עיניים עצומות לרווחה: טכנולוגיית דימות למעקב אחרי עיניים סגורות

פיתוח חדש של אוניברסיטת תל אביב יאפשר מעקב אחרי שינויים בגודל האישון ובכיוון המבט מבעד לעיניים עצומות על ידי ניטור באמצעות דימות אינפרא אדום. מעקב מבעד לעיניים סגורות יוכל לשמש לזיהוי עוררות, מודעות וכאב בשינה.

במחקר שהתפרסם לאחרונה בכתב העת Communications Medicine מוצגת טכנולוגיה חדשנית המשלבת דימות בתחום הגלים הקצרים של הקרינה האינפרה אדומה (SWIR - short wave infrared) יחד עם שיטות למידה עמוקה ובכך מאפשרת מעקב אחרי שינויים בגודל האישון ובמיקומו גם כאשר העיניים עצומות.

החוקרים מעריכים שלטכנולוגיה יש את הפוטנציאל להפוך כלי חשוב בטיפול קליני וכי ניטור האישונים בצורה זו יוכל לאפשר בעתיד זיהוי מצבים של עוררות במצבי שינה, הרדמה וטיפול נמרץ ובכך לאבחן את עומק ההרדמה, איתור של סיוטים ופרכוסים בשינה, ואף זיהוי תחושת כאב או תגובתיות במטופלים במחלקות טיפול נמרץ וטראומה.

הפיתוח נעשה על ידי צוות חוקרים מאוניברסיטת תל אביב בהובלת עומר בן ברק דרור, בהנחיה משותפת של פרופ' יובל ניר מהחוג לפיזיולוגיה בפקולטה למדעי הרפואה והבריאות, בית ספר למדעי המוח, והמחלקה להנדסה ביו-רפואית ופרופ' ישראל גנות מהמחלקה להנדסה ביו-רפואית, וחברי קבוצת המחקר הנוספים ד"ר מיכל טפר, ד"ר ברק חדד, ד"ר האני בראום ודוד חג'ג'.

לדבריו של פרופ' ניר, "ידוע כי האישונים שלנו מתכווצים בתנאים של אור בהיר ומתרחבים כאשר הסביבה חשוכה, אך זוהי רק סיבה אחת לשינוי בגודל האישון. האישונים מתרחבים גם במצבים בהם אנחנו מעוררים, למשל כאשר אנחנו מגיבים לאירוע מפתיע או כשאנו חווים כאב. במקרים כאלה מערכת העצבים האוטונומית מתריעה ומכינה אותנו לקראת פעולה.

"מעקב אחר שינויים בגודל האישון וניטור תנועות עיניים יכולים להוות מדדים קליניים במגוון סיטואציות. למרות זאת, נכון להיום היכולת לעקוב אחרי המדדים האלה מוגבלת רק למצבים בהם העיניים פקוחות. למעשה, עד כה לא היתה שיטה שאפשרה מדידה של השינויים האלה באופן רציף, ללא מגע ובתנאים בהם העיניים עצומות, ולכן מדידות מסוג זה לא התאפשרו בתחומים של רפואת שינה, הרדמה וטיפול נמרץ".

על הפיתוח מרחיב עומר בן ברק-דרור: "כדי לבסס ולאמת את הטכנולוגיה שלנו, התמקדנו בשינויים רפלקסיביים בתגובה להבזק של אור, אז האישונים מתכווצים במהרה וחוזרים בהדרגה לגודלם המקורי. באנשים בריאים, הרפלקס הבסיסי הזה מתאפיין בתגובה סימטרית של שתי העיניים. על בסיס ההנחה הזאת תכננו ניסויים שבוחנים את הטכנולוגיה החדשה שלנו על עין עצומה, תוך השוואה של התוצאות לעין הפתוחה עבור אותו נבדק".

פרופ' ניר ופרופ' גנות מוסיפים כי "השיטה מאפשרת לעקוב בזמן אמת באופן מדויק אחרי השינויים בגודל האישון בתגובה לגירוי אור כאשר העיניים עצומות, כך שניתן לזהות את התגובה בכל פעם ופעם שהרפלקס מתרחש. ניתן גם להעריך מהו כיוון המבט עד לרמת דיוק של מעלות בודדות וברזולוציה של חלקיקי שנייה. המערכת פועלת בתחום אורכי גל המאפשר חדירה מירבית לעומק הרקמה הביולוגית, וניתוח המידע תוך שימוש בשיטות אלגוריתמיקה של למידה עמוקה אפשרו לנו לזהות שינויים שאינם ניתנים לזיהוי בשיטות נפוצות של דימות בתחום הקרוב לאור הנראה".

ד״ר טפר מוסיפה שהמידע שייאסף בניטור רציף וללא מגע הוא חלק קריטי בתוך המידע האלקטרוני הרפואי (Electronic Medical Records) של המטופל ויעזור בקבלת החלטות מושכלת לגבי המשך הטיפול הרפואי ועד להבראה. חברת רמות, חברת מסחור הטכנולוגיות של אוניברסיטת תל אביב, הגישה פטנט ופועלת בימים אלה למסחור הטכנולוגיה.

החוקרים מסכמים: "הטכנולוגיה שאנו מפתחים, אשר מגובה בתהליכי קבלת פטנט, סוללת את הדרך לפיתוח מכשור עם יישומים קליניים ומסחריים בתחומים שונים ברפואת השינה, לניטור עומק ההרדמה ומודעות תוך כדי ניתוח, ועד לזיהוי תחושת כאב או תגובתיות במטופלים מחוסרי יכולת תגובה במחלקות טיפול נמרץ וטראומה".