در بخش مراقبت‌های ویژه (ICU)، بیمارانی که برای مدت طولانی بی‌تحرک هستند معمولاً با کاتتر ادراری تحت پایش قرار می‌گیرند. اما استفاده مداوم از این کتترها، به‌خصوص بیش از چند روز، می‌تواند خطرناک باشد. عفونت مجاری ادراری ناشی از کاتتر (CAUTI) یکی از شایع‌ترین و پرهزینه‌ترین عوارض بیمارستانی است که هم بیمار را به خطر می‌اندازد و هم فشار زیادی به کادر درمان وارد می‌کند. برای مقابله با این مشکل، پژوهشگران اقدام به توسعه‌ی کیسه ادرار هوشمند کرده‌اند که با بهره‌گیری از فناوری حسگرهای بی‌سیم و بدون باتری، قابلیت شناسایی زودهنگام علائم عفونت در ادرار را دارد.
مشکلات رایج در استفاده مداوم از کتترها
مشکل اصلی، عدم امکان تشخیص زودهنگام و لحظه‌ای این نوع عفونت‌ها است. روش‌های رایج معمولاً وابسته به نمونه‌برداری دوره‌ای و ارسال ادرار به آزمایشگاه‌اند که نه تنها زمان‌بر هستند، بلکه توانایی پایش لحظه‌ای ندارند. برای حل این مسئله، محققان سامانه‌ای به نام Smart Urinary Bag (SUB) یا کیسه ادرار هوشمند طراحی کرده‌اند که می‌تواند به شکل کاملاً بی‌سیم و غیرتهاجمی، شاخص‌های اولیه‌ی عفونت را مستقیماً از داخل کیسه ادرار رصد کند.
این کیسه ادرار هوشمند از دو حسگر هوشمند تشکیل شده است که روی بدنه داخلی کیسه نصب می‌شوند. این حسگرها با الگوهای الکترودهای بین‌انگشتی (IDE) طراحی شده‌اند و با پوشش‌های پلیمری حساس به تحریک پوشانده شده‌اند. یکی از آن‌ها به افزایش pH حساس است و دیگری به فعالیت آنزیم XOD (گزانتین اکسیداز) که هر دو از شاخص‌های اولیه‌ی عفونت در ادرار محسوب می‌شوند. زمانی که مقدار این دو فاکتور از حد نرمال فراتر رود (pH > 8 و XOD > 500 U/L)، سیستم هشدار می‌دهد.
ویژگی‌های فنی کیسه ادرار هوشمند
جالب اینجاست که کیسه ادرار هوشمند برای عملکرد به هیچ باتری‌ای نیاز ندارد. انرژی مورد نیاز این سامانه از طریق کوپلینگ القایی میدان نزدیک (NFC) از یک گیرنده بیرونی تأمین می‌شود. ابعاد سنسور فقط ۱۰ در ۶ سانتی‌متر است و به‌سادگی قابل جای‌گذاری در کیسه‌های استاندارد ادرار است. طراحی سیستم نیز با استفاده از نرم‌افزار پیشرفته‌ی HFSS بهینه شده تا هم حساسیت بالا داشته باشد و هم برای استفاده در محیط‌های بیمارستانی واقعی مناسب باشد.
در آزمایش‌های انجام‌شده، این کیسه ادرار هوشمند توانست در کمتر از ۳ ساعت افزایش سطح pH و XOD را تشخیص دهد و طی ۱۴ روز کاری بدون هیچ افت عملکردی کار کند. این یعنی تیم درمانی می‌تواند حتی قبل از ظهور علائم بالینی عفونت، برای پیشگیری مداخله کند. چنین سامانه‌ای می‌تواند نیاز به استفاده بی‌رویه از آنتی‌بیوتیک‌ها را کاهش دهد، چون فقط زمانی که واقعاً خطر عفونت وجود دارد، هشدار صادر می‌شود. این موضوع در کنترل پدیده‌ی مقاومت آنتی‌بیوتیکی اهمیت بالایی دارد.
به‌عنوان اثبات عملکرد، محققان این سیستم را در شرایطی شبیه به بیمار واقعی تست کردند؛ یعنی با سطح‌های مختلف از pH و XOD در ادرار واقعی و مصنوعی. نتیجه: SUB توانست شرایط پرخطر را با دقت بالا شناسایی کرده و هشدار لازم را بدهد. این یعنی فناوری یادشده آماده است تا وارد فاز استفاده بالینی شود.
مزایای کاربردی کیسه ادرار هوشمند
در مجموع، این نوآوری نه‌تنها یک راهکار فنی برای یک مشکل رایج و حیاتی در محیط‌های بالینی است، بلکه نشان‌دهنده‌ی جهشی در مسیر هوشمندسازی تجهیزات پزشکی معمولی مانند کیسه ادرار است. استفاده از فناوری‌های بدون باتری، حسگرهای بی‌سیم و مانیتورینگ لحظه‌ای، به‌روشنی بیانگر آینده‌ای است که در آن ابزارهای ساده درمانی نیز به بخش مهمی از سیستم اطلاعات سلامت تبدیل می‌شوند.
چنین تجهیزاتی با اتصال به سامانه‌های پایش مرکزی یا حتی اپلیکیشن‌های بالینی، امکان تصمیم‌گیری سریع‌تر، کاهش خطای انسانی و بهبود نتایج درمان را فراهم می‌کنند. این روند می‌تواند علاوه بر ارتقاء کیفیت مراقبت‌های بیمارستانی، به کاهش هزینه‌های درمانی و کاهش بار کاری کادر درمان نیز کمک شایانی کند. در نهایت، این نوآوری گامی دیگر در جهت ادغام فناوری‌های نوین با پزشکی روزمره است؛ مسیری که بی‌شک آینده سلامت جهانی در آن شکل خواهد گرفت.
کیسه ادرار رایج موجود در بازار
منبع خبر: Sciencedirect