मरीज़ों की चाल ब्रेन ट्यूमर की प्रगति का संकेत देती है

ग्लायोब्लास्टोमा (glioblastoma), वयस्कों में सबसे आम ब्रेन ट्यूमर, में सर्जरी, रेडियोथेरेपी और कीमोथेरेपी के बावजूद माध्यिका उत्तरजीविता लगभग 15 महीने है। अन्य उच्च-श्रेणी ग्लायोमा की तरह, यह शारीरिक क्षमताओं का क्रमिक ह्रास लाता है, और रोग आम तौर पर निदान के चार से छह महीने बाद बढ़ता है। प्रगति की पुष्टि कंट्रास्ट-युक्त MRI से होती है — एक महँगा, दम घोंटने वाला स्कैन, जो पेसमेकर वाले लोगों के लिए अक्सर असंभव होता है, केवल हर दो से तीन महीने में किया जाता है, और रोग को तभी दिखा पाता है जब वह पहले ही बढ़ चुका हो।

पहनने योग्य संवेदक (wearable sensors) स्कैनों के बीच का ख़ाली समय भर सकते हैं। लेकिन हर मरीज़ अलग तरह से चलता-फिरता है, और बदलाव इस पर निर्भर करते हैं कि ट्यूमर कहाँ स्थित है और कैसे फैलता है। सबसे सरल सारांश, क़दमों की संख्या, असली बात से चूक सकता है: कोई व्यक्ति कितना नहीं, बल्कि कैसे चलता है।

हर दिन पहना जाने वाला संवेदक

इंपीरियल कॉलेज लंदन के रिशित दास (Rishit Das), बारबोरा बारान्चिकोवा (Barbora Barancikova) और मैट विलियम्स (Matt Williams) ने BrainWear अध्ययन के आँकड़ों का उपयोग किया, जिसमें उच्च-श्रेणी ग्लायोमा वाले मरीज़ों ने कलाई पर एक ऐक्सेलेरोमीटर पहना और हर क्लिनिक-मुलाक़ात को स्थिर या प्रगतिशील के रूप में चिह्नित किया गया। पूरे डेटासेट में 78 मरीज़ और 114 चिह्नित मुलाक़ातें शामिल हैं।

कच्चे संकेत से, UK Biobank के लिए विकसित एक वर्गीकरण उपकरण ने चलने के हिस्से अलग किए। इन्हें फ़िल्टर किया गया, 15-सेकंड के टुकड़ों में काटा गया और समय के साथ गति-तीव्रता के एक अकेले वक्र में बदल दिया गया।

चाल के आकार को पढ़ना

चालों की तुलना करने के लिए, टीम ने गणित की रफ़ पाथ थ्योरी (rough path theory) नामक शाखा से एक उपकरण उधार लिया: पथ हस्ताक्षर (path signatures)। हस्ताक्षर समय के साथ खुलते किसी संकेत के “आकार” का सारांश देता है, नेस्टेड समाकलों (nested integrals) के एक अनुक्रम के ज़रिए, बिना पहले किसी मॉडल को प्रशिक्षित किए। हस्ताक्षरों का उपयोग पहले ही हाथ से लिखे चीनी अक्षरों और मानवीय क्रियाओं को पहचानने में हो चुका है। एक संबंधित माप, SigMMD, यह आँकता है कि संकेतों के दो संग्रह कितने अलग हैं: यह जितना बड़ा, वे उतने ही अलग।

एक बुनियादी जाँच के तौर पर, हस्ताक्षरों ने चलने को सोने, बैठने, खड़े होने या किसी वाहन में सफ़र करने से साफ़-साफ़ अलग किया।

हर मरीज़ अपना ही संदर्भ

दो क्लिनिक-मुलाक़ातों के बीच की हर अवधि के लिए, चलने के लगभग पहले दो हफ़्तों ने मरीज़ की आधार-रेखा (baseline) का काम किया। बाद के हर दिन की तुलना SigMMD से उसके साथ की गई, और दैनिक मानों का औसत निकालकर हर मुलाक़ात के लिए एक संख्या बनाई गई।

अपने आप में, ये संख्याएँ स्थिर और प्रगतिशील मुलाक़ातों को मुश्किल से अलग कर पाती थीं: मरीज़ों की चाल आपस में बहुत ज़्यादा अलग होती है। इसलिए लेखकों ने हर मान को उसी मरीज़ की स्थिर मुलाक़ातों के औसत से विभाजित किया। 1 से ऊपर के अनुपात का अर्थ है कि इस बार, मरीज़ की चाल अपनी आधार-रेखा से उससे अधिक भटकी जितनी रोग के स्थिर रहने पर आम तौर पर भटकती है।

संख्याएँ क्या कहती हैं

11 मरीज़ों और 26 मुलाक़ातों — 11 प्रगतिशील, 15 स्थिर — के लिए पर्याप्त आँकड़े और कम से कम एक स्थिर मुलाक़ात उपलब्ध थी, जो कुल 3,030 घंटे की चाल बनती है। प्रगतिशील मुलाक़ातों पर व्यक्तिगत अनुपात अधिक था (p = 0.016, एक ऐसे परीक्षण में जो हर मरीज़ के भीतर लेबलों को फेंटता है: यदि लेबलों का कोई अर्थ न होता, तो इतना बड़ा अंतर आने की संभावना लगभग 1.6% होती)।

एक अकेली चेतावनी-सीमा के रूप में उपयोग करने पर, और हर बार ऐसे मरीज़ पर परखे जाने पर जिसे समायोजन (tuning) से बाहर रखा गया था, अनुपात ने वक्र के नीचे का क्षेत्रफल (area under the curve) — एक अंक, जो बताता है कि वह प्रगतिशील मुलाक़ातों को स्थिर मुलाक़ातों से ऊपर कितनी अच्छी तरह रखता है, 0.5 (संयोग) से 1 (पूर्ण) तक — 0.85 हासिल किया (95% सीमा 0.66 से 0.99)। इसने 11 में से 8 प्रगतिशील मुलाक़ातों को चिह्नित किया और 80% स्थिर मुलाक़ातों को सही-सही स्थिर बताया। इसके विपरीत, क़दमों की गिनती संयोग से बेहतर नहीं रही: उसी व्यक्तिगत तरीक़े के लिए 0.44, और हर मुलाक़ात से पहले के 60 दिनों का उपयोग करने वाले एक पारंपरिक मॉडल के लिए 0.42।

पहला क़दम, अभी कोई परीक्षण नहीं

लेखक सीमाओं पर ज़ोर देते हैं। समूह (cohort) बहुत छोटा है। और हर मरीज़ के स्थिर संदर्भ में ऐसी स्थिर मुलाक़ातें शामिल हो सकती हैं जो किसी प्रगति के बाद आईं, इसलिए अनुपात की गणना अभी वास्तविक समय में नहीं की जा सकती। अध्ययन दिखाता है कि स्थिर और प्रगतिशील अवधियों में चाल अलग होती है; यह अभी नहीं दिखाता कि कलाई का संवेदक स्कैन से पहले प्रगति को पकड़ सकता है। इसके लिए, संदर्भ को केवल पहले की स्थिर मुलाक़ातों पर निर्भर रहना होगा, समय के साथ अनुसरण किए गए कहीं बड़े समूह में।

वे जो अगला क़दम प्रस्तावित करते हैं, वह है हर मुलाक़ात के लिए एक मान के बजाय दैनिक मानों का लगातार अनुसरण करना, यह देखने के लिए कि क्या मरीज़ों की चाल में बदलाव उनके ह्रास की बिल्कुल शुरुआत को चिह्नित कर सकता है। तब तक, कलाई-पट्टी एक शोध-विचार बनी रहती है, जिसका उद्देश्य एक दिन स्कैनों और क्लिनिकल जाँचों का पूरक बनना है, उनकी जगह लेना नहीं।