طلاب يبدعون في تنفيذ نظام طبى منزلي للكشف المبكر عن الأورام

تابع أحدث الأخبار عبر تطبيق

تمكن طلاب المعهد العالى للهندسة بكفر الشيخ من تطور نظام غير جراحي للكشف المبكر للأورام باستخدام احدث التقنيات الحديثة فى بداية ظهورها للفحص الذاتي اليومي.

ولعب الطلاب دورًا أساسيًا في جميع مراحل تطوير المشروع بدءًا من الفكرة الأولية وصولًا إلى تنفيذ واختبار النظام وقد تميز عملهم بروح الإبداع والابتكار حيث سعوا إلى تصميم نظام منخفض التكلفة غير جراحي وسهل الاستخدام للكشف المبكر عن الأورام مما يوفر بديلاً فعالًا عن الفحوصات الطبية التقليدية.

أكد احمد محمد السيد أبوعكر احد أعضاء المشروع والبالغ من العمر 27 عام أن المشروع يهدف إلى تطوير نظام منزلي مبتكر للكشف المبكر عن أورام الثدي مما يتيح للفرد إجراء فحوصات دورية ذاتية دون الحاجة إلى إجراءات جراحية معقدة .

ويعتمد المشروع على نظام على مصفوفة هوائيات مكونة من أربعة عناصر يتم تغذيتها عبر مصفوفة بتلر (4×4) التي يتحكم فيها نظام مدمج متطور بالإضافة الى إدخال نظام منزلي للكشف والتعرف بشكل يومي على أورام الثدي في حال كانت في بداية ظهورها من خلال مصفوفة هوائيات ذات أربعة عناصر تغذيها مصفوفة بتلر 4 × 4 و يتحكم النظام المدمج المتطور في مدخلات كما إنشاء الإشارة باستخدام مذبذب محلي بتردد 2.45 جيجاهرتز و إرسالها عبر مصفوفة بتلر مما يؤدي إلى فرق طور تدريجي قدره 45 درجة .

ويقول"أبو عكر"  هذا النظام باستقبال الإشارة المنعكسة من خلال جهاز استقبال أحادي الاتجاه 2.45  والتقاط الإشارة وتحليلها واكتشاف الورم ليتم تثبيت نظام الإرسال على محرك متدرج يتم التحكم فيه بواسطة نظام مدمج لمزيد من مرونة المسح.

وأضاف أن المشروع يعمل من خلال تصميم نظام تصوير دون استخدام VNA ويعتمد على FPGA لمعالجة الإشارات في الوقت الفعلي حيث يتم إنشاء ساعة القيادة بواسطة FPGA ثم استخدامها لقيادة مولد نبض غاوسي و يتم تعديل النبض المتولد بواسطة المغير ثم يتم بعد ذلك تضخيم هذه الإشارة المعدلة بواسطة مضخم صوت منخفض الضوضاء ويتم إرسالها بواسطة مضاد الإرسال.

واستكمل أن هذا هو جزء الإرسال من نظام التصوير بأكمله الجزء المستقبل يشبه إلى حد كبير الجزء المرسل يتم استقبال إشارة الانتثار بواسطة هوائي الاستقبال ثم يتم تضخيمها بواسطة مضخم صوت منخفض الضوضاء، وبعد ذلك يتم إلغاء تشكيل الإشارات المضخمة ورقمنتها باستخدام محول ADC ثم يتم بعد ذلك إرسال الإشارات الرقمية إلى FPGA للتخزين وأخيرًا يتم نقل الإشارات المجمعة إلى جهاز كمبيوتر لمعالجة الإشارات والتصوير ثم نظام التصوير ويعد هذا المشروع رخيص جدًا وسهل التنفيذ. 

وبيّن أن من اكثر المشكلات التى واجهتنا هى أن هناك مسألة أخرى ينبغي أخذها في الاعتبار في العمل المستقبلي وهي المسافة بين الهوائي وطبقة الجلد حيث تتكون آلية عمل النظام فى  توليد الإشارة: يتم إنشاء إشارة بتردد 2.45 جيجاهرتز عبر مذبذب محلي ثم يتم إرسالها باستخدام مصفوفة بتلر بفرق طور تدريجي قدره 45 درجة واستقبال وتحليل الإشارة: يتم استقبال الإشارة المنعكسة باستخدام جهاز استقبال أحادي الاتجاه، ثم يتم التقاط البيانات وتحليلها عبر خوارزميات MATLAB المطورة للكشف عن الأورام وتحسين دقة المسح: يتم تثبيت نظام الإرسال على محرك متدرج يتحكم فيه نظام مدمج مما يسمح بمرونة أكبر في عملية الفحص والمسح بنظام تصوير متطور دون الحاجة إلى VNA.

يقترح المشروع تطوير نظام تصوير يعتمد على FPGA لمعالجة الإشارات في الوقت الفعلي حيث يقوم FPGA بتوليد إشارات الساعة اللازمة لقيادة مولد نبض غاوسي ثم يتم تعديل الإشارة المضخمة وإرسالها عبر هوائي الإرسال .

وأجرى فريق العمل والذى يتكون من  (احمد محمد السيد ابوعكر -اسلام أشرف للو-احمد جمال مصطفى الشافعي-رامي نشأت نصرالدين-إبراهيم محمد عبدالستار الخالدي-احمد عادل لبيب محمد) اختبارات متعددة للنظام باستخدام عينات مختلفة لمحاكاة الأنسجة البشرية والتأكد من دقة النتائج وقاموا بتحليل البيانات التجريبية ومقارنتها بالنتائج التي تقدمها الفحوصات الطبية التقليدية، مما ساعد في تحسين أداء النظام وزيادة موثوقيتها وعملوا على تحسين كفاءة النظام وتقليل التشويش في الإشارات المستقبلة لضمان دقة أعلى في الكشف .

ويتميز المشروع بنظام منخفض التكلفة وسهل التنفيذ مقارنة بالأنظمة الطبية التقليدية كمايوفر حلاً فعالًا للكشف المبكر عن الأورام ويساهم في زيادة فرص العلاج ويتيح إمكانية الاستخدام المنزلي مما يقلل من الحاجة إلى الفحوصات الطبية الدورية المكلفة من خلال تطوير مجال التصوير الطبي والتكنولوجيا الحيوية لتقدم بديلاً فعالًا غير مكلف عن الأجهزة الطبية التقليدية.

ويتطلب المشروع دراسة إضافية لمسافة الهوائي عن طبقة الجلد لضمان دقة وكفاءة أعلى في التصوير والكشف عن الأورام حيث يعد هذا الابتكار خطوة مهمة نحو استخدام التكنولوجيا المتقدمة في المجال الطبي مما يعزز من إمكانيات الكشف المبكر عن الأورام بوسائل ميسورة التكلفة وسهلة الاستخدام كما انه يعد نظام منزلي غير جراحي للكشف المبكر عن الأورام باستخدام تقنيات الهوائيات ومعالجة الإشارات

يعد الكشف المبكر عن الأورام وخاصة سرطان الثدي من العوامل الرئيسية التي تساهم في زيادة فرص العلاج والنجاة ومع ذلك فإن الطرق التقليدية المستخدمة في الفحوصات الطبية مثل الأشعة السينية (الماموجرام) والرنين المغناطيسي قد تكون مكلفة وغير متاحة بسهولة لجميع الأفراد بالإضافة إلى احتمالية تسببها في بعض الآثار الجانبية ولذلك يهدف هذا المشروع إلى تطوير نظام منزلي غير جراحي للكشف المبكر عن الأورام كما يمكن استخدامه بشكل يومي لمراقبة التغيرات في الأنسجة والكشف عن الأورام في مراحلها المبكرة حيث يعتمد النظام على تقنية مصفوفة الهوائيات التي يتم التحكم بها عبر مصفوفة بتلر 4×4 حيث يتم إرسال الإشارات واستقبالها وتحليلها بواسطة خوارزميات متقدمة في بيئة MATLAB كما يتمتع النظام بمرونة عالية من خلال التحكم في عملية المسح بواسطة محرك متدرج مما يزيد من دقة النتائج وموثوقيتها.

 بالإضافة الى التقنيات المستخدمة في المشروع يعتمد النظام المقترح على مجموعة من التقنيات الحديثة التي تسهم في تحقيق تصوير إشعاعي عالي الدقة دون الحاجة إلى فحص سريري مكلف أو تدخل جراحي حيث قام الطلاب بإجراء دراسات وأبحاث مكثفة حول الأنظمة الطبية المستخدمة حاليًا للكشف عن الأورام مع التركيز على التقنيات غير الجراحية.

وحللوا البيانات والمعلومات المتعلقة باستخدام الهوائيات ومصفوفة بتلر في التطبيقات الطبية بهدف فهم كيفية تطبيقها في الكشف المبكر أن الأورام وتصميم النظام الإلكتروني وتحليلها للكشف عن أي تغيرات غير طبيعية في الأنسجة بالإضافة الى مراحل الاختبار والتقييم  حيث حرص الطلاب على توثيق جميع خطوات المشروع بدءًا من الأبحاث الأولية وحتى النتائج النهائية وذلك لضمان إمكانية تطوير المشروع مستقبلاً وقاموا بإعداد عروض تقديمية وتقارير علمية لعرض المشروع على الجهات البحثية واللجان العلمية مما ساهم في إبراز أهمية هذا الابتكار في المجال الطبي سعوا إلى التواصل مع المختصين في الهندسة الطبية والإلكترونيات للحصول على ملاحظات تساعدهم في تحسين تصميم النظام وزيادة كفاءته.

ومن المتوقع أن يكون لهذا الابتكار تأثير كبير في تحسين فرص الكشف المبكر عن الأورام مما يسهم في زيادة معدلات الشفاء وتقليل الضغط على المؤسسات الطبية.

كما أن المشروع يفتح الباب أمام المزيد من الأبحاث في مجال استخدام تقنيات الهوائيات في التطبيقات الطبية مما يعزز من دور التكنولوجيا في تطوير الرعاية الصحية.

25d4a406-0366-4c08-bdc6-74eae591a4bd 9874fafb-3f1e-41a9-a259-aa8edd280faa 00 Capture

المصدر: البوابة نيوز