সম্প্রতি ক্যালিফোর্নিয়া সান ডিয়াগো বিশ্ববিদ্যালয়ের একদল প্রকৌশলী একটি পরিধানযোগ্য আল্ট্রাসাউন্ড প্যাচ আবিষ্কার করেন, যা ক্রমাগত নিরবিচ্ছিন্নভাবে কোনো ধরনের আঘাত ছাড়া মস্তিষ্কের রক্ত প্রবাহ পরিমাপ করতে পারে। এই যন্ত্রের ফলে পরিধানযোগ্য প্রযুক্তির নতুন দিগন্ত উন্মোচিত হয়েছে। মস্তিষ্কের রক্ত প্রবাহের ত্রিমাত্রিক তথ্য প্রদানের জন্য এই নরম ও প্রসারিত প্যাচটি খুব সহজেই কপালে পরিধান করা যায়।
মানবদেহের অন্যতম একটি অঙ্গ মস্তিষ্ক। মানুষের চিন্তা, চেতনা, অনুভূতি, চলন, গতি, প্রকৃতি সবই নিয়ন্ত্রণ করে মস্তিষ্ক। প্রায় দেড় কেজি ভরের মস্তিষ্ক প্রতিনিয়ত মানুষের দেহকে আপাদমস্তক নিয়ন্ত্রণ করে যাচ্ছে। মস্তিষ্কের কার্যক্রম নির্বিঘ্নে চলার জন্য মস্তিষ্কে যথাযথ পুষ্টি সরবরাহ করা প্রয়োজন।
সেরিব্রাল সার্কুলেশন বা মস্তিষ্কে রক্ত প্রবাহ মানুষের মস্তিষ্কের কার্যক্রম সঠিকভাবে পরিচালিত হওয়ার জন্য দায়ী। রক্তের মাধ্যমে অক্সিজেন, প্রয়োজনীয় খনিজ পুষ্টি সরবরাহের মাধ্যমে মানুষের স্নায়ুকোষ বা নিউরন যথাযথ পুষ্টি পায়। বিজ্ঞানীদের মতে, হৃৎপিণ্ড দ্বারা প্রতিমিনিতে পরিশোধিত রক্তের প্রায় ১৫ শতাংশ চলে যায় মস্তিষ্কে। সঠিকভাবে ও সঠিক মাত্রায় মস্তিষ্কে রক্ত পরিবাহিত না হলে নানা ধরনের জটিল সমস্যা তৈরি হতে পারে। যেমন: স্ট্রোক, মস্তিষ্কের রক্তক্ষরণ ইত্যাদি।
ক্যালিফোর্নিয়া সান ডিয়াগো বিশ্ববিদ্যালয়ের জ্যাকব স্কুল অব ইঞ্জিনিয়ারিং এর কেমিকেল ও ন্যানো ইঞ্জিনিয়ারিং এর অধ্যাপক শ্যাং জো এর নেতৃত্বে গবেষকদলের গবেষণাটি প্রকাশিত হয়েছে ন্যাচার জার্নালে। মস্তিষ্কের রক্ত প্রবাহ পরিমাপ করার জন্য বর্তমানে চিকিৎসা বিজ্ঞানে Transcranial Doppler Ultrasound(TCD) নামে এক ধরনের প্রযুক্তি আছে। ব্যথাহীনভাবে করা এই পরীক্ষা রক্ত প্রবাহ ছাড়াও মস্তিষ্কের ধমনীতে রক্ত জমাট বাঁধা কিনা দেখতে পারে।
এই পরীক্ষার সময় কিছু শব্দ তরঙ্গ মানুষের খুলির টিস্যুর মধ্যে প্রেরণ করা হয়। এই শব্দ তরঙ্গগুলি রক্তনালির মধ্যে রক্তকণিকার চলাচলকে প্রতিফলিত করে। এই সময় রেডিওলজিস্ট বা নিউরোলজিস্টরা চাইলে শব্দ তরঙ্গের গতি ও দিক পরিবর্তন করতে পারে। এই শব্দ তরঙ্গের ফলাফল একটি কম্পিউটার স্ক্রিনে দেখানোর মাধ্যমে পরীক্ষার ফলাফল লিপিবদ্ধ করা হয়।
TCD এর কিছু সীমাবদ্ধতাও রয়েছে। TCD পরীক্ষক নির্ভর। TCD করার সময় একজন অভিজ্ঞ পরীক্ষকের প্রয়োজন হয়। শব্দ তরঙ্গের গতি ও দিক ঠিক রাখা বা এর ফলাফল বিশ্লেষণ করা সাধারণ কারো পক্ষে সম্ভব না। ফলে পরীক্ষকের অভিজ্ঞতা ও দক্ষতার উপর ভিত্তি TCD এর ফলাফলের নির্ভুলতা নির্ভর করে। এছাড়া TCD এর মাধ্যমে দিনের একটা নির্দিষ্ট সময়ের অবস্থা পরীক্ষা করা যায়। TCD যখন করা হয় ঠিক তখন মস্তিষ্কের কি অবস্থা সেটাই ফুটে উঠে ফলাফলে। দিনের বাকী সময় কি অবস্থা সেগুলো বর্ণনা করতে পারে না।
TCD এর সীমাবদ্ধতাগুলো কাটিয়ে একধাপ এগিয়ে গেল বর্তমান প্রযুক্তি। শ্যাং জো এর গবেষকদলের তৈরি করা যন্ত্রটি এসব বাঁধাকে অতিক্রম করতে পেরেছে। তাদের পরিধানযোগ্য আল্ট্রাসাউন্ড প্যাঁচ একটি সহজেই বহনযোগ্য ও আরামদায়ক সমাধান, যা হাসপাতালে থাকার সময়ও ক্রমাগত পড়ে সামঞ্জস্যপূর্ণ ফলাফল নিয়ে আসে।
গবেষণার সহ লেখক সাঁই জো বলেন,
“এই প্যাঁচের ক্রমাগত পর্যবেক্ষণ ক্ষমতা বর্তমান প্রযুক্তির একটি গুরুত্বপূর্ণ সীমাবদ্ধতাকে নির্দেশ করে। সাধারণত, মস্তিষ্কের রক্ত প্রবাহ দিনের একটি নির্দিষ্ট সময়ে পরীক্ষা করে, যার মাধ্যমে দিনের বাকী সময় কি ঘটে তা জানা যায় না। পরিমাপ ও বাস্তবতার মধ্যে অনেক দূরত্ব থাকতে পারে। যদি একজন রোগী মধ্যরাতে স্ট্রোকে আক্রান্ত হয় তবে আমাদের যন্ত্রটি এমন তথ্য দিতে পারে যা সময়মতো সঠিক সিদ্ধান্ত নিতে অনেক গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা রাখবে।”
প্যাঁচটি সাধারণত একটি ডাক টিকিটের আকারের, যা সিলিকন ইলাস্টোমার বা সিলিকন রাবারের সাথে কয়েক স্তরের প্রসারিত ইলেক্ট্রনিক্স সংযুক্ত হয়ে তৈরি করা হয়। একটি স্তরে ছোট পাইজোইলেকট্রিক ট্রান্সডিউসারের একটি অ্যারে থাকে, যা বৈদ্যুতিকভাবে উদ্দীপিত হলে আল্ট্রাসাউন্ড তরঙ্গ তৈরি করে এবং মস্তিষ্ক থেকে প্রতিফলিত আল্ট্রাসাউন্ড তরঙ্গ গ্রহণ করে। পাইজোইলেকট্রিক ট্রান্সডিউসার হল একটি যন্ত্র যা পাইজোইলেকট্রিক ইফেক্ট ব্যবহার করে ত্বরণ, চাপ, তাপমাত্রা বা বলের পরিবর্তন পরিমাপ করে শক্তিকে বৈদ্যুতিক চার্জে রূপান্তরিত করে।
যন্ত্রের আরেকটি মূল উপাদান হল স্প্রিং আকৃতির তার দ্বারা তৈরি তমার জাল, যা ব্যবহারকারীর শরীর ও পরিবেশ থেকে প্রতিবন্ধকতা কমিয়ে সংকেত সংগ্রহ করে। বাকী স্তরগুলো স্থিতিস্থাপক ইলেকট্রোড নিয়ে গঠিত। ব্যবহার করার সময় প্যাচটি ক্যাবলের মাধ্যমে বৈদ্যুতিক উৎস ও কম্পিউটারের সাথে সংযুক্ত থাকে। ত্রিমাত্রিক দক্ষতা অর্জনের জন্য গবেষকরা যন্ত্রের সাথে দ্রুতগতির আল্ট্রাসাউন্ড ইমেজিং জুড়ে দেয়।
ফলশ্রুতিতে যেখানে সাধারণ আল্ট্রাসাউন্ড প্রতি সেকেন্ডে ৩০ টা ছবি ধারণ করতে পারে সেখানে দ্রুতগতির আল্ট্রাসাউন্ড হাজারের অধিক ছবি ধারণ করতে পারে। প্যাঁচের পাইজোইলেকট্রিক ট্রান্সডিউসার থেকে শক্তিশালী তথ্য সংগ্রহের জন্য এই উচ্চ ফ্রেম রেট দরকার হয়। এই তথ্যগুলো বিভিন্ন অ্যালগরিদম দ্বারা প্রক্রিয়াকরণ করে মস্তিষ্কের প্রধান ধমনীর আকার, কোণ, অবস্থানের ত্রিমাত্রিক ছবি তৈরি করে।
এই গবেষণায় প্যাচটির দক্ষতা যাচাই করার জন্য ৩৬ জন সুস্থ স্বেচ্ছাসেবকের উপর পরীক্ষা চালানো হয়। তাদের মস্তিষ্কের প্রধান ধমনীর রক্ত প্রবাহের বেগ, গড় প্রবাহ, সিস্টোলিক ও ডায়াস্টোলিক বেগ পরিমাপ করা হয়। অংশগ্রহণকারীদের রক্ত প্রবাহকে প্রভাবিত করে এমন সব কার্যক্রম করেও দেখা গেছে প্যাঁচের পরিমাপ প্রচলিত পরিমাপের সাথে মিলে যায়।
মোহাম্মদ রিফাতুল ইসলাম মারুফ / নিজস্ব প্রতিবেদক
তথ্যসূত্র: সায়েন্স ডেইলি, ইউএস সান ডিয়াগো টুডে
