यूएससी के शोधकर्ता नए एआई इम्प्लांट पुराने दर्द के लिए ड्रग-फ्री राहत का वादा करते हैं

वाशिंगटन डीसी (यूएस), 24 जून (एएनआई): एक ग्राउंडब्रेकिंग वायरलेस इम्प्लांट एआई और अल्ट्रासाउंड पावर, नो बैटरी, नो वायर और नो ओपिओइड्स का उपयोग करके वास्तविक समय, व्यक्तिगत दर्द से राहत का वादा करता है। दक्षिणी कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय (यूएससी) और कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय, लॉस एंजिल्स (यूसीएलए) इंजीनियरों द्वारा डिज़ाइन किया गया, यह मस्तिष्क के संकेतों को पढ़ता है, मक्खी पर एडाप्ट करता है, और आपकी रीढ़ के साथ स्वाभाविक रूप से झुकता है।

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यह ग्राउंडब्रेकिंग डिवाइस, जो नेचर इलेक्ट्रॉनिक्स में विस्तृत है, दर्द चिकित्सा में एक महत्वपूर्ण छलांग का प्रतिनिधित्व करता है। जबकि वर्तमान रीढ़ की हड्डी के उत्तेजनाकर्ता अनियंत्रित हो सकते हैं और बैटरी के लिए हार्ड-वायर्ड हैं, नए डिवाइस को आंदोलन के साथ मोड़ने और मोड़ने के लिए डिज़ाइन किया गया है और एक बैटरी की आवश्यकता के बिना पहनने योग्य अल्ट्रासाउंड ट्रांसमीटर द्वारा संचालित होता है।

यह प्रत्येक रोगी के लिए उपचार को अनुकूलित करने के लिए मशीन लर्निंग एल्गोरिदम का भी उपयोग करता है। इस काम का नेतृत्व इंजीनियरिंग QIFA झोउ में Zohrab A. Kaprielian Felly ने किया, जो USC के केक स्कूल ऑफ मेडिसिन में नेत्र विज्ञान के प्रोफेसर भी हैं।

इस नवाचार के दिल में इसकी वायरलेस बिजली की आपूर्ति है, जो भारी बैटरी और जटिल वायर्ड इंटरफेस की आवश्यकता को समाप्त करती है, जिसमें अक्सर बार -बार सर्जरी की आवश्यकता होती है।

UIWI उत्तेजक एक बाहरी, पहनने योग्य अल्ट्रासाउंड ट्रांसमीटर (WUT) से अपनी ऊर्जा प्राप्त करता है।

अल्ट्रासाउंड गहरे ऊतक पैठ के लिए एक सुरक्षित, प्रभावी, गैर-इनवेसिव विधि प्रदान करता है। डिवाइस पीज़ोइलेक्ट्रिक प्रभाव नामक एक घटना के माध्यम से यांत्रिक तरंगों को विद्युत संकेतों में परिवर्तित करता है।

UIWI उत्तेजक का मूल एक लघु पीज़ोइलेक्ट्रिक तत्व है जो लीड जिरकोनेट टाइटानेट (PZT) से बनाया गया है, जो आने वाली अल्ट्रासाउंड ऊर्जा को उत्तेजना के लिए आवश्यक विद्युत शक्ति में परिवर्तित करने के लिए एक उच्च कुशल सामग्री है।

झोउ ने कहा, “वास्तव में इस उपकरण को अलग करने के लिए यह डिवाइस अपने वायरलेस, स्मार्ट और सेल्फ-एडेप्टिव क्षमता को दर्द प्रबंधन के लिए सेट करता है।” “हम मानते हैं कि यह औषधीय योजनाओं और पारंपरिक विद्युत उत्तेजना दृष्टिकोणों को बदलने के लिए काफी क्षमता प्रदान करता है, दर्द शमन के लिए नैदानिक ​​आवश्यकताओं के साथ संरेखित करता है।”

पीएच.डी. झोउ लैब और लीड लेखक युशुन (सीन) ज़ेंग में उम्मीदवार ने कहा कि वायरलेस स्मार्ट लघु उत्तेजक उत्तेजक में अल्ट्रासाउंड ऊर्जा का उपयोग करके पर्याप्त विद्युत उत्तेजना तीव्रता का उत्पादन करने की क्षमता थी, जिसके परिणामस्वरूप एक अधिक व्यक्तिगत, लक्षित और स्थानीय उपचार होता है।

“यह ऊर्जा-परिवर्तित प्रकार गहरी उत्तेजना के लिए महत्वपूर्ण है, क्योंकि अल्ट्रासाउंड नैदानिक ​​और चिकित्सा क्षेत्रों में एक गैर-आक्रामक और अत्यधिक मर्मज्ञ ऊर्जा है,” ज़ेंग ने कहा।

“वायरलेस अल्ट्रासोनिक एनर्जी ट्रांसफर और क्लोज-लूप फीडबैक सिस्टम का लाभ उठाकर, यह UIWI उत्तेजक भारी प्रत्यारोपित बैटरी के लिए आवश्यकता को हटा देता है और वास्तविक समय, सटीक रूप से समायोज्य दर्द मॉड्यूलेशन के लिए अनुमति देता है,” ज़ेंग ने कहा।

झोउ लैब पीएच.डी. उम्मीदवार चेन गोंग, कागज पर एक प्रमुख लेखक भी।

सिस्टम लगातार मस्तिष्क रिकॉर्डिंग, विशेष रूप से इलेक्ट्रोएन्सेफलोग्राम (ईईजी) संकेतों की निगरानी करता है, जो रोगी के दर्द के स्तर को दर्शाता है।

दर्द के स्तर का आकलन करने के लिए एआई का उपयोग करना: एक परिष्कृत मशीन लर्निंग मॉडल, जो कि रेसनेट -18 नामक एक तंत्रिका नेटवर्क पर आधारित है, इन मस्तिष्क संकेतों का विश्लेषण करता है और दर्द को तीन अलग-अलग स्तरों में वर्गीकृत करता है: मामूली दर्द, मध्यम दर्द और चरम दर्द।

यह एआई मॉडल इन दर्द राज्यों के बीच अंतर करने में 94.8% समग्र सटीकता का दावा करता है। आवश्यकतानुसार उपचार को अनुकूलित करना: एक बार एक दर्द के स्तर की पहचान हो जाने के बाद, पहनने योग्य अल्ट्रासाउंड ट्रांसमीटर स्वचालित रूप से ध्वनिक ऊर्जा को समायोजित करता है जो इसे प्रसारित करता है।

UIWI उत्तेजक तब प्रचारित ऊर्जा को महसूस कर सकता है और इसे रीढ़ की हड्डी को उत्तेजित करते हुए, विद्युत तीव्रता में बदल सकता है। यह एक बंद-लूप प्रणाली बनाता है जो वास्तविक समय, व्यक्तिगत दर्द प्रबंधन प्रदान करता है।

UIWI उत्तेजक अपने आप में लचीला, बेंडेबल और ट्विस्टेबल है, जिससे रीढ़ की हड्डी पर इष्टतम प्लेसमेंट की अनुमति मिलती है। रीढ़ की हड्डी को यह प्रदान करने वाली विद्युत उत्तेजना दर्द को प्रसारित करने और बाधित करने वाले संकेतों को पुन: व्यवस्थित करके काम करती है, प्रभावी रूप से दर्द की अनुभूति को दबाती है।

लैब में सफलता का प्रदर्शन किया गया, झोउ लैब टीम ने कृंतक मॉडल में यूआईवीआई उत्तेजक का परीक्षण किया, परिणामों के साथ दर्द प्रबंधन के लिए इसकी प्रभावशीलता का प्रदर्शन किया।

शोधकर्ताओं ने सफलतापूर्वक यांत्रिक उत्तेजनाओं (जैसे एक पिन चुभन) और तीव्र थर्मल उत्तेजनाओं (अवरक्त गर्मी) के कारण होने वाले क्रोनिक न्यूरोपैथिक दर्द को सफलतापूर्वक राहत दी।

लैब परीक्षणों से पता चला कि UIWI उत्तेजक से उपचार से दर्द संकेतकों में महत्वपूर्ण कमी आई है। एक प्रयोग में यह मूल्यांकन करने के लिए कि क्या एक पशु दर्द से राहत के साथ एक वातावरण को जोड़ता है, कृन्तकों ने चैम्बर के लिए एक स्पष्ट वरीयता दिखाई, जहां दर्द प्रबंधन प्रणाली सक्रिय थी, डिवाइस की प्रभावशीलता की पुष्टि करते हुए। (एआई)

(कहानी एक सिंडिकेटेड फ़ीड से आई है और ट्रिब्यून स्टाफ द्वारा संपादित नहीं की गई है।)