מחט ייחודית תסייע באינפוזיות לילדים

פיתוח אחר, מציל-חיים, שיוצג בכנס, הוא מערכת חדשה שתתן למרדים אינדיקציה לגבי מצב הנשמתו של החולה לאורך כל הניתוח ושתתריע מיידית לצוות הרפואי בעת הפסקה בהנשמת אחת הריאות.

הסטודנטיות חן ברדס והגר שושן, אף הן מהמחלקה להנדסה ביו-רפואית, בהנחייתם של ד"ר יניב ציגל, מהמחלקה להנדסה ביו-רפואית וד"ר שי טיימן-ירדן מהפקולטה למדעי הבריאות באוניברסיטה, מפתחות מערכת שתתן למרדים אינדיקציה לגבי מצב הנשמתו של החולה לאורך כל הניתוח ותתריע מיידית לצוות הרפואי בעת הפסקה בהנשמת אחת הריאות. החשיבות במערכת זו היא הזיהוי המיידי של הבעיה עוד לפני שהתסמינים החלו כלל להופיע ומכך יכולתו של המרדים לתקן את מיקום הצינור התוך-קני מיד כשהוא זז ממקומו ולמנוע את הבעיות הנובעות מהנשמת יתר של ריאה ימנית ומנגד, חוסר הנשמה של ריאה שמאלית.

כידוע, בעת הרדמה כללית ובמקרי חירום בחדר המיון, משתמשים כיום בחומרים מרדימים המונעים מהחולה לנשום עצמאית ולכן יש צורך בהנשמה מלאכותית. הרפלקסים השומרים על מעבר תקין של דרכי נשימה מדוכאים עקב ההרדמה, והשמירה על מעבר דרכי הנשימה הופך לנושא של חיים ומוות. שיטת ההנשמה היחידה המותאמת להרדמה לפרקי זמן ארוכים הינה הנשמה תוך קנית (אנדוטרכיאלית) בשימוש צינור הטובוס (ET-Endotracheal tube) הממוקם בקנה הנשימה, מתחת למיתרי הקול ומעל לפיצול שני הסמפונות העיקריים.

הסיבוך הנפוץ ביותר בהרדמה כיום הינו הנשמה אנדוברונכיאלית- הנשמת ריאה בודדת (One Lung Intubation), מצב בו צינור ההנשמה ממוקם עמוק מדי בקנה הנשימה, מעבר לפיצול קנה הנשימה לשני הסמפונות הראשיים וממוקם בתוך אחד מהם (בדרך כלל בסמפון הימני), כך שהריאה השנייה אינה מונשמת כלל. מצב זה עלול להתרחש בכל עת במהלך ההנשמה של החולה, ולכן על-מנת להקטין משמעותית את הסכנה לחיי החולה יש לבקר את מיקום צינור ההנשמה כל עת הניתוח.

המערכת שפותחה באוניברסיטת בן-גוריון אמורה לתת למרדים אינדיקציה לגבי מצב הנשמתו של החולה לאורך כל הניתוח ותתריע מיידית לצוות הרפואי בעת הפסקה בהנשמת אחת הריאות.

תכנון ופיתוח רובוט נחשי
ד"ר אמיר שפירא - הנדסת מכונות

בשנים האחרונות הולך ומתגבר הצורך ברובוטים המסוגלים לשמש כעזר לחילוץ וזיהוי נפגעים תחת הריסות מבנים. רובוטים אלו מתאפיינים ביכולת מעבר מכשולים ותנועה במעברים צרים לשם ביצוע משימות אלו. הפרויקט כולל תחומים רבים כגון: דינמיקה וקינמטיקה של רובוטים, ניתוח ותכנון אופן תנועה, ופיתרון הבעיה האודומטרית לחישוב מיקומו היחסי של הרובוט, כמו כן אלקטרוניקה ותקשורת ממוחשבת.

זיהוי פעילות עלייתית באות ECG פריפריאלי
הנדסה ביו-רפואית ד"ר יניב ציגל

פרפור עליות (AF) הינה כיום אחת הפרעות קצב הלב השכיחות ביותר. הסיכון לחלות במחלה עולה עם הגיל, כשמונה אחוזים מהאוכלוסיה מעל גיל שמונים חולים במחלה. כמו כן, הסיכון לקבל שבץ לחולי AF גדול פי שבעה מאשר באוכלוסיה רגילה. כחלק מהמאמץ למצוא תרופה למחלה הפך להיות חקר הפעילות העליתית לנושא פופולרי בקרב חוקרי הלב.

הפרויקט נערך בשיתוף פעולה עם מעבדת קצב לב בסורוקה ובראשה ד"ר יורם עציון ופרופ' עמוס כץ. במעבדה מבצעים מחקרים מגוונים אשר מטרתם לבדוק את השפעתם של גורמים שונים על התקופה הרפרקטורית של תאי השריר הבונים את העלייה בלב החולדה. במהלך הניסוי מבצעים קיצוב מלאכותי לעלייה בקצב גבוהה ובודקים האם הקיצוב גרם לפעילות העלייתית וזאת כדי לגלות מהי התקופה הרפרקטורית של תאי העליות.

דימות אופטית לא חודרנית
פרופ' יוסי רוזן הנדסת חשמל ומחשבים

מטרתו של הפרויקט דימות אופטי לא חודרני, על-ידי איסוף כתמי אור, היא לראות עצמים הטמונים בתווך ביולוגי בצורה לא חודרנית. הדבר יכול לשמש כאמצעי דיאגנוסטי רפואי ומתבצע ללא שימוש בקרינה מייננת. למשל, לשם אבחון שברים או גידולים סרטניים בגוף החולה באמצעים אופטיים, ללא שימוש במכשירים חודרניים או בקרינה מזיקה המסכנת את שלום החולה.

כיום, בבתי החולים נעשה שימוש במכשירי רנטגן. מכשיר זה מבוסס על עקרון של קרינה אלקטרומגנטית בעלת אורך גל קצר, אשר עלולה בחשיפה ממושכת לגרום לסרטן. בנוסף, השימוש במכשירים אלה הוא יקר, ומצריך אמצעי הגנה למפעילים ולמטופלים. בפרויקטים קודמים, העיקרון בו השתמשו כדי לדמות את העצם החבוי ברקמה הביולוגית הוא עקרון הפעולה של עין הזבוב, המורכבת ממערך של עדשות זעירות רבות, שבעזרתן מוחו של הזבוב יוצר תמונה ברורה וחדה. כמו אצל הזבוב, שחזרו את העצם החבוי מהמידע המתקבל מהתמונות שהגיעו ממערך העדשות. עד עתה הצליחו לחדור מבעד לרקמה דקה יחידה. בפרויקט החדש, מנסים החוקרים באמצעות אלגוריתמים שונים, לחדור מבעד לשתי רקמות עבות יותר, ולקבל תמונה ברזולוציה טובה יותר.

שיפור הבנת דיבור בזמן אמת עבור כבדי שמיעה
ד"ר אלון קופרמן - המחלקה להנדסת ביורפואה

על-פי ההערכות של ארגון הבריאות העולמי, למעלה מ-120 מיליון בני אדם בעולם סובלים מכבדות שמיעה. אולם פחות מ-20% מהם, בארצות המפותחות, משתמשים במכשירי שמיעה. יותר מכך, 40% מהמשתמשים אינם מרוצים מהמכשיר שבידם. אחוז השימוש הנמוך ואי שביעות הרצון נובעים מבעיות של סטיגמה, אי נוחות ואיכות קול גרועה במכשירים הקיימים כיום בשוק.

בשנת 2003 הוקמה בארץ חברת אודיודנט המפתחת מכשיר שמיעה חדשני וראשון מסוגו בעולם, אשר מטרתו לשפר את איכות החיים של אותם כבדי השמיעה.

מכשיר השמיעה של חברת אודיודנט מבוסס על עקרון הולכת הקול דרך השיניים ועצמות הגולגולת. הוא מורכב משתי יחידות: החיצונית והפנימית. היחידה החיצונית נמצאת על גופו של המטופל, בדומה לסלולרי. קולטת את גלי הקול, מעבדת אותם ומשדרת אותם אלחוטית אל היחידה הפנימית בתוך הפה. היחידה הפנימית מכילה מרעד פיאזו- אלקטרי הרוטט בהתאם לקלט, מרעיד את השיניים ועצמות הגולגולת ובכך מועבר המידע אל השבלול ומשם אל המוח שם הוא מפורש כצלילים.

החלק של המחלקה להנדסת ביורפואה בפיתוח המכשיר הוא עיבוד אותות הדיבור, המועברים מהיחידה החיצונית לפנימית, במטרה לשפר את הבנת הדיבור על-ידי המטופל. בעיות של רעש רקע וחוסר יכולת הבנת דיבור הם התלונות העיקריות לא רק אצל אנשים בעלי ליקוי שמיעה, אלא גם אצל אנשים בעלי שמיעה תקינה. אצל מרכיבי מכשיר השמיעה הבעיה אף מחמירה, משום שהמכשיר מגביר הן את האות והן את הרעש. מסיבה זו, הצורך באלגוריתם לסינון רעשים והגברת הבנת דיבור הינו בסיסי ואף קריטי ליעילות מכשירי השמיעה. לשם בחנו החוקרים שיטות שונות לסינון רעשים הקיימות בספרות ובחרו באלגוריתם מיוחד לסינון רעש.

השלב הבא הינו התאמת הקוד אל סביבת העבודה של MOBILE WINDOWS ובדיקת יעילות העיבוד עבור נבדקים כבדי שמיעה.

מערכת לפריסה של מכמ"ים ומצלמות בשטח תלת מימד
ד"ר אוהד בן שחר מדעי המחשב

תוכנת ARGUS היא תוכנת עזר לפרישת מכ"מים ומצלמות. התוכנה מבצעת אנליזה למפות גיאוגרפיות תלת-ממדיות לסוגים שונים של מכ"מים ומכשור אופטי ומציעה פריסה של אותם אמצעים באזורים נבחרים באותן מפות. המטרה העיקרית של התוכנה היא למזער את העלות הכוללת על-ידי מזעור הכמות הדרושה של המכשור האופטי והמכ"מים לכיסוי השטח. לאחר הצעת הפריסה המשתמש יוכל לבצע שינוי במיקום ובכיוון האמצעים האופטיים והמכ"מים ובכך להבטיח שהפריסה היא הטובה ביותר שאפשר להשיג .

היום , בגלל העליה באיום הגלובלי של טרור וגורמים עבריניים אחרים, הצורך הגובר באמצעים ביטחוניים נותן מוטיבציה לתעשיית הביטחון למצוא רעיונות חדשניים ויצירתיים. ישראל היא מדינה בעלת היסטוריה עם סכסוכים ביטחוניים מקומיים וגלובליים, הצורך העכשוי להגנת אזורים מסויימים עולה כל הזמן. מאחר והיכולת להחזיק שומרים אנושיים בתשומת לב מלאה כל הזמן היא לא אפשרית, השיטה הנוכחית להגנת ישובים עוברת לשיטות טכנולוגיה מתקדמות אשר כוללים מכ"מים, מכשור אופטי וחיישנים אחרים. עם הצורך להגנת התושבים של אותם ישובים והצורך לשפר את מערכות ההגנה הישנות במערכות הגנה חדשות יותר, מחיר אותו מכשור גבוה מאד ולפעמים גבוה מידי, וזאת משום שקיימת יתירות גבוהה באותן מערכות והזמן הארוך שלוקח בשיטת הניסוי והטעיה בהתקנת המערכות, הפחתת העלויות יכולה להיות מושגת על-ידי תכנון קדם של פריסת המערכות.

המטרה של ARGUS היא לספק את הפתרון האופטימלי אשר יוריד בעלויות ובזמן למתכננים של מערכת ההגנה.

כינוס הפרויקטים של אוניברסיטת בן-גוריון מהווה הזדמנות חשובה לתעשיה לבחון מקרוב את הנעשה באקדמיה והוא פועל יוצא של התפישה הרב-תחומית של האוניברסיטה, שחברה ליצירתיות, לגמישות ולחדשנות.

גישתה הפתוחה והיישומית של הפקולטה למדעי ההנדסה והאוניברסיטה למחקר, מאפשרת בסיס נרחב לשיתוף פעולה בין האקדמיה לתעשיה. "באמצעות הקרבה לליבת המחקר, החשיפה הייחודית לפיתוח, הנגישות להון האנושי המעולה והסמיכות להתרחשותה של הקידמה, יכולה התעשיה לנצל הזדמנויות וליצור לעצמה יתרון יחסי בשוק המחר בכוח אדם, בפיתוחים טכנולוגיים ובמחקר מתקדם", אומרת מירי ויז'ניצר, ראש מינהל הפקולטה למדעי ההנדסה.