تصميم وتنفيذ جهاز محمول لقياس كثافة العظام بالموجات فوق الصوتية

Abstract

هشاشة العظام مرض يتميز بانخفاض كتلة العظام مما يزيد من خطر الإصابة بالكسور. يعتبر مقياس كثافة امتصاص الأشعة السينية ثنائي الطاقة (DXA) بمثابة المعيار الذهبي لقياس كثافة المعادن في العظام (BMD). في سورية، يعد DXA مكلفاً وغير متوفر على نطاق واسع ويقترن بتردد قوي بين المرضى فيما يتعلق بالتعرض للإشعاع المؤين. من ناحية أخرى، وجدت العديد من الدراسات الحديثة أن الموجات فوق الصوتية الكمية (QUS) مفيدة في تحديد تشخيص هشاشة العظام وإعطاء معلومات دقيقة حول صفات العظام. كان الهدف من هذه الدراسة هو تصميم وبناء جهاز قياس كثافة العظام بالموجات فوق الصوتية لقياس كثافة المعادن بالعظام. الجهاز محمول (0.4 كيلو غرام) وهو اقل تكلفة بكثير وليس له اي اثر ضار من الاشعاعات المؤينة. تم تصميم الجهاز باستخدام زوج من أجهزة توليد واستشعار بالموجات فوق الصوتية HC-SR04 لإرسال واستقبال الموجات فوق الصوتية عبر العظم ثم تضخيمها وقراءتها رقمياً باستخدام منصة Arduino. تم تنفيذ الجهاز باستخدام نموذج مُصمم مسبقاً باستخدام برنامج CAD، مع رأس قياس متحرك بحيث يمكن أن يكون مناسباً للعديد من المرضى من مختلف الأعمار. تم اختبار الجهاز على العديد من الأفراد الأصحاء والمرضى من مختلف الجنسين، الذين تتراوح أعمارهم بين 18 و 85 عاماً، كما تمت معايرته والتحقق من صحته باستخدام قيمة كثافة المعادن بالعظام التي يوفرها مقياس كثافة العظام DXA. أظهرت النتائج أن أجهزتنا حساسة بدرجة كافية للتمييز بين الأفراد الأصحاء والمرضى باستخدام أدوات منخفضة التكلفة. وفقًا لذلك، قد يكون للجهاز المقترح فرصة جيدة في المستقبل ليتم اعتباره مقياس كثافة عظام محمول فعال ومنخفض التكلفة.