癫痫病是一种以无法预测的反复发作为特征的神经系统疾病

赖斯工程学院的一个学生团队最近因其开发出潜在的癫痫数字疗法而获得了最高荣誉并获得了5,000美元的奖金。癫痫病是一种以无法预测的反复发作为特征的神经系统疾病，可能会危及患者的安全。进行癫痫发作时，大脑被认为处于“发作”状态。团队Ictal抑制剂的目标是开发一种神经刺激剂，刺激大脑以防止癫痫发作。

为了创建系统，团队首先需要开发癫痫发作预测算法。学生创建了一种机器学习算法，该算法在预测癫痫发作方面“非常好”：它在发病前至少两分钟预测了其数据集中的所有癫痫发作，每小时有3.9个假阳性。然后，该团队将该预测算法转移到了基于患者数据运行的定制硬件上，以实时预测癫痫发作。

“我们的系统试图做的是实时预测和预防癫痫发作，”高级电气工程专业的Sarah Hooper说。“我们系统的第一步是记录大脑的神经活动。然后将该活动发送到我们的硬件，该硬件具有产生癫痫发作预测的算法。利用大脑中产生的电信号，我们可以预测在接下来的五分钟左右是否会发生癫痫发作。”

胡珀说，如果癫痫发作即将发生，那么硬件将与植入大脑的电极通信，以施加电神经刺激，实际上可以在癫痫发作之前停止发作。

“三年前，该项目基本上是一个主意，”将在五月份获得电气工程学位的高级毕业生埃里克·比格特(Erik Biegert)说。“在300万癫痫患者中，约有三分之一对抗癫痫药没有反应。这些患者剩下的唯一选择是进行手术以去除问题所在的大脑部分。我们希望用一种侵入性较小的方法代替该选择。”

该项目是赖斯垂直整合项目(VIP)计划的一部分，该计划旨在整合研究生，年长者和低年级学生。VIP计划始于佐治亚理工学院，由赫尔姆斯利信托基金(Helmsley Trust)资助时，该计划鼓励全国范围的参与。团队的教职顾问Behnaam Aazhang就是JS Abercrombie电气和计算机工程教授，据此，赖斯成为该项目的参与者，并成为VIP联盟的25所大学之一。

国家科学基金会(NSF)是该VIP项目所依据的更广泛研究项目的赞助商。由NSF资助的项目源于Aazhang与德克萨斯大学休斯敦大学健康科学中心杰出神经外科医师Nitin Tandon的讨论。NSF项目的共同负责人Tandon提供了该项目的真实颅内病人癫痫发作数据以及技术建议和规格。

团队Ictal抑制剂的六位年长者将于五月开始工作，而该团队的联合顾问和计算机技术实践教授加里·伍兹(Gary Woods)表示，该项目将向前推进。他说：“现任大三学生将接任明年的职位，并组建一支高级团队，以推动该项目的进一步发展。”

当前的团队正在寻求为下一个团队提供指导。高级电气工程专业的Randy Zhang说，该团队正在准备一份学术论文，以在今年夏天发布该项目和技术。他说：“在接下来的步骤中，我认为最需要做的是研究该设备如何实际与输入电极相互作用以及如何将其输出传递给实际的神经刺激器。” “今年我们真正关注的是创建处理单元和所有可以实现这一目标的机器学习智能。在更高的层次上，下一步可能是完善设计并将其移至硅芯片上，以便可以将其创建为实际的设备。”

“这是一项正在进行的工作，我们只是在摸索，” Aazhang说。“距可以开始临床试验过程的产品至少三到五到七年的时间，然后与整个FDA批准过程一起形成了业务合作伙伴关系。”

“我们为我们今年所做的工作感到非常自豪，”高级电气工程专业的卢克·范德斯波尔(Luke Van der Spoel)说。“我们收到了来自公众和导师的非常好的反馈，但是我认为在所有其他出色的项目中赢得比赛对我们来说是一个很大的惊喜。我们真的没想到。”

在赖斯的电气和计算机工程公司会员日，该团队还获得了第一名和500美元的奖金。

伍兹说：“ Ictal Inhibitors创建了我所指导的技术上最复杂的项目之一，他们作为工程师集成团队的表现可能是我见过的最好的项目。” “ VIP团队的结构使团队可以在经验丰富的专业工程师团队的水平上一起工作。”

标签： 癫痫病