A). كبائن الاختبار التشخيصية المجهزة بمرشحات HEPA (B) لتقليل استخدام العباءات الجراحية والمستلزمات الطبية. هذا الكشك مريح أكثر لموظفي الرعاية الصحية ويقلل من احتمال الإصابة أثناء خلع العباءات. تم تطوير الكثير من الحلول المبتكرة لدروع الوجه (C). تتنوع هذه الواقيات من واقيات الوجه المصنوعة باستخدام إطارات مطبوعة ثلاثية الأبعاد وأكياس ربط بلاستيكية رفيعة ، إلى واقيات وجه المستهلك العصرية. يلقي البحث الأخير بظلال من الشك على الفعالية.
# 5 آلة غسيل الكلى المحمولة
تقرير الاخبار تشير إلى أن المزيد من مرضى COVID-19 في وحدات العناية المركزة يحتاجون لغسيل الكلى. يكرر أطباء غرفة الطوارئ أنهم يواجهون نقصًا في آلات وإمدادات غسيل الكلى. بصرف النظر عن الفشل الكلوي ، فإن رد الفعل الشديد للمريض تجاه الفيروس غالبًا ما يؤدي إلى تجلط الدم. جلطات الدم هذه تسد حرفيا مرشحات غسيل الكلى وهذه المرشحات محدودة العرض. هذا تحد كبير.
توجد أجهزة غسيل الكلى عادة في العيادات حيث يذهب المرضى بانتظام. ومع ذلك ، مع التباعد الاجتماعي ومرضى COVID-19 الذين يحتاجون إلى مثل هذا الإجراء ، تطورت منهجية علاج جديدة. لدى المريض خيار الذهاب إلى مركز غسيل الكلى أو استخدام آلة غسيل الكلى المحمولة التي يمكن تشغيلها في مكتب الطبيب أو حتى في المنزل.
مفهوم (أ) غسيل الكلى البريتوني القابل للارتداء ، (ب) آلة غسيل الكلى المنزلية و (ج) وحدة محمولة
قامت الشركات في أوروبا بتصميم وتعزيز أجهزة غسيل الكلى للاستخدام المنزلي. في نموذج الاستخدام المنزلي هذا ، ستذهب الممرضات إلى كل منزل عن طريق التعيين لإدارة إجراء غسيل الكلى. صمم آخرون نموذجًا يمكن ارتداؤه (A) يمكن ربطها بالجسم أثناء إجراء العملية. عملت StarFish Medical على التصميمات المبكرة لنظام غسيل الكلى المنزلي HD + ، وهو الآن تابلو من Outset Medical وتمت الموافقة عليها من قبل إدارة الغذاء والدواء في أبريل 2020. هناك منضدة (B) ونماذج محمولة (C) التي يتم تطويرها حاليًا. معظم أجهزة غسيل الكلى القابلة للارتداء والاستخدام المنزلي لم يتم اعتمادها بعد من قبل إدارة الغذاء والدواء الأمريكية ، وبالتالي فهي غير متوفرة بعد في أمريكا الشمالية.
# 4 التطبيب عن بعد والمراقبة عن بعد
في حالة عدم وجود لقاح ، فإن الأنشطة مثل مقابلة الناس والتجمع مع حشد وحتى زيارة الطبيب تشكل تحديًا. زاد الابتكار في الاتصالات باستخدام المؤتمرات عن بعد أو المشاورات عبر الإنترنت بشكل كبير. تم الترويج للطب عن بعد منذ عدة سنوات ، لكنه لم يكتسب سوى القليل من الجذب. ومع ذلك ، خلال جائحة COVID-19 ، يقدم التطبيب عن بعد الآن الرعاية الطبية عن بعد للملايين باستخدام تكنولوجيا الاتصالات(A). من خلال استخدام تقنيات أكثر تطوراً مثل مؤتمرات الفيديو والتطبيقات الناشئة الجديدة الأخرى ، سيستمر الطب عن بعد في أن يصبح شائعًا في نظام الرعاية الصحية لدينا.
هناك طلب كبير على الابتكار لمنصة تطبيق مخصصة لديها القدرة على مشاركة البيانات الصحية الحساسة وتخزينها بشكل آمن. يجب أن تفي منصة التطبيب عن بُعد بمتطلبات قانون التأمين الصحي لقابلية النقل والمساءلة (HIPAA) وأن تكون قادرة على التقاط البيانات المرسلة من التشخيص (B) أو أجهزة مراقبة العلامات الحيوية (C) في نقطة الرعاية. تشمل منصات التطبيب عن بعد الناشئة الأجهزة المتصلة مثل أجهزة مراقبة القلب و SpO2 أجهزة الاستشعار وأجهزة قياس ضغط الدم وسماعات الطبيب الرقمية وغيرها من معدات التشخيص المنزلية.
أجهزة الرعاية الصحية عن بعد (أ) استشارة عبر الإنترنت، (ب) مجموعات التشخيص و (ج) wearables للمرضى عن بعد
# 3 جهاز التنفس الصناعي
يقدر معدل وفيات COVID-19 بـ 3٪ من الحالات المصابة. يتسبب فيروس SARS-CoV-2 في أمراض الجهاز التنفسي ويؤثر على خلايا في تجويف الأنف والشعب الهوائية والرئة. في الحالات الشديدة ، قد يعاني المريض من صعوبة كبيرة في التنفس مما يتطلب إدخال جهاز التنفس الصناعي في الرئتين لدعم التنفس. عادة ، يبقى المرضى المنبوبين على جهاز التنفس الصناعي لأيام وحتى أسابيع. مع محدودية توافر أجهزة التنفس الصناعي في نظام الرعاية الصحية ، لا يستطيع العديد من المرضى البقاء على قيد الحياة.
في أمريكا الشمالية وأوروبا ، تم الإعلان عن الحاجة إلى أجهزة التنفس الصناعي. في كندا ، تم منح العديد من الشركات المحلية عقودًا من قبل الحكومة الفيدرالية لإنتاج 40,000 ألف وحدة تحسباً لمتطلبات أجهزة التنفس الصناعي في البلاد. وهي تشمل Thornhill Medical (A)، CAE (B)، أجهزة التنفس الصناعي للكنديين ومجموعة بقيادة StarFish Medical(C) لإنتاج ما يصل إلى 30,000 مروحة.
مراوح (أ) ثورنهيل ميديكال، (ب) CAE و (ج) ستارفيش ميديكال (WV)
# 2 أقنعة الوجه
مع نقص الأقنعة للعاملين في مجال الرعاية الصحية وزيادة الاهتمام العالمي بالأقنعة الواقية ، ظهرت أفكار مبتكرة.
ابتكارات قناع الوجه (أ) الجارديان جي فولت (B) أقنعة الأسنان (C) قناع الوجه الكامل من Ocean Reef مع مرشح
أحد الأقنعة عالية التقنية هو قناع التنفس "Guardian G-Volt" (A). يستخدم مرشح الجرافين المستحث بالليزر والذي يعمل على اصطياد الفيروسات والبكتيريا ومجموعة من الملوثات الأخرى وحتى صدها. تستخدم شحنة منخفضة المستوى يتم توصيلها إلى الوحدة عبر USB وتمكنها من أن تكون فعالة بنسبة 99٪ في منع الجسيمات الأكبر من 0.3 ميكرون. قناع مبتكر آخر مصمم لصناعة طب الأسنان. يعتبر مقدمو الرعاية الصحية للأسنان القطاع الطبي الأكثر عرضة للعدوى. Myant، وهي شركة كندية ، أعلنت أنها طورت قناعًا (B) لمهنيي الأسنان. وتشمل أقنعةهم نسيجًا قابلًا للغسل وأجهزة تنفس تعتمد على النسيج.
ماذا عن قناع الغطس لكامل الوجه مع مرشح مرفق؟ معدات اشنركل(C) تم إعادة استخدامه كقناع ليكون بمثابة حماية ضد العدوى. هذا الجهاز من صنع شركة إيطالية ، سلامة ميستل، جزء من مجموعة Ocean Reef. هناك عدد من الشركات الأخرى التي تصمم وتصمم أقنعة مختلفة مثيرة للاهتمام للاستخدام الطبي والاستهلاكي. يبقى استخدام أقنعة الوجه حتى يصبح لقاح COVID-19 متاحًا للجمهور.
# 1 مجموعة أدوات تشخيص COVID 19 في نقطة الرعاية
توجد أدوات التشخيص للكشف عن COVID-19 على رأس قائمتي. في أي سيناريو للعدوى المعدية ، فإن الجانب الأكثر أهمية هو اكتشاف من هو ومن غير مصاب بالعدوى في أسرع وقت ممكن. بالنسبة لـ COVID-19 ، من الصعب اكتشاف مستوى العدوى بسبب طريقته الفريدة في إصابة الناس. وفقًا لمراكز السيطرة على الأمراض والوقاية منها (CDC) ، تميل الأيام 1-5 الأولى إلى أن تكون بدون أعراض. هذا يعني أن الفرد المصاب لا يظهر أي أعراض على الرغم من أن الفرد مصاب بالفعل ولا يعرف أنه ربما يكون قد بدأ في نشر المرض. بعد هذه المرحلة ، يبدأ الشخص في إظهار الأعراض وتبدأ الأجسام المضادة للمرض في الكشف عنها. الأعراض الأكثر شيوعًا هي الحمى وآلام الجسم وصعوبة التنفس وفقدان الرائحة من بين أمور أخرى.
لتحديد جميع الأفراد المصابين وتتبعهم ، من الأهمية بمكان اختبار الجميع عمليًا.
قامت بعض الشركات بإعادة توجيه منصاتها الحالية وتكييفها للكشف عن SARS-CoV-2 RNA. مع الأخذ في الاعتبار أن هذا المرض يمكن أن يكون بدون أعراض ، فإن أكثر الأدوات دقة هي اختبارات الحمض النووي (RT-qPCR). في كندا ، تقدمت 31 شركة تشخيصية بطلب للحصول على ترخيص استخدام الطوارئ (EUA) ، منها 12 اختبارًا للحمض النووي و 19 اختبارات مصلية (IgM / IgG).
الابتكارات في أدوات التشخيص جارية باستخدام تقنيات مختلفة مثل aptamers الفلوروجينية الجديدة ، وتكنولوجيا النانو ، والنقاط الكمومية ، ومستشعرات الصور المتقدمة ، وأجهزة الاستشعار الكهروكيميائية ، والموائع الدقيقة ، وغيرها من التقنيات. فيما يلي بعض أدوات التشخيص المعتمدة لاكتشاف COVID-19 باستخدام منصات اختبار نقطة الرعاية الجزيئية الخاصة. تشتمل معظم أدوات التشخيص هذه على اختبار مصمم لاكتشاف الفيروس وخرطوشة ميكروفلويديك وقارئ.
أدوات تشخيص COVID 19 POC ، (أ) معرف أبوت الآن، (ب) اختبار بوش Vivalytic VRI، (ج) Cepheid's Xpert Xpress SARS-CoV-2
الأفكار النهائية
إن جائحة COVID-19 حدث مدمر في تاريخنا. إنه "إعادة ضبط" للطريقة التي نعيش ونعمل بها الأشياء. على الرغم من أن الوباء الحالي كان له تأثير سلبي على العالم ، فقد منح علمائنا ومهندسينا ومبتكريننا التحدي والدافع لإيجاد حلول للمشكلة يعيش البشر بسبب إبداعاتهم وابتكاراتهم وقدرتهم على إنشاء حلول جديدة.
اليوم ، مع التقدم التكنولوجي في قوة الحوسبة والمواد الجديدة والتصنيع المتقدم والنماذج الأولية السريعة والروبوتات والأدوات والتقنيات الحديثة ، يمكن لمبتكرين MedTech الآن تقديم حلول أسرع وأكثر كفاءة وأمانًا وفعالية للطب الظروف اليوم وفي السنوات القادمة.
لورينزو جوتيريز هو مدير ومدير موائع جزيئات StarFish الطبي المؤقت موقع تورونتو مخرج. يتمتع لورينزو بخبرة واسعة في ترجمة فحوصات نقاط الرعاية إلى خراطيش ميكروفلويديك. تتضمن محفظته الخاصة بالموائع الدقيقة تطوير أداة متعددة التكافؤ لتشخيص الرضع المبكر في تشيبكير.
مصدر صورة الروبوت: Pexels.com
المصدر: https://starfishmedical.com/blog/top-10-covid-19-medical-innovations/
