השבוע זכו בפרס הראשון בתחרות הבין לאומית של תכנון של משקפי מציאות רבודה סטודנטים מהפקולטה להנדסה של אוניברסיטת תל אביב.

אורי אביו ורן דיטקובסקי, מבית הספר להנדסת חשמל וסטודנטים של פרופ' טל אלנבוגן מהמעבדה לננו-אלקטרואופטיקה, השתתפו בתחרות בינלאומית לתכנון אופטי של משקפי מציאות מדומה שהתקיימה במסגרת הכנס האירופאי לפוטוניקה של ארגון ה - SPIE  וזכו בפרס הראשון (מתוך שלושה שחולקו).

SPIE היא חברה בינלאומית המקדמת גישה בין-תחומית למדע וליישום של אור. החברה עצמה היא ללא מטרות רווח המקדמת טכנולוגיות מתפתחות באמצעות חילופי מידע בין-תחומיים, חינוך מתמשך, פרסומים, תקדים פטנטים וקריירה ומקצועיות.

בתחרות השתתפו 30 מתחרים, מאוניברסיטאות מכל העולם, אשר התחרו על הפרס הראשון בשטרסבורג, צרפת, בחסות ענקיות דיגיטליות, כולל מיקרוסופט, Jenoptik, Google, Oculus, Huawei ו- Zemax.

התכנון הזוכה של אורי אביו ורן דיטקובסקי מבוסס על טכנולוגיה שפותחה באוניברסיטת תל אביב לייצור של מטה-משטחים אופטיים המאפשרים לשלוט באור בשכבות תת מיקרוניות. התכנון מאפשר לפתח משקפי מציאות רבודה בעלות שדה ראייה רחב ויכולת הקרנת תמונה חדה בצבע מלא.

בתמונה (מימין לשמאל): פרופ' טל אלנבוגן, אורי אביו, רן דיטקובסקי.

פרטים נוספים על התחרות

שעלת היא מחלה זיהומית מאוד מדבקת שמתבטאת בהתקפי שיעול קשים וממושכים הנמשכים שבועות. שילוב כוחות מעניין בין שתי מעבדות מחקר בפקולטה להנדסה - המעבדה ל-Big Data בראשות ד"ר ארז שמואלי והמעבדה למידול ולניתוח תופעות ויראליות Laboratory for Epidemic Modeling and Analysis בראשות ד"ר דן ימין, הביא לפיתוח כלי הנדסי לשיפור מדיניות חיסונים כוללת כנגד מחלת השעלת בישראל.   

על רקע עלייה בדיווחי מחלת השעלת החליטו במסגרת עבודת התיזה של דין לנגסם בהנחיית ד"ר דן ימין וד"ר ארז שמואלי מהפקולטה להנדסה באוניברסיטת תל-אביב, ובשיתוף ד"ר אמיליה אניס, ראש האגף לאפידמיולוגיה במשרד הבריאות, לבנות מודל מתמטי להתפשטות מחלת השעלת במטרה להבין האם באמת חלה עליה בתחלואה ולבחון חלופות למדיניות החיסונים הקיימת.

עלייה אמיתית או מלאכותית בדיווחי שעלת?

החל משנת 2002 נצפתה עלייה בדיווחי שעלת, אך לא היה ברור האם המקור לעלייה נובע מעליה במודעות הרופאים והציבור למחלה או לעלייה אמיתית בתחלואה. לדוגמה, מחקר אוסטרלי הציע שהעלייה היא מלאכותית ומקורה בעלייה במודעות ובטכנולוגיות לאבחון המחלה. לכן, בעבודתם ניסו החוקרים להשיג שתי מטרות מרכזיות:

1) לבחון האם באמת חלה עלייה בתחלואת שעלת בישראל

2) לבנות מודל מתמטי להתפשטות מחלת השעלת כדי להציע מדיניות חיסונים אופטימלית להפחתת ניזקי שעלת בישראל.  

מניתוחים שהחוקרים ביצעו עולים שני ממצאים המחזקים את העובדה כי העלייה במקרים המדווחים של שעלת איננה נובעת מעלייה במודעות, אלא מעלייה אמיתית:

א. העונתיות הארבע שנתית שנצפתה בשנים האחרונות זהה בדיוק לאותה עונתיות ארבע שנתית של תחלואת שעלת שנצפתה בקום המדינה לפני תקופת החיסונים. מכיוון שרופאי המשפחה המדווחים על מקרי שעלת אינם מודעים למחזוריות זו, ובכל זאת היקפי הדיווחים מתנהלים על פי מחזוריות זו, ניתן להסיק כי העליה בדיווחים מקורה בעליה אמיתית בתחלואה.

ב. ניתן לאמת תחלואה בשעלת על ידי בדיקת מעבדה. לכן, היינו מצפים שעלייה במודעות לשעלת, שאינה מגובה בעליה אמיתית, תוביל לירידה בשיעור המקרים שיתגלו כמקרי שעלת אמיתיים בבדיקות המעבדה. עם זאת מניתוח שביצעו החוקרים עולה כי שיעור זה לא ירד.

בתמונה: מפת חום המתארת את עוצמת המחזוריות בתחלואת שעלת לאורך השנים. ניתן לראות שאותה מחזוריות ארבע שנתית שנצפתה בשנות החמישים (טרם תקופת חיסוני השעלת), חוזרת ומתעצמת בשנים האחרונות.  

מדוע הייתה עליה בתחלואה של שעלת בישראל?

ממצאי המודל המתמטי שפיתחו החוקרים מצביעים על עלייה של 400% בתחלואת שעלת בישראל משנת 2002. נמצא כי תחלואת השעלת בשנים האחרונות מתאפיינת בעונתיות ארבע שנתית עם שיאים בשנים 2012, 2016 וצפי לשיא ב-2020, ועם תחלואה מתונה בשנים 2014 ו-2018. בעוד שבניית המודל התבססה על נתונים עד שנת 2016 בלבד, המודל הצליח לחזות את היקף התחלואה בשנים שאחרי, כולל שנת 2018, באופן מרשים.

ככל הנראה, העלייה שאנו עדים לה נובעת מהמעבר מחיסון צלולרי ל-א-צלולרי שהתרחש בישראל החל משנת 2002.חיסון צלולרי מורכב מחיידק שעלת מומת לעומת חיסון א-צלולרי המורכב רק מרעלן של השעלת וחלבונים שנמצאים במעטפת החיצונית של החיידק, כלומר, לא מתא חיידקי מלא אלא רק מרכיבים שלו ורעלנים שהוא מפריש. לחיסון הצלולרי אמנם היה יעיל יותר, אך תופעות הלוואי שלו היו חריפות יותר.

עידוד חיסון נשים הרות הינו כדאי יותר

ניתוח המודל מראה שהחיסון שניתן בגיל 13 הוא בעל יעילות מינימאלית בהפחתת אשפוזים. זאת, בשל העובדה שחלק ניכר מהמחוסנים בגיל זה עדיין מוגנים בזכות החיסון שניתן להם בגיל 7, וכן שהשפעת חיסון קבוצה זו על הפחתת התחלואה ליתר קבוצות הגיל היא זניחה. מנגד, עידוד חיסון נשים הרות הינו כדאי יותר, וזאת מכיוון שהוא עשוי להפחית את התחלואה בילדים עד גיל שנה, ולהם הסיכוי הגבוה ביותר לסיבוכים.  המלצת החוקרים למשרד הבריאות היא לבחון מחדש את המדיניות הנהוגה כיום שבה מחסנים ילדים בגיל 13, ולעשות מאמצים להגברת שיעור המתחסנות בקרב הנשים ההרות. דור כהנא, סטודנט לתואר שני במעבדה למידול ולניתוח תופעות ויראליות בפקולטה להנדסה בראשות ד"ר דן ימין, הציג את העבודה המשותפת בכנס של המכון הלאומי לחקר שירותי הבריאות.

החוקרים מדגישים כי מחלת השעלת היא מחלה מאוד מדבקת. על אף כי החיסון הא-צלולרי יעיל פחות מהחיסון הקודם, הוא עדין יעיל ביותר במניעת מחלת השעלת, ובלעדיו תתרחש מגיפה הרת אסון. לכן, משרד הבריאות עובד במקצועיות ובזהירות המתבקשת ומשלב לא רק מודלים מתמטיים להתפשטות מחלות, אלא גם מחקרים אפידמיולוגיים נוספים לפני גיבוש מדיניות חיסונים כוללת. 

בתמונה: דור כהנא בכנס של המכון הלאומי לחקר שירותי הבריאות

עוד על המחקר ניתן לקרוא בכתבה בישראל היום