חוקרים באוניברסיטת בן-גוריון פיתחו מערכת לחיזוי התקפים אפילפטיים

המערכת, שמבוססת על למידת מכונה לניתוח אותות EEG, יכולה לחזות התקפים אפילפטיים כשעה לפני התרחשותם * NeuroHelp, חברת הזנק שהוקמה לאחרונה ושקיבלה רישיון לפיתוח ומסחור הטכנולוגיה, הינה חברת פורטפוליו של מאיץ אואזיס, של מרכז יזמות 360 של אוניברסיטת בן-גוריון

חוקרים באוניברסיטת בן-גוריון בנגב פיתחו מכשיר חדשני וראשון מסוגו לזיהוי וחיזוי התקפים אפילפטיים באמצעות אלגוריתמים של למידת מכונה. המכשיר הלביש יכול לייצר אזהרה מוקדמת על התקף מתקרב שתישלח אל הטלפון הסלולרי כשעה לפני תחילת ההתקף. רשיון לפיתוח ומסחור המערכת ניתן לחברת NeuroHelp שהוקמה לאחרונה על ידי BGN Technologies, חברת מסחור הטכנולוגיה של אוניברסיטת בן-גוריון בשיתוף עם דר’ אורן שריקי מהמחלקה למדעי הקוגניציה והמוח באוניברסיטת בן-גוריון והמייסד המדעי של NeuroHelp.

אפילפסיה היא מחלה עצבית בעלת השפעה נרחבת ודרגות חומרה משתנות. כ 30% מהחולים אינם מגיבים בצורה מיטבית לטיפול תרופתי והם חיים בחשש מתמיד מפני התקפים. עבור חולים אלו, מכשיר יעיל לחיזוי התקפים יכול לשפר בצורה משמעותית את איכות חייהם ולאפשר להם להימנע מפציעות עקב ההתקפים.

המכשירים הקיימים היום שמתריעים על התקפים יכולים לזהות התקף בזמן אמת אך אינם מסוגלים לספק התרעה מוקדמת מפני התקף קרוב. המכשיר החדשני לחיזוי וזיהוי התקפים מבוסס על שילוב ייחודי בין ניטור הפעילות המוחית בעזרת EEG לבין אלגוריתמים של למידת מכונה.

דר’ אורן שריקי אמר, “התקפים אפילפטיים חושפים חולי אפילפסיה למגוון סיכונים בני מניעה, כולל נפילות, כוויות ופציעות נוספות. למרבה הצער, כיום אין עדיין מכשירים לחיזוי התקפים שיכולים להתריע בפני החולים על התקף מתקרב ולאפשר להם להתכונן לקראתו. משום כך אנחנו נרגשים שאלגוריתם למידת המכונה שפיתחנו יכול לחזות בצורה מדויקת התקפים קרבים, עד כשעה לפני התרחשותם. מכיוון שגם הראינו שהאלגוריתם שלנו תומך בהפחתה משמעותית במספר אלקטרודות ה-EEG הנדרשות, המכשיר שאנחנו מפתחים יהיה גם מדויק וגם ידידותי למשתמש. אנחנו מפתחים כעת אבטיפוס שיהיה מוכן להערכה בניסויים קליניים בבני אדם מאוחר יותר השנה”.

המערכת משלבת מכשיר EEG עם תוכנה מתקדמת שממזערת את מספר אלקטרודות ה-EEG הנחוצות ומספקת מידע על המיקום האופטימלי של האלקטרודות על הקרקפת. האלגוריתמים המתוחכמים מסננים את רעשי הרקע שאינם קשורים לפעילות המוחית, מחלצים מדדים אינפורמטיביים על הפעילות המוחית ומבחינים בין פעילות מוחית לפני התקף לבין פעילות מוחית שאינה מקדימה התקף.

דר’ הדר רון, יו”ר הדירקטוריון של NeuroHelp, ציינה, “אפילפסיה שאינה מגיבה בצורה מיטבית לתרופות מאפיינת עד 30% ממקרי האפילפסיה, ומשום כך מכשיר מדויק וקל לשימוש לחיזוי התקפים הוא צורך רפואי ממשי שאין לו מענה. המכשירים הקיימים כיום להתרעה על התקפים מזהים את ההתקף בזמן התרחשותו, ומרביתם תלויים בשינויים בתנועה, כמו עוויתות שרירים או נפילות. המכשיר שלנו ייחודי בכך שהוא יכול לחזות התקפים ולאפשר לחולים ולצוות הטיפולי שלהם לנקוט בפעולות מקדימות למניעת פציעות. זהו גם המכשיר היחיד שאינו פולשני, אשר מבוסס על פעילות מוחית ולא על תנועות שרירים או קצב לב. אנו סמוכים ובטוחים שהוא יהיה מכשיר משמעותי בניהול אפילפסיה שעמידה בפני טיפול תרופתי”.

ג’וש פלג, מנכ”לTechnologies  BGN, חברת מסחור הטכנולוגיה של אוניברסיטת בן-גוריון, הוסיף, “NeuroHelp, חברת בת שלTechnologies  BGN, נוסדה לאחרונה כחלק ממאיץ אואזיס של אוניברסיטת בן-גוריון, כדי להוסיף לפתח ולמסחר את הפתרון החדשני שלהם לתועלתם של אנשים שסובלים מאפילפסיה. רק לאחרונה, NeuroHelp זכתה בפרס השקעה ראשון בתחרות חברות ההזנק של סיליקונגב, ופרס זה מהווה הכרה חשובה בפוטנציאל יוצא הדופן של טכנולוגיה זו, שמבוססת על שילוב ייחודי של חקר המוח ובינה מלאכותית שפותח במעבדתו של דר’ שריקי”.

האלגוריתם החדש פותח ונבחן על נתוני EEG ממאגר נתונים גדול של אנשים עם אפילפסיה שפעילות המוח שלהם נוטרה למשך מספר ימים לפני ניתוח. נתוני החולים חולקו למקטעים קצרים של פעילות טרום-התקף או תוך כדי התקף. מספר אלגוריתמים של למידת מכונה בעלי רמות מורכבות משתנות אומנו על מסד נתונים שהוקצו מלכתחילה לאימון (80% מסך נתוני ה-EEG במאגר), ולאחר מכן יכולתם לחזות התקף נבחנה על נתוני ה-EEG שנותרו (20% מסך נתוני ה-EEG במאגר). כמו כן, נבחנה יעילות האלגורתמים השונים כתלות במספר אלקטרודות ה-EEG. האלגוריתם עם יכולת החיזוי הטובה ביותר הגיע לרמת דיוק של 97%, ויכולת החיזוי שלו כמעט ולא נפגעה (95% דיוק) גם כאשר הוא הסתמך על מספר אלקטרודות קטן יחסית.

אפילפסיה היא מחלת מוח כרונית לא מידבקת שמשפיעה על כ-65 מיליון אנשים ברחבי העולם. היא מאופיינת של ידי התקפים חוזרים ונשנים, שהם אירועים קצרים של תנועות בלתי רצוניות שעשויים לערב אזור אחד של הגוף או את הגוף כולו, המלווים לעתים קרובות באובדן הכרה ואובדן שליטה בסוגרים. ההתקפים הם תוצאה של פעילות חשמלית מוגברת של קבוצת תאי מוח. אזורים שונים במוח יכולים להוות אתרים לפעילות מוגברת זו. ההתקפים יכולים לנוע החל מניתוק קצרצר בהכרה או עווית שרירים קטנה ועד עוויתות חמורות וממושכות. גם שכיחות ההתקפים משתנה, החל מפחות מאחד בשנה וכלה במספר התקפים מדי יום.

עוד בנושא באתר הידען:

• מחקר באוניברסיטת תל אביב סולל את הדרך לטיפול חדשני באפילפסיה
• כיצד לטפל במקרים הקשים ביותר של אפילפסיה
• תאים נגד אפילפסיה