Crizele de epilepsie, detectate de un nou dispozitiv portabil [studiu]

Cercetătorii de la Universitatea Ben-Gurion au dezvoltat Epiness, un dispozitiv nou, primul de acest fel, pentru detectarea și prezicerea crizelor epileptice bazate pe algoritmi de învățare automată.

Dispozitivul purtabil poate genera un avertisment avansat cu privire la o viitoare criză de epilepsie care va fi trimisă unui smartphone cu până la o oră înainte de apariția acesteia. Sistemul a fost autorizat pentru dezvoltarea și comercializarea ulterioară de către NeuroHelp, o companie de start-up care a fost fondată recent de BGN Technologies, compania de transfer tehnologic a BGU și dr. Oren Shriki, de la Departamentul de Științe Cognitive și ale Creierului al BGU și fondatorul științific al NeuroHelp.

Dispozitivul poate detecta apariția convulsiilor cu o oră înainte

Epilepsia este o boală neuronală foarte răspândită și uneori debilitantă. Până la 30% dintre pacienți nu răspund în mod adecvat la medicamentele antiepileptice și trăiesc cu teama constantă că vor face o criză. Pentru astfel de pacienți, un dispozitiv viabil de predicție a convulsiilor ar putea oferi o îmbunătățire substanțială a calității vieții, permițându-le să evite în primul rând stresul de a nu ști când apare viitoare criză și, în al doilea rând, leziunile asociate cu aceste convulsii.

Dispozitivele actuale de alarmă pentru convulsii pot detecta o criză în timp real, dar nu sunt în măsură să furnizeze avertismente din timp.

Epiness este un dispozitiv de predicție și detectare a convulsiilor care se bazează pe o nouă combinație inovatoare de monitorizare bazată pe o elecroencefalogramă (EEG) a activității creierului împreună cu algoritmi de învățare automată. Concret, aparatul combină un dispozitiv EEG purtabil cu software de ultimă generație care minimizează numărul de electrozi EEG necesari și optimizează plasarea electrodului pe scalp.

Algoritmii sofisticați de învățare automată sunt concepuți pentru a filtra zgomotul care nu este legat de activitatea creierului, pentru a extrage măsuri informative ale dinamicii subiacente a creierului și pentru a distinge între activitatea creierului înainte de o criză epileptică așteptată și activitatea creierului atunci când nu este de așteptat să apară o criză.

Crizele epileptice expun pacienții cu această boală la diverse pericole care pot fi prevenite, inclusiv căderi, arsuri și alte leziuni, afirmă oamenii de știință. Din păcate, în prezent, nu există dispozitive de predicție a convulsiilor care să poată alerta pacienții și să le permită să se pregătească pentru viitoarele convulsii.

Prin urmare, algoritmii de învățare automată dezvoltați de echipa de cercetare reprezintă un pas înainte în gestionarea epilepsiei, deoarece permit prezicerea exactă a apariției convulsiilor iminente cu până la o oră înainte.

„Întrucât am arătat, de asemenea, că algoritmii noștri permit o reducere semnificativă a numărului de electrozi EEG necesari, dispozitivul pe care îl dezvoltăm este atât precis, cât și ușor de utilizat. În prezent dezvoltăm un prototip care va fi evaluat în studii clinice anul acesta", a declarat dr. Oren Shriki.

Epilepsia care nu este controlată în mod adecvat prin medicație este des întâlnită printre persoanele afectate, reprezentând până la 30% dintre cazurile de epilepsie și, prin urmare, un dispozitiv precis și ușor de utilizat care să anunțe crizele este o necesitate medicală care până acum nu era satisfăcută.

Este adevărat că dispozitivele actuale de avertizare în ceea ce privește convulsiile pot detecta criza în timp ce aceasta se întâmplă, însă cele mai multe dintre ele depind de schimbările de mișcare, cum ar fi spasmele musculare sau faptul că persoana cade. Dar dispozitivul actual are avantajul că se bazează mai degrabă pe activitatea creierului decât pe mișcările musculare sau pe ritmul cardiac, subliniază cercetătorii, ceea ce îl poate face un instrument valoros în gestionarea epilepsiei rezistente la medicamente.

Noul algoritm a fost dezvoltat și testat folosind datele EEG dintr-un set extins de date ale unor persoane cu epilepsie care au fost monitorizate cu câteva zile înainte de operație. Mai mulți algoritmi de învățare automată cu complexități diferite au fost instruiți cu privire la datele de instruire prealocate (care cuprind 80% din datele inițiale EEG), iar performanța lor de predicție, precum și performanța dependentă de electrod a fost evaluată pe restul de 20% dintre date. Algoritmul cu cea mai bună performanță de predicție a atins un nivel de precizie de 97%, cu o performanță aproape optimă menținută (95%) chiar și cu relativ puțini electrozi.

Ce tipuri de convulsii există?

Convulsiile sunt clasificate în două grupe, generalizate și focale.

Convulsiile generalizate afectează ambele părți ale creierului.

Convulsiile de absență pot provoca clipirea rapidă sau câteva secunde în care persoana privește în gol.
Convulsiile tonico-clonice, care pot face ca persoana să strige, să-și piardă cunoștința, să cadă și să aibă spasme. Persoana afectată se poate simți obosită după o criză tonico-clonică.

Convulsiile focale sunt localizate într-o singură zonă a creierului și se mai numesc și crize parțiale.

Convulsiile focale simple afectează o mică parte a creierului și pot provoca zvâcniri sau modificări ale senzațiiilor, cum ar fi un gust sau un miros ciudat.
Convulsiile focale complexe pot face ca persoana afectată să se simtă confuză sau amețită și să nu poată răspunde la întrebări sau la instrucțiuni timp de câteva minute.
Crizele secundare generalizate încep într-o parte a creierului, dar apoi se răspândesc pe ambele părți ale acestui organ. Cu alte cuvinte, persoana are mai întâi o criză focală, urmată de o criză generalizată.

Convulsiile pot dura până la câteva minute și nu necesită, de obicei, asistență medicală de urgență. Dar, dacă una sau mai multe dintre următoarele situații au loc, atunci trebuie apelat numărul 112:

Persoana afectată nu a mai avut niciodată o criză.
Persoana are dificultăți de respirație sau de trezire după criză.
Convulsia durează mai mult de 5 minute.
Persoana are o altă criză imediat după prima.
Persoana se rănește în timpul crizei.
Criza are loc în apă.
Persoana are o stare de sănătate specială, cum ar fi: este bolnavă de diabet, suferă de o boală de inimă sau este vorba de o femeie însărcinată.

Pe stradă, pentru a ajuta o persoană care are o criză de epilepsie, rămâi lângă ea până își revine și apoi explică-i pe scurt ce i s-a întâmplat și eventual ajut-o să cheme un taxi sau să sune o persoană de încredere.

Sursă foto: Shutterstock
Bibliografie:
Ben-Gurion University - BGU Researchers Develop Wearable Device for Predicting Epileptic Seizures
https://in.bgu.ac.il/en/pages/news/neurohelp_epilepsy.aspx
CDC - Types of Seizures
https://www.cdc.gov/epilepsy/about/types-of-seizures.htm

Te-ar mai putea interesa și...

TE-AR MAI PUTEA INTERESA ȘI