ابتكر فريق من مهندسي جامعة كاليفورنيا تقنية جديدة تسمح بقياس معدل ضربات القلب بدقة عالية باستخدام إشارة الواي فاي المنزلية.

وقد نُشرت الدراسة التي توضح هذه التقنية، المسماة "Pulse-Fi"، والتي تغني عن أي جهاز قابل للارتداء مثل الساعة الذكية أو الأجهزة الطبية التقليدية، في مؤتمر 2025 الدولي الحادي والعشرين للحوسبة الموزعة في الأنظمة الذكية وإنترنت الأشياء.

يعتمد النظام على أجهزة إرسال واستقبال منخفضة التكلفة تعمل مع خوارزمية تعلم آلي لتحديد أدق التغيرات في إشارات الواي فاي الناتجة عن نبضات القلب. حيث تمر موجات الراديو عبر البيئة المحيطة وتمتص الأجسام جزءًا منها، ما يُحدث تغييرات يمكن تحليلها رياضيا.

وذكرت الباحثة كاتيا أوبراشكا، الأستاذة في علوم وهندسة الكمبيوتر: "استخدام الخوارزميات المناسبة يسمح لنا بتمييز نبضات القلب حتى في وجود أي ضوضاء أو حركة في البيئة".

نتائج مذهلة ودقة عالية

أجريت التجارب على 118 مشاركًا، وأظهرت النتائج أن النظام قادر على قياس معدل ضربات القلب بدقة سريرية خلال خمس ثوانٍ فقط، مع هامش خطأ لا يتجاوز نصف نبضة في الدقيقة. كما أثبتت التقنية فعاليتها في مختلف أوضاع الجسم، جلوسًا، وقوفًا، استلقاءً أو أثناء الحركة، وبمسافات تصل إلى ثلاثة أمتار تقريبًا من الجهاز، باستخدام شرائح منخفضة التكلفة مثل ESP32 وRaspberry Pi..

وأضاف الباحث نايان باتيا: "تمكنا من تطوير نموذج تعلم آلي قادر على تجاهل تأثير المسافة أو موقع الشخص داخل الغرفة، وهو ما شكل تحديا كبيرا في النماذج السابقة".

لتدريب الخوارزمية، قام الفريق بإنشاء قاعدة بيانات فريدة باستخدام ESP32 وأجهزة قياس نبضات قياسية لتوفير بيانات دقيقة ("البيانات المرجعية"). كما تم اختبار النظام باستخدام بيانات من فريق برازيلي يعتمد على Raspberry Pi، ما ساهم في تحسين أداء التقنية.

ويخطط الباحثون الآن لتوسيع تقنية Pulse-Fi لتشمل قياس معدل التنفس، ما قد يساعد في رصد حالات مثل توقف التنفس أثناء النوم. وتظهر النتائج غير المنشورة حتى الآن وعودا عالية بدقة القياس وإمكانية اكتشاف اضطرابات التنفس.

وتمثل هذه التقنية خطوة واعدة نحو مراقبة صحية غير تدخلية يمكن استخدامها في المنازل أو الأماكن منخفضة الموارد، دون الحاجة لأي أجهزة إضافية أو مكلفة.