एम्स (अखिल भारतीय आयुर्विज्ञान संस्थान) ऋषिकेश के सहयोग से भारतीय विज्ञान संस्थान (आईआईएससी) के शोधकर्ताओं ने एक एल्गोरिथम विकसित किया है जो मस्तिष्क गतिविधि की रिकॉर्डिंग इलेक्ट्रोएन्सेफलोग्राम (ईईजी) की व्याख्या कर सकता है और दौरे का पता लगा सकता है। एल्गोरिथ्म मस्तिष्क स्कैन को डिकोड करके मिर्गी की घटना और प्रकार की पहचान कर सकता है। निष्कर्षों का वर्णन करने वाला अध्ययन हाल ही में बायोमेडिकल सिग्नल प्रोसेसिंग एंड कंट्रोल पत्रिका में प्रकाशित हुआ था।

मिर्गी क्या है?

मिर्गी एक केंद्रीय तंत्रिका तंत्र विकार है जिसमें मस्तिष्क की गतिविधि असामान्य हो जाती है, जिसके परिणामस्वरूप दौरे या असामान्य व्यवहार की अवधि, संवेदनाएं और कभी-कभी जागरूकता का नुकसान होता है, और शायद एक आनुवंशिक विकार या एक अधिग्रहित मस्तिष्क की चोट का परिणाम होता है। यह एक स्नायविक रोग है जिसमें मस्तिष्क कम समय में अचानक विद्युत संकेतों के फटने का उत्सर्जन करता है।

दौरे के प्रकार

मस्तिष्क के उस क्षेत्र के आधार पर जिसमें असामान्य विद्युत गतिविधि शुरू होती है, दौरे को फोकल दौरे और सामान्यीकृत दौरे के रूप में वर्गीकृत किया जा सकता है। अनुपस्थित दौरे सामान्यीकृत दौरे का एक प्रकार है।

जब मस्तिष्क के दोनों गोलार्द्धों में एक ही समय में दौरे का कारण बनने वाली असामान्य विद्युत गतिविधि शुरू होती है, तो एक सामान्यीकृत जब्ती होती है। इस बीच, जॉन्स हॉपकिन्स मेडिसिन के अनुसार, मस्तिष्क के एक क्षेत्र में फोकल दौरे शुरू होते हैं, लेकिन सामान्यीकृत हो जाते हैं और अन्य क्षेत्रों में फैल जाते हैं।

एक अनुपस्थिति जब्ती के कारण व्यक्ति खाली हो जाता है और कुछ सेकंड के लिए अंतरिक्ष में घूरता है।

रोगी को मिर्गी है या नहीं, यह पहचानने के लिए न्यूरोलॉजिस्ट को ईईजी का मैन्युअल रूप से निरीक्षण करने की आवश्यकता होती है। ईईजी मस्तिष्क में अनिश्चित संकेतों को पकड़ सकते हैं। हालांकि, लंबे समय तक ईईजी का दृश्य निरीक्षण थका देने वाला हो सकता है। नए पेपर के संबंधित लेखक हार्दिक जे पांड्या ने आईआईएससी के एक बयान में कहा कि इससे कभी-कभी त्रुटियां हो सकती हैं।

पंड्या ने समझाया कि शोध का उद्देश्य सामान्य विषयों के ईईजी को मिरगी के ईईजी से अलग करना है, और विकसित एल्गोरिथम का उद्देश्य दौरे के प्रकारों की पहचान करना है। उन्होंने कहा कि यह काम न्यूरोलॉजिस्ट को एक कुशल और त्वरित स्वचालित जांच और निदान करने में मदद करेगा।

एल्गोरिदम क्या करता है?

शोधकर्ताओं ने एक नया एल्गोरिदम विकसित किया जो ईईजी डेटा की जांच कर सकता है और विद्युत सिग्नल पैटर्न से मिर्गी के हस्ताक्षर की पहचान कर सकता है। विभिन्न विश्लेषणों में विद्युत पैटर्न के आधार पर, एल्गोरिथ्म विकसित करने में सक्षम था कि क्या मानव विषय को मिर्गी हो सकती है या नहीं, उच्च सटीकता के साथ।

मानव विषयों पर परीक्षण कैसे किए गए?

अध्ययन के हिस्से के रूप में, शोधकर्ताओं ने एम्स ऋषिकेश में प्राप्त 88 मानव विषयों से ईईजी डेटा की जांच की। प्रत्येक विषय को 45 मिनट के ईईजी परीक्षण से गुजरना पड़ा। परीक्षण को दो भागों में विभाजित किया गया था।

प्रारंभ में, 10 मिनट का परीक्षण किया गया था जिसमें विषय जाग रहा था। इसमें फोटोटिक उत्तेजना और हाइपरवेंटिलेशन शामिल थे। फोटोनिक उत्तेजना एक ऐसी तकनीक है जिसका उपयोग दृश्य उत्तेजनाओं जैसे चमकती रोशनी या पैटर्न से उत्पन्न असामान्य मस्तिष्क गतिविधि की जांच के लिए किया जाता है। हाइपरवेंटिलेशन एक सक्रियण तकनीक है जिसका उपयोग ईईजी रिकॉर्डिंग के दौरान असामान्यताओं को दूर करने के लिए किया जाता है जो मिर्गी का कारण हो सकता है।

10 मिनट के परीक्षण के बाद 35 मिनट की नींद की अवधि थी। इसके बाद, टीम ने डेटा का विश्लेषण किया और विभिन्न तरंग पैटर्न को तेज संकेतों, स्पाइक्स और धीमी तरंगों में वर्गीकृत किया।

ईईजी में विभिन्न प्रकार के तरंग पैटर्न

जिस पैटर्न में सिग्नल बहुत कम समय (लगभग 70 मिलीसेकंड) के भीतर उठता और गिरता है, उसे स्पाइक्स कहा जाता है। थोड़ी लंबी अवधि (लगभग 250 मिलीसेकंड) में उगने और गिरने वाले पैटर्न को शार्प कहा जाता है। इस बीच, धीमी तरंगें लगभग 400 मिलीसेकंड में फैलती हैं, जो कि बहुत लंबी अवधि है।

विभिन्न ईईजी पैटर्न क्या दर्शाते हैं?

अध्ययन के अनुसार, एक सामान्य ईईजी पैटर्न एक सामान्य विषय को इंगित करता है, आंशिक निर्वहन या तरंग पैटर्न फोकल दौरे को इंगित करता है, व्यापक निर्वहन सामान्यीकृत दौरे का संकेत देता है, और स्पाइक वेव डिस्चार्ज अनुपस्थिति दौरे का संकेत देता है।

एल्गोरिथम मिर्गी की घटना और प्रकार को निर्धारित करने में कैसे मदद करता है?

एक स्वस्थ व्यक्ति की तुलना में, एक मिर्गी का विषय पैटर्न का एक अलग सेट दिखाता है। ईईजी में देखी गई तेज तरंगों की कुल संख्या को संचयी तीव्र गणना कहा जाता है। शोधकर्ताओं ने संचयी तीव्र गणना की गणना करने के लिए एक एल्गोरिदम विकसित किया, और यह पता लगाने के लिए पैरामीटर के रूप में इसका उपयोग करें कि विषय मिर्गी है या नहीं।

अध्ययन के अनुसार, संचयी शार्प काउंट का एक उच्च मूल्य इस बात की अधिक संभावना को इंगित करता है कि विषय मिरगी है। एल्गोरिथ्म स्पाइक्स और शार्प कर्व्स के नीचे के क्षेत्रों की भी गणना करता है, जिससे व्यक्ति फोकल और सामान्यीकृत मिर्गी के बीच अंतर कर सकता है। योग का अधिक मूल्य सामान्यीकृत मिर्गी को इंगित करता है, जबकि कम मूल्य फोकल मिर्गी को इंगित करता है।

शोधकर्ताओं के अनुसार, अध्ययन अनुपस्थिति के दौरे की पहचान करने का एक तरीका दिखाता है, जो कि संचयी स्पाइक-वेव काउंट का उपयोग करके चेतना के एक संक्षिप्त, अचानक चूक की विशेषता है। कुछ मामलों में, अनुपस्थिति के दौरे गंभीर और घातक हो सकते हैं।

शोधकर्ताओं ने उन विषयों से ईईजी डेटा के एक नए सेट पर इसे चलाकर एल्गोरिदम की सटीकता की जांच की, जिनके लिए मिर्गी का प्रकार डॉक्टरों को पहले से ही पता था। बयान में कहा गया है कि नेत्रहीन सत्यापन अध्ययन ने लगभग 91 प्रतिशत मामलों में विषयों को सफलतापूर्वक वर्गीकृत किया है।

एम्स ऋषिकेश के चिकित्सक एल्गोरिथम की विश्वसनीयता का परीक्षण कर रहे हैं।

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