Urządzenia noszone na ciele pomogą zapobiegać nagłej niespodziewanej śmierci spowodowanej padaczką
Według WHO co roku w Europie rozpoznaje się 300 000 nowych przypadków padaczki. Choć istnieje kilka sposobów leczenia, ryzyko nagłej niespodziewanej śmierci (sudden unexpected death, SUDEP) jest nadal wysokie. Według raportu brytyjskiego rządu każdego roku w Europie SUDEP jest przyczyną 33 000 zgonów, z których 40 % można by zapobiec. Aby tego dokonać, badacze potrzebują najpierw możliwości ciągłego monitoringu fizjologicznego pacjentów, na którym mogą oprzeć swe badania. Wymaga to nieinwazyjnego urządzenia, które pacjenci mogliby mieć przy sobie przez cały czas bez ryzyka negatywnego wpływu na działanie urządzenia. „Potrzebne jest prawdziwie mobilne rozwiązanie – nieinwazyjne, łatwe w użyciu, wygodne, niewielkie, niewymagające wielu czynności konserwacyjnych oraz trwałe. A jeśli tego rodzaju urządzenie mogłoby zapewniać niezawodne sygnały, dokładne biomarkery, a nawet trafnie rozpoznawać potencjalnie niebezpieczne sytuacje, mogłoby się okazać prawdziwym przełomem”, mówi Esther Rodriguez-Villegas, profesor elektroniki niskonapięciowej na Imperial College London. Celem projektu Europejskiej Rady ds. Badań Naukowych (ERBN) zatytułowanego NOSUDEP (A Wearable Electronics Approach To Reduce Mortality in Epilepsy) i prowadzonego przez prof. Rodriguez jest dostosowanie do tych wymogów urządzeń opracowanych w ramach poprzednich projektów ERBN – WEEG oraz One-EG, dotyczących odpowiednio elektroencefalografii oraz monitorowania zaburzeń snu. Kilka kompromisów Sukces projektu NOSUDEP będzie kwestią kompromisów: opracowanie wygodnego rozwiązania przy jednoczesnym zapewnieniu optymalnego tempa transmisji danych i wysokiej dokładności. Jako że stawka jest dużo wyższa niż w przypadku aplikacji komercyjnych, margines błędu jest bardzo mały. Prof. Rodriguez wyjaśnia: „Jeśli którykolwiek z algorytmów skutkować będzie przekazaniem pacjentowi fałszywych ostrzeżeń, nie będzie on wystarczająco dobry, by wykrywać potencjalnie niebezpieczne sytuacje. Mowa tu o urządzeniach, które pacjenci będą musieli nosić przez długi czas. Fałszywe ostrzeżenia szybko sprawiłyby, że pacjenci przestaliby stosować się do zaleceń. Nasze badania koncentrują się na algorytmach, które uwzględniają te ograniczenia”. Kolejnym dużym wyzwaniem jest to, w jaki sposób w ramach projektu wykrywanych będzie jak najwięcej parametrów fizjologicznych z pojedynczego punktu ciała. Podobnie niewielkie wymiary urządzenia wiążą się z bardzo niskim zużyciem energii, co z kolei ogranicza możliwość optymalizacji procesu wykrywania. Czerpanie z poprzednich projektów Mimo że projekt ten znajduje się nadal na wczesnym etapie realizacji, może on wykorzystywać wcześniejsze sukcesy dr Rodriguez i jej zespołu. Badania w ramach projektu ONE-EG umożliwiły już opracowanie urządzenia monitorującego sen, które jest 20 razy lżejsze i 50 razy mniejsze niż urządzenia alternatywne, a dodatkowo oferuje dokładność na poziomie podobnym do systemów stacjonarnych. Z kolei projekt WEEG rozwiązał już najważniejsze wyzwania technologiczne związane ze zużyciem energii. Nowa generacja algorytmów umieszczona jest w nowatorskich układach scalonych, które można wmontować w elektrody i które pochłaniają bardzo małą ilość energii. System ten zmniejsza również ilość danych przekazywanych lekarzowi na potrzeby diagnostyki, co ma tę dodatkową zaletę, że ogranicza niepotrzebne obciążenie. Już przed powstaniem projektu NOSUDEP przynosząca sukcesy praca prof. Rodriguez doprowadziła do założenia start-upu. Obecnie trwa ostatni etap procesu regulacyjnego mającego na celu wprowadzenie na rynek pierwszego noszonego na ciele wyrobu medycznego służącego do automatycznego diagnozowania bezdechu sennego. Jeśli misja NOSUDEP się powiedzie, dr Rodriguez ma nadzieję, że możliwe będzie zapewnienie podobnej pomocy pacjentom z padaczką. „Mam również nadzieję, że w ramach tego projektu lepiej poznamy mechanizmy SUDEP, a w przyszłości uda nam się nawet temu zapobiegać”, podsumowuje.
Słowa kluczowe
NOSUDEP, WEEG, One-EG, SUDEP, padaczka, elektroniczne urządzenia noszone na ciele, nieinwazyjne, monitoring fizjologiczny
