Data-Imageהמחשבים והאנשים בעולמנו מבצעים מיליוני פעולות ואינטראקציות. לכל הפעולות הללו יש סימנים אשר נשארים מאחורה- מכתיבת סטטוס בפייסבוק, דרך הפעלת חיישן, תשלום במסעדות מסוימות בכרטיס אשראי והרגלי צריכה ועד לפעולות מסוימות שאנשים עושים כאשר הם חולים.

את כל אלו מאגד כלי אשר נקרא ה- Big Data (ביג- דאטה), מאגר מידע אשר נכנס לשימוש רחב בשנת 2011 ושכולל נתונים רבים לא מאורגנים ממקורות רבים. מאגר זה מאפשר למנתחים אותו לרדת לפרטים הקטנים ביותר של הפעולות והאינטראקציות שהוזכרו ואף להפיק מהם לקחים. כך אפשר לקלוט ולהסביר מגפות, מפולות פיננסיות, הפיכות פוליטיות וכיוצא בזה, עוד בתחילתן.

העוצמה הטמונה בביג-דאטה היא אדירה מאחר שניתוח נכון שלו יכול לכמת כמעט כל דבר, לאפיין יצרנות של חברה, יצירתיות שלה והתפתחויות ראשוניות בה. הוא יכול להועיל למודיעין צבאי ומשטרתי, לביולוגיה, מטאורולוגיה, פיזיקה, מסחר, לוחמת סייבר ועוד שטחים רבים אחרים ולהצביע על מגמות עכשוויות ועתידניות.

 

חברה מבוססת נתונים- אתר סיינטיפיק אמריקן ישראל

קצת על ה-Big Data

תמונת ריימונד דמדיאן עם אבטיפוס ה-MRI הכל-גופי הראשון שבנה
תמונת ריימונד דמדיאן עם אבטיפוס ה-MRI הכל-גופי הראשון שבנה

סריקת ה-PET-CT היא סריקה המיועדת לזיהוי גרורות סרטניות. הבעיה בבדיקה הזו היא כמות הקרינה הגבוהה, אשר שווה לחשיפה של כ-700 צילומי רנטגן. כאשר מדובר בילדים, בגלל גילם הצעיר, יש לקרינה זו סיכון אשר יכול להתבטא בגרימת סרטנים משניים מאוחר יותר בחייהם.

הדמייה בעזרת תהודה מגנטית יכולה להיות דרך מצויינת לחסוך את אותה הקרינה, אלא שבדיקה כזו אורכת כשעתים ובמשך הזמן הזה, חומר הניגוד המשומש ב-MRI (אשר נקרא גדוליניום) יוצא מרקמות הגוף ואז היכולת להבדיל בין רקמות בריאות לרקמות חולות נפגעת.

לאחרונה פיתחו חוקרים מאוניברסיטת סטנפורד חומר ניגוד חדש, אשר מבוסס על ננו-חלקיקים של ברזל. חומר זה ניתן לשם טיפול באנמיה על מנת לשפר את מאזן הברזל בגוף, והתברר שכאשר מזריקים אותו לגוף, כלי הדם נראים ברורים יותר. תכונה זו משפרת את הדמיית המבנים האנטומיים של הגוף וגורם למוח העצמות, קשרי הלימפה, הכבד והטחול להראות שחורים- מה שמבליט עוד יותר את זיהוי הגידולים הנמצאים עליהם.
בעזרת חומר ניגוד זה ושימוש בסורק MRI, הצליחו החוקרים לזהות כמעט את אותו מספר גידולים כפי שמזהה ה-PET-CT וכך ליצור תחליף הדמייתי יעיל בעל סיכונים פחותים. דימות MRI כל-גופי יכול בעתיד להיות ישים בבתי חולים רבים ולשמש אמצעי מצויין לזיהוי בעיות פתולוגיות ורקמות בעייתיות בכל הגוף.

 

קישור לידיעה-אתר הידען

קישור לידיעה-אתר אוניברסיטת סטנפורד

מחקרים אחרונים בתחום ה-MRI- פורטל ה-MRI והדימות המוחי

PDF-CTהשימוש בקרני רנטגן על מנת לאתר את מבנה החומר ואת פיזור החלקיקים בו הוא שימוש יחסית ותיק (שבין השאר, עזר לזהות את מבנה ה-DNA ). מאידך הוא שימוש מוגבל ביכולת שלו להדגים חלקיקים בתוך התקנים סגורים כמו סוללות ותאי דלק.
קבוצת חוקרים אמריקאים הצליחה ליצור שיטת הדמייה חדשה שבה משולבים היכולות של הרנטגן עם היכולת לחתוך את איזור הסריקה לחתכים כפי שנעשה ב-CT וכך הצליחה להתגבר על ההגבלה שהוזכרה.
השיטה, אשר נקראת PDF-CT , מבוססת על קרינת רנטגן חזקה הנוצרת בעזרת מאיץ חלקיקים ומסוגלת להציג "פרוסות" של ההתקן. כך ניתן לאתר את הרכיבים הננומטרים בתוך ההתקן ולדגום את פעולתם מבלי לפרק את המתקן.
שיטה זו יכולה להיות לכלי עזר מצוין בתחומי המחקר השונים במדע ולעזור להבין את יחסי הגומלין בין רכיבים בצורה טובה יותר.

 

קישור לידיעה-אתר הידען

קישור לידיעה- אתר BNL

קצת על קריסטלוגרפיה בעזרת קרינת רנטגן- מכון דוידסון

התמונה מתוך אתר חברת Evena Medical
התמונה מתוך אתר חברת Evena Medical

לאנשים רבים יש ורידים שקשה לראות אותם ולכן הם חווים דקירות מיותרות ובהמשך המטומות (שטפי דם) עד שהאחות מוצאת להם את הוריד הנכון. כמו כן תהליך מציאת הוריד גוזל זמן מיותר, למשל בחדרי מיון, מהמערכת הרפואית.
חברה בשם Evena Medical מקליפורניה פיתחה לאחרונה משקפיים חכמים אשר מצוידים במצלמות ובתאורת אינפרא אדום. בזכות אלו, ניתן לראות את כלי הדם, עד כדי עשרה מילימטרים מתחת לרקמת עור.
התמונה אשר מתקבלת מוצגת על מסך ואותה אפשר לשתף, לאחסן , לשמור בהיסטורית הטיפולים של הנבדק ועוד.

מבוסס על ידיעתו של עידו גנוט, עיתון גלילאו מ"ס 184, ע"מ 6.

 

קישור אל דף אתר החברה ולסרטון

ראייה ממוחשבת ושימושיה הרפואיים

file0001353216898בשנים האחרונות נעשים בעולם הרפואה יותר ויותר ניתוחים זעיר פולשניים
(minimally invasive), בהם נעשה חתך מינימלי בעור ודרכו מכניסים מוליך עם מצלמה וכלי ניתוח אחרים זעירים. היתרונות של ניתוח זה הם רבים, בין השאר החלמה מהירה.
טכניקה ניתוחית יחסית חדשה אשר נקראת טכניקת NOTES- Natural Orifice Translumenal Endoscopic Surgery , בה המנתחים משתמשים בחלל ניתוחי קיים כמו מערכת העיכול על מנת להיכנס אל תוך חלל הבטן, דורשת שימוש באנדוסקופ גמיש.
רופאים אשר נכנסים לחלל הניתוחי בעזרת המצלמה זקוקים גם לאמצעי הדמייה יעיל ולאחרונה טכנולוגיה אשר משומשת בקונסולת המשחקים של מיקרוסופט  Xbox, שולבה במצלמה על מנת לאפשר הדמייה תלת-ממדית.
הטכנולוגיה, שיטת צילום בתלת-מימד, נקראת Time To Flight ,יוצרה על-ידי המכון לטכנולוגיה רפואית באוניברסיטת פרדריך אלכסנדר אשר בגרמניה. היא תאפשר לרופאים תמונות רבות בשנייה והסתכלות על הניתוח במספר זוויות ולא רק ישירות קדימה.

 

קישור לידיעה-אתר Emed

סרטון המראה ניתוח זעיר פולשני במסתם- אתר YouTube

המידע הרפואי מכפיל את עצמו מידי תקופה קצרה. כמו כן נוספים חולי סרטן רבים למערכת הבריאות האמריקאי- כל אלו מצריכים יכולת אירגון נתונים משופרת על מנת להצליח לתת טיפולים נכונים ומספקים לחולים.
חברת IBM בשיתוף פעולה עם חברת WellPoint ובית חולים ממוריאל בניו-יורק חשפו יישומים ראשונים של מערכת המחשוב הקוגניטיבי "ווטסון". המערכת מסוגלת לקלוט מידע רב, לנתח אותו ולהצליב אותו עם רשומות נבדקים במטרה ליצור לכל חולה פרופיל טיפולי משלו ותוך כדי כך גם ללמוד .
כמו כן יכולה המערכת לעבד ולפרז מידע קליני מורכב תוך שימוש בדיבור אנושי טבעי רגיל בשיחה עם החולה.
מערכת שכזו יכולה לשפר באופן משמעותי את הטיפול ואת המחקר בתחום מחלות הסרטן.

קישור לידיעה-אתר IBM

OLYMPUS DIGITAL CAMERAמהנדסים מאוניברסיטת יוטה הצליחו ליצור חומר אורגני אשר מוליך חשמל לאורך השפות שלו ומבודד בחלקו הפנימי (מה שקרוי "מבודד טופולוגי אורגני").
חומר שכזה יכול לפתוח תחום מחקר חדש בהנדסת חומרים אורגנית.
בחומר שכזה האלקטרונים נעים במהירות עצומה לאורך השפות אך נתקלים בהתנגדות חזקה כאשר הם מנסים לחדור לתוך החומר.
בנוסף הצליחו החוקרים להתקדם לכיוון העברת מידע גם באמצעות הספינים של האלקטרונים, אשר יכולים להיות במצב "למעלה" או במצב "למטה" (תחום שנחקר במסגרת מדע הספינטרוניקה והמחשוב הקוונטי)- מה שיכול לפתוח תחום חדש בזיכרון המיחשובי.

 

 

קישור לידיעה-אוניברסיטת יוטה

מהי ספינטרוניקה?

KONICA MINOLTA DIGITAL CAMERAמדענים מאוניברסיטת רייס ומאוניברסיטת לוון בבלגיה הציגו תכנון חדש שבו ניתן יהיה לצבוע סוללה על כל חפץ.
הסוללה הנבצעת מורכבת מחמישה שכבות-אוסף זרם חיובי, קתודה שמושכת יונים חיוביים, שכבת הפרדה מוליכת יונים, אנודה שמושכת יונים שליליים ואוסף זרם שלילי.
הבעיה כרגע שאיתה מתמודד צוות הפיתוח היא עצם אי-יציבות הסוללה הנצבעת בנוכחות של חמצן ועוצמת תגובתם לאוויר וללחות. אם יצליחו החוקרים להתגבר על בעיות אלו, ניתן יהיה לקנות את הצבעים בחנויות, לצבוע אותם אחד על השני במקומות שונים, וליצור מהם גם התקני איסוף ואיחסון של אנרגיה סולרית.

 

קישור לידיעה

קצת על סוללה חשמלית

אלקטרוניקה גמישה ודקה היא אלקטרוניקה שאפשר לנצל אותה לשם יצירת אביזרים לבישים.
צוות חוקרים מאוניברסיטת אלינוי באורבנה, ארצות הברית, בראשותו של פרופ' ג'ון רוג'רס (Rogers) פיתחו חיישנים שאותם אפשר להלביש על האצבעות ומעבר לקליטת תחושות כמו חום, קור ולחץ, החיישנים יכולים לשדר באופן מלאכותי תחושות באמצעות זרמים חשמליים.
השימושים העתידניים של חיישנים מולבשים אלו יכולים לשמש לתרגול של מנתחים, כפפת מציאות מדומה שתאפשר שליטה על עצמים שונים.
האלקטרוניקה הגמישה והקלה, אשר גם מסוגלת להתכלות בעצמה, יכולה לשמש לשלל יישומים אחרים כמו שתלים אלקטרוניים שמוחדרים לתוך גוף האדם לצורכי ניתור או לצרכים תרופתיים ואז מתכלים, חיישנים סביבתיים לניטור מפגעים סביבתיים ועוד.

מבוסס על ידיעתו של ליאור שמיר, עיתון גלילאו מס' 172, ע"מ 19.

קישור לידיעה

תחזית IBM  לחמשת השנים הבאות טוענת שכל חמשת החושים ימוחשבו.
מגע ומישוש- אפשר יהיה להרגיש מירקם וטקסטורה כאשר נעביר אצבע על תמונה או בגד.
ראייה- מערכות ממוחשבות יוכלו להתבונן ולזהות מידע חזותי, כמו למשל פתולוגיה של תמונות של הדמייה רפואית והתרעה לרופא.
שמיעה- מחשבים ידעו לפענח קולות בתדרים שאינם חשופים לאוזן האדם. כמו כן הם יוכלו להבין האם בכי התינוק מעיד על רעב, עייפות או כאב.
טעם- מכונה אשר תוכל לחוות ולאתר טעמים תקבע את המבנה הכימי של המאכל ותגרום למאכל בריא להיות גם טעים.
ריח- חישה וניתוח של מוליקולות ריח, מה שיכול לעזור בהרחת כימיקלים, ניטור זיהום אוויר ואבחון מחלות בעזרת הרחת הנשימה.
מיחשוב חמשת החושים יהוו מעיין שלוחות מתקדמות לחושיו הקיימים של האדם וכך יאדירו את יכולותיו.

קישור לידיעה- אתר הידען

קישור לידיעה באתר IBM