סדרת וובינרים: הנדסה תומכת רפואה בתקופת הקורונה

נגיף הקורונה שהתפשט  בעולם ובישראל ייצר מציאות חדשה כמוה לא הכרנו בעבר, מציאות שיש לה השלכות מגוונות.

לשכת המהנדסים ו  IEEE  קיימו סידרת מפגשים מקוונים שיעסקו בקשר בין הנדסה ומערכות רפואה בתקופת הקורונה.

יום ג’ (הרצאות 7+8) 02-06-2020

מצגת פתרונות טכנולוגים למחסור במנשמים במשבר הקורונה – מר יקיר מיסושצ’ין

יו”ר הסדרה- פרופ’ נתן שקד

פרופסור נתן שקד הוא חוקר במחלקה להנדסה ביורפואית שבאוניברסיטת תל אביב, וראש קבוצת מחקר ניסיונית גדולה העוסקת במיקרוסקופיית אור חדשנית ויישומיה ברפואה. פרופ׳ שקד חיבר 80 מאמרי עיתונים, מאות מאמרי כנסים מובילים ועשרות פטנטים וזכה במענקי מחקר גדולים מהאיחוד האירופי (ERC).  פרופ׳ שקד הוא המייסד והמדען הראשי של חברת QART Medical, וראש הכנס העוסק בדימות ללא צביעה SPIE LBIS, שנערך מידי שנה בסן פרנציסקו, קליפורניה. פרופסור שקד הוא יו”ר הסניף הישראלי של IEEE להנדסה ברפואה וביולוגיה.

תקציר ההרצאה:
מערכת אופטית המבוססת על לייזר ומצלמה עם אופטיקה מיוחדת, מסוגלת למדוד ממרחק ננו רעידות הקורות במשטח הנבדק ע”י המערכת. הלייזר מאיר את המשטח הנבדק והמצלמה מנתחת את השינויים הזמניים-מרחביים של תבנית פיזורי האור ממשטח זה. המדידה יכולה להתבצע בדיוק רב גם ממרחק של מטרים רבים והיכולות חישה מאפשרות לחוש מספר רב של פרמטרים ביו רפואיים חיוניים המתקשרים עם סימפטומי הקורונה כתלות באזור המדידה בגוף הנבדק. כאשר המערכת מנתחת החזרי אור לייזר מהחזה של הנבדק אזי ניתן לשמוע קולות ריאה וקשיי נשימה ולמדוד קצב פעימות לב, קצב נשימה ומידת היציבות של שני הפרמטרים האלו. אם החישה מבוצעת על החזרי אור מהפנים ניתן למדוד כמות סטורציית חמצן בדם, לשערך את הטמפרטורה של הנבדק ועוד.

על המרצה:

פרופ’ זאב זלבסקי הינו חוקר בתחום האלקטרו אופטיקה בפקולטה להנדסה של אוניברסיטת בר אילן. מתמחה בחישה ביו רפואית, סופר רזולוציה וננו פוטוניקה. לפרופ’ זלבסקי כ 900 פרסומים מדעיים בתחומי מחקרו. כרגע פרופ’ זלבסקי משמש כדיקן הפקולטה להנדסה.

תקציר ההרצאה:
הנדסה של החומר הגנטי של תאים נגיפים יכולה לשמש ליצור סוגים שונים של חיסונים ותרופות להתמודדות עם נגיפים כגון קורונה.
בהרצאה תתואר הטכנולוגיה שאנחנו מפתחים לפיתוח מהיר, מבוסס מודלים חישוביים, של סוגים שונים של חיסונים. בין השאר הטכנולוגיה מאפשרת ליצר: 1) חיסונים שמבוססים על החלשה של נגיפים, 2) חיסונים שמבוססים על ביטוי יעיל של חלק מחלבוני הנגיף, 3)  יצור יעיל של נוגדנים נגד הנגיף.

על המרצה:

פרופ’ תמיר טולר הינו פרופ’ מן המניין במחלקה להנדסה ביו-רפואית באוניברסיטת תל אביב עם השכלה פורמלית מולטי-דיסציפלינרית בהנדסה, מדעי המחשב, מדעי החיים ומדעי הרפואה (8 תארים אקדמיים).
מתמחה בפיתוח שיטות חישוביות למידול והנדסה של ביטוי גנים שמשמשות בין השאר לפתרון בעיות שונות בתחום הרפואה והביוטכנולוגיה.
פרופ’ טולר פירסם מעל 130 מאמרים במגזנים מובילים בנוסף למעל 150 פירסומים של מאמרי\תקצירי כנס ופטנטים וכן זכה בעשרות פרסים ומענקים. כמו כן פרופסור טולר הוא המיסד והמדען הראשי של חברת סינווקסין שמפתחת טכנולוגיות לתכנון והנדסת מוצרים שונים המבוססים על וירוסים.

 על המרצה:

Dr. Danielli Amos is a senior lecturer at the Faculty of Engineering in Bar Ilan University, Israel. In 1997, Dr. Danielli received his B.Sc. degree in Electrical Engineering from Tel-Aviv University, Magna cum Laude. In 2002 and 2010, he received his M.Sc. (Magna cum Laude) and Ph.D. degrees in Electrical Engineering from Tel Aviv University. Dr. Danielli published multiple papers and patents in the field of biophotonics and biodetection. His research includes development of highly sensitive detection tools for biomarkers. Currently, he focuses on rapid and highly sensitive detection of viruses, such as SARS-CoV-2, Zika, dengue, and West-Nile. Dr. Danielli is also a three-time entrepreneur with 15 years of experience in executive R&D positions and in the development of multidisciplinary systems in the medical device, communications, and solar energy industries

על המרצה:

ד”ר דן ימין, הנדסת תעשייה, תל אביב
Dr. Yamin (PhD) is a faculty member at the Department of Industrial Engineering at Tel Aviv University, and a former faculty member in the Center of Infectious Disease Modeling and Analysis, in the school of public health at Yale University. His research objective is to design and apply theoretical and practical models to explore the phenomena of epidemics. Dr. Yamin received four research prizes awards and four teaching prizes awards. Dr. Yamin’s studies contributed to impact health policy against influenza in Israel, offered novel strategies to eliminate Ebola in the recent outbreak, that were implemented in Liberia, and recently developed a model offering new vaccination strategies against Respiratory Scenically Virus (RSV) that is currently being examined by world-leading vaccination companies. Dr. Yamin consulted for two leading vaccination companies, Sanofi Pasteur MSD and Merck, on infectious disease modeling.

הרצאה 5: 15:30- 15:00
בינה מלאכותית לאבחון קורונה וניטור מצב החולים באמצעות תמונות CT ו-XRAY

תקציר ההרצאה:

ניתוח תמונות Xray ו – CT בכלי מידול חזקים המגיעים מתחום הלמידה העמוקה (AI) מאפשר לנו ליצר יכולות טכנולוגיות חדשות, אוטומטיות, ככלי עזר לרופאים. יש לנו היום יכולות איבחון מהירות ומדויקות לפתולוגיות בתמונות, מדידה כמותית של איזורי עניין ומעקב כמותי בזמן – דבר המאפשר לאמוד תועלת של טיפול (או תרופה) לכל חולה.
עם התפרצות הקורונה (COVID-19) נוצר שיתוף פעולה רב לאומי בשיתוף עם מספר מרכזים באקדמיה ובתעשיה – לפיתוח יכולת איבחון וניטור המחלה על פי בדיקות XAY ו- CT. תוצאות מראות יכולת מדידת התפשטות המחלה בריאות, למטרת זיהוי מדויק ומהיר של מגמות החמרה  או שיפור במצב החולה. בהרצאה אסביר כיצד עיבוד המידע בכלי AI מתאפשר, ואשתף בפעילות שלנו להביא כלים אלו לשימוש רופאים ברחבי העולם ככלי עזר בניהול המחלה.

על המרצה:
פרופ’ חיית גרינשפן, תל אביב
Hayit Greenspan is a Full   Professor of Biomedical Engineering in the Faculty of Engineering, Tel-Aviv University –  where she heads the Deep Learning Medical Imaging Lab. She is also a co-founder/Chief Scientist of Radlogics. Prof. Greenspan has close to 200 publications and has received several awards and patents. She is member of journal and conference program committees, including SPIE medical imaging, IEEE_ISBI and MICCAI.  Recently she was the Program Chair for IEEE_ISBI 2020. At the recent IEEE-ISBI conference, she led a special session on COVID-19 and Biomedical Imaging. She served as an Associate Editor for the IEEE Trans on Medical Imaging (TMI) journal.  In 2016 she was the Lead Co-editor for a Special issue on Deep Learning in Medical Imaging in IEEE TMI. In 2017 she Co-edited an Elsevier Academic Press book on Deep learning for Medical Image Analysis. Recently she was titled as one of the Top-30 Women AI leaders in Drug Discovery and Advanced Healthcare, by Deep Knowledge Analytics

תקציר ההרצאה:
מ- PCB ל-AME (Additive Manufacture Electronics )
טכנולוגיית ה- AME החדשנית היא שהביאה את היכולת להדפיס סנסורים ומעגלים מורכבים למכונת הנשמה בתקופת הקורונה בפחות מ 24 שעות!
יכולות הדפסה של מעגלים בתלת מימד מרובי שכבות לייצור מהיר תוך שעות, לצרכנים בתחומי הרפואה, ההגנה והתעופה.

על המרצה:

מר זיו כהן, בעל תואר ראשון בהנדסה ופיסיקה ותואר שני במנהל עסקים מאונ’ בן-גוריון, מוביל קבוצות פיתוח למעלה מ 20 שנה.
רוב שנותיו עבד בחברות תקשורת בינלאומיות ובחברות מהתחום הצבאי. הוביל פיתוחים בתחום התקשורת הלווינית, תקשורת סלולרית ותחום הסורקים בתלת מימד.
כיום מתפקד כדירקטור אפליקציות בחברת נאנו-דיימנשן ומוביל את הפיתוחים בשימוש בטכנולגית הדפסת מעגלים אלקטרונית בתלת מימד אל מול השווקים השונים.

על המרצה:

מר יקיר מיסושצ’ין , סגן מנהל מערך הנשמה, בי”ח שיבא

תקציר:
עקב התפשטות וירוס הקורונה ומצב החירום במערכות הרפואה שנוצר כתוצאה ממנו, הוחלט בתעשייה אווירית להירתם למאמץ הלאומי.
הוקמו צוותים למתן פתרונות בתחומים שונים – בהובלת סמנכ”ל מו”פ ותכנון אסטרטגי – אמירה שרון. בוובינר זה נציג  את האתגרים, החשיבה והפתרונות שחטיבת טילים וחלל של ת”א תרמה בנושא.
חטיבת טילים וחלל נדרשת תמיד לפתרונות על גבול הבלתי אפשרי. זה מה שאיפשר לאנשי החטיבה התכנסות למתן פתרונות בתחום שלכאורה אינו קשר לחלל.  אז מה הקשר?   גמישות מחשבתית, רב תחומיות של יכולות החטיבה וההבנה היומיומית שהארגון חלק מביטחון המדינה והפעם בצורה אחרת אפילו יותר מוחשית.

נושאי הפאנל:

בין גמישות מחשבתית לרגולציה – ארווין שולמן
-למה דווקא חלל וטילים
-מי יודע מה באמת נדרש לעשות
-איך זה כשמישהו אומר לך מה בריא לחלום

חיזוי מצב חולה באמצעות בינה מלאכותית ולמידת מכונה – אברהם קלמנוביץ
-הבנת הדרישה
-פתרון מהיר לחיזוי באמצעות עצי החלטה
-אמינות החיזוי וכוון התפתחות

פאנל פתוח: שאלות ותשובות

תקציר:

נגיפים מחוללי מחלות נפוצים בעולם והדוגמה האחרונה של נגיף הקורונה ממחישה את הצורך הדחוף במתן מענה רפואי למחלה.
אחת האפשרויות להתגוננות בפני מחלה נגיפית הינה חיסון המורכב מנגיף חי מוחלש הדומה לנגיף מחולל המחלה. החיסון המוזרק לאדם גורם לתגובה חיסונית כנגד החיסון וכנגד גורם המחלה ולזיכרון חיסוני למשך זמן רב. מובן שהנגיף המחסן אינו גורם בעצמו למחלה במחוסן. במידה ובזמן כלשהו בעתיד המחוסן יידבק בנגיף גורם המחלה, המערכת החיסונית שלו תפעל במהירות וביעילות לחיסול הנגיף וזאת בלי שהמחוסן יסבול מהמחלה.
האספקטים הביוטכנולוגיים של גידול וניקוי נגיף חי הינם מורכבים מאוד ומהווים אתגרים הנדסיים, רגולטוריים ופרמצבטיים.
ההרצאה תכלול מבוא בנושא אופן גידול נגיפים. בחלק הראשון יובאו השיטות המקובלות לגידול נגיפים בקנה מידה של ליטרים בודדים ועד אלפי ליטרים בגידול בביו-ראקטור.
חלקה השני של ההרצאה יכלול סקירה של שלבים מקובלים בניקוי הנגיף והכנתו בבקבוקונים או במזרקים לשימוש במרפאה.

על המרצה:

ד”ר יעקב אדר, המכון הביולוגי