एमआईटी शोधकर्ताओं ने एक पैच-जैसा पहनने योग्य अल्ट्रासाउंड मॉनिटर विकसित किया है जो अल्ट्रासाउंड ऑपरेटर या जेल के अनुप्रयोग की आवश्यकता के बिना शरीर के भीतर अंगों का निरीक्षण कर सकता है।
एक नए अध्ययन में, शोधकर्ताओं ने खुलासा किया कि उनका पैच मूत्राशय को सटीक रूप से स्कैन कर सकता है और यह निर्धारित कर सकता है कि यह कितना भरा हुआ है। शोधकर्ताओं के अनुसार, इससे मूत्राशय या गुर्दे की बीमारियों से पीड़ित लोगों के लिए यह मूल्यांकन करना आसान हो जाएगा कि उनके अंग ठीक से काम कर रहे हैं या नहीं।
इस विधि का उपयोग अल्ट्रासोनिक सरणी को स्थानांतरित करके और सिग्नल की आवृत्ति को समायोजित करके शरीर के भीतर विभिन्न अंगों की निगरानी के लिए भी किया जा सकता है। ऐसे गैजेट शरीर के भीतर उत्पन्न होने वाले ट्यूमर, जैसे डिम्बग्रंथि के कैंसर, का शीघ्र पता लगाने में सक्षम हो सकते हैं।
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“यह तकनीक बहुमुखी है और इसका उपयोग न केवल मूत्राशय पर बल्कि शरीर के किसी भी गहरे ऊतक पर किया जा सकता है। यह एक नया मंच है जो हमारे शरीर में होने वाली कई बीमारियों की पहचान और लक्षण वर्णन कर सकता है,” कैनन डेगदेविरेन कहते हैं। एमआईटी की मीडिया लैब में एसोसिएट प्रोफेसर और अध्ययन के वरिष्ठ लेखक।
लिन झांग, एक एमआईटी अनुसंधान वैज्ञानिक; कॉलिन मार्कस, इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग और कंप्यूटर विज्ञान में एमआईटी स्नातक छात्र; और शीआन टेक्नोलॉजिकल यूनिवर्सिटी के प्रोफेसर डेबिन लिन, काम का वर्णन करने वाले एक पेपर के प्रमुख लेखक हैं, जो आज नेचर इलेक्ट्रॉनिक्स में दिखाई देता है।
डैगडेविरेन की प्रयोगशाला, जो लचीले, पहनने योग्य इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों को डिजाइन करने में माहिर है, ने हाल ही में एक अल्ट्रासाउंड मॉनिटर विकसित किया है जिसे ब्रा में शामिल किया जा सकता है और स्तन कैंसर की जांच के लिए उपयोग किया जा सकता है। नए अध्ययन में, टीम ने पहनने योग्य पैच विकसित करने के लिए एक समान दृष्टिकोण का उपयोग किया जो त्वचा से चिपक सकता है और शरीर के भीतर स्थित अंगों की अल्ट्रासाउंड छवियां ले सकता है।
अपने पहले प्रदर्शन के लिए, शोधकर्ताओं ने मूत्राशय पर ध्यान केंद्रित करने का निर्णय लिया, जो आंशिक रूप से डैगदेविरेन के छोटे भाई से प्रेरित था, जिसे कुछ साल पहले गुर्दे के कैंसर का पता चला था। शल्य चिकित्सा द्वारा उनकी एक किडनी निकाले जाने के बाद, उन्हें अपने मूत्राशय को पूरी तरह से खाली करने में कठिनाई हो रही थी। डैगदेविरेन को आश्चर्य हुआ कि क्या एक अल्ट्रासाउंड मॉनिटर जो बताता है कि मूत्राशय कितना भरा हुआ है, उसके भाई जैसे रोगियों, या अन्य प्रकार के मूत्राशय या गुर्दे की समस्याओं वाले लोगों की मदद कर सकता है।
उन्होंने कहा, “लाखों लोग मूत्राशय की शिथिलता और संबंधित बीमारियों से पीड़ित हैं, और आश्चर्य की बात नहीं है कि मूत्राशय की मात्रा की निगरानी आपके गुर्दे के स्वास्थ्य और कल्याण का आकलन करने का एक प्रभावी तरीका है।”
वर्तमान में, मूत्राशय की मात्रा को मापने का एकमात्र तरीका पारंपरिक, भारी अल्ट्रासाउंड जांच का उपयोग करना है, जिसके लिए चिकित्सा सुविधा में जाने की आवश्यकता होती है। डैगदेविरेन और उनके सहकर्मी एक पहनने योग्य विकल्प विकसित करना चाहते थे जिसे मरीज़ घर पर उपयोग कर सकें।
इसे प्राप्त करने के लिए, उन्होंने सिलिकॉन रबर से बना एक लचीला पैच बनाया, जो एक नई पीजोइलेक्ट्रिक सामग्री से बने पांच अल्ट्रासाउंड सरणियों के साथ एम्बेडेड था जिसे शोधकर्ताओं ने इस उपकरण के लिए विकसित किया था। सरणियों को एक क्रॉस के आकार में स्थित किया जाता है, जो पैच को पूरे मूत्राशय की छवि लेने की अनुमति देता है, जो पूर्ण होने पर लगभग 12 गुणा 8 सेंटीमीटर होता है।
पैच बनाने वाला पॉलिमर प्राकृतिक रूप से चिपचिपा होता है और त्वचा पर धीरे से चिपक जाता है, जिससे इसे जोड़ना और अलग करना आसान हो जाता है। एक बार त्वचा पर लगाने के बाद, अंडरवियर या लेगिंग्स इसे अपनी जगह पर बनाए रखने में मदद कर सकते हैं।
मैसाचुसेट्स जनरल अस्पताल में सेंटर फॉर अल्ट्रासाउंड रिसर्च एंड ट्रांसलेशन और रेडियोलॉजी विभाग के सहयोगियों के साथ किए गए एक अध्ययन में, शोधकर्ताओं ने दिखाया कि नया पैच पारंपरिक अल्ट्रासाउंड जांच के साथ ली गई छवियों के बराबर छवियों को कैप्चर कर सकता है, और इन छवियों का उपयोग किया जा सकता है मूत्राशय की मात्रा में परिवर्तन को ट्रैक करें।
अध्ययन के लिए, शोधकर्ताओं ने विभिन्न बॉडी मास इंडेक्स वाले 20 रोगियों को भर्ती किया। विषयों को पहले पूर्ण मूत्राशय के साथ, फिर आंशिक रूप से खाली मूत्राशय के साथ, और फिर पूरी तरह से खाली मूत्राशय के साथ चित्रित किया गया। नए पैच से प्राप्त छवियां गुणवत्ता में पारंपरिक अल्ट्रासाउंड से ली गई छवियों के समान थीं, और अल्ट्रासाउंड सरणियों ने उनके बॉडी मास इंडेक्स की परवाह किए बिना सभी विषयों पर काम किया।
इस पैच का उपयोग करते हुए, किसी अल्ट्रासाउंड जेल की आवश्यकता नहीं होती है, और नियमित अल्ट्रासाउंड जांच की तरह, किसी दबाव को लागू करने की आवश्यकता नहीं होती है, क्योंकि देखने का क्षेत्र पूरे मूत्राशय को कवर करने के लिए काफी बड़ा है।
छवियों को देखने के लिए, शोधकर्ताओं ने अपने अल्ट्रासाउंड एरे को मेडिकल इमेजिंग केंद्रों में उपयोग की जाने वाली उसी तरह की अल्ट्रासाउंड मशीन से जोड़ा। हालाँकि, MIT टीम अब एक स्मार्टफोन के आकार के पोर्टेबल डिवाइस पर काम कर रही है, जिसका उपयोग छवियों को देखने के लिए किया जा सकता है।
“इस काम में, हमने अनुरूप अल्ट्रासोनिक बायोसेंसर के नैदानिक अनुवाद की दिशा में एक मार्ग विकसित किया है जो महत्वपूर्ण शारीरिक मापदंडों के बारे में बहुमूल्य जानकारी प्रदान करता है। हमारा समूह इस पर निर्माण करने और उपकरणों का एक सूट विकसित करने की उम्मीद करता है जो अंततः चिकित्सकों और के बीच सूचना अंतर को पाट देगा। मरीजों, “एमजीएच सेंटर फॉर अल्ट्रासाउंड रिसर्च एंड ट्रांसलेशन के निदेशक और एमजीएच रेडियोलॉजी में इमेजिंग साइंसेज के एसोसिएट चेयर एंथनी ई. समीर ने कहा, जो अध्ययन के लेखक भी हैं।
एमआईटी टीम को अल्ट्रासाउंड उपकरण विकसित करने की भी उम्मीद है जिसका उपयोग शरीर के भीतर अन्य अंगों, जैसे अग्न्याशय, यकृत या अंडाशय की छवि लेने के लिए किया जा सकता है। प्रत्येक अंग के स्थान और गहराई के आधार पर, शोधकर्ताओं को अल्ट्रासाउंड सिग्नल की आवृत्ति को बदलने की आवश्यकता होती है, जिसके लिए नई पीजोइलेक्ट्रिक सामग्री को डिजाइन करने की आवश्यकता होती है। शरीर के भीतर स्थित इनमें से कुछ अंगों के लिए, उपकरण पहनने योग्य पैच के बजाय प्रत्यारोपण के रूप में बेहतर काम कर सकता है।
“जिस भी अंग के लिए हमें कल्पना करने की आवश्यकता है, हम पहले चरण पर वापस जाते हैं, सही सामग्री का चयन करते हैं, सही डिवाइस डिज़ाइन के साथ आते हैं और फिर उसके अनुसार सब कुछ बनाते हैं,” डिवाइस का परीक्षण करने और नैदानिक परीक्षण करने से पहले, डेगडेविरेन ने कहा।
अनंत चंद्रकासन ने कहा, “यह काम अल्ट्रासाउंड अनुसंधान में फोकस के एक केंद्रीय क्षेत्र के रूप में विकसित हो सकता है, भविष्य के चिकित्सा उपकरण डिजाइनों के लिए एक नए दृष्टिकोण को प्रेरित कर सकता है, और सामग्री वैज्ञानिकों, इलेक्ट्रिकल इंजीनियरों और बायोमेडिकल शोधकर्ताओं के बीच कई और उपयोगी सहयोगों के लिए आधार तैयार कर सकता है।” एमआईटी के स्कूल ऑफ इंजीनियरिंग के डीन, वन्नेवर बुश इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग और कंप्यूटर साइंस के प्रोफेसर और पेपर के लेखक।