এক ফুঁ-তে রোগ নির্ণয়, পাইরোব্রেথ যন্ত্র আবিষ্কার করে তাক লাগালেন বাঙালি গবেষক
সময় যত আধুনিক হচ্ছে, তত পাল্লা দিয়ে বাড়ছে পরিবেশ দূষণ। পাল্টাচ্ছে মানুষের জীবনধারণের রীতিও। এই দুইয়ের ধাক্কায় পাল্লা দিয়ে বাড়ছে রোগ। ডায়াবেটিস, প্রেশার, ক্যান্সার, গ্যাসট্রিকের বিভিন্ন রোগ, পেপটিক আলসার, অ্যালঝাইমার্স। ক্ষতিগ্রস্ত হচ্ছে ফুসফুস, হৃদপিণ্ড, কিডনি, চোখ, মস্তিষ্ক। রোগের বৈচিত্র্য আর ভয়াবহতা যত না বাড়ছে, তার থেকে বেশি বাড়ছে চিকিৎসার খরচ। বিশেষ করে আমাদের মতো দেশে, যেখানে দারিদ্র্যসীমার নিচে বাস করেন প্রচুর মানুষ, আর প্রচুর মানুষ সারাজীবন ঝুলে থাকেন মধ্যবিত্তি আর নিম্ন-মধ্যবিত্তির মধ্যে, সেখানে তাঁদের কাছে চিকিৎসার খরচ জোগানো হয়ে ওঠে দুঃসাধ্য। এছাড়াও এমন অনেক রোগ আছে, যা প্রাথমিক পর্যায়ে ধরাই পড়ে না। যেমন- ডায়াবেটিস, ক্যান্সার, গ্যাসট্রিক আলসার। পরে সেই রোগ বেড়ে গেলে তার নিরাময় করা সাধ্যাতীত হয়ে পড়ে। এইসব দুশ্চিন্তা এবং ভয়ের বিরুদ্ধে এগিয়ে এলেন বাঙালি গবেষক ডঃ মানিক প্রধান। তিনি আবিষ্কার করেছেন পাইরোব্রেথ (Pyrobreath) নামের একটি যন্ত্র, যার মাধ্যমে মানুষের নিঃশ্বাসকে বিশ্লেষণ করে বিভিন্ন রোগ নির্ণয় করে ফেলা যায় প্রাথমিক পর্যায়েই। অধ্যাপক মানিক প্রধানের জন্ম ও বেড়ে ওঠা হাওড়া জেলার আমতা থানার গাজীপুর গ্রামে। সেখানকার নারিট ন্যায়রত্ন বিদ্যালয় থেকে মাধ্যমিক ও উচ্চমাধ্যমিক পাশ করেন। বর্তমানে তিনি এসএন বোস ইনস্টিটিউট অফ বেসিক সায়েন্সের (S.N. Bose National Centre for Basic Sciences) Laser and Spectroscopy বিভাগের অধ্যাপক।
গবেষক মানিক প্রধান বঙ্গদর্শন.কম-কে জানালেন তাঁর জীবনের ও তাঁর কাজের কথা। তাঁর কথায় উঠে এল আধুনিক চিকিৎসার খরচ এবং প্রাথমিক পর্যায়ে রোগনির্ণয়ের সমস্যার কথা। তিনি বলেন, “আমরা চেয়েছি এমন একটা ব্যবস্থা তৈরি করতে, যা কোনও রোগকে তার প্রাথমিক পর্যায়েই প্রায় নিঁখুতভাবে ধরে ফেলতে পারবে। কারণ রোগের প্রাথমিক পর্যায়েই চিকিৎসা শুরু হলে রোগীর সুস্থ হওয়ার সম্ভাবনা বেড়ে যায় বহুগুণ।” তাঁর যন্ত্রের বিশেষত্ব হল রোগীর নিঃশ্বাসকে বিশ্লেষণ করে রোগ নির্ণয় করা। তাঁর কথায়, “এই আইডিয়াটা কিন্তু নতুন নয়, বরং বহু প্রাচীন। খ্রীষ্টপূর্ব ৪০০ অব্দে গ্রিক চিকিৎসক হিপোক্রিট প্রথমবার রোগীর নিঃশ্বাসকে বিশ্লেষণ করে রোগনির্ণয়ের কথা উল্লেখ করেন। কোনও মানুষের শরীরে অ্যালকোহল আছে কি না, তা তো এখন অ্যালকোহল ব্রেথ টেস্টের সাহায্যে নিশ্বাসকে বিশ্লেষণ করে বা মুখের গন্ধ শুঁকে বোঝা যায়। আমরা সেই আইডিয়াকেই আরও এগিয়ে নিয়ে যাচ্ছি।”
কিন্তু কীভাবে কাজ করে পাইরোব্রেথ যন্ত্র? রোগীকে খালিপেটে আসতে হয়। তার কারণ খাবার খেলে, খাদ্যভেদে বা মানুষের হজমশক্তির তারতম্যের কারণে ঐ অণুগুলির প্রকৃতি পাল্টে যেতে পারে, নতুন কোনও অণু নিশ্বাসে যুক্ত হতে পারে, যার সঙ্গে রোগের কোনও সম্পর্ক নেই। নিশ্বাসে থাকা অণুগুলির পরিমাণ এতটাই কম হয় যে, তখন দরকারি অণুগুলিকে খুঁজে পাওয়াই মুশকিল হতে পারে। তাই রোগীকে খালিপেটে আসতে বলা হয়। রোগী যন্ত্রের সামনে এসে জোরে ফুঁ দেন। যন্ত্রে সেই নিশ্বাসকে সংগ্রহ করা হয় এবং কম্পিউটারে সেসব তথ্য বিশ্লেষণ করা হয়।
অধ্যাপক প্রধান (Professor Manik Pradhan) জানালেন, মানুষের নিশ্বাস-প্রশ্বাসের মধ্যে কার্বন, জলীয় বাষ্প, নাইট্রোজেন, অক্সিজেন ছাড়াও প্রায় ৩০০০ রকমের উদ্বায়ী জৈবিক পদার্থের অণু থাকে। তাদের বিশ্লেষণ করলে মানুষের শারীরিক অবস্থা সম্পর্কে বিশদ তথ্য পাওয়া সম্ভব। তাদের অনেকগুলিই আবার বিভিন্ন রোগের তথ্য বহন করে, অর্থাৎ রোগভেদে এই অণুগুলি ও তাদের প্রকৃতি ভিন্ন ভিন্ন হয়। মানিকবাবুদের যন্ত্র মানুষের নিঃশ্বাস সংগ্রহ করে তার মধ্যে থাকা অণুগুলিকে বিশ্লেষণ করে কম্পিউটারে, অ্যালগোরিদমের সাহায্যে। সেই বিশ্লেষণ থেকে বোঝা যায়, মানুষটি কোনও ধরনের রোগ বহন করছে কিনা। উদাহরণস্বরূপ বলা যায়, মানুষের নিশ্বাসের কার্বন-ডাই-অক্সাইডে থাকা অক্সিজেন-১৮ আইসোটোপের উপস্থিতি নির্ণয় করে টাইপ-১ এবং টাইপ-২ ডায়াবেটিসের মধ্যে পার্থক্য করা যায়। নিশ্বাসের নমুনায় হাইড্রোজেন সালফাইডের উপস্থিতি ও পরিমাণ জানিয়ে দেয় পাকস্থলিতে বিশেষ প্রজাতির ব্যাকটেরিয়ার উপস্থিতির কথা, যা গ্যাসট্রিক আলসারের কারণ। তবে শুধু রোগের কারণ খুঁজে পাওয়াই নয়, রোগটি আসলে কী এবং কোন পর্যায়ে আছে, তারও হদিশ দেয় পাইরোব্রেথ।
কিন্তু কীভাবে কাজ করে পাইরোব্রেথ যন্ত্র? রোগীকে খালিপেটে আসতে হয়। তার কারণ খাবার খেলে, খাদ্যভেদে বা মানুষের হজমশক্তির তারতম্যের কারণে ঐ অণুগুলির প্রকৃতি পাল্টে যেতে পারে, নতুন কোনও অণু নিশ্বাসে যুক্ত হতে পারে, যার সঙ্গে রোগের কোনও সম্পর্ক নেই। নিশ্বাসে থাকা অণুগুলির পরিমাণ এতটাই কম হয় যে, তখন দরকারি অণুগুলিকে খুঁজে পাওয়াই মুশকিল হতে পারে। তাই রোগীকে খালিপেটে আসতে বলা হয়। রোগী যন্ত্রের সামনে এসে জোরে ফুঁ দেন। যন্ত্রে সেই নিশ্বাসকে সংগ্রহ করা হয় এবং কম্পিউটারে সেসব তথ্য বিশ্লেষণ করা হয়।
এই যন্ত্রের বিশেষত্ব অনেক। প্রথমত, এই কাজটি করার জন্য রোগীকে কোনওরকম খরচ করতে হচ্ছে না, যা অন্যধরনের শারীরিক পরীক্ষা-নিরীক্ষার ক্ষেত্রে করতে হয়। দ্বিতীয়ত, এন্ডোস্কোপি-কোলনস্কোপি ইত্যাদি পরীক্ষাতে রোগীকে বেশ কিছুটা শারীরিক যন্ত্রণা ভোগ করতে হয়। এখানে সেসবের বালাই নেই। তৃতীয়ত, প্রচলিত সমস্তরকমের শারীরিক পরীক্ষা-নিরীক্ষা অনেক বেশি ব্যয়বহুল। চতুর্থত, এই পাইরোব্রেথ যন্ত্রে ধরা পড়ে রোগের প্রাথমিক পর্যায়ের লক্ষণগুলিও এবং এই যন্ত্র তথ্য বিশ্লেষণ করে ফলাফল জানিয়ে দেয় অনেক তাড়াতাড়ি। এছাড়া এই যন্ত্রটি সহজে বহনযোগ্যও বটে।
মানিকবাবু জানালেন, তাঁরা প্রায় দশ বছর ধরে বিভিন্ন রোগীর ওপর এই ধরনের পরীক্ষা-নিরীক্ষা করছেন। এই কাজে তাঁদের সাহায্য করেছেন কলকাতার আমরি হাসপাতালের প্রখ্যাত গ্যাস্ট্রোএনটোলজিস্ট ডঃ সুজিত চৌধুরী। তাঁরা বিভিন্ন রোগীর কাছ থেকে তিনবার করে নমুনা সংগ্রহ করেছেন। কোনওবার খালিপেটে, কোনওবার ভরাপেটে। দেখেছেন, নমুনাগুলির মধ্যে কোনওরকম সাদৃশ্য বা বৈচিত্র্য আছে কি না। তৈরি করেছেন নমুনাগুলির প্রোফাইল, অর্থাৎ মিলিয়ে দেখেছেন খাওয়ার আগে আর পরে, অথবা কিছুদিন অন্তর অন্তর নমুনা সংগ্রহ করলে তাদের মধ্যে থাকা অণুগুলির প্রকৃতি কীভাবে পরিবর্তিত হচ্ছে। তার থেকে নির্ণয় করা গেছে, কোন অণু কোন রোগের চিহ্ন বহন করে।
কিন্তু এই ধরনের যন্ত্রের ক্ষেত্রে অভ্রান্ত হওয়ার প্রশ্ন থেকেই যায়। মানিক প্রধান জানালেন, “পাইরোব্রেথ যন্ত্রটি রোগনির্ণয়ের ক্ষেত্রে প্রচলিত পরীক্ষাগুলির চেয়ে বেশি কার্যকরী। বিশেষত যে রোগগুলি প্রাথমিক পর্যায়ে আছে, বা যাদের কোনও লক্ষণ এখনও শরীরে ফুটে ওঠেনি।” প্রসঙ্গত তিনি বললেন, মানুষের পাকস্থলিতে পাওয়া হেলিকোব্যাক্টর পাইরোলি নামক ব্যাকটেরিয়ার কথা, যা গ্যাসট্রিক আলসার, ডিসপেপসিয়া ইত্যাদি রোগের জন্য দায়ী। এসমস্ত রোগকে প্রাথমিক পর্যায়ে নির্ণয় করার ক্ষেত্রে তাঁরা ৮৫ থেকে ৯০ শতাংশ সাফল্য পেয়েছেন, যা অনেকসময় এন্ডোস্কোপি বা কোলনস্কোপিতেও পাওয়া যায় না। এর কারণ কী? তিনি বলেন, “এন্ডোস্কোপি বা কোলনোস্কোপি, এধরনের পরীক্ষাগুলি হল লোকাল। কিন্তু ব্রেথ টেস্ট (Breath Test) পরীক্ষাটি গ্লোবাল।” সহজ ভাষায় বলতে গেলে, এন্ডোস্কোপি বা কোলনোস্কোপি পরীক্ষায় মানুষের পাকস্থলিতে ক্যামেরা ঢুকিয়ে দেওয়া হয় এবং পাকস্থলির এক অংশের ছবি তুলে দেখা হয়, সেখানে কোনও অস্বাভাবিকত্ব বা ঘা রয়েছে কিনা। কিন্তু পাইরোলি ব্যাকটেরিয়াটি সারা পাকস্থলির সব জায়গায় সমান পরিমাণে থাকে না। কিছু কিছু জায়গায় ছড়িয়ে-ছিটিয়ে থাকে। ফলে আলসারের ক্ষতও পাকস্থলির সব জায়গায় সমানভাবে হয় না। অনেকক্ষেত্রে ঘা ওপর-ওপর শুকিয়ে গেলেও, নিচে ঘা থেকে যায়। সেসব ক্ষেত্রে ছবি ঠিকঠাক না উঠলে রোগ নির্ণয় ঠিকঠাক হবে না। কিন্তু নিশ্বাসের ক্ষেত্রে ব্যাপারটা অন্য। মানুষের সমস্ত শরীরের মধ্যে দিয়ে রক্ত প্রবাহিত হয়ে ফুসফুসে আসে। সেখানে রক্তের থেকে কার্বন-ডাই-অক্সাইড ও অন্যান্য পদার্থ আলাদা হয়ে নিশ্বাস রূপে বেরিয়ে আসে। কাজেই নিশ্বাসের নমুনায় সারা শরীরের তথ্য সম্মিলিত থাকে। কাজেই যে আলসারের উপস্থিতি এন্ডোস্কোপি দিয়ে বোঝা সম্ভব নয়, তা পাইরোব্রেথ দিয়ে সহজেই বোঝা যায়। ব্রেথ অ্যানালাইসিস করে মানুষের শরীরের বিভিন্ন রোগের লক্ষণের প্যাটার্ন তৈরি করার যে বৈজ্ঞানিক আইডিয়া এবং সেই গবেষণালব্ধ যে ফলাফল, তা প্রকাশিত হয়েছে ইউরোপিয়ান জার্নাল অফ মাস স্পেকট্রোস্কোপিতে (European Journal of Mass Spectroscopy)। ২০১৬ সালে পাইরোব্রেথ যন্ত্রটির পেন্টেটের জন্য আবেদন করেছিলেন মানিকবাবুরা। তারা এই বছরে (২০২৩) পাইরোব্রেথের পেটেন্ট (Patent of Pyrobreath) পেয়ে গেছেন। একটি কোম্পানি ইতিমধ্যেই এই যন্ত্রটি বাজারে আনার কাজও শুরু করে দিয়েছে।
প্রসঙ্গত উল্লেখ্য যে, কলকাতা বিশ্ববিদ্যালয় থেকে পদার্থবিজ্ঞানে স্নাতকোত্তর, খড়গপুর আইআইটি থেকে ক্রায়োজেনিক ইঞ্জিনিয়ারিং-এ এমটেক এবং ব্রিটেনের ব্রিস্টল ইউনিভার্সিটি থেকে ডরোথি হডজকিন স্কলারশিপ পেয়ে পিএইচডি করা এবং কেমব্রিজ ইউনিভার্সিটির আইজ্যাক নিউটন ট্রাস্ট পোস্টডক্টরাল স্কলার মানিক প্রধান বিবিধ আন্তর্জাতিক সম্মানে ভূষিত হয়েছেন। তার মধ্যে বিশেষভাবে উল্লেখযোগ্য হল- ফেলো অফ রয়্যাল সোসাইটি অফ কেমিস্ট্রি, ইংল্যান্ড (FRSC); ফেলো অফ দ্য ইনস্টিটিউট অফ ফিজিক্স, লন্ডন (FInstP) ইত্যাদি। তিনি আমেরিকার WIDF Innovation Prize পেয়েছেন ২০১৭ সালে। চেল্লারাম ফাউন্ডেশন ডায়াবেটিস রিসার্চ অ্যাওয়ার্ডের বিজয়ী, পেয়েছেন দয়াবতী রাস্তোগী লেকচার অ্যাওয়ার্ডও। আমেরিকার স্ট্যানফোর্ড ইউনিভার্সিটির পোস্টডক্টরাল স্কলারও ছিলেন। এহেন প্রথিতযশা গবেষকের পরিচয় পেলে কৌতূহল জাগে যে, তিনি LASER and Spectroscopy-এর গবেষণা করতে করতে চিকিৎসাবিজ্ঞান সংক্রান্ত এমন অভূতপূর্ব গবেষণায় এলেন কেন? তিনি জানালেন, “এখন আর খণ্ডিত গবেষণা বলে কিছু হয় না। সব বিষয়ই একে অন্যের সঙ্গে যুক্ত। আমাদের গবেষণাগারে বিভিন্ন ধরনের লেজার রশ্মি ব্যবহার করে আলো এবং পদার্থের পারস্পরিক ক্রিয়া-বিক্রিয়ার কারণ ও ধরন খোঁজা হয়। বিভিন্ন পদার্থের ওপর লেজার রশ্মির প্রভাব বিভিন্ন রকম। আবার একই পদার্থের ওপর বিভিন্ন শক্তিমাত্রার লেজার রশ্মির প্রভাব আলাদা। তা থেকে পদার্থের গঠন, তাদের রাসায়নিক ধর্ম ইত্যাদির পরিচয় মেলে। যা কাজে লাগে চিকিৎসাবিজ্ঞানে। কাজেই আমার গবেষণার বিষয়ের সঙ্গে চিকিৎসাবিজ্ঞান প্রথম থেকেই ওতোপ্রত ভাবে যুক্ত।”
মানিক প্রধান এবং তাঁর রিসার্চ টিম লেজার-সংক্রান্ত গবেষণার সঙ্গে সঙ্গেই বিভিন্ন অ্যাপ্লিকেশন-বেসড এবং প্রযুক্তিনির্ভর গবেষণা করে থাকেন, যা কাজে লাগে চিকিৎসার ক্ষেত্রে, কাজে লাগে সমাজের। তিনি আর তাঁর টিম এই breath analysis এর কাজকেই আরও এগিয়ে নিয়ে যেতে চান ভবিষ্যতে। নিশ্বাসের নমুনা থেকে রোগনির্ণয়ের কাজকে করে তুলতে চান আরও বিশদ, আরও নিঁখুত। সেই লক্ষ্যেই এখন কাজ করছেন তিনি।
