Development and bench evaluation of a smart support surface integrating multimodal sensing and localized low-flow oxygen delivery to support pressure injury prevention

بالنسبة لأي شخص يقضي ساعات طويلة مستلقياً في سرير مستشفى، فإن السطح الذي ينام عليه هو أكثر من مجرد مكان للراحة؛ إنه جزء حيوي من صحته. فعندما يظل الجسم ساكناً لفترة طويلة، يضغط وزن الجسم على الجلد والأنسجة تحته، مما يقطع تدفق الدم والأكسجين. هذا الضغط، مقترناً بالحرارة والرطوبة التي تتراكم بين الجلد والمرتبة، يمكن أن يؤدي إلى تضرر الجلد، مما يتسبب في جروح مؤلمة وخطيرة تُعرف باسم إصابات الضغط. وبينما تعد حركة المريض بانتظام هي الطريقة القياسية للوقاية من هذه الإصابات، إلا أنه ليس من الممكن دائماً القيام بذلك بوتيرة كافية، خاصة في المستشفيات المزدحمة أو للمرضى الذين يعانون من محدودية الحركة. ولطالما سعى العلماء لإيجحال طرق لابتكار أسرة أكثر ذكاءً لا تكتفي فقط باستشعار متى يصبح الضغط خطيراً، بل تعمل أيضاً على تحسين البيئة المحيطة بالجلد مباشرة للحفاظ على صحته.

لقد اتخذ فريق من الباحثين في إندونيسيا خطوة كبيرة نحو هذا الهدف من خلال بناء واختبار نوع جديد من نماذج المراتب الذكية. هذا الجهاز، الذي يسمونه "سطح الفراش الذكي"، مصمم للقيام بشيئين في آن واحد: فهو يراقب باستمرار الظروف في المكان الذي يلامس فيه جسم المريض السرير، ويضخ بلطف كمية صغيرة من الأكسجين في ذلك الحيز نفسه. والفكرة هي أنه من خلال معرفة مقدار الضغط الواقع بدقة، ومن خلال الحفاظ على برودة وجفاف الجلد مع إضافة القليل من الأكسجين، قد يساعد السرير في منع تكون الجروح من الأساس. ومع ذلك، فقد كان الباحثون حذرين للغاية في تحديد ما كانوا يختبرونه؛ فهم لم يضعوا هذا الجهاز على مرضى حقيقيين لمعرفة ما إذا كان سيمنع حدوث الجروح، بل تعاملوا مع المرتبة كقطعة من المعدات الهندسية، حيث أخضعوها لسلسلة من الاختبارات الصارمة على طاولة العمل للتأكد من عمل المستشعرات بشكل صحيح وما إذا كان نظام الأكسجين يمكنه العمل بسلاسة دون التسبب في مشاكل أخرى.

بنى الفريق نموذجاً أولياً يشبه المرتبة القياسية ولكنه مليء بالتكنولوجيا الخفية. فمن تحت الطبقة العلوية، قاموا بدمج مستشعرات يمكنها الشعور بالضغط، وقياس درجة الحرارة، وتحديد مدى رطوبة الهواء مباشرة مقابل السطح. كما نسجوا شبكة من القنوات الدقيقة عبر المرتبة لتوصيل تدفق ثابت ومنخفض من الأكسجين. ولاختبار ما إذا كان هذا النظام يعمل، وضعوا المرتبة تحت أوزان مختلفة لمحاكاة استلقاء شخص عليها. طبقوا كميات محددة من الضغط، تعادل 40 و80 و120 مليمتر زئبق، وهي مستويات ضغط شائعة توجد في بيئة المستشفيات. وأبلغت المستشعرات عن الضغط الذي شعرت به، وكانت النتائج قريبة جداً من الأوزان الفعلية المطبقة. فعندما ضُغطت المرتبة بقوة قدرها 40 وحدة، قرأت المستشعرات متوسط 41.2 وحدة، وعند قوة 80 وحدة، قرأت 78.9، وعند 120 وحدة، قرأت 118.4. وكان الفرق بين ما شعرت به الآلة وما كان موجوداً بالفعل صغيراً جداً، وعادة ما يكون أقل من وحدتين، مما يشير إلى أن المستشعرات كانت دقيقة ومستقرة.

بعد ذلك، اختبر الباحثون نظام توصيل الأكسجين. ضبطوا الجهاز لضخ الأكسجين بمعدل لتر واحد في الدقيقة، وهو تدفق لطيف يهدف إلى تجديد الهواء دون بعثرة الفراش. تركوا النظام يعمل بشكل مستمر لمدة ست ساعات، ثم اثنتي عشرة ساعة، وأخيراً ليوم كامل. وطوال هذا الوقت، ظل التدفق ثابتاً، حيث يحوم حول هدف اللتر الواحد. كما راقب الباحثون عن كثب ما إذا كان ضخ هذا الأكسجين سيؤدي بالخطأ إلى تسخين المرتبة أو جعلها رطبة جداً، وهو أمر قد يكون ضاراً. وعلى مدار 24 ساعة، ارتفعت درجة حرارة سطح المرتبة بجزء ضئيل جداً، بين 0.3 و0.5 درجة مئوية، وزادت الرطوبة بمقدار طفيف مماثل. وقد أشار هذا إلى أن نظام الأكسجين يمكنه العمل لفترة طويلة دون تغيير المناخ المحلي بشكل سلبي كبير.

أراد الفريق أيضاً معرفة ما إذا كان بإمكان الممرضات استخدام هذا الجهاز فعلياً في مستشفى حقيقي. فقد طلبوا من العاملين في مجال الرعاية الصحية القيام بالمهام الأساسية المطلوبة لتجهيز السرير، وفحصه خلال النهار، وتنظيفه. ووجد العاملون أن تجهيز السرير يستغرق في المتوسط ست دقائق ونصف، وفحصه يستغرق ما يزيد قليلاً عن دقيقتين، وتنظيفه يستغرق حوالي أربع دقائق ونصف. وكانت الصعوبة الحقيقية الوحيدة التي واجهوها هي إدارة الكابلات التي تربط الجهاز، والتي تطلبت بعض التوجيه الدقيق لإبعادها عن الطريق. أظهرت هذه الاختبارات أن الجهاز عملي بما يكفي للتعامل معه من قبل طاقم العمل المزدحم دون استهلاك الكثير من وقتهم.

وعلى الرغم من هذه النتائج الواعدة، يؤكد الباحثون بوضوح ما لا تثبته هذه الدراسة. فهم يشددون على أنه بينما تعمل الآلة بشكل جيد في المختبر، إلا أنهم لم يثبتوا بعد أنها تمنع إصابات الضغط لدى البشر الحقيقيين. لقد أجريت الاختبارات على طاولة العمل، وليس على جلد الإنسان، لذا فهم لا يعرفون بالضبط مقدار الأكسجين الذي يصل إلى الأنسجة أو ما إذا كانت المستشعرات يمكنها التعامل مع المنحنيات المعقدة لجسم الإنسان أثناء حركته في السرير. علاوة على ذلك، وبما أن الأكسجين يمكن أن يزيد من خطر الحريق، يشير الفريق إلى أن هناك حاجة لمزيد من اختبارات السلامة قبل أن يمكن استخدام هذا الجهاز على مريض. تؤكد الدراسة أن المفهوم الهندسي قابل للتطبيق — أي أن السرير يمكنه استشعار الضغط وتوصيل الأكسجين في آن واحد دون تعطل — لكنها تتوقف عند حد الادعاء بأن الجهاز جاهز للاستخدام في المستشفى. ويتضمن المسار المستقبلي إجراء فحوصات سلامة أكثر تفصيلاً، واختبارات أفضل لكيفية انتشار الأكسجين عبر السطح، وفي النهاية، إجراء دراسات خاضعة للرقابة بعناية مع المرضى لمعرفة ما إذا كان هذا الفراش الذكي يمكنه حقاً الحفاظ على صحة الجلد.