Sensor Gives Warning in Case of Epileptic Seizure

Een epileptische aanval kan soms gevaarlijk zijn, vooral als iemand alleen is. Onderzoekers van het TeleConsortium Epilepsie werken aan verschillende types sensoren die een waarschuwing geven zodat iemand anders meteen kan komen helpen.

De meeste mensen met epilepsie functioneren in het dagelijks leven prima – totdat ze plotseling een aanval krijgen. Van het ene op het andere moment raken ze de controle kwijt en vallen op de grond of staren onbereikbaar voor zich uit. Dat kan gevaarlijke situaties opleveren, zeker wanneer iemand op dat moment alleen is. ‘We willen die aanvallen dus graag opmerken’, vertelt neuroloog dr. Roland Thijs (SEIN & Leids Universitair Medisch Centrum). ‘Als iemand anders – bijvoorbeeld een ouder of partner – een waarschuwingssignaal krijgt, dan kan dat de veiligheid van de patiënt borgen én veel zorgen wegnemen bij zowel de patiënt als diens naasten. Ouders zijn bijvoorbeeld vaak bang dat ze ondanks de babyfoon een aanval gemist hebben als hun kind ’s ochtends moe wakker wordt. En nieuwe patiënten voor wie de medicijnen nog niet goed zijn ingesteld, kunnen zich veel zorgen maken over een gemiste aanval wanneer ze alleen zijn.’

Thijs werkt daarom met zijn collega´s aan apparatuur om een epileptische aanval te detecteren. ‘Een bijkomend voordeel is dat we aanvallen dan beter kunnen documenteren. In de praktijk blijken aanvallen namelijk soms onopgemerkt te verlopen, bijvoorbeeld in de slaap. Dat is lastig bij het afstemmen van de behandeling’, legt hij uit.

Verschillende detectiemethoden

Het Teleconsortium, een samenwerking van het Academisch centrum voor Epileptologie Kempenhaeghe, UMC Utrecht, SEIN, patiëntvertegenwoordigers, ontwerpers en twee bedrijven (LivAssured & CLB), is al langere tijd bezig om sensoren te ontwikkelen die aanvallen detecteren. ‘Ideaal is natuurlijk om de aanval rechtstreeks vast te leggen door hersenactiviteit te meten. Maar het is lastig om hersenactiviteit van buitenaf te meten en bovendien weet je niet waar in de hersenen de epilepsie zich afspeelt. Dat varieert van patiënt tot patiënt.’ Daarom zijn de onderzoekers aangewezen op indirecte aanwijzingen. ‘We zetten in op meerdere detectiemethoden. Ten eerste met een armbandje dat hartslag en beweging registreert. Tijdens een aanval neemt de hartslag toe en schokt de patiënt in een regelmatig patroon’, verklaart Thijs. ‘Daarnaast gebruiken we video en audio om aan de hand van beweging en geluid een aanval op te merken.’ Waarom niet gewoon één methode? ‘Er zijn verschillende toepassingsgebieden. Niet iedereen wil bijvoorbeeld met een armbandje om slapen. En voor instellingen die nu al met geluidssystemen werken, is overstappen naar een slim audiosysteem het makkelijkst.’

"Het algoritme bekijkt de afzonderlijke beeldpixels, en wanneer die meerdere seconden lang in een bepaalde frequentie bewegen, wijst dit op schokken en dus op een mogelijke aanval."

Armbandje

Met steun van ZonMw onderzoekt het Teleconsortium de sensoren bij 60 kinderen met epilepsie, van wie er nu 45 meedoen. Zij slapen twee maanden lang met een armbandje om terwijl een infraroodcamera beweging en een microfoon geluid opneemt. ‘Het armbandje is al door LivAssured op de markt gebracht; bij volwassenen zijn de resultaten namelijk gunstig. Voor kinderen moesten we het algoritme aanpassen: zij zijn beweeglijker en krijgen veel makkelijker een hoge hartslag, waardoor er te vaak loos alarm was. In dit onderzoek zijn we de nieuwe instellingen aan het valideren.’ Ook is er nog wat andere fine-tuning nodig. ‘Zo bleek de hartslagmeting niet goed te functioneren bij kinderen met een donkere huid. Dat probleem is verholpen. Ook kregen enkele kinderen huiduitslag op de bovenarm door het armbandje – dat hebben we samen met een dermatoloog opgelost met een soort tape.’

Het armbandje genaamd ‘De Nightwatch’ is door LivAssured op de markt gebracht en komt voort uit een unieke samenwerking tussen de epilepsiecentra Kempenhaeghe en SEIN, het UMC Utrecht, Technische Universiteit Eindhoven, Het Epilepsiefonds en vertegenwoordigers van de patiënten. Meer informatie over De Nightwatch vind je op hun website.

Videosysteem

Het videosysteem wordt in dezelfde studie meegenomen, maar de ouders ontvangen nog geen alarmen hiervan. ‘We zijn qua algoritme even ver als bij het armbandje, maar er is nog geen kant-en-klaar product ontwikkeld’, merkt Thijs op. ‘Bovendien willen we ouders niet meerdere waarschuwingssystemen tegelijk aanbieden.’ Hoe zit het met privacy van patiënten? ‘Het mooie is dat het algoritme de beelden zelf interpreteert. Ze hoeven dus niet te worden opgeslagen of gezien.’ Het algoritme bekijkt de afzonderlijke beeldpixels, en wanneer die meerdere seconden lang in een bepaalde frequentie bewegen, wijst dit op schokken en dus op een mogelijke aanval.
Voor de microfoons is het algoritme het minst ver ontwikkeld. ‘In deze studie willen we uitzoeken welke geluiden kunnen wijzen op een aanval en hoe we die automatisch kunnen herkennen.’

Aanval voorspellen?

Het liefst wil Thijs een aanval natuurlijk niet alleen kunnen detecteren, maar ook voorspellen. ‘Of dat mogelijk is, moet nog blijken – het zal dan wel meer om een risico-inschatting gaan. Voor nu willen we vooral het detecteren perfectioneren. Een belangrijke sleutel daarbij is personaliseren. We zijn nu aan het kijken of we per individu een eigen algoritme kunnen ontwikkelen.’

Het hoofddoel van het programma Translationeel Onderzoek is het versnellen van de overgang van preklinisch naar klinisch onderzoek over de volledige breedte van het medisch-, preventie- en zorgonderzoek. Om de beperkt beschikbare middelen zo goed mogelijk in te zetten, ligt de focus van het programma op klinische fase I/II-studies waarbij er wordt samengewerkt met Samenwerkende GezondheidsFondsen (SGF) en de stichting Topsector Life Sciences & Health (Health~Holland). De projecten worden gefinancierd door ZonMw en een gezondheidsfonds. Wanneer er sprake is van een Publiek-Private-Samenwerking, wordt het project gefinancierd door Health~Holland en een gezondheidsfonds. De monitoring van de projecten wordt uitgevoerd door ZonMw. Het project van Dr. Thijs wordt gefinancierd door Health~Holland en het Epilepsiefonds.

Bron: ZonMw