सेजोंग: गहरे क्षेत्रों सहित मस्तिष्क के विशिष्ट मिलीमीटर को लक्षित करने के लिए अल्ट्रासाउंड ऊर्जा का उपयोग करते हुए, केंद्रित अल्ट्रासाउंड तकनीक एक गैर-आक्रामक चिकित्सीय दृष्टिकोण है जो खोपड़ी को खोलने की आवश्यकता के बिना तंत्रिका संबंधी विकारों का इलाज करती है।
क्योंकि यह आस-पास के अच्छे ऊतकों को नुकसान नहीं पहुंचाता है और संक्रमण और कठिनाइयों जैसे दुष्प्रभावों को कम करता है, इसका उपयोग अवसाद और अल्जाइमर रोग सहित कई प्रतिरोधी मस्तिष्क विकारों के इलाज के लिए किया गया है।
फिर भी, इसका उपयोग प्रतिबंधित कर दिया गया है, क्योंकि मरीजों की खोपड़ी के विभिन्न आकारों के कारण होने वाली अल्ट्रासोनिक तरंगों की विकृति को वास्तविक समय में प्रतिबिंबित करना चुनौतीपूर्ण है।
कोरिया इंस्टीट्यूट ऑफ साइंस एंड टेक्नोलॉजी (केआईएसटी) के बायोनिक्स रिसर्च सेंटर के डॉ. किम, ह्युंगमिन के नेतृत्व में एक शोध दल द्वारा जेनरेटिव एआई पर आधारित एक ध्वनिक सिमुलेशन तकनीक विकसित की गई है।
इस तकनीक का उपयोग वास्तविक समय में केंद्रित अल्ट्रासाउंड थेरेपी के दौरान खोपड़ी के कारण होने वाली अल्ट्रासाउंड फोकस स्थिति की विकृति का अनुमान लगाने और उसे ठीक करने के लिए किया जा सकता है। अब तक, गैर-आक्रामक केंद्रित अल्ट्रासाउंड थेरेपी प्रौद्योगिकियों के क्षेत्र में एआई सिमुलेशन मॉडल की नैदानिक उपयोगिता की कोई पुष्टि नहीं हुई है।
हालाँकि, इसका अनुप्रयोग अब तक सीमित है क्योंकि वास्तविक समय में रोगियों की खोपड़ी के विभिन्न आकारों द्वारा उत्पन्न अल्ट्रासाउंड तरंगों की विकृति को प्रतिबिंबित करना मुश्किल है।
कोरिया इंस्टीट्यूट ऑफ साइंस एंड टेक्नोलॉजी (केआईएसटी) के बायोनिक्स रिसर्च सेंटर के डॉ. किम, ह्युंगमिन के नेतृत्व में एक शोध दल ने अल्ट्रासाउंड फोकस स्थिति की विकृति की भविष्यवाणी करने और उसे ठीक करने के लिए जेनरेटिव एआई पर आधारित एक वास्तविक समय ध्वनिक सिमुलेशन तकनीक विकसित की है। केंद्रित अल्ट्रासाउंड थेरेपी के दौरान वास्तविक समय में खोपड़ी के कारण।
अब तक, गैर-आक्रामक केंद्रित अल्ट्रासाउंड थेरेपी तकनीक के क्षेत्र में एआई सिमुलेशन मॉडल की नैदानिक प्रयोज्यता को मान्य नहीं किया गया है।
अदृश्य ध्वनिक फोकस के स्थान की भविष्यवाणी करने के लिए, उपचार से पहले ली गई चिकित्सा छवियों पर आधारित नेविगेशन सिस्टम का वर्तमान में उपयोग किया जाता है, जो रोगी की सापेक्ष स्थिति और अल्ट्रासाउंड ट्रांसड्यूसर के बारे में जानकारी प्रदान करता है।
हालाँकि, वे खोपड़ी के कारण होने वाली अल्ट्रासाउंड तरंगों की विकृति का हिसाब लगाने में असमर्थता के कारण सीमित हैं, और जबकि इसकी भरपाई के लिए विभिन्न सिमुलेशन तकनीकों का उपयोग किया गया है, फिर भी उन्हें महत्वपूर्ण कम्प्यूटेशनल समय की आवश्यकता होती है, जिससे उन्हें वास्तविक नैदानिक अभ्यास में लागू करना मुश्किल हो जाता है। .
शोध दल ने जनरेटिव एडवरसैरियल न्यूरल नेटवर्क (जीएएन) पर आधारित एक कृत्रिम बुद्धिमत्ता मॉडल के माध्यम से एक वास्तविक समय केंद्रित अल्ट्रासाउंड सिमुलेशन तकनीक विकसित की, जो चिकित्सा क्षेत्र में छवि निर्माण के लिए व्यापक रूप से उपयोग किया जाने वाला एक गहन शिक्षण मॉडल है।
प्रौद्योगिकी अल्ट्रासाउंड ध्वनिक तरंगों में परिवर्तन को प्रतिबिंबित करने वाली त्रि-आयामी सिमुलेशन जानकारी के अद्यतन समय को 14 सेकंड से घटाकर 0.1 सेकंड कर देती है, जबकि औसत अधिकतम ध्वनिक दबाव त्रुटि 7 प्रतिशत से कम और फोकल स्थिति त्रुटि 6 मिमी से कम दिखाती है, दोनों जो मौजूदा सिमुलेशन प्रौद्योगिकियों की त्रुटि सीमा के भीतर हैं, जिससे नैदानिक अनुप्रयोग की संभावना बढ़ जाती है।
अनुसंधान टीम ने विकसित तकनीक के प्रदर्शन को सत्यापित करने के लिए एक चिकित्सा छवि-आधारित नेविगेशन प्रणाली भी विकसित की है ताकि इसे वास्तविक दुनिया के नैदानिक अभ्यास में तेजी से तैनात किया जा सके।
सिस्टम अल्ट्रासाउंड ट्रांसड्यूसर की स्थिति के आधार पर 5 हर्ट्ज की दर पर वास्तविक समय ध्वनिक सिमुलेशन प्रदान कर सकता है, और केंद्रित अल्ट्रासाउंड थेरेपी के दौरान वास्तविक समय में खोपड़ी के भीतर अल्ट्रासाउंड ऊर्जा और फोकस की स्थिति की भविष्यवाणी करने में सफल रहा है।
पहले, लंबे गणना समय के कारण, सिमुलेशन परिणामों का उपयोग करने के लिए अल्ट्रासाउंड ट्रांसड्यूसर को पूर्व नियोजित स्थान पर सटीक रूप से स्थित करना पड़ता था।
हालाँकि, नव विकसित सिमुलेशन-निर्देशित नेविगेशन प्रणाली के साथ, अब वास्तविक समय में प्राप्त ध्वनिक सिमुलेशन परिणामों के आधार पर अल्ट्रासाउंड फोकस को समायोजित करना संभव है।
भविष्य में, इससे केंद्रित अल्ट्रासाउंड की सटीकता में सुधार होने और उपचार प्रक्रिया के दौरान होने वाली अप्रत्याशित स्थितियों पर तुरंत प्रतिक्रिया करने में सक्षम होने से रोगियों के लिए सुरक्षित उपचार प्रदान करने की उम्मीद है।
केआईएसटी के डॉ. किम ह्युंगमिन ने कहा, “चूंकि इस शोध के माध्यम से केंद्रित अल्ट्रासाउंड मस्तिष्क रोग उपचार की सटीकता और सुरक्षा में सुधार हुआ है, इसलिए अधिक नैदानिक अनुप्रयोग सामने आएंगे।”
“व्यावहारिक उपयोग के लिए, हम मल्टी-एरे अल्ट्रासाउंड ट्रांसड्यूसर जैसे अल्ट्रासाउंड सोनिकेशन वातावरण में विविधता लाकर सिस्टम को सत्यापित करने की योजना बना रहे हैं।”