ابتكار شباب جامعة المنصورة الجديدة: تحويل النفايات الإلكترونية إلى سماعات طبية رقمية عالية الدقة

في إطار دعم الابتكار البيئي وتشجيع الشباب العربي على تطوير حلول عملية للتحديات البيئية، فاز مشروع (تحويل النفايات الإلكترونية إلي سماعه طبيه عالية الدقة)، و الذي قدمه فريق الطلاب:

- حسن السيد عبداللطيف

- عبد الله أحمد خليل

الطالبان بكلية الهندسة، برنامج الهندسة الطبية الحيوية، جامعة المنصورة الجديدة. مصر

التحدي البيئي!؟

تتراكم الهواتف المعطّلة في المنازل بوصفها نفايات إلكترونية، بينما تفتقر العديد من العيادات والفرق الطبية الميدانية إلى أجهزة حديثة لرصد أصوات القلب. وتتسم السماعات الطبية الرقمية التجارية بارتفاع تكلفتها ومحدودية توافرها، خاصةً في المناطق الريفية والمتأثرة بالأزمات أو التي تعاني من شحّ الموارد.

وفي الوقت نفسه، لا تتجاوز نسبة النفايات الإلكترونية التي يُعاد تدويرها بطرق رسمية وآمنة 5%، مما يترك كميات كبيرة من المواد القابلة للاستفادة منها عرضةً لسوء المعالجة.

الحل المقترح:

يقترح المشروع استخلاص الميكروفونات الصغيرة من النفايات الإلكترونية وإعادة توظيفها لإنتاج سماعة طبية رقمية منخفضة التكلفة، تعتمد على تقنيات مبسّطة لمعالجة الإشارات، وتتيح الاستماع إلى أصوات القلب وعرضها بصرياً.

آلية التنفيذ:

1- جمع النفايات الإلكترونية: تأمين مصادر للنفايات الإلكترونية من خلال شراكات مع مراكز ومبادرات وطنية وإقليمية معتمدة ومتخصصة في هذا المجال.

2- استخلاص المكوّنات: استرداد الميكروفونات المكثّفة الإلكتريتية (ECM) السليمة قبل مرحلة التفتيت أو السحق، لإعادة استخدامها بوصفها مكوّنات وظيفية، بدلاً من الاقتصار على استخلاص المعادن، مثل الذهب والنحاس.

3- دمج المكوّنات: تثبيت الميكروفون في قطعة صدرية مصمّمة خصيصاً، وتوصيله بدائرة للمعالجة التناظرية الأولية وواجهة لجمع البيانات.

4- معالجة الإشارات: تطبيق خوارزميات الترشيح التكيّفي لتقليل الضوضاء وتحسين جودة الإشارة.

5- عرض الإشارات وتخزينها: توليد تمثيل موجي لتخطيط أصوات القلب (PCG)، مع إمكانية عرضه وتخزينه وإرساله لدعم التقييم الطبي عن بُعد.

مقترح التطبيق:

تم تطوير المنتج واختباره من خلال إعادة توظيف الميكروفونات الصغيرة من نوع الإلكتريت (ECM)، المستخرجة من الأجهزة الإلكترونية المستعملة، لإنتاج سماعة طبية رقمية تتيح تسجيل أصوات القلب وعرضها في صورة تخطيط موجي، بالاستعانة بخوارزميات معالجة الإشارات.

ووفقاً لنتائج المشروع، حقّق الترشيح التكيّفي باستخدام خوارزمية «LMS» تحسّناً في نسبة الإشارة إلى الضوضاء بنحو 14 ديسيبل، مما عزّز وضوح صوتَي القلب الأول والثاني (S1 وS2). وأسهمت هذه النتائج في تطوير سماعة طبية رقمية منخفضة التكلفة تعتمد على مكوّنات مستعادة من النفايات الإلكترونية ومعاد توظيفها.