Dispozitive de detectare a crizelor

Tehonologii de detecţie şi alarmare a crizelor de epilepsie – partea I

Epilepsia afectează aproximativ 50 de milioane de oameni în întreaga lume, cu o incidenţă de aproximativ 1% din toată populaţia. În circa 30% din cazuri, medicamentele sau alte tratamente nu reuşesc să reducă numărul crizelor de epilepsie. În aceste situaţii, sistemele de detecţie a crizelor de epilepsie în timp real sunt o necesitate.

Crizele de epilepsie afectează dramatic multiple aspecte ale vieţii, atât a persoanei suferinde, cât şi a membrilor familiei. Cele mai comune efecte asupra pacientului sunt loviturile rezultate în urma căzăturilor provocate de crize. De asemenea, în anumite situaţii, crizele durează atât de mult încât pot induce modificări ireversibile la nivelul ţesutului cerebral.

Pe partea de îngrijitor/asistent, anxietatea este omniprezentă: înainte de criză, aşteptând apariţia ei şi apoi în timpul ei. În cele mai multe situaţii, părinţii aleg să doarmă cu copiii în pat, pentru a putea reacţiona prompt în eventualitatea unei crize. De asemenea, trezirile frecvente, la fiecare tresărire a copilului, duc la extenuarea a cel puţin unuia dintre părinţi.

În momentul actual, majoritatea sistemelor de detecţie şi alarmare a crizelor existente sunt mai mult în stadiu experimental decât la nivel comercial. Principalul motiv este piaţa destul de mică pentru a atrage investitori. Cele mai multe aparate folosite de persoane suferind de epilepsie sunt mai mult de monitorizare şi nu de detecţie. Cu toate acestea, părinţii au găsit soluţii ingenioase de detecţie şi alarmare, de la braţară cu clopoţei până la sisteme mai avansate de procesare a semnalului video sau audio. Totuşi, aceste soluţii sunt individualizate şi nepromovate pentru comercializare.

Însă, în ultimii ani, dezvoltarea sistemelor de detecţie şi alarmare a crizelor de epilepsie s-a revigorat odată cu apariţia telefoanelor smart şi îmbunătăţirea tehnologiei Bluetooth.

Sistemele de detecţie a crizelor de epilepsie se bazează, în general, pe modificările fiziologice care au loc în timpul crizei. Crizele tonico-clonice încep cu contracţii puternice ale muşchilor, braţele devenind aproape rigide, în acest timp bătăile inimii sunt accelerate, respiraţia se poate opri din cauză că diafragma este contractată, apoi criza poate evolua în faza clonică, cu contracţiile musculare ritmice. Incontinenţa şi transpiraţia abundentă pot apărea. Toate aceste manifestări externe au loc pe lângă cele interne la nivel cerebral.

Tipuri de tehnologii bazate pe mişcarea braţelor şi a corpului:

1. Senzorii de mişcare (accelerometru) pot detecta schimbările de poziţie. Cu cât este mai bruscă această schimbare de poziţie cu atât mai mare amplitudinea semnalului. Aceşti senzori amplasaţi în general pe braţele pacientului pot înregistra mişcarea acestora în timpul crizei. Apoi, un software inteligent poate mai departe să decidă şi să alarmeze atunci când o criză se produce. Aceşti senzori se găsesc în foarte multe produse actuale de la smartphone până la Wiimote de la consola Nintendo. Tehnologia actuală permite introducerea acestor senzori în aparate gen ceasuri, care pot fi eficiente în anumite tipuri de crize.

1.1 Unul dintre cele mai cunoscute exemple de aparate de genul acesta este SmartWatch (http://www.smart-monitor.com/), produs dezvoltat în colaborare cu Universitatea Standford din SUA. Acest aparat foloseşte un accelerometru şi poate detecta în special crizele tonico-clonice. Odată detectată mişcarea specifică, aparatul are posibilitatea de a alarma prin producerea unor sunete. Persoana care foloseşte ceasul are opţiunea să oprească alarma singură în caz de alarmă falsă şi de a seta sensibilitatea aparatului.

Acest aparat a fost testat într-un studiu făcut în 2011 pe 40 de pacienţi cu epilepsie (Detection of seizure-like movements using a wrist accelerometer, Epilepsy & Behavior, Volume 20, Issue 4, 2011, 638–641). Dintre aceştia, 6 pacienţi au avut 8 crize tonico-clonice, iar aparatul a reuşit detecţia a 7 din aceste 8 crize într-un interval de 4-15 secunde de la iniţierea fazei clonice.

Deşi pot să detecteze mişcarea şi chiar poziţia corpului (în picioare sau culcat), aceşti senzori nu pot să dea informaţii asupra gravităţii crizei sau momentului terminării crizei. Sunt foarte multe situaţii când criza poate continua fără ca pacientul să se mişte foarte mult. În timpul zilei, acest tip de ceas poate genera foarte multe alarme false din cauză că multe mişcări normale gen spălatul pe dinţi, scărpinatul, alergarea provoacă schimbări mari la nivelul semnalelor măsurate de senzor.

1.2 Există şi aplicaţii pentru smartphone-uri care folosesc acest tip de senzori. Un exemplu este EpDetect, http://www.epdetect.com/. Această aplicaţie foloseşte senzorul prezent în telefon şi detectează mişcarea repetitivă din timpul crizei. În plus, are opţiunea de a trimite sms cu locaţia persoanei. Însă, acest gen de aplicaţie implică folosirea telefonului tot timpul şi nu are setări asupra nivelului de sensibilitate. În acest caz, trebuie citită foarte bine secţiunea de termeni şi condiţii de la furnizor, pentru a vedea limitările acestei aplicaţii.

Unul dintre marile dezavantaje ale aplicaţilor de genul acesta este fragmentarea telefoanelor cu Android. Asta înseamnă că aplicaţia poate rula numai pe anumite telefoane. O mică sugestie în legatură cu acest tip de aplicaţie este de a fi folosită pe braţ şi nu în buzunar sau pe curea. Aceasta deoarece mâinile se mişcă mai mult în timpul unei crize decât restul corpului. În acest caz, telefonul poate fi introdus într-o brăţară pentru braţ de genul folosit de alergători sau în fitness.

Aceste aplicaţii trebuie încercate în prealabil, pentru a vedea dacă pun mai multe probleme decât rezolvă.

1.3 Un alt tip de senzori de mişcare sunt cei care se pot folosi sub saltea (ex: Emfit http://www.emfit.com/). Aceşti senzori înregistrează vibraţia saltelei aflate sub un pacient care are crize tonico-clonice şi sunt folosite de foarte multe persoane şi în unele centre specializate în epilepsie. Sistemul are setări pentru a ţine cont de grosimea saltelei sau intensitatea crizei.

Producătorii acestui sistem au publicat în 2013 rezultatele unui studiu efectuat pe 45 de pacienţi, cu vârste între 14 luni şi 28 de ani. În acest articol “Prospective Study of the Emfit Movement Monitor, Journal of Child Neurology” autorii au testat eficienţa sistemului Emfit în comparaţie cu sistemul de detecţie standard folosit în spitale (video şi EEG). Rezultatele au arătat că 84,6% din crizele tonico-clonice care au avut loc în timpul somnului au fost detectate (11 din 13) şi 75% din crizele în care pacientul a fost în pat dar treaz (12 din 16). Unul dintre marile dezavantaje ale acestui sistem este că poate fi folosit numai pe timpul cât pacientul se află în pat. Însă, pentru monitorizarea pe timp de noapte, acest sistem poate fi suficient.

În general, senzorii bazaţi pe accelerometru nu pot detecta faza tonică, pentru că mişcarea braţelor este foarte lentă şi nu produce schimbări mari la nivelul semnalelor.

O altă posibilitate de a detecta mişcarea persoanei în timpul crizei este de a folosi semnalul video. În acest caz, semnalul video înregistrat cu o cameră cu infraroşu este prelucrat inteligent de un calculator pentru a detecta nivelul de activitate. Însă, aceste sisteme deocamdată sunt la nivel experimental pentru cercetare şi sunt dezvoltate în centre specializate.

(Text redactat de Constantin Ungureanu, specialist în domeniul nanotehnologiilor în medicină, heezetechno@gmail.com)

 

Tu ce ştii despre epilepsie?

Cum să te implici

Pentru realizarea proiectelor noastre, avem nevoie de sprijinul tău.

Află cum poţi ajuta

Made by Dravet.ro

Braţară silicon
40 RON

Vezi toate obiectele >

Asociația pentru Dravet și alte Epilepsii Rare este membru fondator al Federației Europene pentru Sindromul Dravet (DSEF)