बीबीएयू के शोधकर्ताओं ने आर्टिफिशियल इंटेलिजेंस और मशीन लर्निंग डेंगू पूर्वानुमान मॉडल विकसित किया

डॉ यूसुफ अख्तर

सूर्योदय भारत समाचार सेवा, लखनऊ : बाबासाहेब भीमराव अम्बेडकर विश्वविद्यालय के जैव प्रौद्योगिकी विभाग के डॉ. युसुफ़ अख़्तर ने सांख्यिकी विभाग के डॉ. सुभाष कुमार यादव के साथ दीर्घकालिक सहयोग में भारत के राज्यों में डेंगू पूर्वानुमान मॉडलों का एक व्यापक राज्यवार तुलनात्मक मूल्यांकन किया है। यह अध्ययन स्प्रिंगर नेचर की अंतरराष्ट्रीय पत्रिका डिस्कवर पब्लिक हेल्थ में प्रकाशित हुआ है। इस अवसर पर विश्वविद्यालय कुलपति प्रो. राज कुमार मित्तल ने शोध टीम को हार्दिक बधाई एवं शुभकामनाएं दीं और उनकी इस उपलब्धि को विश्वविद्यालय के लिए गौरव का विषय बताया।

डॉ सुभाष कुमार यादव

शोध दल ने 2017 से 2024 तक के भारतीय राज्यों के वार्षिक डेंगू घटना और मृत्यु दर के आँकड़ों पर पाँच पूर्वानुमान दृष्टिकोण लागू किए: नैव विधि, सरल घातांकीय स्मूदिंग (SES), ऑटो-रिग्रेसिव इंटीग्रेटेड मूविंग एवरेज (ARIMA), रैखिक प्रतिगमन (LR) और सपोर्ट वेक्टर रिग्रेशन (SVR)। प्रत्येक मॉडल का मूल्यांकन रूट मीन स्क्वेयर्ड एरर (RMSE) को प्रदर्शन मानदंड के रूप में उपयोग करके किया गया। महत्वपूर्ण रूप से, भारत के विशाल और विविध महामारी विज्ञान परिदृश्य पर एकल राष्ट्रीय मॉडल थोपने के बजाय, सर्वश्रेष्ठ प्रदर्शन करने वाले मॉडल का चयन प्रत्येक राज्य के लिए स्वतंत्र रूप से किया गया। यह राज्य-विशिष्ट दृष्टिकोण स्वयं में इस अध्ययन का एक पद्धतिगत योगदान है, जो शोध दल की उस मूल वैज्ञानिक मान्यता को दर्शाता है कि भारत जैसे विशाल और विविध देश में संक्रामक रोग पूर्वानुमान के लिए एक ही मॉडल सभी पर लागू नहीं हो सकता।

इन निष्कर्षों के सार्वजनिक स्वास्थ्य योजना के लिए तात्कालिक निहितार्थ हैं। मॉडलों का अनुमान है कि उत्तर प्रदेश, कर्नाटक, पंजाब और महाराष्ट्र में 2025 में डेंगू के अधिक मामले और मौतें होने की संभावना है, जिससे राज्य स्वास्थ्य प्राधिकरणों द्वारा प्राथमिकता के आधार पर ध्यान और संसाधन तैनाती की आवश्यकता है। सभी भारतीय राज्यों में केरल डेंगू के लिए लगातार सर्वाधिक केस फेटेलिटी रेट (CFR) दर्ज करता पाया गया । औसतन 0.551% एक ऐसा आँकड़ा जो नैदानिक प्रबंधन और अस्पताल तैयारियों में कमियों की तत्काल जाँच की माँग करता है। कुल मिलाकर, अध्ययन ने रोग के बोझ के प्रतिरूप और सर्वश्रेष्ठ प्रदर्शन करने वाले पूर्वानुमान मॉडल दोनों में राज्यवार पर्याप्त भिन्नता को प्रलेखित किया, जो समग्र राष्ट्रीय दृष्टिकोण के बजाय स्थानीयकृत, क्षेत्र-विशिष्ट निगरानी रणनीतियों की आवश्यकता को और पुष्ट करता है।

इस कार्य का व्यापक सार्वजनिक स्वास्थ्य महत्व उसके द्वारा उत्पन्न विशिष्ट अनुमानों से कहीं आगे जाता है। कई भारतीय राज्यों और कई वर्षों के डेटा में शास्त्रीय सांख्यिकीय विधियों की तुलना आधुनिक मशीन लर्निंग दृष्टिकोण से करके, यह अध्ययन यह निर्धारित करने के लिए एक कठोर, साक्ष्य-आधारित ढाँचा प्रदान करता है कि किस महामारी विज्ञान संदर्भ के लिए कौन सा पूर्वानुमान उपकरण उपयुक्त है। ये निष्कर्ष भविष्य के उच्च-रिज़ॉल्यूशन निगरानी अध्ययनों के लिए वैज्ञानिक आधार तैयार करते हैं जो भारत के विविध क्षेत्रों में नीति नियोजन, स्वास्थ्य सेवा संसाधन आवंटन, वेक्टर नियंत्रण अभियानों और प्रकोप प्रतिक्रिया को सीधे सूचित कर सकते हैं।

जैसे-जैसे भारत वेक्टर जनित रोगों के बोझ को कम करने के अपने प्रयास तेज़ करता है, ऐसा शोध जो सार्वजनिक स्वास्थ्य रणनीति के केंद्र में डेटा-आधारित पूर्वानुमान को स्थापित करे, विलासिता नहीं, बल्कि अनिवार्यता है। बीबीएयू दल का यह कार्य देश के लिए एक अधिक स्मार्ट और अधिक प्रतिक्रियाशील डेंगू निगरानी पारिस्थितिकी तंत्र के निर्माण की दिशा में एक महत्वपूर्ण कदम है।

डेंगू बुखार आज विश्व में सबसे तेज़ी से फैलने वाले संक्रामक रोग खतरों में से एक है। डेंगू वायरस (DENV-1 से DENV-4) के चार एंटीजेनिक रूप से भिन्न सीरोटाइप में से किसी एक के कारण होने वाला और मुख्यतः एडीज़ एजिप्टी मच्छर के काटने से फैलने वाला यह रोग अत्यंत तीव्र गति से वैश्विक स्तर पर फैल रहा है। विश्व की लगभग आधी जनसंख्या अब इस रोग की चपेट में आने के जोखिम में है, और प्रतिवर्ष अनुमानित 10 से 40 करोड़ संक्रमण के मामले सामने आते हैं। केवल वर्ष 2024 में ही वैश्विक स्तर पर 1.41 करोड़ डेंगू मामले दर्ज किए गए, जो 2023 की तुलना में दोगुने और 2014 की तुलना में बारह गुना अधिक हैं। इसी वर्ष 9,508 डेंगू-संबंधी मौतें हुईं, जिससे वैश्विक मृत्यु दर 0.07% रही। वर्ष 2024 किसी भी बारह महीने की अवधि में अब तक के सर्वाधिक वैश्विक डेंगू बोझ का वर्ष बन गया, और यह रोग 100 से अधिक देशों तथा सभी महाद्वीपों को प्रभावित कर चुका है।

भारत इस संकट के केंद्र में है। दक्षिण-पूर्व एशिया में भारत ने 2024 में 2,32,425 डेंगू मामले दर्ज किए, जो मानसून-प्रेरित संचरण चक्र से जुड़ी क्षेत्रीय वृद्धि का हिस्सा हैं। इससे पिछले वर्ष, 2023 में भारत ने 2,89,235 डेंगू मामले और 485 मौतें दर्ज कीं, जो राष्ट्रीय वेक्टर जनित रोग नियंत्रण केंद्र (NCVBDC) के अनुसार पाँच वर्षों में सर्वाधिक थीं। भारत में डेंगू के मामले 2015 और 2020 के बीच चार गुना हो गए और तब से यह प्रवृत्ति तेज़ी से ऊपर की ओर जारी है। स्वतंत्र पूर्वानुमान मॉडल अनुमान लगाते हैं कि यह वृद्धि जारी रहेगी, और ARIMA-आधारित अनुमानों के अनुसार भारत में केवल 2025 में लगभग 2,78,513 डेंगू मामले और 308 मौतें हो सकती हैं।

इस बोझ की मानवीय और आर्थिक कीमत भारत के राज्यों में असमान रूप से पड़ती है। बिहार, कर्नाटक, केरल, महाराष्ट्र, ओडिशा, पंजाब, राजस्थान, उत्तर प्रदेश और पश्चिम बंगाल जैसे राज्यों पर देश में डेंगू संक्रमण का अनुपातहीन रूप से अधिक भार है। हाल के छह वर्षों में पंजाब, गुजरात, केरल और उत्तर प्रदेश ने सर्वाधिक संचयी डेंगू मामले दर्ज किए, जबकि डेंगू-संबंधी मृत्यु दर पंजाब, केरल, राजस्थान और महाराष्ट्र में सबसे अधिक केंद्रित रही। अकेले उत्तर प्रदेश भारत के सबसे अधिक जनसंख्या वाले राज्य, में 2023 में 35,000 से अधिक पुष्ट डेंगू मामले और 36 मौतें दर्ज की गईं। राज्य की राजधानी लखनऊ 957 मामलों के साथ डेंगू के सर्वाधिक प्रभावित जिले के रूप में उभरी, इसके बाद मुरादाबाद (944 मामले) और गौतम बुद्ध नगर (819 मामले) का स्थान रहा।

केरल एक विशिष्ट और अत्यंत चिंताजनक महामारी विज्ञान प्रोफ़ाइल प्रस्तुत करता है। जहाँ कर्नाटक और तेलंगाना जैसे पड़ोसी राज्यों ने बड़ी संख्या में रोगियों के बावजूद निम्न मृत्यु दर बनाए रखी है, वहीं केरल अपने मामलों के अनुपात में लगातार उच्च मृत्यु दर दर्ज करता है, 2023 में 17,426 और 2024 में 20,674 मामले रिपोर्ट हुए। दक्षिण में तमिलनाडु ने 2024 में नाटकीय रूप से 27,378 मामलों की वृद्धि देखी, जो 2023 की तुलना में 300 प्रतिशत अधिक थी, फिर भी मृत्यु दर को नियंत्रण में रखा, जो इसकी नैदानिक प्रतिक्रिया प्रणालियों में अधिक अनुकूलनशीलता का संकेत देती है।

इस बढ़ते बोझ के पीछे की शक्तियाँ सुज्ञात हैं, किंतु उन्हें नियंत्रित करना कठिन है। बढ़ते परिवेशी तापमान एडीज़ मच्छर की भौगोलिक सीमा को ऐतिहासिक रूप से गैर-स्थानिक क्षेत्रों तक बढ़ा रहे हैं। तीव्र और अक्सर अनियोजित शहरीकरण निर्माण स्थलों पर खड़े पानी, पुराने टायरों, खुले बर्तनों और जर्जर जल निकासी व्यवस्था के माध्यम से लार्वा के पनपने के लिए आदर्श परिवेश बना रहा है। बदलते डेंगू सीरोटाइप जटिलता की एक और परत जोड़ते हैं: किसी भिन्न सीरोटाइप से द्वितीयक संक्रमण, डेंगू हेमोरेजिक बुखार (DHF) और डेंगू शॉक सिंड्रोम (DSS) के जोखिम को नाटकीय रूप से बढ़ा देता है, ये रोग के वे गंभीर रूप हैं जिनमें मृत्यु दर सबसे अधिक होती है। विश्व स्तर पर प्रतिवर्ष अनुमानित 40 लाख डेंगू मामलों को अस्पताल में भर्ती होने की आवश्यकता होती है, और गंभीर डेंगू की औसत मृत्यु दर 5% तक पहुँच सकती है। महत्वपूर्ण रूप से, भारत में डेंगू का वास्तविक बोझ आधिकारिक आँकड़ों से निश्चित रूप से अधिक है: निष्क्रिय निगरानी प्रणाली ग्रामीण और अर्ध-शहरी क्षेत्रों में बड़ी संख्या में मामलों को दर्ज करने में असफल रहती है, जहाँ प्रयोगशाला पुष्टि की क्षमता सीमित है। ऐसे में यह शोध डेंगू के निदान में उम्मीद की एक नयी किरण बनकर सामने आयी है।

इस अवसर पर विभाग के शिक्षकों, शोधार्थियों एवं विद्यार्थियों ने भी शोध टीम को उनकी इस उपलब्धि पर शुभकामनाएं दीं।