أداة ذكاء اصطناعي ثورية تكشف مرض صمامات القلب بحساسية 93%

في تطور رائد، كشف باحثون في معهد ستيفنز للتكنولوجيا عن أداة تشخيصية جديدة مدعومة بالذكاء الاصطناعي قادرة على اكتشاف وتصنيف مرض صمامات القلب (VHD) بدقة ملحوظة. 

تعد هذه التكنولوجيا المبتكرة جسراً لسد الفجوة في الكشف المبكر وعلاج مرض صمامات القلب، وهي حالة غالباً ما يتم إغفالها في فحوصات السماعة الطبية القياسية. وتكشف نتائج هذا البحث، التي ظهرت على غلاف إصدار سبتمبر 2023 من مجلة IEEE Transactions on Biomedical Engineering، أن أداة الذكاء الاصطناعي هذه يمكنها اكتشاف مرض صمامات القلب بحساسية مذهلة تبلغ 93% ونوعية تبلغ 98%.

تحديات اكتشاف مرض صمامات القلب

يتميز مرض صمامات القلب بوجود تشوهات في صمامات القلب، مما قد يؤدي إلى مجموعة من مشاكل القلب. وتعتمد طرق التشخيص التقليدية على مهارات الاستماع الحادة لأخصائيي الرعاية الصحية الذين يستخدمون السماعات الطبية للكشف عن الأصوات المميزة التي تنتجها صمامات القلب. ومع ذلك، فإن جسم الإنسان بيئة صاخبة، وفي خضم زحمة الأصوات مثل تدفق الدم، وزئير المعدة، وهواء التنفس، من السهل جداً على الأطباء تفويت العلامات الدقيقة لاضطرابات الصمامات.

وقالت نigar عبدي، المحققة الرئيسية للمشروع وأستاذة مساعدة في الهندسة الكهربائية والحاسوب، تعليقاً على هذا التحدي: "تُفوت معظم حالات مرض صمامات القلب بسبب الخطأ البشري - لذا جلبنا الذكاء الاصطناعي لمساعدة الإنسان."

اختراق في التشخيص بمساعدة الذكاء الاصطناعي

قدم فريق البحث في معهد ستيفنز للتكنولوجيا نهجاً مبتكراً لتشخيص مرض صمامات القلب. باستخدام ميكروفون تلامسي، يلتقط الاهتزازات الصوتية مباشرة من صدر المريض، قاموا بتسجيل عينات صوتية مدتها 10 ثوانٍ. 

تم بعد ذلك معالجة هذه التسجيلات من خلال نموذج ذكاء اصطناعي تم تكييفه من خوارزميات معالجة الكلام، والتي تُستخدم عادةً لعزل الأصوات في البيئات الصاخبة. في هذه الحالة، بدلاً من الأصوات البشرية، تم تدريب الذكاء الاصطناعي على تحديد البصمات الصوتية لأنواع محددة من أمراض القلب.

وأوضح أرش شوكوهمنديد، المؤلف الرئيسي للورقة البحثية: "الفرق هو أننا بدلاً من اكتشاف أصوات فردية، نحن نكتشف البصمات الصوتية لأنواع محددة من أمراض القلب." يسمح هذا النهج المبتكر للشبكة العصبية بتحديد خمسة أمراض صمامية مختلفة من عينة صوتية واحدة، حتى لو كانت هناك أمراض متعددة موجودة في مريض واحد.

ما يميز أداة التشخيص هذه بالذكاء الاصطناعي هو قدرتها على اكتشاف أمراض متعددة في وقت واحد. وشدد شوكوهمنديد على هذا الابتكار، قائلاً: "نحن لا نكتفي بإظهار وجود مشكلة صمامية، بل نستطيع تحديد مجموعة المشاكل التي يعاني منها المريض." وهذا يمثل تقدماً كبيراً مقارنة بأساليب التشخيص التي تعتمد على الذكاء الاصطناعي السابقة، والتي كانت غالباً أقل دقة ومحدودة النطاق.

علاوة على ذلك، قام الباحثون بتبسيط العملية من خلال استخدام مقاييس التسارع، مما يلغي الحاجة إلى آلات معقدة وثقيلة الوزن. لا يعزز هذا النهج الدقة فحسب، بل يفتح أيضاً الباب أمام تحسينات إضافية.

آفاق المستقبل والتوسع

الهدف الحالي لفريق البحث هو تجميع المزيد من البيانات لتطوير نظام قادر على تصنيف الأمراض حسب شدتها. وهذا يعني الانتقال من مجرد تحديد وجود اضطراب صمامي إلى تعيين درجة تشير إلى مدى تقدم المرض. يمكن لهذه التشخيصات الدقيقة أن تحدث ثورة في رعاية المرضى من خلال توجيه استراتيجيات العلاج المخصصة.

بeyond مرض صمامات القلب، يتصور الفريق توسيع منهج التشخيص القائم على الذكاء الاصطناعي لاكتشاف أمراض الدورة الدموية الأخرى، مما يعزز فائدته بشكل أكبر في الرعاية الصحية. وفي النهاية، تهدف جهودهم إلى إدخال هذه التكنولوجيا المتطورة إلى مكاتب الأطباء في جميع أنحاء البلاد، مما يضمن عدم بقاء اضطرابات القلب دون تشخيص.

في مشهد للرعاية الصحية يتسم بالتشخيصات الفائتة والعلاجات المتأخرة، يمثل ظهور أداة التشخيص هذه المدعومة بالذكاء الاصطناعي تحولاً نموذجياً كبيراً. بفضل دقتها الاستثنائية وإمكاناتها لمزيد من التطوير، لديها القدرة على تحويل طريقة اكتشاف وإدارة أمراض القلب والأوعية الدموية.