Φοιτητές προσπαθούν να δώσουν λύση σε ανθρώπους με επιληπτικές κρίσεις
Η ομάδα μηχανικών του Πανεπιστημίου Rice αναπτύσσει ένα ασύρματο σύστημα παρακολούθησης για ασθενείς με επιληψία
Επιμέλεια – Μετάφραση: Αναστασία Χατζηλία από το κείμενο του Mike Williams
21:08:25,05/03/2019
Ο φοιτητής μηχανικής του Πανεπιστημίου Rice, Andres Gomez, και ο Δρ Nitin Tandon της Ιατρικής Σχολής του McGovern στο Κέντρο Επιστημών Υγείας του Πανεπιστημίου του Τέξας στο Χιούστον, κρατούν ένα καπάκι με αισθητήρες που χρησιμοποιούνται με σκοπό την ανάπτυξη μιας ασύρματης οθόνης που καταγράφει τα δεδομένα επιληπτικών κρίσεων από ασθενείς με αθεράπευτη επιληψία.Φωτογραφία από τον Jeff Fitlow
Χιούστον – (23 Απριλίου 2019) – Καλωδιώνοντας τον εγκέφαλο ο ασθενής συνδέεται με μια μηχανή με σκοπό την καταγραφή των επιληπτικών κρίσεων. Είναι δυσάρεστο, αλλά οι φοιτητές της μηχανικής του Πανεπιστήμιου Rice των H.Π.Α. θέλουν να βοηθήσουν αυτούς τους ανθρώπους να απαλλαγούν από την επιληπτική διαταραχή.
Τα μέλη της ομάδας – ο νεότερος Aidan Curtis και οι πιο έμπειροι Sophia D’Amico, Andres Gomez, Benjamin Klimko και Irene Zhang, όλοι τους, φοιτητές, στη σχολή Ηλεκτρολόγων και Μηχανικών υπολογιστών στο Rice’s Brown School of Engineering, αναπτύσσουν ένα εργαλείο με σκοπό τη συγκέντρωση των σημάτων από τον εγκέφαλο ενός ασθενούς και την αποστολή τους, ασύρματα στον υπολογιστή.
Το σύστημα έχει ως στόχο να απαλλάξει τους ασθενείς από το να είναι καλωδιωμένοι σε μια νοσοκομειακή οθόνη για πολλές ημέρες, περιμένοντας την εμφάνιση των επιληπτικών κρίσεων.Φωτογραφία από τον Jeff Fitlow
Ελπίζουν ότι οι προσπάθειές τους, και με την παρότρυνση των καθηγητών τους, θα μπορέσουν να βοηθήσουν κάποια ημέρα τους ασθενείς με επιληψία, όταν πια το φάρμακο δεν μπορεί να βοηθήσει, αλλά τότε μπορεί να χρειαστεί χειρουργική αφαίρεση μικρών τμημάτων του εγκεφάλου, απ’ όπου προέρχονται αυτές οι επιληπτικές κρίσεις. Αρχικά, οι γιατροί θα πρέπει να βρουν ποια μέρη του εγκεφάλου συσχετίζονται με τις κρίσεις και για το σκοπό αυτό απαιτείται η τοποθέτηση ηλεκτροδίων, τα οποία συλλέγουν δεδομένα κατά τη διάρκεια των επιληπτικών κρίσεων.
«Αυτό σημαίνει ότι οι ασθενείς πρέπει να βρίσκονται στο νοσοκομείο για αρκετά μεγάλο χρονικό διάστημα, ώστε να έχουμε ένα μεγάλο μέγεθος δειγμάτων των κρίσεων που χρειάζονται για να καταλάβουμε από πού προέρχονται›», δήλωσε ο κ. Curtis.
«Υπάρχουν πολλές θυσίες, που συσχετίζονται με αυτό, συμπεριλαμβανομένου της ψυχολογικής επιβάρυνσης. Οι ασθενείς θα πρέπει να παραμείνουν συνδεδεμένοι και δε θα μπορούν να κινηθούν. Δεν μπορούν να πάνε σπίτι», εξήγησε.
«Αυτοί οι ασθενείς ήδη δυσκολεύονται να τα βγάλουν πέρα, επειδή οι κρίσεις τους, βρίσκονται σε σημείο που δεν έχουν ποιότητα ζωής», διευκρίνισε ο Klimko. ‹‹Και όπως αποδεικνύεται, πολλοί άνθρωποι με αθεράπευτη επιληψία παρουσιάζουν ένα είδος εξάρτησης από το περιβάλλον, οπότε αν δεν μπορούν να κινηθούν, μπορεί να μην έχουν τόσες πολλές κρίσεις».
Επειδή αυτό σημαίνει μεγαλύτερη και ακριβότερη παραμονή στο νοσοκομείο, οποιοσδήποτε βαθμός ελευθερίας θα ήταν μια ευπρόσδεκτη ανακούφιση, όπως ανέφερε ο κ. Klimko. «Μακριά κάτω στο δρόμο, με το σύστημά μας, ένας ασθενής θα μπορούσε να παρακάμψει αυτά τα έξοδα που σχετίζονται με το νοσοκομείο, εκτός από την αποφυγή της εξάρτησης από το γενικό πλαίσιο», ανέφερε.
Οι σπουδαστές συνεργάζονται με το Δρ. Nitin Tandon, καθηγητή Νευροχειρουργικής στην Ιατρική Σχολή του McGovern στο Κέντρο Επιστημών Υγείας του Πανεπιστημίου του Τέξας στο Χιούστον, και τον Caleb Kemere, αναπληρωτή καθηγητή Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών στο Πανεπιστήμιο του Rice.
Τα μέλη της ομάδας της Axon Mobile, φοιτητές μηχανικής του Πανεπιστημίου Rice μαζί με τον σύμβουλό τους, τον Δρ. Nitin Tandon, για να συζητήσουν την πρόοδο της ασύρματης οθόνης που καταγράφει τα δεδομένα επιληπτικών κρίσεων από ασθενείς με αθεράπευτη επιληψία. Στα αριστερά: Andres Gomez, Irene Zhang, Sophia D’Amico, Tandon, Benjamin Klimko, & Aidan Curtis.Φωτογραφία από τον Jeff Fitlow
Η ιδέα του συστήματος, που ανέπτυξαν, δείχνει δεδομένα υψηλής ποιότητας, τα οποία συλλέγονται από ηλεκτρόδια τοποθετημένα στον εγκέφαλο των τρωκτικών και μεταδίδονται ασύρματα σε έναν υπολογιστή.
«Αυτός ο προπομπός, η ενσωμάτωσή του, στη μέθοδο ασύρματης καταγραφής και μετάδοσης, μας δίνει την ελπίδα ότι μπορούμε να το κάνουμε αυτό στο εγγύς μέλλον», δήλωσε ο κ. Tandon.
«Χρησιμοποιήσαμε ως επί το πλείστον προκατασκευασμένα εξαρτήματα, αλλά για να φτάσουμε στο επόμενο, πιο εξελιγμένο στάδιο, θα χρειαστούμε πιο πολύπλοκες και εξατομικευμένες λύσεις», συμπλήρωσε.
Ο Tandon είναι, επίσης, διευθυντής του προγράμματος χειρουργικής επιληψίας στο Ιατρικό Κέντρο Memorial Hermann-Texas και αναπληρωτής καθηγητής ηλεκτρολογίας και πληροφορικής στο Πανεπιστήμιο του Rice. Ο ίδιος εργάστηκε πέρυσι με μια άλλη ομάδα του Rice σχετικά με μια τεχνική για την απλούστευση της τοποθέτησης των ηλεκτροδίων σε ασθενείς.
Η προσαρμοσμένη πλακέτα κυκλωμάτων των φοιτητών συγκρίνει τα σήματα από έξι εμφυτεύματα σε ένα μοντέλο τρωκτικού και τα στέλνει ασύρματα μέσω ραδιοσυχνότητας.
«Το μικροκύκλωμα, που επιλέξαμε, έχει επίσης τη δυνατότητα τεχνολογίας τύπου Bluetooth, οπότε θεωρητικά θα μπορούσαμε να μεταδώσουμε δεδομένα σε ένα τηλέφωνο, αλλά το εφαρμόζουμε με πρωτόκολλο ιδιόκτητων ραδιοφωνικών συχνοτήτων για υψηλότερο ρυθμό δεδομένων», είπε ο κ.
«Προσωρινά θα συνδεθεί ο δέκτης με έναν υπολογιστή για να εμφανίσει τα δεδομένα, αλλά το γεγονός είναι ότι εσείς, ο ασθενής, μπορεί να είστε δραστήριος» δήλωσε ο κ. Gomez.
Τα δεδομένα πιθανόν να προέρχονται από έναν από τους δύο τύπους εμφύτευσης:
Τη στέρεο-ηλεκτροεγκεφαλογραφία (sEEG) ή την ηλεκτροκορτικογραφία.
Στην πρώτη, εμφυτεύονται απλά ηλεκτρόδια μέσα από μια οπή στο κρανίο για να παρακολουθούν μονές ή μικρές ομάδες νευρώνων. Και στο τελευταίο, ένα μάτι εμφυτεύεται κάτω από το κρανίο για να συγκεντρώσει τα τοπικά δεδομένα δυναμικού πεδίου από χιλιάδες ή ίσως εκατομμύρια νευρώνες.
©Typologos.com 2019
