ಅಪಸ್ಮಾರ ನಮೂನೆಗಳ ಪತ್ತೆ ಹಾಗೂ ಇಇಜಿ ಅವಲೋಕನ: ಅಲ್ಗಾರಿದಂ ಅಭಿವೃದ್ಧಿ

ಉಲ್ಲಾಸ್ ಎಂ

ಮಿದುಳಿನ ಸ್ಕ್ಯಾನ್ ಗಳನ್ನು ಅರ್ಥೈಸಿಕೊಂಡು ಮೂರ್ಛೆರೋಗದ (ಫಿಟ್ಸ್) ಇರುವಿಕೆ ಹಾಗೂ ಅದು ಯಾವ ಮಾದರಿಯದ್ದು ಎಂಬುದನ್ನು ಪತ್ತೆ ಹಚ್ಚಲು ನೆರವಾಗುವ ಅಲ್ಗಾರಿದಂ ಅನ್ನು ಭಾರತೀಯ ವಿಜ್ಞಾನ ಸಂಸ್ಥೆಯ (ಐಐಎಸ್‌ಸಿ) ಸಂಶೋಧಕರು ಹೃಷಿಕೇಶದ ಏಮ್ಸ್ (ಎಐಐಎಂಎಸ್) ಸಹಭಾಗಿತ್ವದಲ್ಲಿ ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸಿದ್ದಾರೆ.

ಮೂರ್ಛೆರೋಗವು ನರವ್ಯವಸ್ಥೆಗೆ ಸಂಬಂಧಿಸಿದ ಒಂದು ಕಾಯಿಲೆಯಾಗಿರುತ್ತದೆ. ಇದು ಮಿದುಳಿನಲ್ಲಿ ಅತ್ಯಲ್ಪಾವಧಿಯಲ್ಲಿ ಹಠಾತ್ ವಿದ್ಯುತ್ ಕಂಪನಗಳನ್ನು ಭುಗಿಲೆಬ್ಬಿಸಿ ಸೆಳವುಗಳು, ಫಿಟ್ಸ್ ಹಾಗೂ ಗಂಭೀರ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳಲ್ಲಿ ಸಾವಿಗೆ ಎಡೆ ಮಾಡಿಕೊಡುತ್ತದೆ. ಮಿದುಳಿನಲ್ಲಿ ಹೀಗೆ ಅಡ್ಡಾದಿಡ್ಡಿಯಾಗಿ ಉಂಟಾಗುವ ವಿದ್ಯುತ್ ಕಂಪನಗಳ ಮೂಲವನ್ನು ಆಧರಿಸಿ ಅಪಸ್ಮಾರವನ್ನು ಕೇಂದ್ರೀಕೃತ ಅಪಸ್ಮಾರ (ಫೋಕಲ್ ಎಪಿಲೆಪ್ಸಿ) ಅಥವಾ ಸಾಮಾನ್ಯ ಅಪಸ್ಮಾರ (ಜನರಲೈಸ್ಡ್ ಎಪಿಲೆಪ್ಸಿ) ಎಂದು ವರ್ಗೀಕರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಮಿದುಳಿನಲ್ಲಿ ಉಂಟಾಗುವ ಈ ವಿದ್ಯುತ್ ಕಂಪನಗಳು ಬೇರೆ ಬೇರೆ ಕಡೆಗಳಲ್ಲಿ ಚದುರಿದಂತೆ ಇದ್ದರೆ ಅದನ್ನು ಸಾಮಾನ್ಯ ಅಪಸ್ಮಾರ ಎನ್ನಲಾಗುತ್ತದೆ.

“ಒಬ್ಬ ವ್ಯಕ್ತಿಯಲ್ಲಿ ಅಪಸ್ಮಾರ ಇರುವುದನ್ನು ಪತ್ತೆಹಚ್ಚಲು ನ್ಯೂರೋಫಿಜಿಯೋಲಜಿಸ್ಟ್ ಗಳು (ನರರೋಗ ತಜ್ಞರು) ಅಡಾದಿಡ್ಡಿ ಉಂಟಾಗುವ ವಿದ್ಯುತ್ ಕಂಪನಗಳನ್ನು ಗ್ರಹಿಸುವ ಇ.ಇ.ಜಿ.ಗಳನ್ನು (ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋ ಎನ್ಸಫೆಲೊಗ್ರಾಮ್) ಸ್ವಯಂ ಪರಿಶ್ರಮವಹಿಸಿ ಪರೀಕ್ಷಿಸಬೇಕಾಗುತ್ತದೆ. ಆದರೆ ಇ.ಇ.ಜಿ.ಗಳನ್ನು ಈ ರೀತಿ ತುಂಬಾ ಹೊತ್ತು ಪರೀಕ್ಷಿಸುವಾಗ ಬಳಲಿಕೆ ಉಂಟಾಗಿ ಕೆಲವೊಮ್ಮೆ ತಪ್ಪು ನಿರ್ಣಯಗಳು ಉಂಟಾಗುವ ಸಾಧ್ಯತೆ ಇರುತ್ತದೆ” ಎನ್ನುತ್ತಾರೆ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ ಸಿಸ್ಟಮ್ಸ್ ಎಂಜಿನಿಯರಿಂಗ್ ವಿಭಾಗದ (ಡಿಇಎಸ್ಇ) ಸಹಾಯಕ ಪ್ರಾಧ್ಯಾಪಕರಾದ ಹಾಗೂ ‘ಬಯೋಮೆಡಿಕಲ್ ಸಿಗ್ನಲ್ ಪ್ರೊಸೆಸಿಂಗ್ ಅಂಡ್ ಕಂಟ್ರೋಲ್‘ನಲ್ಲಿ ಪ್ರಕಟವಾಗಿರುವ ಅಧ್ಯಯನ ವರದಿಯ ಸಹ-ಲೇಖಕರಾದ ಹಾರ್ದಿಕ್ ಜೆ ಪಾಂಡ್ಯ. ಸಾಮಾನ್ಯ ವ್ಯಕ್ತಿಗಳ ಇ.ಇ.ಜಿ.ಗಳು ಹಾಗೂ ಅಪಸ್ಮಾರ ಇರುವವರ ಇ.ಇ.ಜಿ.ಗಳ ನಡುವಿನ ವ್ಯತ್ಯಾಸವನ್ನು ಗುರುತಿಸುವುದು ತಜ್ಞರ ಗುರಿಯಾಗಿರುತ್ತದೆ. ಇದರ ಜೊತೆಗೆ ಅಭಿವೃದ್ಧಿಗೊಳಿಸಲಾದ ಅಲಗಾರಿದ ಅಲ್ಗಾರಿದಂ ಅಪಸ್ಮಾರದ ಮಾದರಿಗಳನ್ನು ಪತ್ತೆಹಚ್ಚುವ ಪ್ರಯತ್ನಗಳನ್ನು ಮಾಡುತ್ತದೆ. ನ್ಯೂರಾಲಜಿಸ್ಟ್ ಗಳ ಕಾರ್ಯ ಕ್ಷಮತೆಯನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸಿ, ಅವರಿಗೆ ತ್ವರಿತವಾಗಿ ಸ್ವಯಂಚಾಲಿತ ಪರೀಕ್ಷೆ ಮತ್ತು ರೋಗದೃಢೀಕರಣಕ್ಕೆ ಸಹಕಾರಿಯಾಗುವುದು ನಮ್ಮ ಅಧ್ಯಯನದ ಉದ್ದೇಶ ಎಂದೂ ಅವರು ಹೇಳುತ್ತಾರೆ.

ತಾವು ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸಿರುವ ಅಲ್ಗಾರಿದಂ ಇ.ಇ.ಜಿ. ದತ್ತಾಂಶಗಳನ್ನು ಅವಲೋಕಿಸಿ ವಿದ್ಯುತ್ ಕಂಪನಗಳ ನಮೂನೆಗಳನ್ನು ಆಧರಿಸಿ ಅಪಸ್ಮಾರದ ಇರುವಿಕೆಯನ್ನು ಪತ್ತೆ ಹಚ್ಚುತ್ತದೆ. ಆರಂಭಿಕ ತರಬೇತಿಯ ನಂತರ ವಿದ್ಯುತ್ ಕಂಪನಗಳ ನಮೂನೆಗಳನ್ನು ಆಧರಿಸಿ ಅತ್ಯಂತ ಹೆಚ್ಚಿನ ನಿಖರತೆಯೊಂದಿಗೆ ಒಬ್ಬ ವ್ಯಕ್ತಿಯು ಅಪಸ್ಮಾರವನ್ನು ಹೊಂದಿದ್ದಾನೋ ಅಥವಾ ಇಲ್ಲವೋ ಎಂಬುದನ್ನು ಗುರುತಿಸುತ್ತದೆ ಎಂಬುದು ತಜ್ಞರ ವಿವರಣೆ.

ಅಲ್ಗಾರಿದಂ ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸಿ ತರಬೇತಿಗೊಳಿಸಲು ಮೊದಲಿಗೆ ಸಂಶೋಧಕರು ಹೃಷಿಕೇಶದ ಏಮ್ಸ್ ನಿಂದ ಸಂಗ್ರಹಿಸಿದ 88 ಜನರ ಇ.ಇ.ಜಿ. ದತ್ತಾಂಶಗಳನ್ನು ಪರಿಶೀಲಿಸಿದರು. ಪ್ರತಿ ವ್ಯಕ್ತಿಯನ್ನು ಎರಡು ಅವಧಿಗೆ ವಿಂಗಡಿಸಲಾದ ಒಟ್ಟು 45 ನಿಮಿಷಗಳ ಇ.ಇ.ಜಿ. ಪರೀಕ್ಷೆಗೆ ಒಳಪಡಿಸಲಾಗಿತ್ತು. ಆರಂಭಿಕ 10 ನಿಮಿಷಗಳಲ್ಲಿ ವ್ಯಕ್ತಿಯು ಎಚ್ಚರಿಕೆಯಿಂದ ಇದ್ದು, ಈ ಅವಧಿಯು ಫೋಟೋಯಿಕ್ ಸ್ಟಿಮ್ಯುಲೇಶನ್ ಮತ್ತು ಹೈಪರ್ ವೆಂಟಿಲೇಶನ್ ಗಳನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿರುತ್ತಿತ್ತು. ಇದಾದ ನಂತರದ 35 ನಿಮಿಷಗಳ ಎರಡನೇ ಅವಧಿಯಲ್ಲಿ ಪರೀಕ್ಷಾರ್ಥಿಗಳಿಗೆ ನಿದ್ದೆ‌ ಮಾಡಲು ಸೂಚಿಸಲಾಗುತ್ತಿತ್ತು. ಇದಾದ ಮೇಲೆ ತಜ್ಞರು ದತ್ತಾಂಶವನ್ನು ವಿಶ್ಲೇಷಿಸಿ ಅದನ್ನು ತೀವ್ರ ಕಂಪನಗಳು, ಸ್ಪೈಕ್ ಗಳು ಹಾಗೂ ಮಂದಗತಿಯ ಅಲೆಗಳು ಎಂದು ವರ್ಗೀಕರಿಸಿದರು. ಯಾವುದೇ ಕಂಪನವು ಅತ್ಯಂತ ಅವಧಿಯಲ್ಲಿ (ಸುಮಾರು 70 ಮಿಲಿ ಸೆಕೆಂಡುಗಳು) ಮೇಲಕ್ಕೆ ಏರಿ ಹಠಾತ್ ಕುಸಿದರೆ ಅದನ್ನು ಸ್ಪೈಕ್ ಎಂದು, ಇದು ಸ್ವಲ್ಪ ಹೆಚ್ಚಿನ ಅವಧಿಯಲ್ಲಿ (250 ಮಿಲಿ ಸೆಕೆಂಡುಗಳಲ್ಲಿ) ಸಂಭವಿಸಿದರೆ ತೀವ್ರ ಕಂಪನವೆಂದು ಹಾಗೂ ಇನ್ನೂ ಹೆಚ್ಚಿನ ಅವಧಿ (ಸುಮಾರು 400 ಮಿಲಿ ಸೆಕೆಂಡುಗಳು) ತೆಗೆದುಕೊಂಡರೆ ಮಂದಗತಿಯ ಅಲೆಗಳು ಎಂದು ಗುರುತಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ.

Approach to detect and classify epileptic seizures (Credit: Rathin K Joshi)

ಅಪಸ್ಮಾರ ಇರುವ ವ್ಯಕ್ತಿಗಳಲ್ಲಿ ಆರೋಗ್ಯವಂತ ವ್ಯಕ್ತಿಗಳಿಗಿಂತ ವಿಭಿನ್ನ ರೀತಿಯ ವಿನ್ಯಾಸಗಳು ಕಂಡುಬರುತ್ತವೆ. ಸಂಶೋಧಕರು ಒಟ್ಟಾರೆ ತೀವ್ರ ಅಲೆಗಳ ಲೆಕ್ಕಾಚಾರ ಹಾಕಬಲ್ಲ (ಕ್ಯುಮುಲೇಟಿವ್ ಶಾರ್ಪ್ ಕೌಂಟ್) ಅಲ್ಗಾರಿದಂ ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸಿದ್ದಾರೆ. ಇದರ ಮಾಪನಂಕವು ಹೆಚ್ಚಿಗೆ ಇದ್ದಷ್ಟೂ ವ್ಯಕ್ತಿಗೆ ಅಪಸ್ಮಾರಾದ ಸಾಧ್ಯತೆ ಹೆಚ್ಚಾಗಿರುತ್ತದೆ. ಹಾಗೆಯೇ, ಸ್ಪೈಕ್ ಗಳು ಹಾಗೂ ತೀವ್ರವಾಗಿ ಬಾಗಿದ ರೇಖೆಗಳ ಕೆಳಗಿನ ಒಟ್ಟು ವಿಸ್ತೀರ್ಣದ ಲೆಕ್ಕಾಚಾರದ ಆಧಾರದ ಮೇಲೆ, ವ್ಯಕ್ತಿಗೆ ಇರುವುದು ಕೇಂದ್ರೀಕೃತ ಅಪಸ್ಮಾರವೋ ಅಥವಾ ಸಾಮಾನ್ಯ ಅಪಸ್ಮಾರವೋ ಎಂಬುದನ್ನು ಕೂಡ ನಿರ್ಧರಿಸಬಹುದು. ಆ ಪ್ರಕಾರ, ಹೆಚ್ಚಿನ ಮಾಪನಾಂಕವು ಸಾಮಾನ್ಯ ಅಪಸ್ಮಾರವನ್ನು ಹಾಗೂ ಕಡಿಮೆ ಮಾಪನಾಂಕವು ಕೇಂದ್ರೀಕೃತ ಆಪಸ್ಮಹಾರವನ್ನು ಸೂಚಿಸುತ್ತದೆ. ಇದರ ಜೊತೆಗೆ, ತಮ್ಮ ಅಧ್ಯಯನವು ಕ್ಯುಮುಲೇಟಿವ್ ಸ್ಪೈಕ್ ಕೌಂಟ್ ಆಧರಿಸಿ ‘ಆಬ್ಸೆನ್ಸ್ ಸೀಸರ್ಸ್’ (ಅತ್ಯಲ್ಪ ಅವಧಿಗೆ ಹಠಾತ್ ಪ್ರಜ್ಞಾಶೂನ್ಯತೆ ಉಂಟಾಗುವುದು. ಈ ಸೆಳವುಗಳು ಗಂಭೀರವಾಗಿದ್ದು ಮಾರಣಾಂತಿಕವಾಗಿರುತ್ತವೆ) ಗುರುತಿಸುವುದಕ್ಕೂ ಸಹಕಾರಿ ಎನ್ನುತ್ತಾರೆ ಅಧ್ಯಯನಕಾರರು.

ಸಂಶೋಧಕರ ತಂಡದವರು ಈ ಅಲ್ಗಾರಿದಂ ಅನ್ನು ಯಾವ ರೀತಿಯ ಅಪಸ್ಮಾರ ಇದೆ ಎಂದು ಗುರುತಿಸಲಾಗಿರುವ ವ್ಯಕ್ತಿಗಳ ಇ.ಇ.ಜಿ. ದತ್ತಾಂಶಗಳೊಂದಿಗೂ ಹೋಲಿಕೆ ಮಾಡಿ ಪರೀಕ್ಷಿಸಿದ್ದಾರೆ. ಹೀಗೆ ಮಾಡಿದಾಗ ಶೇಕಡಾ 92 ರಷ್ಟು ಪ್ರಕರಣಗಳಲ್ಲಿ ವರ್ಗಿಕರಣ ಸರಿಯಾಗಿರುವುದು ದೃಢಪಟ್ಟಿದೆ.

ಈ ಅಲ್ಗಾರಿದಂ ಅವನ್ನು ಪರಿಷ್ಕರಿಸಿ ಇನ್ನಷ್ಟು ಸದೃಢಗೊಳಿಸಲು ಹೆಚ್ಚು ವ್ಯಕ್ತಿಗಳ ಇ.ಇ.ಜಿ.ಗಳೊಂದಿಗೆ ಪರೀಕ್ಷೆ ಮುಂದುವರಿಸುತ್ತೇವೆ ಎನ್ನುತ್ತಾರೆ ಡಿಎಸ್ಇಎಸ್ ಪಿ ಎಚ್.ಡಿ. ವಿದ್ಯಾರ್ಥಿ ಹಾಗೂ ಈ ಅಧ್ಯಯನದ ಮೊದಲ ಲೇಖಕ ರತಿನ್ ಕೆ ಜೋಷಿ.

ಪ್ರಸ್ತುತ ಇದರ ಪೇಟೆಂಟ್ ಗೆ ಅರ್ಜಿ ಸಲ್ಲಿಸಲಾಗಿದ್ದು ಹೃಷಿಕೇಶದ ಏಮ್ಸ್ ತಜ್ಞ ವೈದ್ಯರು ಅಲ್ಗಾರಿದಂ ನ ವಿಶ್ವಾಸಾರ್ಹತೆಯನ್ನು ಪರೀಕ್ಷಿಸುವುದರಲ್ಲಿ ನಿರತರಾಗಿದ್ದಾರೆ.

ಉಲ್ಲೇಖ:

ಜೋಷಿ ಆರ್ ಕೆ, ಕುಮಾರ್ ವಿ, ಅಗರ್ ವಾಲ್ ಎಂ, ರಾವ್ ಎ, ಮೋಹನ್ ಎಲ್, ಜಯಚಂದ್ರ ಎಂ, ಪಾಂಡ್ಯ ಎಚ್ ಐ Spaciotemporal analysis of interictal EEG for automatic seizure detection and classification, Biomedical Signal Processing and Control (2022)

https://doi.org/10.1016/j.bspc.2022.104086

ಸಂಪರ್ಕಿಸಿ:

ಹಾರ್ದಿಕ್ ಜೆ ಪಾಂಡ್ಯ
ಸಹಾಯಕ ಪ್ರಾಧ್ಯಾಪಕರು
ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ ಸಿಸ್ಟಮ್ಸ್ ಎಂಜಿನಿಯರಿಂಗ್ ವಿಭಾಗ (ಡಿಇಎಸ್ಇ)
ಭಾರತೀಯ ವಿಜ್ಞಾನ ಸಂಸ್ಥೆ (ಐಐಎಸ್‌ಸಿ)
ಇ-ಮೇಲ್: hjpandya@iisc.ac.in
ಫೋನ್ +91 80 22933084

ವೆಬ್ ಸೈಟ್: https://labs.dese.iisc.ac.in/ beeslab/beeslab_teams/dr-hardik-j-pandya/

ಪತ್ರಕರ್ತರ ಗಮನಕ್ಕೆ:

1) ಈ ಪತ್ರಿಕಾ ಪ್ರಕಟಣೆಯ ಯಾವುದಾದರೂ ಭಾಗವನ್ನು ಯಥಾವತ್ತಾಗಿ ಪ್ರಕಟಿಸಿದರೆ ದಯವಿಟ್ಟು, “ಕೃಪೆ: ಐಐಎಸ್‌ಸಿ ಪತ್ರಿಕಾ ಪ್ರಕಟಣೆ” ಎಂದು ಉಲ್ಲೇಖಿಸಿ.
2) ಐಎಎಸ್‌ಸಿ ಪತ್ರಿಕಾ ಪ್ರಕಟಣೆಗಳ ಬಗ್ಗೆ ಯಾವುದೇ ಪ್ರಶ್ನೆಗಳಿದ್ದರೆ, ದಯವಿಟ್ಟು news@iisc.ac.in ಅಥವಾ pro@iisc.ac.inಗೆ ಬರೆಯಿರಿ.