कैसे एआई-संचालित इम्प्लांट ओपियोइड दर्द निवारकों की जगह ले सकते हैं

दीर्घकालिक दर्द और उसकी चुनौतियों को समझना

Modern anesthesia and pain medications have helped alleviate what was one of medicine’s most unsolvable problems: pain.

हालांकि, यह केवल आंशिक रूप से सत्य है दीर्घकालिक दर्द के लिए, जो विश्व स्तर पर सैकड़ों मिलियन लोगों को प्रभावित करता है। according to the U.S. Pain Foundation, 51.6 मिलियन अमेरिकियों को दीर्घकालिक दर्द है। 17 मिलियन से अधिक रोगियों के लिए, उनका दीर्घकालिक दर्द उच्च प्रभाव वाला है, जो अक्सर उनके जीवन या कार्य गतिविधियों को सीमित करता है।

जब दर्द का कारण कोई विशिष्ट क्षण नहीं, बल्कि दोहराने वाली समस्या होती है, तो रासायनिक उपचार का सही ढंग से काम करना बहुत कठिन हो सकता है।

एक समस्या यह है कि शरीर दवाओं के प्रति अनुकूल हो जाता है, और वे धीरे-धीरे प्रभावशीलता खो देते हैं, जिससे रोगियों को समय के साथ खुराक बढ़ाने के लिए मजबूर होना पड़ता है, या बिना किसी अच्छे विकल्प के पीड़ित रहना पड़ता है।

एक और मुद्दा यह है कि मजबूत दर्द निवारक आमतौर पर ओपियोइड वर्ग के होते हैं, जो निर्भरता पैदा करने के लिए जाने जाते हैं।

ओपियोइड संयुक्त राज्य अमेरिका में ही सालाना कम से कम 40 मिलियन रोगियों को लिखे जाते हैं। प्रत्येक वर्ष, वे तीव्र दर्द में 85,000+ रोगियों में लत (ओपियोइड उपयोग विकार) उत्पन्न करते हैं, और 10% बाद में दीर्घकालिक ओपियोइड उपयोग विकसित करते हैं।

ऐसे स्तर की लत समाज के लिए अत्यधिक महंगी है, जिसका अनुमान केवल संयुक्त राज्य में ही वार्षिक $180 बिलियन खर्च के रूप में लगाया गया है।

इसी कारण गैर-ओपियोइड दवाएं, या गैर-रासायनिक दर्द दवाएं, लाखों लोगों के लिए जीवन बदलने वाला चिकित्सा उपचार हो सकती हैं, और संभावित रूप से दशकों बिलियन डॉलर के बाजार का प्रतिनिधित्व कर सकती हैं।

एक उदाहरण है Vertex Pharmaceuticals (VRTX ), जिसके पास एक नई वर्ग की दर्द दवा है जो लत नहीं पैदा कर सकती, जो 2025 में ही स्वीकृत हुई है। फंगस-उत्पन्न दर्द निवारक भी एक दिन विकल्प हो सकते हैं।

साउथर्न कैलिफ़ोर्निया विश्वविद्यालय, नेशनल चिन-यी टेक्नोलॉजी विश्वविद्यालय (ताइवान), कैलिफ़ोर्निया विश्वविद्यालय, और सैन डिएगो स्टेट विश्वविद्यालय के शोधकर्ता एक इम्प्लांटेबल वायरलेस इलेक्ट्रॉनिक स्टिम्युलेटर पर काम कर रहे हैं, जो बिना किसी दवा के दर्द को कम करने में मदद कर सकता है।

उन्होंने अपने परिणाम Nature Electronics¹ में प्रकाशित किए, शीर्षक “व्यक्तिगत दीर्घकालिक दर्द प्रबंधन के लिए प्रोग्रामेबल और स्व-अनुकूल अल्ट्रासोनिक वायरलेस इम्प्लांट” के तहत।

विद्युत इम्प्लांट दर्द संकेतों को कैसे बाधित करते हैं

मूल रूप से, दर्द “सिर्फ” एक विद्युत संकेत है जो नस द्वारा मस्तिष्क की ओर ले जाया जाता है। दुर्भाग्यवश, विकास ने इस संकेत को बहुत अप्रिय बना दिया है, और ऐसा संकेत जिसे हम बस अनदेखा नहीं कर सकते। इसलिए ओपियोइड जैसी दवाओं की आवश्यकता होती है, जो मस्तिष्क में दर्द संकेत की प्राप्ति को धुंधला करने की कोशिश करती हैं।

एक वैकल्पिक विकल्प है विद्युत संकेत स्वयं में सीधे हस्तक्षेप करना। यह इम्प्लांटेबल इलेक्ट्रिकल स्टिम्युलेटर का वादा है, जो सीधे रीढ़ की हड्डी को उत्तेजित करके दर्द संकेतों को मस्तिष्क तक पहुंचने से रोकते हैं।

दुर्भाग्यवश, इन उपकरणों को उच्च लागत, आक्रामक सर्जरी की आवश्यकता, हार्डवायर बैटरियों और बार-बार बैटरी बदलने की आवश्यकता जैसी कई तकनीकी कमियों के कारण व्यापक अपनाने नहीं मिला है।

इसी कारण शोधकर्ताओं द्वारा आविष्कारित नया उपकरण, जो लचीला और वायरलेस रूप से रिचार्जेबल है, एक संभावित गेम चेंजर है।

स्रोत: Viterbi School

पाइज़ोइलेक्ट्रिक वायरलेस चार्जिंग: एक गेम चेंजर

जैसे कि नियमित बैटरी प्रतिस्थापन पिछले दर्द के लिए विद्युत स्टिम्युलेटर के सबसे समस्याग्रस्त हिस्सों में से एक रहा है, जिसके लिए नियमित अतिरिक्त सर्जरी की आवश्यकता होती है, यह शोधकर्ताओं के कार्य का केंद्र रहा है।

विचार यह है कि यांत्रिक तरंगों को पाइज़ोइलेक्ट्रिक प्रभाव कहलाने वाली घटना के माध्यम से विद्युत संकेतों में परिवर्तित किया जाए।

उन्होंने लीड ज़िरकोनेट टाइटेनेट (PZT) से बना एक लघु पाइज़ोइलेक्ट्रिक तत्व उपयोग किया, जो आने वाली अल्ट्रासाउंड ऊर्जा को उत्तेजना के लिए आवश्यक विद्युत शक्ति में बदलने के लिए अत्यधिक कुशल सामग्री है।

अल्ट्रासाउंड चिकित्सा उपकरणों के लिए एक अच्छा विकल्प है, क्योंकि यह शरीर के भीतर गहराई तक ऊर्जा ले जा सकता है बिना नुकसान पहुंचाए।

यह चिकित्सा उपकरणों के क्षेत्र में एक ट्रेंडी विचार है, जिसमें एक और अल्ट्रासाउंड-चालित इम्प्लांट, इस बार पेसमेकर के लिए, जून 2025 में कोरियाई शोधकर्ताओं की टीम द्वारा भी घोषित किया गया था।

“यह ऊर्जा-परिवर्तित प्रकार गहरी उत्तेजना के लिए महत्वपूर्ण है, क्योंकि अल्ट्रासाउंड क्लिनिकल और चिकित्सा क्षेत्रों में एक गैर-आक्रामक और अत्यधिक प्रवेश करने वाली ऊर्जा है।

वायरलेस अल्ट्रासोनिक ऊर्जा स्थानांतरण और एक बंद-लूप फीडबैक सिस्टम का उपयोग करके, यह UIWI स्टिम्युलेटर बड़े इम्प्लांटेड बैटरियों की आवश्यकता को समाप्त करता है और वास्तविक समय, सटीक रूप से समायोज्य दर्द मॉड्यूलेशन की अनुमति देता है।

Yushun Zeng – PhD Student

दर्द नियंत्रण के लिए एआई और न्यूरल नेटवर्क का उपयोग

UIWI स्टिम्युलेटर स्वयं लचीला, मोड़ने योग्य, और घुमाने योग्य है, जिससे रीढ़ की हड्डी पर इष्टतम स्थान निर्धारण संभव होता है।

स्रोत: Viterbi School

यह काम विद्युत उत्तेजना का उपयोग करके उन संकेतों को पुनः संतुलित करके करता है जो दर्द को प्रसारित और रोकते हैं, प्रभावी रूप से दर्द की अनुभूति को दबाते हैं।

प्रयोगशाला चूहों पर उपकरणों का परीक्षण करते हुए, शोधकर्ताओं ने यांत्रिक उत्तेजनाओं और तीव्र तापीय उत्तेजनाओं दोनों से उत्पन्न दीर्घकालिक न्यूरोपैथिक दर्द को सफलतापूर्वक कम किया।

और भी, यह उपकरण अनुकूलनशील है, जो वास्तविक दर्द की मात्रा के अनुसार अपनी “विद्युत उपचार” को नियंत्रित करता है।

“वास्तव में इस उपकरण को अलग बनाता है इसकी वायरलेस, स्मार्ट और स्व-अनुकूल क्षमता दर्द प्रबंधन के लिए।

हम मानते हैं कि यह फार्माकोलॉजिकल योजनाओं और पारम्परिक विद्युत उत्तेजना तरीकों को बदलने की बड़ी संभावनाएं प्रदान करता है, जो दर्द शमन की क्लिनिकल जरूरतों के साथ संरेखित है।

Qifa Zhou – Professor of Ophthalmology at the Keck School of Medicine of USC

यह ResNet-18 नामक न्यूरल नेटवर्क का उपयोग करके किया गया, और लगातार मस्तिष्क रिकॉर्डिंग्स की निगरानी करके, विशेष रूप से इलेक्ट्रोएन्सेफैलोग्राम (EEG) संकेतों की, जो रोगी के दर्द स्तर को दर्शाते हैं।

न्यूरल नेटवर्क इन मस्तिष्क संकेतों का विश्लेषण करता है और दर्द को तीन अलग-अलग स्तरों में वर्गीकृत करता है: हल्का दर्द, मध्यम दर्द, और तीव्र दर्द। यह एआई मॉडल इन दर्द स्थितियों के बीच अंतर करने में 94.8% समग्र सटीकता का दावा करता है।

एक बार दर्द स्तर पहचान लिया जाने पर, पहनने योग्य अल्ट्रासाउंड ट्रांसमीटर स्वचालित रूप से वह ध्वनिक ऊर्जा समायोजित करता है जिसे वह प्रसारित करता है। ध्वनिक ऊर्जा विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित हो जाती है, जो रीढ़ की हड्डी को उत्तेजित करती है।

स्रोत: ResearchGate

यह एक बंद-लूप प्रणाली बनाता है जो वास्तविक समय, व्यक्तिगत दर्द प्रबंधन प्रदान करती है।

क्योंकि ऊर्जा संचरण इन्फ्रासाउंड के माध्यम से होता है, इसलिए रीढ़ के आसपास प्रारंभिक इम्प्लांट के बाद आगे की किसी सर्जरी की आवश्यकता नहीं है, और शक्ति स्तर को इन्फ्रासाउंड तीव्रता द्वारा वास्तविक समय में समायोजित किया जा सकता है।

“क्लिनिकल दृष्टिकोण से, डीप लर्निंग-आधारित दर्द मूल्यांकन को शामिल करना गतिशील व्याख्या और बदलते दर्द स्थितियों के प्रति प्रतिक्रिया को सक्षम बनाता है, जो रोगी-विशिष्ट विविधता को समायोजित करने के लिए आवश्यक है।”

Chen Gong

एआई दर्द इम्प्लांट के लिए आगे क्या है?

चूंकि यह उपकरण न्यूरल नेटवर्क द्वारा नियंत्रित है, इसे प्रत्येक रोगी की विशिष्ट तंत्रिका प्रणाली के अनुसार अनुकूलित किया जा सकता है, बजाय सभी के लिए एक समान समाधान खोजने के। स्वयं में, यह दर्द शमन के सामान्य चिकित्सा प्रोटोकॉल से एक मूलभूत परिवर्तन है।

अगला कदम इम्प्लांट डिजाइन को और भी बेहतर बनाना होगा, विशेष रूप से इसे और छोटा बनाना, जिससे इम्प्लांटेशन की आक्रामकता कम हो। आदर्श रूप में, यह एक दिन केवल सुई के साथ इंजेक्ट किया जा सकता है।

पहनने योग्य अल्ट्रासाउंड डिवाइस भी स्वयं वायरलेस बन सकता है, या यहां तक कि एक पहनने योग्य अल्ट्रासाउंड एरे पैच भी बन सकता है।

इस प्रणाली का नियंत्रण संभवतः इस तकनीक के व्यावसायिक संस्करण के लिए स्मार्टफ़ोन पर स्थानांतरित किया जाना चाहिए, जिससे रोगी को अधिक व्यक्तिगतकरण और नियंत्रण का स्तर मिल सके।

हेल्थटेक में निवेश

Philips एक प्रसिद्ध छोटे इलेक्ट्रॉनिक्स उपभोक्ता ब्रांड (शेवर, इलेक्ट्रिक टूथब्रश) है, जो स्वास्थ्य देखभाल में भी समान रूप से सक्रिय है। उदाहरण के लिए, यह 2022 में यूरोप में MedTech पेटेंट फाइलिंग के लिए #1 था। यह पहनने योग्य उपकरणों से लेकर इमेजिंग, रेस्पिरेटर और मेडिकल रोबोट तक जुड़े मेडिकल उत्पादों में सक्रिय है।

कंपनी अर्धचालकों (जिसमें मैग्लेव तकनीक शामिल है) और हाई-टेक/रोबोटिक्स/ऑटोमेशन में भी सक्रिय है, जहाँ प्रत्येक गतिविधि एक सामान्य तकनीकी आधार साझा करती है।

स्रोत: Philips

Philips हृदय, श्वसन, और गतिविधि मीट्रिक्स के लिए पहनने योग्य उपकरण प्रदान करता है। इसके सेंसर स्मार्टवॉच, स्वास्थ्य मॉनिटर, मेडिकल पैच, और एक्टिविटी ट्रैकर में एकीकृत किए जा सकते हैं।

बायोकम्पैटिबल सेंसर, अर्धचालक, और वायरलेस समाधान में Philips की विशेषज्ञता इसे वायरलेस चार्जिंग वाले उन्नत मेडिकल इम्प्लांट्स में एक नेता बना सकती है।

मेडिकल डिवाइस के लिए, Philips साझेदारी समाधान को प्राथमिकता देता है, जहाँ यह तृतीय पक्षों के लिए उनके जुड़े IoT (इंटरनेट ऑफ थिंग्स) मेडिकल डिवाइस विकसित करता है जो Philips के अन्य समाधानों के साथ पूरी तरह संगत होते हैं। इस संदर्भ में, यह अपने ग्राहकों को प्रोटोटाइपिंग, नियामक सलाह, एंड-टू-एंड प्रोडक्ट डेवलपमेंट, और औद्योगिक-स्तर उत्पादन प्रदान करता है।

यह Philips को एक प्रौद्योगिकी-केंद्रित कंपनी बनाता है और मौजूदा मेडिकल डिवाइस में नवाचारों को शीघ्रता से एकीकृत करने के संभावित उम्मीदवार बनाता है। कुल मिलाकर, Philips के उपकरण सीधे 1.8+ बिलियन लोगों को प्रभावित कर रहे थे।

कंपनी एक पूरी तरह एकीकृत डिजिटल हेल्थकेयर वातावरण बनाना चाहती है जहाँ सेंसर डिवाइस से मेल खाते हों, और फिर कई कनेक्टिविटी समाधान का उपयोग करके Philips HealthSuite क्लाउड समाधान में एकीकृत किया जाए और गहन डेटा एनालिटिक्स की अनुमति दी जाए।

स्रोत: Philips

एक MedTech उद्योग आपूर्तिकर्ता के रूप में, अक्सर अन्य ब्रांडों के लिए निर्माण करता है, Philips इस क्षेत्र में अन्य अधिक प्रमुख कंपनियों जितना दिखाई नहीं देता। हालांकि, यह उच्च-प्रदर्शन इलेक्ट्रॉनिक डिवाइस और सेंसर बनाने में विशेषज्ञ है, जो अक्सर स्वास्थ्य देखभाल और पहनने योग्य उपकरणों में अपनी विशिष्टता की सीमाओं को आगे बढ़ाता है।

पहनने योग्य उपकरण और मेडिकल इलेक्ट्रॉनिक्स के स्वास्थ्य देखभाल और मेडिकल प्रोटोकॉल में बढ़ते एकीकरण के साथ, Philips का हेल्थकेयर सेक्शन समूह का हिस्सा होने के नाते संभवतः बढ़ेगा।

नवीनतम Koninklijke Philips N.V. (PHG) स्टॉक समाचार और विकास

उल्लेखित अध्ययन

^{1. Zeng, Y., Gong, C., Lu, G. et al. व्यक्तिगत दीर्घकालिक दर्द प्रबंधन के लिए प्रोग्रामेबल और स्व-अनुकूल अल्ट्रासोनिक वायरलेस इम्प्लांट. Nature Electronics 8, 437–449 (2025). https://doi.org/10.1038/s41928-025-01374-6}