विश्व स्तर पर, न्यूरोमस्कुलर विकार बीमारी और विकलांगता का प्रमुख कारण हैं। स्वस्थानी में, मांसपेशियों के ऊतकों की संरचना और कार्य की वास्तविक समय पर निगरानी न्यूरोमस्कुलर रोगों के निदान और पुनर्वास के लिए एक महत्वपूर्ण उपकरण है। हालाँकि, पारंपरिक पहनने योग्य निगरानी प्रणालियाँ इस लक्ष्य को प्राप्त करने के लिए संघर्ष करती हैं। पारंपरिक कठोर अल्ट्रासाउंड उपकरणों को त्वचा के खिलाफ जांच को पकड़ने के लिए बाहरी बल की आवश्यकता होती है। हालांकि यह आंत की इमेजिंग को कम करता है, यह मांसपेशियों की विकृति का कारण बनता है और गतिशील मांसपेशी आंदोलन के दौरान अनुभव की गई 40% विकृति के अनुकूल होने के लिए संघर्ष करता है, जिससे बीमारी के कारण और पाठ्यक्रम का आकलन करने में चुनौती पैदा होती है।
हाल ही में, चाइनीज एकेडमी ऑफ साइंसेज (सीएएस) के शेनझेन इंस्टीट्यूट ऑफ एडवांस्ड टेक्नोलॉजी (एसआईएटी) के शोधकर्ता लियू झियुआन, मा टेंग और तियान क्यूओंग ने डोंगहुआ विश्वविद्यालय के प्रोफेसर यान वेई के साथ मिलकर गतिशील न्यूरोमस्कुलर सिस्टम की दोहरी -मोडल संरचनात्मक और कार्यात्मक निगरानी के लिए एक लचीला पैच विकसित किया है, जो इस समस्या का एक अभिनव समाधान पेश करता है। उनमें से, शोधकर्ता मा टेंग ने लचीले अल्ट्रासाउंड पैच और बहुक्रियाशील इमेजिंग तकनीक के अनुसंधान पर ध्यान केंद्रित किया, और शोधकर्ता लियू झियुआन स्ट्रेचेबल इलेक्ट्रोड के इंटरफ़ेस सामग्री और डिवाइस संरचनाओं के अनुसंधान और विकास के लिए प्रतिबद्ध थे। संबंधित परिणाम "साइंस एडवांसेज" में "एक एकीकृत मल्टीमॉडल पहनने योग्य पैच के माध्यम से गतिशील न्यूरोमस्कुलर सिस्टम के कार्यात्मक तुल्यकालिक विच्छेदन" शीर्षक के तहत प्रकाशित किए गए थे।
संरचनात्मक और कार्यात्मक जानकारी की एक साथ निगरानी के लिए पहनने योग्य सेंसर पैच
इस शोध में विकसित पहनने योग्य संरचना, फंक्शनल डुअल {{0}मोडल सेंसिंग पैच (डब्ल्यूएसएफपी), नरम, फैलने योग्य इलेक्ट्रोड के साथ एक लचीली अल्ट्रासाउंड इमेजिंग सरणी को एकीकृत करती है और एक अभिनव विकृत बफर परत पेश करती है। यह न केवल मांसपेशियों की संरचना की उच्च निष्ठा इमेजिंग को सक्षम बनाता है, बल्कि साथ ही गतिशील मांसपेशी इलेक्ट्रोफिजियोलॉजिकल (ईएमजी) संकेतों को भी पकड़ता है, जिससे वास्तव में शारीरिक संरचना और कार्य की दोहरी मोडल निगरानी प्राप्त होती है। यह 72 घंटों तक पहनने और 37.5% तक की गतिशील त्वचा विकृति के साथ असाधारण रूप से अच्छा प्रदर्शन करता है।
नैदानिक अनुप्रयोग: बच्चों में जन्मजात मस्कुलर टॉर्टिकोलिस (सीएमटी) का सहायक निदान
बच्चों में जन्मजात मस्कुलर टॉर्टिकोलिस (सीएमटी) की विशेषता विकास के दौरान स्टर्नोक्लेडोमैस्टॉइड मांसपेशी (एससीएम) में संरचनात्मक और कार्यात्मक परिवर्तन हैं, जो बच्चे की मुद्रा, गर्दन के कार्य और जीवन की गुणवत्ता पर स्थायी और यहां तक कि आजीवन नकारात्मक प्रभाव डाल सकते हैं। जैसे-जैसे बीमारी बढ़ती है, प्रभावित मांसपेशी झुकने, धुंधले किनारे, फाइब्रोसिस, और चलने के दौरान मोटा होने का प्रदर्शन करती है, और ईएमजी स्थलाकृति से कम और असममित मांसपेशी सक्रियण का पता चलता है। पारंपरिक एकल मोडल मॉनिटरिंग की तुलना में, डब्लूएसएफपी बिमोडल डेटा में गति पहचान और रोग स्क्रीनिंग में 90% से अधिक की वर्गीकरण सटीकता होती है, जो सीएमटी के पैथोलॉजिकल तंत्र के निदान और समझ के लिए समकालिक रूप से प्राप्त बिमोडल संकेतों की प्रभावशीलता की पुष्टि करती है। उम्मीद है कि इसका उपयोग मांसपेशी फाइब्रोसिस का शीघ्र पता लगाने और ऐसी बीमारियों के नैदानिक निदान और पुनर्वास के लिए नई दिशाएं खोलने के लिए किया जाएगा।
अनुप्रयोगों का विस्तार: दोहरे {{0}मोडैलिटी से मल्टी{1}}मोडैलिटी तक
डब्लूएसएफपी में एथलीट मांसपेशी प्रशिक्षण की निगरानी और न्यूरोडीजेनेरेटिव बीमारियों (जैसे एएलएस और पोस्ट - स्ट्रोक मांसपेशियों की शिथिलता) के गतिशील संरचनात्मक इमेजिंग मूल्यांकन में काफी संभावनाएं हैं। इसके अलावा, बायोमेडिकल अल्ट्रासाउंड के यांत्रिक प्रभावों में दवा के प्रवेश में तेजी लाने, मांसपेशियों की उत्तेजना को सक्षम करने और गैर-आक्रामक लक्षित दवा वितरण को सक्षम करने की क्षमता है। ऑप्टिकल इमेजिंग, बायोमैकेनिकल सिग्नल और अन्य सेंसिंग प्रौद्योगिकियों का भविष्य एकीकरण चिकित्सकों को समृद्ध नैदानिक जानकारी प्रदान करेगा।
सहयोग और भविष्य की संभावनाएँ
शेन्ज़ेन इंस्टीट्यूट ऑफ एडवांस्ड टेक्नोलॉजी (एसआईएटी) द्वारा विकसित लचीले अल्ट्रासाउंड और इलेक्ट्रोफिजियोलॉजिकल सेंसिंग पैच ने मांसपेशियों की संरचना और कार्य का एक साथ दोहराव प्राप्त किया है। हालाँकि, इलेक्ट्रोमायोग्राफी और अल्ट्रासाउंड उपकरण वर्तमान में स्वतंत्र और भारी हैं। भविष्य में, संस्थान हार्डवेयर अनुकूलन और विशेष चिप विकास के माध्यम से उपकरणों के लघुकरण और एकीकरण को बढ़ावा देने के लिए कई पार्टियों के साथ सहयोग करने की योजना बना रहा है। संस्थान एकीकृत निदान और उपचार उत्पादों को विकसित करने के लिए मल्टीमॉडल ऊर्जा कार्यों को एकीकृत करने के लिए पैच को भी अपग्रेड करेगा, पहनने योग्य अल्ट्रासाउंड नियंत्रित सेल थेरेपी जैसे अत्याधुनिक अनुप्रयोगों का पता लगाएगा, और प्रयोगशाला से क्लिनिक तक इस तकनीक को आगे बढ़ाएगा, निदान और उपचार की दक्षता और सटीकता में सुधार करेगा, और चिकित्सा प्रौद्योगिकी की प्रगति में योगदान देगा।