מתלבשים על הבריאות

בימים 14-13 במאי התקיים בטכניון הכנס הבינלאומי הראשון להתקנים לבישים לאבחון רפואי (Wearable Devices for Medical Diagnosis) בהשתתפות אנשי תעשייה ואקדמיה מכל העולם. את הכנס הוביל פרופ' חוסאם חאיק, ראש המעבדה להתקנים מבוססי ננו-חומרים בפקולטה להנדסה כימית ע"ש וולפסון וחבר במכון לננוטכנולוגיה ע”ש ראסל ברי (RBNI).

"תחום ההתקנים הלבישים צובר תאוצה בשנים האחרונות וקיימות היום טכנולוגיות אבחון לבישות כגון שעונים חכמים ובגדים חכמים," אמר פרופ' חאיק, "אבל, לרוב, הן לא מדויקות או שהן מוגבלות במגוון היישומים האפשריים. הדרך לקפיצת מדרגה בתחום הזה נמצאת בחישה ביוכימית – ניטור מדויק של מצבים פיזיולוגיים על סמך ניטור כימי של העור ושל איברים שונים. השאיפה שלנו היא לייצר טכנולוגיות ניטור לא פולשניות, או כמעט לא פולשניות, ולחבר את החיישנים לתשתיות IOT, כך שאפשר יהיה לצבור נתונים מרובים ולנתחם באופן ממוחשב לטובת הצוות הרפואי."

ההרצאות בכנס עסקו במגוון רחב של נושאים ובהם ניטור תפקוד ריאתי, ניטור פעילות הלב, ייצור חיישנים לניטור רפואי ומדבקות חדשניות לניטור מהיר וזול של שחפת. ד"ר אנדריי ברויסמן, המנהל המדעי של תחום ההנדסה במשרד המדע והטכנולוגיה, בירך את באי הכנס והציג את ערוצי התמיכה של המשרד במדע הישראלי ובשיתופי פעולה בינלאומיים.

את הרצאות הפתיחה בכנס נשאו פרופ' קנת סוסליק מאוניברסיטת אילינוי ופרופ' קוראדו די נטלי מאוניברסיטת רומא. פרופ' סוסליק הציג את הפתרונות המפותחים בעשור האחרון בתחום החיישנים העשויים לקחת חלק נכבד באבחון המחלות ע״י טכנולוגיות לבישות: חיישנים מתכלים, זולים, המחקים את מערכת ההרחה הטבעית ומספקים פלט ויזואלי המתאר היטב את תכונות הריח של האובייקט. "למעשה פיתחנו מערכת המזהה את 'טביעת האצבע המולקולרית' של ריחות וכך אנחנו מאפשרים מיפוי אלקטרוני מדויק של תמהילי-ריחות ויודעים לנטר גזים רעילים ומזון מקולקל ולהבחין בין סוגים שונים של קפה, וויסקי וכו'. בהקשר הרפואי הצלחנו לבצע ניטור מתמשך לאורך זמן ולזהות סמנים ביולוגיים של מחלות לב וכליות, ולא פחות חשוב – לנטר עמידות של חיידקים לתרופות."

פרופ' קוראדו די נטאלי מאוניברסיטת רומא תיאר את הגישה שפיתח לניטור אלקטרוני של חומרים ביו-כימיים הקשורים לבריאות האדם. גישה זו, סלקטיביות קומבינטורית, המדמה באופן פעולתה את המערכת הטבעית של חישת הריח האנושית. לדבריו, "לאדם יש כ-350 קולטני ריח, שבאמצעותם אפשר להבדיל בין מיליוני מקורות ריח. בהשראת מערכת ההרחה האנושית פיתחנו טכנולוגיה המאפשרת לנטר מלריה וסרטן וגם להבחין בין סוגי סרטן שונים."

הדוקטורנט מוחמד חטיב, מקבוצת המחקר של פרופ' חאיק, הציג טכנולוגיה חדשנית בעולם הניטור הלביש: מערכות חישה גמישות שביכולתן לתקן את עצמן. "כשאנחנו מדברים על מכשור לביש," אמר חטיב, "אנחנו רוצים כמובן מערכות מתיחות וגמישות, אבל גם שתהיה להן יכולת של תיקון עצמי. זאת היכולת שפיתחנו בהשראת הטבע ובתמיכת קרן ביל ומלינדה גייטס. הרי לבעלי חיים יש יכולת לתקן רקמות פגועות בגופם, וזאת התכונה שרצינו לשחזר. מה שפיתחנו הוא טרנזיסטור מבוסס פולימר, שיודע לתקן את עצמו לא רק מבחינה מבנית ומכנית אלא גם מבחינת תכונותיו החשמליות. אחרי שראינו שהוא מצליח לתקן את עצמו כשאנחנו חותכים אותו, חזרנו על כך במים מסוגים שונים, אפילו מי ים, וגילינו שהוא מתקן את עצמו במהירות ומחזיר לעצמו את יכולותיו הקודמות. המשמעות היא שההתקנים האלה יכולים לעבוד בסביבה הרטובה של רקמות ביולוגית, על עור מזיע, וכו'.

הכנס התקיים בעיתוי ייחודי מבחינת הפעילויות הבינלאומיות של המעבדה להתקנים מבוססי ננו-חומרים בראשותו של פרופ' חוסאם חאיק – סיום מאגד SniffPhone ופתיחתם של שני מאגדים חדשים: VOGAS ו- .A-Patch שלושת המאגדים מתקיימים במסגרת תוכניתHorizon-2020 של האיחוד האירופי, שהקצה להם סכום מצטבר של 18 מיליון יורו.

מערכת SniffPhone מבוססת על טכנולוגיה מצומדת-סמארטפון לאבחון מהיר של סרטן ומחלות נוספות על סמך הבל פיו של הנבדק. החומרה החדשה היא מערכת בגודל סמאטרפון, שלתוכה נושף המטופל (ללא צורך בהצמדה של הפה). הנתונים מועברים באמצעות הטלפון הנייד לענן שבו מנותח המידע והתוצאות מועברות לרופא המטפל. מאגד Vogas, בו שותפים גורמי אקדמיה ותעשייה מאירופה ומאמריקה הלטינית, ממשיך למעשה את אותו פרויקט לקראת יישום קליני.

מאגד Apatch שבו שותפים חוקרים מהאקדמיה, בתי חולים וחברות שונות, פועל להמשך פיתוח מדבקה זולה ואמינה לניטור שחפת. השחפת, אחת המחלות המידבקות הקטלניות בעולם, גובה מדי שנה כ-1.8 מיליון קורבנות. שיטת האבחון הנפוצה כיום מצריכה שירותי מעבדה ואורכת זמן רב; זהו תבחין עורי, תהליך שכולל הזרקת חומר (טוברקולין) לאחת הזרועות, בדיקת התגובה העורית כעבור כמה ימים וחזרה על התהליך כולו בזרוע השנייה כעבור שבועיים. הפיתוח שעליו עובד המאגד החדש הוא מדבקת אבחון קטנה וזולה – המדבקה החד-פעמית תעלה כ-1.5 דולר, והרב פעמית בערך כפליים. המדבקה קוראת את נתוניו הפיזיולוגיים של המטופל והצמדתה לסמארטפון מעבירה לתוכו נתונים אלה, ומשם הם יכולים לעלות לענן לטובת אנליזה ואבחון על ידי רופא. קרן ביל ומלינדה גייטס מלווה את הפרויקט כבר כמה שנים.