הסודות הטכנולוגיים בתוך הגלולה של צ'ק-קאפ

18 אפריל, 2019

מצלמת רנטגן זעירה המסתובבת על צירה בתוך המעי הגס, גלאים לספירת פוטונים, תקשורת RF אל מחוץ לגוף, ואלגוריתם לומד המשתפר עם הזמן. Techtime זכה להצצה אל הטכנולוגיה המהפכנית של גלולת הרנטגן הישראלית

הסודות הטכנולוגיים בתוך הגלולה של צ'ק-קאפ

חברת צ'ק-קאפ (Check-Cap) מעוספיה שבכרמל נמצאת בישורת האחרונה של הפיתוח וקבלת האישורים הרגולטוריים לשימוש בגלולת הרנטגן שהיא מפתחת. החברה עורכת בימים אלה שני ניסויים קליניים: ניסוי Post-CE (לאחר קבלת אישור ה-CE) המתקיים במספר בתי חולים בישראל, וניסוי פיילוט ראשון בארצות הברית המהמש כניסוי מכין לקראת הניסוי המרכזי שיתקיים בשנה הבאה ויאפשר להגיש ל-FDA בקשה לקבלת אישור שיווק.

במקביל, היא מבצעת שיפורים אחרונים בטכנולוגיה: התאמת מקור קרינת ה-X, אופטימיזציה של האלגוריתמים, ומזעור נוסף של חלק מהרכיבים כדי לעשות את הבדיקה לנוחה יותר עבור הנבדק. החברה מתכננת השנה "השקה רכה" של הגלולה בישראל ובאירופה, שבהן היא כבר מאושרת לשיווק, ולהתחיל לפעול בשוק היעד המרכזי, ארצות הברית, בשנת 2021.

איתור מוקדם הוא הטיפול הטוב ביותר

צ'ק-קאפ הוקמה בשנת 2005 על-ידי ד"ר יואב קמחי, לאחר שקרובת משפחתו אובחנה בסרטן המעי הגס. הוא חיפש פתרון לבעיה הגדולה ביותר בתחום סרטן המעי הגס: נכונות נמוכה של גברים ונשים מעל גיל 50 (קבוצת הסיכון) לבצע בדיקות קולונוסקופיה לאיתור פוליפים טרום סרטניים. בבדיקת קולונסקופיה מחדירים אנדוסקופ דרך פי הטבעת של הנבדק. הבדיקה נחשבת אמינה, אך פולשנית ובלתי נעימה. התוצאה: במקרים רבים הסרטן מתגלה במצב מתקדם כאשר סיכויי ההחלמה נמוכים. בארצות הברית, למשל, רק 60% מבני קבוצת הסיכון מוכנים לבצע בדיקת קולונוסקופיה.

האתגר של צ'ק-קאפ כפול: גם לפתח בדיקה חדשה ברמת האמינות של קולונוסקופיה, וגם בדיקה שלא תהיה כרוכה באי-הנעימות ובהכנות המקדימות של הקולונוסקופיה. כדי להצליח בכך, הוא בחר בפיתוח טכנולוגיית רנטגן ממוזערת המשלבת חידושים בתחומי המזעור, הדימות, החישה והאלגוריתמיקה. מי שמוביל את החברה בשלב הקריטי הנוכחי הוא אלכס עובדיה (בתמונה למעלה), מהנדס אלקטרוניקה בהכשרתו, שנכנס לתפקיד המנכ"ל לפני כשנה לאחר ששימש קודם כן כמנהל התפעול של החברה.

לפני הצטרפותו לצ'ק-קאפ עבד שנים רבות באלביט, שם היה מעורב בין היתר בפיתוח קסדת הטייס החכמה של אלביט, ולאחר מכן ניהל את תחום מערכות בחטיבת ה-CT בחברת פיליפס. בראיון ל-Techtime הוא חשף לראשונה חלק מהסודות הטכנולוגיים המסתתרים בתוך הגלולה הקטנה, ומגלה שבתחילה נדהם מהרעיון: "כשרק הגעתי לחברה, זה היה נראה לי על גבול המדע הבדיוני".

רנטגן בגלולה

הגלולה היא בקוטר של כ-12 מילימטר ובאורך של כ-34 מילימטר. היא כוללת מקור קרינת X מסתובב, שישה גלאים המקיפים אותה, מערך תקשורת RF דו-כיווני, חיישני תאוצה, טמפרטורה ולחץ, מנגנון בטיחות להפסקת קרינת ה-X', מערך ניהול הספק ועוד". מערכת הרנטגן של החברה אינה ייחודית רק בזכות המיזעור, אלא גם בטכניקת ההדמיה: במכשיר רנטגן סטנדרטי, קרני ה-X הנפלטות מהמקור חודרות דרך האובייקט הנבדק ונקלטות בגלאי המצוי מעברו השני, ועל-ידי כך מייצרות את תמונת החלל הפנימי.

הגלאים של צ'ק-קאפ פועלים בשיטה אחרת: הם מודדים את האנרגיה החוזרת (Back-Scattered Radiation), הנהדף מרקמת המעי בחזרה אל הגלאים שבגלולה. מאחר שלכל הפוטונים המשתחררים כתוצאה מפגיעת קרני ה-X ברקמת המעי יש ספקטרום אנרגטי דומה, ניתן לקבל תמונה ממוחשבת של דופן המעי באמצעות טכנולוגיית של ספירת פוטונים. הדבר גם מאפשר לבצע הפרדה מלאה בין תוכן המעי לבין רקמת המעי. הנבדק שותה לפני הבדיקה חומר ניגוד אשר "צובע" את תכולת המעי, וגורם לכך שהפוטונים החוזרים ממנה אל הגלאים יהיו בעלי אנרגיה שונה. הדבר מבטל את התהליך הלא נעים של ריקון המעי הנדרש בבדיקת קולונוסקופיה.

תפעול הגלולה מנוהל באופן אוטומטי על ידי שלושה חיישנים תלת-ציריים המגובים במערכת ממוחשבת ומודבקים על גבו של הנבדק. החיישנים עוקבים אחר תנועת הגלולה, ומאפשרים הפעלת תהליך הסריקה ברגע שקיים זיהוי כניסה למעי הגס של הגלולה. מקור קרינת ה-X שבתוך הגלולה מסתובב עפ"י פקודה באמצעות מנוע זעיר, וזאת כדי לבצע סריקה היקפית (360 מעלות). כך, בדומה לסריקת CT, ניתן לייצר מאינספור הצילומים הללו, באמצעות עיבוד אלגוריתמי, תמונה תלת-מימדית ברזולוציה גבוהה של חלל המעי.

צילום רנטגן בזמן נסיעה במכונית

אחד מהמרכיבים המרכזיים בטכנולוגיה החדשה הוא האלגוריתם: בניגוד לבדיקות מקבילות הנערכות בתנאים קליניים מבוקרים בחומרה, תהליך הבדיקה באמצעות גלולה אינו מפר את השגרה היומית של הנבדק. סריקת הרנטגן מתבצעת בזמן שהאדם נמצא בתנועה מתמדת ובסביבה בלתי צפויה. עובדיה: "הסינכרון בין מערכת המעקב על גב הנבדק לבין הגלולה בתוך המעי היה אתגר אלגוריתמי מורכב מאוד. אנחנו פועלים בסביבה דינמית מאוד הכוללת תנועות בלתי צפויות והפרעות אלקטרומגנטיות. הנבדק נוסע במכונית, ומשתמש במכשירים פולטי קרינה. הוא כל הזמן זז, ואנחנו צריכים לבצע חישה מדויקת ולקבל החלטות. זהו אתגר מהותי שהתגברנו עליו.

"הצלחנו גם לפתח אלגוריתם שיודע לזהות את הכניסה של הגלולה מהמעי הדק למעי הגס, וזהו הישג ייחודי". מדובר באלגוריתם לומד. "הגלולה כוללת מערכת טלמטריה ועיבוד מידע בזמן אמת. הדבר מאפשר לנו ליצור סימולציה של מעי הנבדק, ולשפר את התוצאות באמצעות שכלול האלגוריתם ללא צורך לבצע את הבדיקה שוב על אותו נבדק. המערכת שלנו כל הזמן לומדת וככל שיגדל מספר הנבדקים ויצטבר מידע רב יותר – האלגוריתם יתן תוצאות מדוייקות יותר".

השלב הבא: העברת העיבוד לענן

לפני היציאה לשוק בארצות הברית, החברה מתכננת לבצע מספר שיפורים במערכת. "המטרה היא להתאים את הבדיקה כמה שיותר לסביבה של רפואת משפחה". במסגרת הזאת, החברה נמצאת כעת בתהליך התאמת מקור קרינת הרנטגן. במקום איזוטופ של היסוד טונגסטן שבו היא משתמשת כיום, היא תעבור לשימוש באיזוטופ של היסוד אוסמיום. הסיבה לכך היא סביבתית. לאיזוטופ האוסמיום יש מחזור חיים קצר יותר, וכך הגלולה תצא מהגוף לאחר שדעכה ומבלי שיהיה צורך בתהליך פינוי מורכב.

במקביל, החברה תעצב מחדש את מערכת החישה המוצמדת לגבו של הנבדק כדי להעלים כמעט כליל את התחושה שקיים משהו על גב הנבדק ובכך לשפר משמעותית את שגרת יומו, ובתוכנית יש גם שיפור בתחנת העבודה של הרופא. כיום, המידע שנצבר בבדיקה מועבר באמצעות התקן USB למחשב ייעודי בעל מעבד חזק הנמצא אצל הרדיולוג. בהמשך החברה תפתח פלטפורמת ענן שבה יתבצע העיבוד. "אנחנו רוצים שהנבדק יוכל למסור את המידע מהמערכת באופן שיהיה וירטואלי לחלוטין ולא יצריך ביקור בקליניקה או אצל רופא המשפחה. המטרה שלנו היא לעבור למערכת אלחוטית לחלוטין"

שוק של עשרות מיליארדי דולרים

מטרת-העל היא להגדיל באופן משמעותי את שיעור הנכונות לבצע בדיקות בקרב אוכלוסיית היעד, ועל-ידי כך להציל חיים. השוק הפוטנציאלי גדול מאוד. החברה מעריכה שקבוצת היעד בארצות הברית לבדה מונה כ-89 מיליון בני אדם, ושוק פוטנציאלי בהיקף של כ-5.3 מיליארד דולר. באירופה, שבה הנכונות לבצע בדיקות נמוכה יותר, קבוצת היעד כוללת כ-220 מיליון בני אדם (13.2 מיליארד דולר) ובסין מדובר בכ- 348 מיליון דולר (20.8 מיליארד דולר).