শরীরের ভেতরে নেটওয়ার্কিং ওয়্যারেবলস এবং ইমপ্লান্টগুলিকে একসাথে কাজ করতে দিতে পারে

যোগাযোগের মাধ্যম হিসেবে শরীর

চিকিৎসা প্রযুক্তি দুই দশক ধরে দুটি স্বতন্ত্র পরিবারে বিভক্ত হয়েছে। ওয়্যারেবলস — প্যাচ, রিং, ঘড়ি এবং রিমোট-মনিটরিং ব্যান্ড — ত্বকের উপর বা ঠিক নিচে থাকে, যেখানে এগুলি চার্জ করা সহজ, প্রতিস্থাপন করা সহজ এবং ফোনের সাথে সংযোগ করা সহজ। ইমপ্লান্টেবলস — নিউরোস্টিমুলেটর, কার্ডিয়াক রিদম ডিভাইস, ড্রাগ-ডেলিভারি পাম্প এবং ডিপ-টিস্যু বায়োসেন্সর — সেখানে কাজ করে যেখানে প্রকৃত ক্লিনিকাল অ্যাকশন ঘটে, কিন্তু সেখানে পৌঁছানো কঠিন, প্রতিস্থাপন ব্যয়বহুল এবং ছোট ব্যাটারি ও কঠোর তাপীয় সীমাবদ্ধতার কারণে সীমাবদ্ধ। সায়েন্স (ভলিউম ৩৯৩, ইস্যু ৬৮১৮, পৃষ্ঠা ১৩২২–১৩২৮) এ প্রকাশিত একটি পেপার সেই দুই জগতের মধ্যে ব্যবধানকে সম্বোধন করে, একটি ইন-বডি নেটওয়ার্কিং সিস্টেম উপস্থাপন করে যা ওয়্যারেবল এবং ইমপ্লান্টেবল থেরাপিউটিকসকে বাহ্যিক হাবের মাধ্যমে নয় বরং সরাসরি একে অপরের সাথে যোগাযোগ করতে দেয়।

পার্থক্যটি প্রথমে যতটা মনে হতে পারে তার চেয়ে বেশি গুরুত্বপূর্ণ। বর্তমান সিস্টেমগুলির বেশিরভাগই প্রতিটি সংকেত বাইরের দিকে পাঠায়: একটি ইমপ্লান্ট একটি প্রোগ্রামারে রিপোর্ট করে, একটি ওয়্যারেবল একটি ফোনে রিপোর্ট করে, এবং দুটি ডেটা স্ট্রিম ক্লাউডে কোথাও মিলিত হয়। সেই আর্কিটেকচার লেটেন্সি যোগ করে, রোগীর একটি রিলে ডিভাইস বহনের উপর নির্ভর করে এবং সংযোগ বিচ্ছিন্ন হলে সুস্পষ্ট ব্যর্থতার মোড তৈরি করে।

কেন সরাসরি ডিভাইস-টু-ডিভাইস লিঙ্ক গুরুত্বপূর্ণ

দুটি পরিবারের ডিভাইস, একটি ক্লিনিকাল লক্ষ্য

ওয়্যারেবলস ধারাবাহিক, কম-বোঝার সেন্সিংয়ে দক্ষ: হার্ট রেট, গ্লুকোজ, নড়াচড়া, তাপমাত্রা, ত্বকের পরিবাহিতা। ইমপ্লান্টেবলস হস্তক্ষেপে দক্ষ: পেসিং, স্টিমুলেশন, ইনফিউশন। ক্লিনিক্যালভাবে, সবচেয়ে আকর্ষণীয় থেরাপিগুলি emerge করে যখন সেন্সিং এবং হস্তক্ষেপ একটি লুপে যুক্ত হয় — একটি ডিভাইস যা একটি শারীরবৃত্তীয় পরিবর্তন লক্ষ্য করে এবং কয়েক সেকেন্ডের মধ্যে এটির প্রতিক্রিয়া জানায়, একজন ক্লিনিশিয়ান বা একটি নেটওয়ার্ক রাউন্ড ট্রিপের জন্য অপেক্ষা না করে। সেই লুপ বন্ধ করার জন্য সেন্সিং উপাদান এবং অ্যাক্টিং উপাদানকে একে অপরের সাথে আলোচনা করতে হয়, এবং অনেক প্রস্তাবিত ডিজাইনে সেই দুটি উপাদান ত্বকের বাধার বিপরীত দিকে থাকে।

হোম ব্যবহার প্রয়োজনীয়তা পরিবর্তন করে

একটি হাসপাতালের প্রোগ্রামার বড়, মেইনস-চালিত এবং প্রশিক্ষিত কর্মীদের দ্বারা পরিচালিত হতে পারে। দৈনন্দিন জীবনের জন্য একটি সিস্টেম তা হতে পারে না। এটি অপ্রতিরোধ্য, নড়াচড়া এবং ভঙ্গির প্রতি সক্ষম এবং তত্ত্বাবধান ছাড়াই চালু রাখা নিরাপদ হতে হবে। এটি ডিজাইন সমস্যাটিকে কাঁচা ব্যান্ডউইথ থেকে নির্ভরযোগ্যতা, শক্তি দক্ষতা এবং প্রতিকূল পরিস্থিতিতে পূর্বানুমেয় আচরণের দিকে সরিয়ে দেয়।

পদার্থবিজ্ঞানের সমস্যা: টিস্যুর মাধ্যমে সংকেত প্রেরণ

মানব টিস্যু রেডিওর জন্য একটি প্রতিকূল মাধ্যম। এটি মূলত জল, এটি লবণাক্ত, এবং এর বৈদ্যুতিক পরিবাহিতা ফ্রিকোয়েন্সির সাথে বৃদ্ধি পায়, তাই সংকেতগুলি এমনভাবে ক্ষয়প্রাপ্ত এবং বিক্ষিপ্ত হয় যা ফ্রি-স্পেস লিঙ্ক বাজেট প্রত্যাশা করে না। মানবদেহও নড়াচড়া করে, আকার পরিবর্তন করে এবং ব্যক্তিদের মধ্যে ব্যাপকভাবে পরিবর্তিত হয় — শরীরের গঠন, ইমপ্লান্টের গভীরতা এবং ভঙ্গি সবই একটি লিঙ্কের আচরণ পরিবর্তন করে।

তাই প্রকৌশলীরা একটি নির্দিষ্ট শারীরিক বাহকের উপর স্থির না হয়ে বিভিন্ন ধরনের শারীরিক বাহক অন্বেষণ করেছেন। চিকিৎসা ব্যবহারের জন্য টিউন করা রেডিও স্কিমগুলি ডেটা রেটের বিনিময়ে অনুপ্রবেশ করে। আল্ট্রাসাউন্ড গভীরতর পৌঁছানো এবং আরও সংকীর্ণ স্থানিক সীমাবদ্ধতা প্রদান করে কিন্তু সতর্ক অ্যাকোস্টিক কাপলিং দাবি করে। গ্যালভানিক এবং অন্যান্য পরিবাহী পদ্ধতি টিস্যুকে নিজেই চ্যানেল হিসেবে ব্যবহার করে, যা স্বল্প দূরত্বে দক্ষ হতে পারে কিন্তু বর্তমান সীমা এবং ইলেক্ট্রোড আচরণ সম্পর্কে প্রশ্ন উত্থাপন করে। প্রতিটি বিকল্প রেঞ্জ, ব্যান্ডউইথ, শক্তি খরচ এবং নিয়ন্ত্রক নজিরের একটি ভিন্ন মিশ্রণ বহন করে, এবং ওয়্যারেবল এবং ইমপ্লান্ট বিস্তৃত একটি নেটওয়ার্কিং সিস্টেমকে সেগুলি মিটমাট করতে হবে বা সচেতনভাবে তাদের মধ্যে বেছে নিতে হবে।

শক্তি, তাপ এবং সবচেয়ে কঠোর সীমাবদ্ধতা

ইমপ্লান্টেড ডিভাইস ডিজাইনকে শক্তি বাজেটের চেয়ে বেশি কিছু আকার দেয় না। যে ব্যাটারি ইমপ্লান্ট করা যায় তা ছোট, এবং সেগুলি প্রতিস্থাপন করা সাধারণত আরেকটি পদ্ধতি মানে। যোগাযোগে ব্যয় করা প্রতিটি মিলিওয়াট থেরাপির জন্য অনুপলব্ধ একটি মিলিওয়াট, এবং প্রতিটি বর্জ্য তাপ এমন টিস্যুতে নষ্ট করতে হয় যা বেশি উষ্ণতা সহ্য করতে পারে না।

সেই সীমাবদ্ধতা ইন-বডি নেটওয়ার্কগুলিকে অসমতার দিকে ঠেলে দেয়। একটি ইমপ্লান্টেড নোড খুব কম এবং সংক্ষিপ্তভাবে প্রেরণ করতে পারে, শুধুমাত্র প্রয়োজনের সময় জাগ্রত হয়, যখন একটি বাহ্যিক ওয়্যারেবল — অনেক বড় ব্যাটারি এবং একটি পৃষ্ঠ যা বাতাসে তাপ ছড়াতে পারে — ভারী যোগাযোগের লোড বহন করে। শক্তি সংগ্রহ, তা গতি, তাপীয় গ্রেডিয়েন্ট বা বাহ্যিক ক্ষেত্র থেকে হোক, একটি প্রাথমিক কোষের পরিপূরক হতে পারে কিন্তু খুব কমই প্রতিস্থাপন করতে পারে। প্রকৃত ক্লিনিকাল ব্যবহারের জন্য একটি নেটওয়ার্কিং সিস্টেমকে তাই শক্তিকে প্রথম শ্রেণীর ডিজাইন ভেরিয়েবল হিসেবে বিবেচনা করতে হবে, পরবর্তী চিন্তা হিসেবে নয়।

নিরাপত্তা, গোপনীয়তা এবং নিয়ন্ত্রক ব্যবধান

একবার একটি ওয়্যারেবল এবং একটি ইমপ্লান্ট একে অপরের সাথে কথা বলতে পারলে, নিরাপত্তা পরিধি রোগীর ভিতরে চলে যায়। একটি প্রতিপক্ষ যে সেই লিঙ্কে কমান্ড ইনজেক্ট করতে সক্ষম সে আর কেবল ডেটা পড়ছে না; তারা থেরাপিকে প্রভাবিত করতে সক্ষম হতে পারে। ডিভাইসগুলির মধ্যে প্রমাণীকরণ, কমান্ডের জন্য অখণ্ডতা সুরক্ষা এবং একটি লিঙ্ক হারিয়ে গেলে সুন্দর অবক্ষয় সবই ঐচ্ছিক বৈশিষ্ট্যের পরিবর্তে নিরাপত্তা প্রয়োজনীয়তা হয়ে ওঠে।

গোপনীয়তা একই যুক্তি অনুসরণ করে। একটি ইমপ্লান্টেড সেন্সর থেকে ধারাবাহিক শারীরবৃত্তীয় ডেটা একজন ব্যক্তি তৈরি করতে পারে এমন সবচেয়ে সংবেদনশীল তথ্যের মধ্যে একটি, এবং একটি নেটওয়ার্ক যা এটি ডিভাইসগুলির মধ্যে স্থানান্তর করে নতুন পয়েন্ট তৈরি করে যেখানে এটি আটকানো বা ধরে রাখা যেতে পারে। বিভিন্ন এখতিয়ারের নিয়ন্ত্রকরা ইমপ্লান্টেবল এবং ওয়্যারেবল ডিভাইসগুলিকে ওভারল্যাপিং কিন্তু অভিন্ন নয় এমন কাঠামোর অধীনে বিবেচনা করে, এবং একটি সিস্টেম যা উভয় বিভাগকে বিস্তৃত করে সেই সীমানা জুড়ে অস্বস্তিকরভাবে বসে। এমন একটি লিঙ্ক কে যাচাই করে সে সম্পর্কে প্রশ্ন আশা করুন যা কোনও ডিভাইস প্রস্তুতকারকের সম্পূর্ণ নিয়ন্ত্রণে নেই।

স্ট্যান্ডার্ড, আন্তঃকার্যক্ষমতা এবং সামনের রাস্তা

পেপারটি এমন একটি জার্নালে প্রকাশিত হয়েছে যা সমাপ্ত পণ্যের চেয়ে মৌলিক কাজ প্রকাশ করতে tends, এবং একটি প্রদর্শিত ইন-বডি নেটওয়ার্কিং ধারণা এবং একটি হাসপাতাল যে ডিভাইস অর্ডার করতে পারে তার মধ্যে ব্যবধান বছরে পরিমাপ করা হয়। পথে বেশ কয়েকটি জিনিস ঘটতে হবে:

• আন্তঃকার্যক্ষমতা: বিভিন্ন প্রস্তুতকারকের ডিভাইসগুলিকে বিশেষ পেয়ারিং পদ্ধতি ছাড়াই একে অপরকে আবিষ্কার এবং বিশ্বাস করতে সক্ষম হতে হবে।
• যাচাইকরণ: লিঙ্ক পারফরম্যান্স রোগীর আকার, ইমপ্লান্টের গভীরতা এবং দৈনন্দিন ক্রিয়াকলাপ জুড়ে ধরে রাখতে হবে, কেবল বেঞ্চটপ ফ্যান্টমে নয়।
• নিয়ন্ত্রক স্পষ্টতা: নেটওয়ার্কের নিজের জন্য নিরাপত্তা মামলার মালিক কাউকে হতে হবে, কেবল এন্ডপয়েন্টের জন্য নয়।
• ক্লিনিকাল প্রমাণ: একটি থেরাপিউটিক লুপ বন্ধ করার জন্য বিদ্যমান কেয়ারের চেয়ে পরিমাপযোগ্য রোগীর উপকার দেখাতে হবে।

ভ্রমণের দিকটি স্পষ্ট। চিকিৎসা আরও সেন্সর এবং আরও অ্যাকচুয়েটর সংগ্রহ করছে, এবং মূল্য ক্রমবর্ধমানভাবে কোনও একক ডিভাইসে নয় বরং তারা একসাথে কাজ করে কিনা তার মধ্যে রয়েছে। একটি ইন-বডি নেটওয়ার্ক যা আমরা যা পরিধান করি তার সাথে আমরা যা ইমপ্লান্ট করি তা সংযুক্ত করে সেই সমন্বয়ের একটি পথ — এবং একটি অনুস্মারক যে পরবর্তী প্রজন্মের চিকিৎসা প্রযুক্তি তার উপাদানগুলির চেয়ে তাদের মধ্যে সংযোগ দ্বারা কম সংজ্ঞায়িত হতে পারে।

এই নিবন্ধটি সায়েন্স (AAAS) দ্বারা রিপোর্টিং উপর ভিত্তি করে। মূল নিবন্ধটি পড়ুন।