उन्नत मशीन-लर्निंग एल्गोरिदम विकसित करने से लेकर ऐसे उपकरण बनाने तक जो दुनिया भर के रोगियों के लिए प्रभावी उपचार तक पहुंच में सुधार करेंगे, चिकित्सा भौतिकी, जैव प्रौद्योगिकी और कई संबंधित क्षेत्रों में काम करने वाले शोधकर्ता दुनिया भर में स्वास्थ्य सेवा में सुधार के लिए वैज्ञानिक तकनीकों को लागू करना जारी रखे हुए हैं। भौतिकी की दुनिया ने 2022 में ऐसे कई नवाचारों की सूचना दी है, यहां कुछ शोध हाइलाइट्स हैं जिन पर हमारा ध्यान गया।
सभी क्षेत्रों में ए.आई
आर्टिफिशियल इंटेलिजेंस (एआई) चिकित्सा भौतिकी क्षेत्र में एक तेजी से प्रचलित भूमिका निभाता है - डायग्नोस्टिक इमेजिंग के दौरान उत्पन्न डेटा की विशाल मात्रा से निपटने से लेकर, शरीर में कैंसर के विकास को समझने तक, डिजाइन और उपचार का अनुकूलन करने में मदद करने के लिए। इसे ध्यान में रखकर, भौतिकी की दुनिया सहित अनुप्रयोगों के लिए गहन शिक्षा के उपयोग को देखते हुए जून में मेडिकल फिजिक्स वीक में एआई की मेजबानी की ऑनलाइन अनुकूली विकिरण चिकित्सा, पीईटी इमेजिंग, प्रोटॉन खुराक गणना, हेड सीटी स्कैन का विश्लेषण और फेफड़े के स्कैन में COVID-19 संक्रमण की पहचान करना.
इससे पहले वर्ष में, एपीएस मार्च मीटिंग में एक समर्पित सत्र ने नवीनतम में से कुछ की जांच की एआई और मशीन लर्निंग के चिकित्सा अनुप्रयोग, मस्तिष्क विकारों और neurodegenerative रोग के निदान और निगरानी के लिए गहन शिक्षा सहित, और छवि पंजीकरण और विभाजन के लिए AI को नियोजित करना। एक और पेचीदा अध्ययन ईपीएफएल द्वारा एक तंत्रिका नेटवर्क बनाने के लिए एक तंत्रिका नेटवर्क का उपयोग था बुद्धिमान सूक्ष्मदर्शी जो दुर्लभ जैविक घटनाओं के सूक्ष्म अग्रदूतों का पता लगाता है और प्रतिक्रिया में इसके अधिग्रहण मापदंडों को नियंत्रित करता है।
प्रोटॉन फ्लैश का वादा
एक विकास में जिसने इसे हमारे में भी बनाया वर्ष की शीर्ष 10 सफलताएँ 2022 के लिए, इस साल की एस्ट्रो वार्षिक बैठक में यूनिवर्सिटी ऑफ सिनसिनाटी कैंसर सेंटर की एमिली डॉटरटी ने निष्कर्षों की रिपोर्ट दी फ्लैश रेडियोथेरेपी का पहला नैदानिक परीक्षण. फ्लैश उपचार - जिसमें चिकित्सीय विकिरण अल्ट्राहाई खुराक दरों पर वितरित किया जाता है - ट्यूमर-रोधी गतिविधि को बनाए रखते हुए सामान्य ऊतक विषाक्तता को कम करने का वादा करता है। इस अध्ययन में, शोधकर्ताओं ने दर्दनाक हड्डी मेटास्टेस वाले 10 रोगियों के इलाज के लिए फ्लैश प्रोटॉन थेरेपी का इस्तेमाल किया। उन्होंने क्लिनिकल वर्कफ़्लो की व्यवहार्यता का प्रदर्शन किया और दिखाया कि उपचार दर्द से राहत के लिए पारंपरिक रेडियोथेरेपी जितना ही प्रभावी था, बिना किसी अप्रत्याशित दुष्प्रभाव के।
अध्ययन प्रोटॉन फ्लैश के पहले-में-मानव उपयोग का भी प्रतिनिधित्व करता है। पिछले प्रीक्लिनिकल फ्लैश अध्ययनों में से अधिकांश ने इलेक्ट्रॉनों को नियोजित किया; लेकिन इलेक्ट्रॉन बीम केवल कुछ सेंटीमीटर ऊतक में यात्रा करते हैं जबकि प्रोटॉन बहुत गहराई तक प्रवेश करते हैं। इस लाभ का फायदा उठाने की उम्मीद में, कई अन्य समूह भी प्रोटॉन फ्लैश की जांच कर रहे हैं, जिसमें पेन्सिलवेनिया विश्वविद्यालय के वैज्ञानिक भी शामिल हैं जिन्होंने कम्प्यूटेशनल मॉडलिंग का उपयोग यह पता लगाने के लिए किया कि कौन सा सबसे अधिक है फ्लैश प्रोटॉन बीम के लिए प्रभावी वितरण तकनीक, और इरास्मस यूनिवर्सिटी मेडिकल सेंटर, इंस्टीट्यूटो सुपीरियर टेक्निको और हॉलैंडपीटीसी के शोधकर्ता, जिन्होंने एक एल्गोरिदम विकसित किया है प्रोटॉन पेंसिल-बीम डिलीवरी पैटर्न का अनुकूलन करता है फ्लैश कवरेज को अधिकतम करने के लिए।
दृष्टि वापस लाना
जो लोग देखने की क्षमता खो चुके हैं उनकी दृष्टि को बहाल करना एक महत्वपूर्ण शोध कार्य है। इस वर्ष हमने दो अध्ययनों की सूचना दी जिनका उद्देश्य इस लक्ष्य को एक कदम और करीब लाना है। दक्षिणी कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय के शोधकर्ता इसके उपयोग की खोज कर रहे हैं अंधेपन के इलाज के लिए अल्ट्रासाउंड उत्तेजना रेटिनल डिजनरेशन के कारण होता है। जबकि रेटिना न्यूरॉन्स की विद्युत उत्तेजना के माध्यम से दृष्टि बहाल करने वाले दृश्य कृत्रिम अंग पहले से ही रोगियों में सफलतापूर्वक उपयोग किए जा चुके हैं, ये आक्रामक उपकरण हैं जिन्हें जटिल प्रत्यारोपण सर्जरी की आवश्यकता होती है। इसके बजाय, टीम ने प्रदर्शित किया कि गैर-इनवेसिव अल्ट्रासाउंड के साथ एक अंधे चूहे की आंखों को उत्तेजित करने से जानवरों की आंखों में न्यूरॉन्स के छोटे समूह सक्रिय हो सकते हैं।
अन्यत्र, स्वीडन, ईरान और भारत में एक टीम विकसित हुई कृत्रिम कॉर्निया बनाने का एक नया तरीका, सुअर की खाल (खाद्य उद्योग का एक शुद्ध उपोत्पाद) से प्राप्त मेडिकल-ग्रेड कोलेजन का उपयोग करते हुए, जिसकी ताकत और स्थिरता में सुधार के लिए शोधकर्ताओं ने रासायनिक और फोटोकैमिक रूप से इलाज किया। 20 रोगियों के एक पायलट अध्ययन में, उन्होंने दिखाया कि उनके प्रत्यारोपण मजबूत और अपमानजनक प्रतिरोधी थे और न्यूनतम इनवेसिव सर्जरी के माध्यम से रोगियों की दृष्टि को पूरी तरह से बहाल कर सकते थे। इस सफलता के आधार पर, मेहरदाद राफत और उनकी टीम को उम्मीद है कि नया दृष्टिकोण प्रत्यारोपण के लिए दाता कॉर्निया की कमी को दूर कर सकता है और दुनिया भर में नए कॉर्निया की तत्काल आवश्यकता वाले कई लोगों के लिए उपचार के विकल्प बढ़ा सकता है।
मस्तिष्क-कंप्यूटर इंटरफ़ेस नवाचार
मस्तिष्क-कंप्यूटर इंटरफेस (बीसीआई) मानव मस्तिष्क और बाहरी सॉफ्टवेयर या हार्डवेयर के बीच एक सेतु प्रदान करते हैं। इस वर्ष शोधकर्ताओं ने सफलतापूर्वक एक का उपयोग देखा पूर्ण पक्षाघात वाले व्यक्ति को संवाद करने में सक्षम बनाने के लिए बीसीआई प्रत्यारोपित किया गया. Wyss Center for Bio and Neuroengineering, ALS Voice और Tubingen विश्वविद्यालय की टीम ने प्रतिभागी के मोटर कॉर्टेक्स की सतह में दो छोटे माइक्रोइलेक्ट्रोड सरणियों को प्रत्यारोपित किया। इलेक्ट्रोड तंत्रिका संकेतों को रिकॉर्ड करते हैं, जिन्हें डिकोड किया जाता है और श्रवण प्रतिक्रिया स्पेलर में उपयोग किया जाता है जो उपयोगकर्ता को अक्षरों का चयन करने के लिए प्रेरित करता है। रोगी, जिसे एमियोट्रोफिक लेटरल स्क्लेरोसिस (एएलएस) था और पूरी तरह से लॉक-इन स्थिति में था और कोई शेष स्वैच्छिक गतिविधि नहीं थी, उसने प्राप्त ऑडियो फीडबैक के अनुसार अपने मस्तिष्क की गतिविधि को बदलना सीख लिया, जिससे वह शब्द और वाक्य बनाने और संवाद करने में सक्षम हो गया। लगभग एक वर्ण प्रति मिनट की औसत दर से।
मस्तिष्क गतिविधि को समझने के लिए प्रत्यारोपित इलेक्ट्रोड का उपयोग करने के विकल्प के रूप में, खोपड़ी से जुड़े इलेक्ट्रोएन्सेफ्लोग्राफी (ईईजी) इलेक्ट्रोड का उपयोग करके गैर-आक्रामक रूप से तंत्रिका संकेतों को भी एकत्र किया जा सकता है। प्रौद्योगिकी विश्वविद्यालय सिडनी में एक टीम ने एक विकसित किया उपन्यास ग्राफीन-आधारित बायोसेंसर जो ईईजी संकेतों का पता लगाता है उच्च संवेदनशीलता और विश्वसनीयता के साथ - अत्यधिक खारे वातावरण में भी। सेंसर, जो एक सिलिकॉन कार्बाइड-ऑन-सिलिकॉन सब्सट्रेट पर उगाए गए एपीटैक्सियल ग्रैफेन से बना है, सिलिकॉन प्रौद्योगिकी की भौतिक मजबूती और रासायनिक जड़ता के साथ ग्राफीन की उच्च जैव अनुकूलता और चालकता को जोड़ती है।
