भारतीय तंत्रज्ञान संस्था मुंबई येथील संशोधकांनी हृदयविकाराचा झटका येण्यापूर्वीच स्मार्टफोन वापरून त्याची सूचना देऊ शकणारे एक नवीन जीवनरक्षक साधन विकसित केले आहे. देबस्मिता मोंडल आणि सौरभ अग्रवाल ह्या विद्यार्थ्यांनी प्राध्यापक सौम्यो मुखर्जी ह्यांच्या मार्गदर्शनाखाली तयार केलेल्या ह्या संवेदकाला २०१८ सालचा 'गांधियन यंग टेक्नॉलॉजिकल इनोवेशन' पुरस्कार मिळाला आहे.
हृदयविकाराचा झटका आल्यावर निर्माण होणारी रसायने, म्हणजेच कार्डियाक बायोमार्कर (हृदीयक जैवसूचक), या साधनातील सूक्ष्म संवेदक वापरुन मोजता येतात व ही माहिती स्मार्टफोनमध्ये साठवता येते. हृदयरोग हे मृत्यूचे प्रमुख कारण असलेल्या भारतात अनेक रुग्णांचे प्राण हे साधन वापरल्याने वाचू शकतील अशी आशा संशोधकांना आहे.
२००३ पासून २०१३ ह्या एका दशकात भारतात हृदयरोगाशी संबंधित मृत्यू १७% पासून २३% पर्यन्त वाढले आहेत, आणि हा दर पुढील दशकात वाढतच राहणार असे वर्तवले जाते. हृदयरोगाचे लवकरात लवकर निदान करणे हा सर्वोत्तम उपाय असला तरी ते अवघड असते कारण छातीत दुखण्याची लक्षणे गुणात्मक असल्याने आकड्यात मोजता येत नाहीत. इलेक्ट्रोकार्डियोग्रॅम सारखी साधने वापरात असली तरी हृदयाच्या ठोक्यातील सूक्ष्म बदल टिपण्यात ती कमी पडतात. त्यामुळेच, रुग्णाच्या रक्तातील मायोग्लोबिन आणि मायलोपेरोक्सिडेस सारख्या जैवसूचक प्रथिनांची पातळी मोजणे हे अधिक विश्वासार्ह आहे असे समजले जाते.
मायोकार्डियल इन्फार्कशन (हृदय रोधांग) म्हणजे जेव्हा हृदयाकडे जाणारा रक्तप्रवाह अचानक कमी होतो किंवा बंद होतो व ज्यामुळे हृदयविकाराचा झटका येऊ शकतो. मायोकार्डियल इन्फार्कशन झाल्यावर त्वरित मायोग्लोबिन नावाचे एक लोहयुक्त प्रथिन रक्तात पसरते. साधारणपणे निरोगी व्यक्तिच्या रक्तात २५-७२ नॅग्रा/मिली मायोग्लोबिन असते, पण मायोकार्डियल इन्फार्कशन झाल्यानंतर एका तासात ही पातळी अचानक दुप्पट ते चौपट (२०० नॅग्रा/मिली पर्यन्त) होऊ शकते आणि कधीकधी तर १०० पटीने म्हणजे ९०० नॅग्रा/मिली एवढी वाढू शकते. ही वाढलेली पातळी हृदय विकाराच्या झटक्याचे सूचक मानली जाते.
मायलोपेरोक्सिडेस नावाचे विकर (एंझाइम) रक्तातील पांढर्‍या पेशीत निर्माण होते आणि जेव्हा रक्तवाहिन्यांना इजा होते किंवा त्यांचा दाह होतो तेव्हा हे एंझाइम रक्तात सोडले जाते. अक्यूट कोरोनरी सिंड्रोम (एसीएस) (ज्यात हृदयापर्यंत पर्याप्त रक्त पोचत नाही) या आजारासाठी रक्तात मायलोपेरोक्सिडेस असणे हे एक सूचक मानले जाते. या विकराची पातळी जितकी अधिक असेल तितकी हृदयरोग होण्याची शक्यता वाढते.
संशोधकांनी विकसित केलेल्या साधनात पॉलीअॅनिलीन नावाच्या वाहक पॉलीमरचा थर असलेला फिल्टर पेपरचा एक संवेदक असतो. मायोग्लोबिन आणि मायलोपेरोक्सिडेस ज्या अॅंटीबॉडी बरोबर जोडले जातात त्या अॅंटीबॉडी संवेदकाच्या पृष्ठभागावर असतात. हृदयविकाराचा झटका आलेल्या रुग्णाचे रक्त संवेदकाच्या संपर्कात आले की ही दोन प्रथिने संवेदकाशी बद्ध होतात आणि संवेदकामधून जाणारा विद्युत प्रवाह अवरुद्ध होतो व हा रोध (इंपीडन्स) इनपुट व्होल्टेजच्या वेगवेगळ्या वारंवारतेसाठी मोजला जातो.
ह्या साधनाचे सर्वोत्तम वैशिष्ट्यम्हणजे त्याचा संवेदक स्मार्टफोनच्या ऑडिओ जॅकला (हेडफोन जिथे लावतात) लावला जातो आणि तिथून मोजलेले रोध मूल्य फोनमध्ये साठवता येते. हे साधन स्मार्टफोनची ऊर्जा वापरत असल्यामुळे व त्याचा आकार लहान असल्यामुळे ते कुठेही नेता येते. मोजलेला रोध १० हर्ट्झ ते १० किलोहर्ट्झ या श्राव्य टप्प्यातील वारंवारतेच्या फलाच्या रुपात स्मार्टफोनमध्ये साठवले जाते (म्हणजे, एका विशिष्ट वारंवारतेच्या व्होल्टेजच्या इनपुट साठी मोजलेली रोधाची किंमत त्या वारंवारतेचे फल म्हणून नोंदली जाते) व ही मूल्ये स्मार्टफोनच्या स्क्रीनवर दिसतात. साधन वापरायला इतके सोपे असल्यामुळे त्यासाठी कुठल्याही तंत्रज्ञ किंवा प्रशिक्षणाची आवश्यकता नसते.
कु. मोंडल म्हणतात, "स्मार्टफोन वर आधारित साधन विकसित करण्याची कल्पना सुचली कारण आजकाल सगळेच स्मार्टफोन वापरतात आणि त्यामुळे हे साधन सहजपणे सगळ्यांपर्यंत पोचणे सोपे होईल. संवेदक एकदाच वापरता येत असल्यामुळे साधनाची किंमत कमी ठेवता येते आणि वापरायला ही सोपे ठरते."
तर हे साधन वापरतात कसे? साधनाचे संवेदक कार्टरिज प्रत्येक वेळी वापरल्यानंतर बदलावे लागते. छोट्या सुईने टोचून काही थेंब रक्त (काही मायक्रोलिटर) काढून त्यावर चाचणी केली जाते. हे साधन वीस मिनिटात दोन्ही रसायनांची संहत तीव्रता मोजू शकते आणि हृदयरोगाच्या अगदी प्राथमिक टप्प्यातसुद्धा अचूक निदान करू शकते. संशोधकांच्या मते हे साधन वापरल्यास रुग्णालयातील ईसीजी मशीनसाठी असलेल्या रांगा कमी होतील आणि हृदयविकाराच्या रुग्णांचे निदान लवकर झाल्यामुळे अधिक संख्येत रुग्णांचे जीव वाचवता येतील.
कु. मोंडल साधनाचा उपयोग समजावून सांगताना म्हणाल्या, "रुग्णाच्या रक्तातील मायलोपेरोक्सिडेसची पातळी मोजल्यावर ती वाढलेली आढळली तर भविष्यात हृदयविकाराचा झटका येऊ नये म्हणून जीवनमान कसे बदलावे, कुठली औषधे घ्यावी इत्यादी प्रतिबंधक पाऊले उचलण्यासाठी पर्याप्त वेळ मिळेल. हृदयविकाराचा झटका येण्यापूर्वी ३ ते ६ महिने आपल्याला तो येण्याची शक्यता कळू शकते. मायोग्लोबिनची पातळी वाढणे हे हृदयविकाराचा झटका सुरू होत असल्याचे लक्षण असते आणि लवकरात लवकर निदान झाल्यास योग्य उपचारासाठी डॉक्टरांना संपर्क करता येईल."
संशोधकांनी स्वस्त दरात मिळणारे साहित्य वापरल्यामुळे साधनाची विद्यमान किंमत सुमारे रु ५५०० आहे. हे साधन व्यावसायिक पातळीवर निर्माण केले की त्याची किंमत कमी होऊन रु १५०० होईल अशी संशोधकांना आशा आहे. ज्या विकसनशील देशांत वैद्यकीय सुविधा सुलभतेने उपलब्ध नाही आणि जिथे वैद्यकीय मदत पोहचू शकत नाही तिथे ह्या वाजवी किमतीच्या साधनाचा खूप उपयोग होईल. त्याचबरोबर संवेदकाचे नैसर्गिकरित्या विघटन होत असल्यामुळे पर्यावरणावर पण ह्या साधनामुळे दुष्परिणाम होत नाही.
कु. मोंडल म्हणतात, "वाजवी किंमतीमुळे हे साधन आणि त्याचा संवेदक बहुसंख्य लोकांना घरीच वापरता येईल ज्यामुळे चाचणी करण्यासाठी परत परत पॅथोलॉजी लॅबमध्ये जावे लागणार नाही."
आगामी काळात साधनात काय सुधारणा करता येतील ह्याविषयी बोलताना कु. मोंडल म्हणल्या, "मानवी सिरमचे नमुने वापरुन संवेदकाची चाचणी करण्याचा प्रयत्न सुरू आहे. साधनावरच संवेदक होल्डर बसवून एकच मॉड्यूल कसे बनवता येईल ह्याचा पण विचार सुरू आहे. आम्ही पुढच्या ६-१२ महिन्यात क्लिनिकल ट्रायल सुरू करायचे नियोजन करत आहोत."
मा. राष्ट्रपती यांच्याकडून गांधियन यंग टेक्नॉलॉजिकल इनोवेशन पुरस्कार स्वीकारताना संशोधक