आईबीएम रिसर्च से प्रोटोटाइप (खुला) पहनने योग्य वायरलेस नेल मेडिकल सेंसर

आईबीएम अनुसंधान एक प्रोटोटाइप पहनने योग्य नाखून सेंसर विकसित करने के बारे में बात करता है जो आंदोलन विकारों और अधिक से जुड़े रोगों के लक्षणों और प्रगति का विश्लेषण और ट्रैक करने में मदद करता है।

इस तरह के एक पैरामीटर का डेटा संपीड़न बल के रूप में जिसके द्वारा किसी व्यक्ति की उंगलियां चिकित्सा उद्देश्यों के लिए वस्तुओं पर संचालित होती हैं, मानव रोगों की एक विस्तृत श्रृंखला में विश्लेषणात्मक उपयोग के लिए बहुत उपयोगी है।

वास्तविक समय डेटा सरणी का उपयोग तब पार्किंसंस रोग, सिज़ोफ्रेनिया में संज्ञानात्मक हानि के स्तर, हृदय की स्थिति की निगरानी और बुढ़ापे के रोगों से मृत्यु दर के निदान के साथ लोगों में दवा प्रशासन की प्रभावशीलता का विश्लेषण करने के लिए किया जा सकता है।



आईबीएम रिसर्च में, मुख्य अनुसंधान कार्यों में से एक आधुनिक डिजिटल वातावरण का उपयोग मानव स्वास्थ्य की सामान्य स्थिति पर रोगों के प्रगतिशील प्रभाव को बेहतर ढंग से समझने के लिए किया जाता है, साथ ही बड़ी मात्रा में डेटा का विश्लेषण करके एआई (बाद में कृत्रिम बुद्धिमत्ता के रूप में संदर्भित) कैसे किया जाता है। चिकित्सा उद्देश्य, मानव शरीर के कुछ मापदंडों की वर्तमान स्थिति का अपने प्राकृतिक वातावरण में दर्द रहित अध्ययन कर सकते हैं, संभावित रूप से महत्वपूर्ण संकेतक और प्रगति के विकल्पों की भविष्यवाणी कर सकते हैं रोगी आगे के इलाज के लिए सही वेक्टर को समझने के लिए।

साइंटिफिक रिपोर्ट्स जर्नल में प्रकाशित एक नए अध्ययन में, आईबीएम रिसर्च टीम ने अपने पहले प्रोटोटाइप "वायरलेस नेल सेंसर" के बारे में विस्तार से वर्णन किया है, जो कुछ मापदंडों के वास्तविक समय नियंत्रण में मदद करता है जो सीधे मानव स्वास्थ्य से संबंधित हैं।

पहनने योग्य वायरलेस डिवाइस लगातार एक व्यक्ति के नाखून के तत्वों के वर्तमान दबाव, झुकने और आंदोलन पर डेटा को मापता है, जो कैप्चर बल पैरामीटर को निर्धारित करने के लिए महत्वपूर्ण संकेतक हैं।



यह परियोजना पार्किंसंस रोग के रोगियों के लिए कुछ स्टेटस डेटा का डिजिटल विश्लेषण करने के प्रयासों के साथ शुरू हुई। लेकिन तुरंत डेटा प्राप्त करने के साथ काम करते समय कठिनाइयां थीं।

चूंकि रोगियों के नियंत्रण समूह का विश्लेषण और परिमाण करना आवश्यक था, जिनमें से अधिकांश बुजुर्ग हैं, स्थिति इस तथ्य से बढ़ गई थी कि ऐसी आयु समूहों में राज्य की समस्याएं और त्वचा से डेटा प्राप्त करना बहुत मुश्किल है, क्योंकि रोगियों की त्वचा अक्सर पतली, ढीली और पिलपिला होती है। ।

पार्किंसंस रोग की प्रगति को मापने के तरीकों में से एक रोगी की त्वचा के लिए एक जटिल सेंसर को जोड़ना है, जो तब शरीर के अंगों की गतिविधि, मांसपेशियों के संकुचन, तंत्रिका कोशिका गतिविधि और पसीने की ग्रंथि गतिविधि में परिवर्तन जैसे मापदंडों को रिकॉर्ड करता है, जो किसी व्यक्ति की भावनात्मक स्थिति की तीव्रता का विश्लेषण करने में मदद करता है।

लेकिन, दुर्भाग्य से, कई बुजुर्ग रोगियों में, ऐसे सेंसर को सीधे त्वचा से जोड़ने से अक्सर असुविधा और संक्रमण सहित अन्य नकारात्मक चिकित्सा समस्याएं होती हैं।

यह वह जगह है जहां सेंसर लगाने के लिए एक नया समाधान आवश्यक था (या यहां तक ​​कि एक, लेकिन जटिल सेंसर, जैसा कि बाद में हुआ)। तो, हम एक विशेष डिजाइन के नेल सेंसर के उपयोग के साथ आए और अब हम वास्तविकता में इसकी क्षमता का उपयोग कर सकते हैं।



हम दिन भर में हजारों वस्तुओं के साथ बातचीत करते हैं, लगभग हर समय अपने हाथों का उपयोग करते हैं, डेटा का एक विशाल सरणी, जैसे दबाव, तापमान, सतह की बनावट से स्पर्श संबंधी संवेदनाएं और बहुत कुछ, अब डिजीटल और विश्लेषण किया जा सकता है।



हमारी टीम ने महसूस किया कि अब दिन के दौरान नाखून कैसे झुकते हैं, इसके बारे में डिजिटल संकेत प्राप्त करना संभव होगा, जब हम अपनी उंगलियों का उपयोग पर्यावरण के साथ बातचीत करने के लिए करते हैं, और कृत्रिम बुद्धिमत्ता और मशीन सीखने की क्षमताओं का उपयोग करके, हम विश्लेषण के लिए एक कार्यक्रम लागू कर सकते हैं। और इन आंकड़ों से प्राप्त कई मानव चिकित्सा संकेतकों का नियंत्रण।



मानव नाखूनों का एक कार्य हेरफेर करने वाली वस्तु पर उंगलियों को केंद्रित करना है। यह पता चला है कि हमारे नाखून हर समय अपूर्ण रूप से विकृत होते हैं, झुकते हैं और टकसाली आंदोलनों से गुजरते हैं जब हम अपनी उंगलियों का उपयोग वस्तुओं को हथियाने के लिए करते हैं और यहां तक ​​कि अपनी उंगलियों को झुकाने और उतारने के दौरान भी करते हैं।

यह विकृति आमतौर पर एक माइक्रोन के क्रम की है और नग्न आंखों को दिखाई नहीं देती है। हालांकि, यह तनाव गेज की ठीक से कॉन्फ़िगर की गई सरणी का उपयोग करके काफी आसानी से पता लगाया जा सकता है।



उदाहरण के लिए, एक सामान्य मानव बाल में 50 से 100 माइक्रोन का व्यास होता है, और लाल रक्त कोशिका में आमतौर पर 10 माइक्रोन से कम की चौड़ाई होती है।

चूंकि मानव नाखून बहुत टिकाऊ है, इसलिए हमने अपने सेंसर के सेंसर सिस्टम को सीधे नाखून पर चिपकाने का फैसला किया, बिना किसी समस्या के बारे में चिंता किए, जो पहले सेंसर त्वचा से जुड़े थे।



डायनेमोमीटर के साथ हमारे प्रयोगों से पता चला कि हम विभिन्न प्रकार के उंगली आंदोलनों के लिए ग्रिप बल पर डेटा का विश्लेषण करने के लिए नाखून की सतह से पर्याप्त रूप से स्थिर संकेत प्राप्त कर सकते हैं।

हमने यह भी पाया कि सूक्ष्म उंगली के आंदोलनों का विश्लेषण नाखून विरूपण डेटा से भी किया जा सकता है।



हम सामान्य दैनिक गतिविधियों के बीच अंतर करने में सक्षम थे, जिसमें उच्चारण (अंगों का घूर्णी आंदोलन) और supination (अंग का घूर्णी आंदोलन) शामिल हैं, जैसे कि चाबी को मोड़ना, दरवाज़े के हैंडल को खोलना या पेचकश का उपयोग करना।

हमारे सॉफ्टवेयर विकास का एक और अधिक सूक्ष्म बिंदु लेखन के दौरान उंगली की गतिविधियों का विश्लेषण और रिकॉर्डिंग है, हमने तंत्रिका नेटवर्क को प्रशिक्षित किया और उंगली से लिखे गए अंकों को पहचानने में 94% सटीकता हासिल की, जिस पर सेंसर स्थित है।



वास्तव में, हमारी प्रणाली में कील की सतह से जुड़े सूक्ष्म तनाव गेज की एक सरणी होती है, एक छोटा कंप्यूटर जो वास्तविक समय में सेंसर से तनाव मूल्यों को मापता है, एक्सेलेरोमीटर डेटा एकत्र करता है और स्मार्ट घड़ियों या अन्य वायरलेस उपकरणों के साथ प्राप्त आंकड़ों का आदान-प्रदान करता है।

विश्लेषण कार्यक्रम ब्रैडीकिनेसिया, कंपकंपी और डिस्केनेसिया की स्थिति का आकलन करने के लिए मशीन लर्निंग मॉडल का भी उपयोग करता है, जो पार्किंसंस रोग के लक्षण हैं।

इस प्रकार, हमारी उंगलियों से डिजिटल डेटा प्राप्त करते हुए, हमने अपने नाखूनों के लिए एक नया आवेदन पाया, उनके सूक्ष्म आंदोलनों का पता लगाने और उनके मापदंडों में परिवर्तन का वर्णन किया।

हमारा विकास बड़ी संख्या में बीमारियों के विकास का पता लगाने में मदद करेगा, और इन स्थितियों को धीमा करने के लिए डिज़ाइन किए गए उपचार विधियों की प्रभावशीलता का मूल्यांकन करना भी संभव करेगा।

इस तरह के नाखून सेंसर पर आधारित प्रणालियों का आगे उपयोग चार अंगों के पक्षाघात वाले रोगियों के लिए एक संचार उपकरण के आविष्कार के प्रारंभिक चरण के लिए प्रेरणा स्रोत के रूप में काम करेगा, जो एक बार पैरालिटिक्स संचार करने में मदद कर सकता है।