ওয়্যারলেস আল্ট্রাসাউন্ড মনিটর একটি ওয়ার্কআউটের জন্য প্রস্তুত - পদার্থবিজ্ঞান বিশ্ব

ওয়্যারলেস আল্ট্রাসাউন্ড মনিটর একটি ওয়ার্কআউটের জন্য প্রস্তুত - পদার্থবিজ্ঞান বিশ্ব

সময় স্ট্যাম্প: 14 জুন, 2023 11:00 পূর্বাহ্ন

একটি ফটোতে একজন ব্যক্তির খালি বুকের উপরের অংশ দেখা যাচ্ছে, আল্ট্রাসাউন্ড চিপ তাদের হৃদয়ের ত্বকে আটকে আছে। চিপটি ক্রেডিট কার্ডের চেয়ে ছোট এবং কোনো তারের সাথে সংযুক্ত নয়।
উদ্দেশ্যের জন্য উপযুক্ত: কার্ডিয়াক কার্যকলাপ পরিমাপের জন্য নতুন পরিধানযোগ্য বেতার আল্ট্রাসাউন্ড সিস্টেম বুকে মাউন্ট করা হয়েছে। (সৌজন্যে: মুয়াং লিন)

মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রের গবেষকরা একটি আল্ট্রাসাউন্ড ট্রান্সডিউসার ডিজাইন করেছেন যা তারবিহীনভাবে তথ্য প্রেরণ করে এবং ত্বকে আরামদায়কভাবে পরিধান করা যেতে পারে, পূর্ববর্তী ডিভাইসগুলির দুটি প্রধান ত্রুটি অতিক্রম করে। নির্মাণে মুয়াং লিন, শেং জু এবং ইউনিভার্সিটি অফ ক্যালিফোর্নিয়া সান দিয়েগো (ইউসিএসডি) এর সহকর্মীরা, নতুন ট্রান্সডুসারটি গুরুতর কার্ডিওভাসকুলার অবস্থার রোগীদের নিরীক্ষণ করতে, সেইসাথে ক্রীড়াবিদদের তাদের প্রশিক্ষণের ট্র্যাক রাখতে সাহায্য করতে ব্যবহার করা যেতে পারে।

আল্ট্রাসাউন্ড ট্রান্সডিউসারগুলি উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি শব্দ তরঙ্গগুলিকে শরীরে প্রেরণ করে কাজ করে, তারপর বিভিন্ন ঘনত্ব এবং শাব্দ বৈশিষ্ট্যযুক্ত টিস্যু থেকে প্রতিফলিত তরঙ্গ সনাক্ত করে। বিগত কয়েক দশক ধরে, আল্ট্রাসাউন্ড সিগন্যাল প্রক্রিয়াকরণের জন্য আরও ভাল অ্যালগরিদমের সাথে মিলিত প্রোব এবং সার্কিট ডিজাইনের উন্নতি, ট্রান্সডুসার তৈরি করেছে যা একজন ব্যক্তির ত্বকের ভাঁজের সাথে সামঞ্জস্য করতে পারে। এটি ডিভাইসগুলিকে ক্রমাগত আল্ট্রাসাউন্ড সংকেত পরিমাপ করার অনুমতি দিয়েছে, যা বিশেষত শিরা এবং ধমনীর স্পন্দন নিরীক্ষণের জন্য দরকারী।

জু এর ল্যাবে গবেষকরা ছিলেন পূর্বে পরিধানযোগ্য আল্ট্রাসাউন্ড প্রোব উন্নত যা রক্তচাপ, রক্ত ​​প্রবাহ এবং এমনকি কার্ডিয়াক ইমেজিং সহ গভীর টিস্যুর বিভিন্ন শারীরবৃত্তীয় পরামিতি নিরীক্ষণ করতে পারে। তবুও, প্রযুক্তির কিছু ত্রুটি ছিল। "এই পরিধানযোগ্য প্রোবগুলিকে শক্তি এবং ডেটা সংগ্রহের জন্য একটি ভারী মেশিনে সংযুক্ত করা হয়েছে, এবং মানুষের গতির সময় আপেক্ষিক অবস্থানে স্থানান্তরিত হবে, যার ফলে তারা লক্ষ্যগুলির ট্র্যাক হারিয়ে ফেলবে," লিন ব্যাখ্যা করেন, ইউসিএসডি-তে ন্যানোইঞ্জিনিয়ারিং-এর একজন পিএইচডি ছাত্র এবং প্রধান লেখক কাগজ প্রকৃতি জৈবপ্রযুক্তি ডিভাইসে।

এই ত্রুটিগুলির কারণে, পূর্ববর্তী অবিচ্ছিন্ন আল্ট্রাসাউন্ড সেন্সরগুলি একজন পরিধানকারীর গতিশীলতাকে গুরুতরভাবে বাধা দিতে পারে। পরিধানকারীরা ঘুরে বেড়ানোর সাথে সাথে তাদের ঘন ঘন পুনর্বিন্যাস প্রয়োজন।

আল্ট্রাসাউন্ড untethered

এই সমস্যাগুলি সমাধানের জন্য, UCSD টিম একটি ক্ষুদ্রাকৃতির, নমনীয় নিয়ন্ত্রণ সার্কিটের উপর ভিত্তি করে একটি নতুন ডিভাইস তৈরি করেছে যা ট্রান্সডুসারগুলির একটি অ্যারের সাথে ইন্টারফেস করে। এই ডিভাইসটি আল্ট্রাসাউন্ড সংকেত সংগ্রহ করে কিন্তু সেগুলি সরাসরি প্রক্রিয়া করে না। পরিবর্তে, এটি একটি কম্পিউটার বা স্মার্টফোনে ওয়্যারলেসভাবে তাদের রিলে করে, যা মেশিন লার্নিং ব্যবহার করে তাদের প্রক্রিয়া করে।

"আমরা স্বয়ংক্রিয়ভাবে সংকেত বিশ্লেষণ করার জন্য একটি অ্যালগরিদম তৈরি করেছি এবং লক্ষ্য টিস্যু সরানোর জন্য সেরা সংকেত রয়েছে এমন চ্যানেল নির্বাচন করেছি," লিন ব্যাখ্যা করেন। "অতএব, টার্গেট টিস্যু থেকে সংকেতগুলি ক্রমাগত থাকে, এমনকি মানুষের গতির সময়ও।"

গবেষকরা যন্ত্রটি ব্যবহার করে একটি মানব বিষয়ের ক্যারোটিড ধমনীর অবস্থান ট্র্যাক করার সময় রক্তের স্পন্দন পর্যবেক্ষণ করে এই ক্ষমতা পরীক্ষা করেছেন। এই ধমনী মাথা এবং ঘাড়ে রক্ত ​​​​সরবরাহ করে, তাই তারা বিষয়ের মাথার বিভিন্ন গতির কারণে সৃষ্ট স্থানচ্যুতি শনাক্ত করার জন্য অ্যালগরিদমকে প্রশিক্ষণ দেয়।

যদিও দলটি শুধুমাত্র একটি বিষয়ের উপর অ্যালগরিদমকে প্রশিক্ষণ দিয়েছিল, তবে আরও উন্নত অভিযোজন অ্যালগরিদম নতুন পরিধানকারীদের ন্যূনতম পুনঃপ্রশিক্ষণ সহ সেন্সর ব্যবহার করার অনুমতি দেয়। একবার প্রশিক্ষিত হলে, ডিভাইসটি ত্বকের নীচে 164 মিমি গভীরে ক্যারোটিড ধমনীর স্পন্দনের আল্ট্রাসাউন্ড সংকেত সনাক্ত করতে পারে, এমনকি পরিধানকারী ব্যায়াম করার সময়ও।

বহু-ব্যবহারের মনিটর

জু এবং সহকর্মীরা মূলত রক্তচাপ মনিটর হিসাবে সেন্সরের ক্ষমতা পরীক্ষা করার উদ্দেশ্যে করেছিলেন। তাদের পরীক্ষা-নিরীক্ষার মাধ্যমে, তবে, তারা আবিষ্কার করেছে যে এটি অন্যান্য গুরুত্বপূর্ণ পরামিতিগুলিও নিরীক্ষণ করতে পারে, যার মধ্যে রয়েছে ধমনীর শক্ততা, হৃৎপিণ্ড দ্বারা পাম্প করা রক্তের পরিমাণ এবং পরিধানকারী দ্বারা নিঃসৃত বাতাসের পরিমাণ।

শেষ পর্যন্ত, গবেষকরা ভবিষ্যদ্বাণী করেন যে তাদের নকশা অবিচ্ছিন্ন আল্ট্রাসাউন্ড নিরীক্ষণের জন্য বিস্তৃত সম্ভাবনা খুলতে পারে। "পরিধানযোগ্য আল্ট্রাসাউন্ড প্রযুক্তি ব্যবহার করে, আমরা রোগীকে ভারী মেশিন থেকে আলাদা করতে পারি এবং অতিস্বনক পরীক্ষাগুলি স্বয়ংক্রিয় করতে পারি," লিন বলেছেন। "গভীর টিস্যু ফিজিওলজি গতিতে নিরীক্ষণ করা যেতে পারে, যা চিকিৎসা আল্ট্রাসনোগ্রাফি এবং ব্যায়াম শারীরবৃত্তির জন্য অভূতপূর্ব সুযোগ প্রদান করে।"

লিন বলেছেন, কার্ডিওভাসকুলার অবস্থার সাথে বসবাসকারী রোগীদের জন্য এই ক্ষমতাগুলি জীবন-পরিবর্তনকারী হতে পারে। "ঝুঁকিতে থাকা জনসংখ্যার জন্য, বিশ্রামে বা ব্যায়ামের সময় রক্তচাপের অস্বাভাবিক মান এবং কার্ডিয়াক আউটপুট হৃদযন্ত্রের ব্যর্থতার বৈশিষ্ট্য," তিনি ব্যাখ্যা করেন। কিন্তু আবেদন সেখানে শেষ হয় না. "একটি সুস্থ জনসংখ্যার জন্য, আমাদের ডিভাইস রিয়েল-টাইমে ব্যায়াম করার জন্য কার্ডিওভাসকুলার প্রতিক্রিয়া পরিমাপ করতে পারে। এইভাবে, এটি প্রতিটি ব্যক্তির দ্বারা প্রয়োগকৃত প্রকৃত ওয়ার্কআউট তীব্রতার অন্তর্দৃষ্টি প্রদান করতে পারে, যা ব্যক্তিগতকৃত প্রশিক্ষণ পরিকল্পনা প্রণয়নে গাইড করতে পারে।"

সময় স্ট্যাম্প:

থেকে আরো ফিজিক্স ওয়ার্ল্ড