وائرلیس الٹراساؤنڈ مانیٹر ورزش کے لیے تیار ہے – فزکس ورلڈ

وائرلیس الٹراساؤنڈ مانیٹر ورزش کے لیے تیار ہے – فزکس ورلڈ

ٹائم سٹیمپ: 14 جون 2023 صبح 11:00 بجے

ایک تصویر جس میں ایک شخص کے ننگے سینے کا اوپری حصہ دکھایا گیا ہے، جس میں الٹراساؤنڈ چپ ان کے دل کی جلد سے چپکی ہوئی ہے۔ چپ کریڈٹ کارڈ سے چھوٹی ہے اور کسی تار سے منسلک نہیں ہے۔
مقصد کے لیے فٹ: نیا پہننے کے قابل وائرلیس الٹراساؤنڈ سسٹم کارڈیک سرگرمی کی پیمائش کے لیے سینے پر نصب ہے۔ (بشکریہ: Muyang Lin)

امریکہ میں محققین نے ایک الٹراساؤنڈ ٹرانسڈیوسر ڈیزائن کیا ہے جو وائرلیس طریقے سے معلومات کی ترسیل کرتا ہے اور اسے جلد پر آرام سے پہنا جا سکتا ہے، سابقہ ​​آلات کی دو بڑی خامیوں پر قابو پاتے ہوئے کی طرف سے تیار میوانگ لن, شینگ سو اور یونیورسٹی آف کیلیفورنیا سان ڈیاگو (UCSD) کے ساتھیوں کے ساتھ، نئے ٹرانسڈیوسر کو قلبی امراض کے سنگین حالات والے مریضوں کی نگرانی کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے، اور ساتھ ہی کھلاڑیوں کو ان کی تربیت پر نظر رکھنے میں مدد کرنے کے لیے بھی استعمال کیا جا سکتا ہے۔

الٹراساؤنڈ ٹرانسڈیوسرز اعلی تعدد والی آواز کی لہروں کو جسم میں منتقل کرکے کام کرتے ہیں، پھر مختلف کثافتوں اور صوتی خصوصیات کے حامل بافتوں سے منعکس ہونے والی لہروں کا پتہ لگاتے ہیں۔ پچھلی کئی دہائیوں کے دوران، الٹراساؤنڈ سگنلز کی پروسیسنگ کے لیے بہتر الگورتھم کے ساتھ مل کر تحقیقات اور سرکٹ ڈیزائنز میں بہتری نے ایسے ٹرانس ڈوسر تیار کیے ہیں جو کسی شخص کی جلد کے تہوں کے مطابق ہو سکتے ہیں۔ اس نے آلات کو الٹراساؤنڈ سگنلز کی مسلسل پیمائش کرنے کی اجازت دی ہے، جو خاص طور پر رگوں اور شریانوں کی نبض کی نگرانی کے لیے مفید ہے۔

سو کی لیب میں محققین نے پہلے تیار کردہ پہننے کے قابل الٹراساؤنڈ تحقیقات جو کہ گہرے ٹشوز کے کئی جسمانی پیرامیٹرز کی نگرانی کر سکتا ہے، بشمول بلڈ پریشر، خون کا بہاؤ اور یہاں تک کہ کارڈیک امیجنگ۔ اس کے باوجود ٹیکنالوجی میں کچھ خامیاں تھیں۔ "یہ پہننے کے قابل تحقیقات تمام طاقت اور ڈیٹا اکٹھا کرنے کے لیے ایک بڑی مشین سے جڑی ہوئی ہیں، اور انسانی حرکت کے دوران نسبتاً پوزیشن میں منتقل ہو جائیں گی، جس سے وہ اہداف کا کھوج کھو دیں گے،" لن بتاتے ہیں، جو UCSD میں نینو انجینیئرنگ میں پی ایچ ڈی کے طالب علم اور ایک کے لیڈ مصنف ہیں۔ کاغذ میں فطری حیاتیات آلہ پر.

ان خامیوں کی وجہ سے، پچھلے مسلسل الٹراساؤنڈ سینسر پہننے والے کی نقل و حرکت کو سنجیدگی سے روک سکتے ہیں۔ پہننے والوں کے گھومنے کے ساتھ ساتھ انہیں بار بار ایڈجسٹمنٹ کی بھی ضرورت تھی۔

الٹرا ساؤنڈ کو بغیر ٹیچر کیا گیا۔

ان مسائل کو حل کرنے کے لیے، UCSD ٹیم نے چھوٹے، لچکدار کنٹرول سرکٹ پر مبنی ایک نیا آلہ تیار کیا جو ٹرانس ڈوسر کی ایک صف کے ساتھ انٹرفیس کرتا ہے۔ یہ آلہ الٹراساؤنڈ سگنلز اکٹھا کرتا ہے لیکن ان پر براہ راست کارروائی نہیں کرتا۔ اس کے بجائے، یہ انہیں وائرلیس طریقے سے کمپیوٹر یا اسمارٹ فون پر بھیجتا ہے، جو مشین لرننگ کا استعمال کرکے ان پر کارروائی کرتا ہے۔

"ہم نے خود بخود سگنل کا تجزیہ کرنے کے لیے ایک الگورتھم تیار کیا ہے اور اس چینل کو منتخب کیا ہے جس میں ٹارگٹ ٹشو کو حرکت دینے کے لیے بہترین سگنل ہو،" لن بتاتے ہیں۔ "لہذا، ہدف کے ٹشو سے سگنل مسلسل ہیں، یہاں تک کہ انسانی حرکت کے دوران."

محققین نے اس آلے کا استعمال کرتے ہوئے انسانی موضوع کی کیروٹڈ شریان کی پوزیشن کو ٹریک کرنے کے لیے اس کے اندر خون کی دھڑکن کی نگرانی کرتے ہوئے اس صلاحیت کا تجربہ کیا۔ یہ شریان سر اور گردن کو خون فراہم کرتی ہے، اس لیے انہوں نے الگورتھم کو تربیت دی کہ وہ موضوع کے سر کی مختلف حرکات کی وجہ سے نقل مکانی کو پہچان سکے۔

اگرچہ ٹیم نے الگورتھم کو صرف ایک ہی موضوع پر تربیت دی، لیکن ایک مزید جدید موافقت الگورتھم نے نئے پہننے والوں کو کم سے کم دوبارہ تربیت کے ساتھ سینسر استعمال کرنے کی اجازت دی۔ ایک بار تربیت حاصل کرنے کے بعد، آلہ جلد کے نیچے 164 ملی میٹر تک کیروٹڈ شریان کی دھڑکن کے الٹراساؤنڈ سگنلز کا پتہ لگا سکتا ہے، یہاں تک کہ جب پہننے والا ورزش کر رہا ہو۔

کثیر استعمال مانیٹر

Xu اور ساتھیوں کا اصل مقصد بلڈ پریشر مانیٹر کے طور پر سینسر کی صلاحیتوں کو جانچنا تھا۔ تاہم، اپنے تجربات کے ذریعے، انہوں نے دریافت کیا کہ یہ دیگر اہم پیرامیٹرز کی بھی نگرانی کر سکتا ہے، بشمول شریانوں کی سختی، دل کے ذریعے پمپ کیے جانے والے خون کی مقدار اور پہننے والے کے ذریعے خارج ہونے والی ہوا کی مقدار۔

بالآخر، محققین نے پیش گوئی کی ہے کہ ان کے ڈیزائن سے الٹراساؤنڈ کی مسلسل نگرانی کے امکانات کی ایک وسیع رینج کھل سکتی ہے۔ لن کا کہنا ہے کہ "پہننے کے قابل الٹراساؤنڈ ٹیکنالوجی کا استعمال کرتے ہوئے، ہم مریض کو بڑی مشینوں سے الگ کر سکتے ہیں اور الٹراسونک امتحانات کو خودکار کر سکتے ہیں۔" "ڈیپ ٹشو فزیالوجی کو حرکت میں مانیٹر کیا جا سکتا ہے، جو میڈیکل الٹراسونگرافی اور ورزش فزیالوجی کے لیے بے مثال مواقع فراہم کرتا ہے۔"

لن کا کہنا ہے کہ یہ صلاحیتیں قلبی حالات کے ساتھ رہنے والے مریضوں کے لیے زندگی بدل سکتی ہیں۔ "خطرے میں پڑنے والی آبادی کے لیے، آرام کے وقت یا ورزش کے دوران بلڈ پریشر اور کارڈیک آؤٹ پٹ کی غیر معمولی قدریں دل کی ناکامی کی علامت ہیں،" وہ بتاتے ہیں۔ لیکن درخواستیں وہیں ختم نہیں ہوتیں۔ "صحت مند آبادی کے لیے، ہمارا آلہ حقیقی وقت میں ورزش کرنے کے لیے قلبی ردعمل کی پیمائش کر سکتا ہے۔ اس طرح، یہ ہر فرد کے ذریعہ ورزش کی اصل شدت کے بارے میں بصیرت فراہم کر سکتا ہے، جو ذاتی تربیتی منصوبوں کی تشکیل میں رہنمائی کر سکتا ہے۔"

ٹائم اسٹیمپ:

سے زیادہ طبیعیات کی دنیا