ഹെൽംഹോൾട്ട്സ് മ്യൂണിക്കിലെയും മ്യൂണിക്കിലെ സാങ്കേതിക സർവകലാശാലയിലെയും ഗവേഷകർ ക്ലിനിക്കൽ ഉപയോഗത്തിനായി ഉയർന്ന റെസല്യൂഷൻ ഒപ്റ്റോഅക്കൗസ്റ്റിക് ഇമേജിംഗ് മുന്നോട്ട് കൊണ്ടുപോകുന്നതിൽ ഗണ്യമായ പുരോഗതി കൈവരിച്ചിട്ടുണ്ട്.

സ്തനാർബുദം, ഡുചെന്നെ മസ്കുലർ ഡിസ്ട്രോഫി, കോശജ്വലന മലവിസർജ്ജന രോഗം തുടങ്ങിയ വിവിധ രോഗങ്ങളുമായി പോരാടുന്ന രോഗികൾക്ക് ഡീപ് എംബി എന്ന് പേരിട്ടിരിക്കുന്ന അവരുടെ ആഴത്തിലുള്ള പഠന ചട്ടക്കൂട് ഗണ്യമായ സാധ്യത കാണിക്കുന്നു. നേച്ചര് മെഷീന് ഇന്റലിജന്സ് ജേണലിലാണ് ഈ കണ്ടെത്തല് പ്രസിദ്ധീകരിച്ചത്.

രോഗങ്ങളെ മനസ്സിലാക്കുന്നതിനും തിരിച്ചറിയുന്നതിനും ശാസ്ത്രജ്ഞരും മെഡിക്കൽ പ്രൊഫഷണലുകളും അൾട്രാസൗണ്ട് അല്ലെങ്കിൽ എക്സ്-റേ പോലുള്ള ഇമേജിംഗ് ടെക്നിക്കുകളിലേക്ക് പതിവായി തിരിയുന്നു. എന്നിരുന്നാലും, പരിശോധിക്കുന്ന ടിഷ്യുവിന്റെ തരത്തെ ആശ്രയിച്ച് ഫലമായുള്ള ചിത്രങ്ങളുടെ റെസല്യൂഷനും ആഴവും പരിമിതപ്പെടുത്തുകയോ അപര്യാപ്തമാവുകയോ ചെയ്യാം.

താരതമ്യേന സമീപകാല രീതിയായ ഒപ്റ്റോഅകൗസ്റ്റിക് ഇമേജിംഗ്, അൾട്രാസൗണ്ട്, ലേസർ-ഇൻഡ്യൂസ്ഡ് ഒപ്റ്റിക്കൽ ഇമേജിംഗ് എന്നിവയുടെ തത്ത്വങ്ങളെ സമന്വയിപ്പിക്കുന്നു, കൂടാതെ സ്തനാർബുദം, ഡുചെന്നെ മസ്കുലർ ഡിസ്ട്രോഫി, കോശജ്വലന മലവിസർജ്ജന രോഗം എന്നിവയുൾപ്പെടെ വൈവിധ്യമാർന്ന രോഗങ്ങളുടെ ആക്രമണാത്മകമല്ലാത്ത വിലയിരുത്തൽ പ്രാപ്തമാക്കുന്ന ശക്തമായ മെഡിക്കൽ ഇമേജിംഗ് ഉപകരണമായി ഉയർന്നുവന്നു.

ഈ സാങ്കേതികവിദ്യ ക്ലിനിക്കൽ ആപ്ലിക്കേഷനുകൾക്ക് വളരെയധികം വാഗ്ദാനം നൽകുന്നുണ്ടെങ്കിലും, ഉയർന്ന നിലവാരമുള്ള ഇമേജുകൾ സൃഷ്ടിക്കുന്നതിന് വളരെയധികം സമയമെടുക്കുന്ന പ്രോസസ്സിംഗ് ആവശ്യകത കാരണം അതിന്റെ പ്രായോഗിക ഉപയോഗം തടസ്സപ്പെട്ടു.

ഈ വെല്ലുവിളിക്ക് മറുപടിയായി, ബയോ എഞ്ചിനീയറിംഗ് സെന്ററിലെയും ഹെൽംഹോൾട്ട്സ് മ്യൂണിക്കിലെ കമ്പ്യൂട്ടേഷണൽ ഹെൽത്ത് സെന്ററിലെയും ഒരു കൂട്ടം ഗവേഷകർ മ്യൂണിക്കിലെ സാങ്കേതിക സർവകലാശാലയുമായി സഹകരിച്ച് ഡീപ്എംബി എന്നറിയപ്പെടുന്ന ആഴത്തിലുള്ള പഠന ചട്ടക്കൂട് അവതരിപ്പിച്ചു. ഈ കണ്ടുപിടുത്തം തത്സമയം ഉയർന്ന നിലവാരമുള്ള ഒപ്റ്റോഅക്കൗസ്റ്റിക് ഇമേജുകൾ നേടാൻ ക്ലിനിക്കുകളെ പ്രാപ്തമാക്കും, ഇത് ഈ സാങ്കേതികവിദ്യയുടെ ക്ലിനിക്കൽ സ്വീകാര്യതയിൽ ഗണ്യമായ കുതിച്ചുചാട്ടത്തെ പ്രതിനിധീകരിക്കുന്നു.

ഹെൽംഹോൾട്ട്സ് മ്യൂണിക്കിലെയും മ്യൂണിക്കിലെ ടെക്നിക്കൽ യൂണിവേഴ്സിറ്റിയിലെയും പ്രൊഫസർ എൻട്സിയക്രിസ്റ്റോസും അദ്ദേഹത്തിന്റെ ഗവേഷണ സംഘവും തുടക്കത്തിൽ വികസിപ്പിച്ചെടുത്ത നൂതനമായ ഒപ്റ്റോഅക്കൗസ്റ്റിക് ഇമേജിംഗ് സാങ്കേതികതയായ മൾട്ടിസ്പെക്ട്രൽ ഒപ്റ്റോകൗസ്റ്റിക് ടോമോഗ്രാഫി (എംഎസ്ഒടി) ആണ് ഗവേഷണം കേന്ദ്രീകരിക്കുന്നത്. ഈ സാങ്കേതികവിദ്യ അവരുടെ സ്പിൻ-ഓഫ് കമ്പനിയായ ഐതെറ മെഡിക്കൽ ജിഎംബിഎച്ചുമായുള്ള തുടർച്ചയായ സഹകരണത്തിലൂടെ കൂടുതൽ വികസിപ്പിച്ചു, ഇത് വിതരണം ചെയ്യുകയും മെച്ചപ്പെടുത്തുകയും ചെയ്യുന്നു.

ഒരു മെറ്റീരിയൽ പ്രകാശം ആഗിരണം ചെയ്യുമ്പോൾ ശബ്ദ തരംഗങ്ങൾ സൃഷ്ടിക്കുന്ന ഒപ്റ്റോഅകൗസ്റ്റിക് ഇഫക്റ്റ് ഉപയോഗിച്ച് ഒരു എംഎസ്ഒടി സ്കാനർ പ്രവർത്തിക്കുന്നു. ഈ ശബ്ദ തരംഗങ്ങൾ ഉപകരണം പിടിച്ചെടുക്കുകയും പ്രത്യേക പുനർനിർമ്മാണ അൽഗോരിതങ്ങളിലൂടെ ചിത്രങ്ങളായി പരിവർത്തനം ചെയ്യുകയും തുടർന്ന് സ്കാനറിന്റെ മോണിറ്ററിൽ പ്രദർശിപ്പിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു.

നിർഭാഗ്യവശാൽ, തത്സമയം പ്രദർശിപ്പിക്കാൻ കഴിയുന്നത്ര വേഗത്തിൽ ചിത്രങ്ങൾ പുനർനിർമ്മിക്കാൻ കഴിയുന്ന ലളിതമായ അൽഗോരിതങ്ങൾക്ക് കുറഞ്ഞ നിലവാരമുള്ള ചിത്രങ്ങൾ മാത്രമേ നൽകാൻ കഴിയൂ, അതേസമയം ഉയർന്ന നിലവാരമുള്ള ചിത്രങ്ങൾ നിർമ്മിക്കാൻ കഴിയുന്ന കൂടുതൽ സങ്കീർണ്ണമായ അൽഗോരിതങ്ങൾക്ക് ഒരു ക്ലിനിക്കൽ ക്രമീകരണത്തിൽ പ്രായോഗികമായതിനേക്കാൾ കൂടുതൽ സമയമെടുക്കും.

ഇമേജ് ഗുണനിലവാരത്തിൽ വിട്ടുവീഴ്ച ചെയ്യാതെ വേഗതയേറിയ ഫലങ്ങൾക്കായി ഒപ്റ്റോഅകൗസ്റ്റിക് ഇമേജിംഗ് ത്വരിതപ്പെടുത്തി

പുതുതായി വികസിപ്പിച്ചെടുത്ത ന്യൂറൽ ശൃംഖലയായ ഡീപ് എംബി, അത്യാധുനിക അൽഗോരിതത്തേക്കാൾ ആയിരം മടങ്ങ് വേഗതയിൽ ഉയർന്ന നിലവാരമുള്ള ഒപ്റ്റോഅക്കൗസ്റ്റിക് ഇമേജുകൾ പുനർനിർമ്മിക്കാനുള്ള ശ്രദ്ധേയമായ കഴിവ് പ്രകടമാക്കുന്നു. ഈ നേട്ടത്തിന് ഉത്തരവാദിയായ പ്രധാന മുന്നേറ്റം ഡീപ് എംബിക്കായി സ്വീകരിച്ച പരിശീലന തന്ത്രത്തിലാണ്.

ഈ പരിശീലന തന്ത്രം ബന്ധപ്പെട്ട സിഗ്നലുകളിൽ നിന്ന് പുനർനിർമ്മിച്ച ഒപ്റ്റോഅകൗസ്റ്റിക് ഇമേജുകളുമായി ജോടിയാക്കിയ വൈവിധ്യമാർന്ന യഥാർത്ഥ ലോക ചിത്രങ്ങളിൽ നിന്ന് സമന്വയിപ്പിച്ച ഒപ്റ്റോഅകൗസ്റ്റിക് സിഗ്നലുകളുടെ ഉപയോഗത്തെ ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്നു.

ആർട്ടിഫിഷ്യൽ ഇന്റലിജൻസിലെ (എഐ) പ്രധാന വെല്ലുവിളികളിലൊന്നാണ് ഈ ചട്ടക്കൂട് അഭിസംബോധന ചെയ്യുന്നത്: സാമാന്യവൽക്കരണം. ഇതിനർത്ഥം, ലക്ഷ്യമിടുന്ന ശരീരത്തിന്റെ ഭാഗം അല്ലെങ്കിൽ രോഗം വിശകലനം ചെയ്യുന്നത് കണക്കിലെടുക്കാതെ, ഏതൊരു രോഗിയിൽ നിന്നും നേടിയ എല്ലാ സ്കാനുകളും ഡീപ്എംബിക്ക് കൃത്യമായി പുനർനിർമ്മിക്കാൻ കഴിയും.

Optoacoustic Tomography-യുടെ ക്ലിനിക്കൽ ആപ്ലിക്കേഷൻ സുഗമമാക്കൽ

ഡീപ് എംബി ഉപയോഗിച്ച്, ക്ലിനിക്കുകൾക്ക് ആദ്യമായി ഒപ്റ്റിമൽ എംഎസ്ഒടി ഇമേജ് ഗുണനിലവാരത്തിലേക്ക് നേരിട്ട് പ്രവേശനം ലഭിക്കും. ഇത് ഈ സാങ്കേതികവിദ്യയുടെ ഒരു വലിയ കുതിച്ചുചാട്ടത്തെ പ്രതിനിധീകരിക്കുന്നു, ക്ലിനിക്കൽ പഠനങ്ങളെ ക്രിയാത്മകമായി സ്വാധീനിക്കുകയും ആത്യന്തികമായി രോഗികൾക്ക് മികച്ച പരിചരണം ലഭിക്കാൻ സഹായിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു.

ഡീപ് എംബിയുടെ അടിസ്ഥാന തത്വങ്ങൾ വളരെ വഴക്കമുള്ളതാണ്, കൂടാതെ ഹെൽംഹോൾട്ട്സ് മ്യൂണിക്കിൽ നടന്നുകൊണ്ടിരിക്കുന്ന ഗവേഷണ ശ്രമങ്ങളുമായി യോജിച്ച് ഒപ്റ്റോഅകൗസ്റ്റിക് ഇമേജിംഗിലെ വിവിധ പുനർനിർമ്മാണ സാങ്കേതികതകളിലേക്ക് തടസ്സമില്ലാതെ സംയോജിപ്പിക്കാൻ കഴിയും.

അൾട്രാസൗണ്ട്, എക്സ്-റേ, മാഗ്നറ്റിക് റെസൊണൻസ് ഇമേജിംഗ് (എംആർഐ) എന്നിവയുൾപ്പെടെ മറ്റ് ഇമേജിംഗ് രീതികളിലേക്കും ഈ ചട്ടക്കൂട് വ്യാപിപ്പിക്കുമെന്ന് ഗവേഷകർ പ്രതീക്ഷിക്കുന്നു.

ജേണൽ റഫറൻസ്:

Dehner, C., et al. (2023). ശബ്ദത്തിന്റെ ക്രമീകരിക്കാവുന്ന വേഗതയുള്ള തത്സമയ ഒപ്റ്റോഅക്കൗസ്റ്റിക് ഇമേജ് പുനർനിർമ്മാണത്തിനുള്ള ഒരു ഡീപ് ന്യൂറൽ നെറ്റ്വർക്ക്. Nature Machine Intelligence. doi.org/10.1038/s42256-023-00724-3.

ഉറവിടം: https://www.helmholtz-munich.de/en