מערכת חדשנית לאבחון מחלות על סמך תנועת העפעף פותחה בפקולטה להנדסת חשמל בטכניון

הפרויקט הייחודי פותח על ידי פרופ' לוי שכטר והדוקטורנטית עדי חנוכה, שהחלה לעבוד עליו עוד בתקופת התואר הראשון ואחר כך המשיכה בכך בעזרת קבוצות סטודנטים רבות שעבדו בהנחייתה

פרסום מדעי ראשון לפרויקט "עפעפיים" שפותח בפקולטה להנדסת חשמל ע"ש ויטרבי בטכניון. הפרויקט, שבמרכזו מערכת לאבחון מחלות באמצעות מנטר תנועות עפעפיים (EMM), הוצג במאמר בכתב העת Graefe's Archive for Clinical and Experimental Ophthalmology מקבוצת שפרינגר (Springer).

הפרויקט הייחודי פותח על ידי פרופ' לוי שכטר והדוקטורנטית עדי חנוכה, שהחלה לעבוד עליו עוד בתקופת התואר הראשון ואחר כך המשיכה בכך בעזרת קבוצות סטודנטים רבות שעבדו בהנחייתה. כבר בשלבי הפיתוח זכה המכשיר בכמה פרסים בינלאומיים וכן דורג בעשרים המקומות המובילים בתחרות בינלאומית של חברת Texas Instruments. בשנתיים האחרונות משמש המכשיר בניסויים קליניים במרכז הרפואי "העמק" בעפולה. הטכנולוגיה שפותחה בטכניון פשוטה יחסית לטכנולוגיות קיימות לניטור תנועות עפעפיים מאחר שאינה דורשת מצלמה, עיבוד תמונה ושמירת מידע בענן.

"תנועות העפעפיים מוסרות מידע משמעותי על מצבו הבריאותי של הנבדק," מסבירה חנוכה, העושה כיום דוקטורט בתחום אחר (ראו בסוף הכתבה) בהנחייתו של פרופ' לוי שכטר. "התנועות האלה יכולות להעיד לא רק על מחלות עיניים אלא גם למשל על מחלות נוירולוגיות כגון פרקינסון ועל מחלות אוטו-אימוניות כגון מחלת גרייבס. לבקשת ד"ר דניאל בריסקו, מנהל מחלקת עיניים במרכז הרפואי "העמק", פיתחנו מכשיר המותקן על משקפי אופטומטריסט סטנדרטיים המשמשים בבדיקות עיניים."

על המשקפיים מותקנת מערכת של חומרה ותוכנה המנטרת את תנועות העפעפיים של המשתמש ומפענחת אותן. מאז קבלת אישור ועדת הלסינקי לניסויים בבני אדם נאספו מדידות של כ-100 נבדקים במטרה להגדיר דפוסי עפעוף (תדירות ומהירות סגירה) של אדם בריא. ניתוח מדדי העפעוף נעשה באמצעות אלגוריתם לעיבוד אותות שנכתב על ידי ארבע סטודנטיות בפקולטה: טל ברקוביץ, מיכל ספקטור, שיר לאופר ונעמה פרל.

ראשית נבדקה מחלת העיניים בלפרוספזם (Blepharospasm Dystonia), המאופיינת בהתכווצות בלתי רצונית של השרירים האחראים על עצימת העיניים. החוקרים גילו קשר כמותי מובהק בין דפוס העפעוף של האדם לבין היותו חולה בבלפרוספזם, ופירוש הדבר שהמערכת תוכל לשמש לאבחון המחלה. באמצעות המערכת נבדקה גם השפעת הטיפול המקובל במחלה – הזרקת בוטוקס – והתגלה כי תוך כרבע שעה מתמתנות ההתכווצויות האמורות ודפוס העפעוף "מתנרמל" למדדים הרגילים הקיימים בקרב אנשים בריאים.

כיום ממשיכה הקבוצה לאסוף מידע על אנשים ב"קבוצות מחלה" נוספות ובהן חולי דמנציה ופרקינסון. לדברי חנוכה, "במקביל לעיצוב המוצר לצורך מסחור אנו פועלים בכמה כיוונים להמשך: פיתוח המערכת כפלטפורמה למחקרים מולטי-דיסציפלינריים בנושאים שונים כגון השפעת מצב רגשי על דפוס העפעוף, תקשורת באמצעות עפעפיים (עבור אנשים משותקים), ואבחון אוטומטי באמצעות למידת מכונה ועל בסיס השוואה ממוחשבת של הניטור הספציפי למאגר נתונים נרחב. אנחנו מקווים שבדיקה זו תהפוך לסטנדרט, בדומה לבדיקת לחץ דם או אק"ג. חמש דקות בדיקה – והאבחון מסתיים."

עדי חנוכה סיימה את לימודי התואר הראשון בהנדסת חשמל בטכניון בהצטיינות יתרה בשנת 2013. כיום היא סטודנטית במסלול ישיר לדוקטורט, בהנחייתו של פרופ’ לוי שכטר. מחקר הדוקטורט שלה מתמקד במאיצי חלקיקים לצרכים רפואיים כגון הקרנות של גידולים סרטניים. זאת במטרה למקד את הקרינה בתאים הסרטניים ולהפחית את פגיעתה ברקמה הבריאה המקיפה אותם. בנוסף לעבודתה התיאורטית היא מבצעת עבודה ניסויית בשיתוף עם מעבדת SLAC למאיצים באוניברסיטת סטנפורד. לאחרונה זכתה חנוכה במלגת רוטשילד קיסריה, התומכת בדוקטורנטיות מצטיינות, ובפרס המתרגל המצטיין הטכניוני.