مقدمة وأهمية المشروع
في ظل تطور تقنيات الرعاية الصحية الذكية، تزداد الحاجة إلى أجهزة طبية مبتكرة تجمع بين الدقة العلمية والتصميم الإنساني الجمالي. يهدف هذا المشروع إلى تطوير جهاز طبي ذكي على شكل قلب مطبوع بتقنية ثلاثية الأبعاد (3D Printing)، قادر على قياس المؤشرات الحيوية الأساسية للمريض مثل معدل ضربات القلب، نسبة الأوكسجين في الدم، ودرجة الحرارة، بطريقة تفاعلية وسهلة الاستخدام.
يُمكّن هذا الجهاز الأطباء والمستخدمين من مراقبة حالتهم الصحية بشكل فوري، حيث يتم إرسال البيانات عبر اتصال Bluetooth إلى تطبيق مخصص على الهاتف المحمول لعرض القراءات في الزمن الحقيقي، مع إضاءة نابضة تحاكي نبض القلب الطبيعي حسب حالة المريض.
فكرة المشروع
يعتمد الجهاز على مجموعة من الحساسات الحيوية المدمجة ضمن مجسّم ثلاثي الأبعاد على شكل قلب إنساني، بحيث يضع المستخدم إصبعه داخل فتحة مخصصة لقياس المؤشرات.
يتم التقاط الإشارات الحيوية عبر المستشعرات، وتحليلها باستخدام لوحة Arduino، ثم إرسالها إلى تطبيق الهاتف المحمول عبر وحدة Bluetooth.
يتفاعل التصميم مع حالة المستخدم، حيث يُضاء القلب بشكل نابض بسرعة تتناسب مع معدل نبضه الحقيقي، مما يضفي طابعًا تفاعليًا وإنسانيًا على المشروع.
مكونات النظام
· لوحة تحكم Arduino Uno أو Nano.
· حساس MAX30100 لقياس الأوكسجين في الدم (SpO₂) ومعدل النبض (BPM).
· حساس LM35 أو DS18B20 لقياس درجة الحرارة.
· وحدة Bluetooth HC-05 لإرسال البيانات إلى تطبيق الهاتف.
· إضاءة LED RGB لمحاكاة نبض القلب وإظهار الحالة الحيوية.
· هيكل ثلاثي الأبعاد مطبوع بطابعة 3D على شكل قلب إنساني.
· تطبيق موبايل لعرض القيم الحيوية بشكل فوري ومرئي.
مراحل العمل
1. تصميم القلب ثلاثي الأبعاد باستخدام برنامج مثل Fusion 360 أو SolidWorks.
2. تثبيت الحساسات داخل المجسّم بطريقة مريحة وآمنة لإصبع المستخدم.
3. برمجة لوحة Arduino لاستقبال الإشارات الحيوية ومعالجتها.
4. تطوير تطبيق موبايل يعرض القياسات في الزمن الحقيقي.
5. ربط الإضاءة النابضة بمعدل نبض المستخدم لمحاكاة الإحساس الحقيقي بالقلب النابض.
6. اختبار الجهاز على عينات مختلفة وضبط القيم لزيادة الدقة والاستقرار.
الفائدة والتطبيقات العملية
· مراقبة صحية ذكية وسهلة الاستخدام لقياس المؤشرات الحيوية دون الحاجة لأجهزة طبية معقدة.
· تصميم جمالي وإنساني يجعل التجربة أقرب إلى المريض وأكثر تفاعلية.
· إمكانية استخدامه كمشروع بحثي أو تعليمي في مجالات الهندسة الطبية، الإلكترونيات الحيوية، أو الميكاترونكس.
· قابل للتطوير ليشمل الاتصال بالحوسبة السحابية أو نظم الإنذار الطبي المبكر.
التحديات المتوقعة
· ضمان دقة القياسات الحيوية مع اختلاف درجات الحرارة والإضاءة.
· تحسين استقرار الاتصال اللاسلكي بين الجهاز والهاتف.
· تنسيق الإشارات الحيوية مع مؤثرات الإضاءة دون تأخير.
· إدارة استهلاك الطاقة داخل تصميم صغير الحجم.
خاتمة
مشروع "القلب الذكي لقياس المؤشرات الحيوية" يجمع بين الذكاء، الفن، والرحمة الإنسانية، ليقدّم نموذجًا لجهاز طبي حديث يُجسّد نبض الإنسان في شكل تكنولوجي تفاعلي.
يُعد هذا المشروع تطبيقًا عمليًا مميزًا لدمج الهندسة الطبية، الإلكترونيات الدقيقة، والتصميم ثلاثي الأبعاد، مما يجعله خيارًا مثاليًا لمشاريع التخرج التي تهدف إلى خدمة الإنسان عبر الإبداع الهندسي.