أداة ذكاء اصطناعي تكشف 9 أنواع من الخرف بفحص واحد

طور باحثون في مستشفى "مايو كلينك" الأميركي أداة جديدة مدعومة بالذكاء الاصطناعي تساعد الأطباء في التعرف على أنماط نشاط الدماغ المرتبطة بتسعة أنواع من الخرف، من بينها مرض الزهايمر، باستخدام فحص واحد متاح على نطاق واسع، وهو تطور تحويلي في التشخيص المبكر والدقيق.
وساعدت الأداة التي أُطلق عليها اسم "StateViewer" الباحثين على تحديد نوع الخرف في 88% من الحالات، وفقاً لدراسة نُشرت في مجلة "نيورولوجي" الصادرة عن الأكاديمية الأميركية لطب الأعصاب، بحسب تقرير نشره موقع "ميديكال إكسبريس" المتخصص في الأبحاث الطبية.
سرعة ودقة
مكّنت الأداة الجديدة الأطباء من تفسير الفحوص الدماغية بسرعة تصل إلى ضعف السرعة المعتادة، وبدقة تصل إلى ثلاثة أضعاف الأساليب التقليدية، وتم تدريب واختبار "StateViewer" باستخدام أكثر من 3600 فحص، تضمنت صوراً لأشخاص مصابين بالخرف وآخرين غير مصابين باضطرابات معرفية.
ويشكّل هذا الابتكار خطوة مهمة في التصدي لأحد أبرز التحديات في رعاية مرضى الخرف، والمتمثلة في تحديد المرض في مراحله المبكرة وبدقة، حتى عند وجود حالات متعددة.
ومع توفر علاجات جديدة، تزداد أهمية اكتشاف المرض في الوقت المناسب لتوجيه المرضى نحو الرعاية الأنسب في المراحل التي يكون فيها التدخل أكثر فاعلية.
وقد يتيح هذا الابتكار تقديم دعم تشخيصي متقدم في العيادات التي تفتقر إلى خبرات متخصصة في طب الأعصاب.
تشخيص معقّد
يؤثر الخرف على أكثر من 55 مليون شخص حول العالم، مع ما يقرب من 10 ملايين حالة جديدة سنوياً.
ويُعد مرض الزهايمر الشكل الأكثر شيوعاً، وهو الآن خامس سبب رئيسي للوفاة عالمياً.
ويتطلب تشخيص الخرف عادة اختبارات معرفية، وفحوصات دم، وتصويراً طبياً، ومقابلات سريرية، وإحالات إلى مختصين.
ومع ذلك، حتى مع هذه الاختبارات الموسعة، يبقى التمييز بين حالات مثل الزهايمر وخرف أجسام ليوي والخرف الجبهي الصدغي أمراً معقداً، حتى بالنسبة للخبراء المتمرسين.
قصة فريدة
تم تطوير "StateViewer" تحت إشراف الدكتور ديفيد جونز، طبيب الأعصاب ومدير برنامج الذكاء الاصطناعي بقسم الأعصاب في "مايو كلينك".
وقال الدكتور جونز: "كل مريض يدخل إلى عيادتي يحمل قصة فريدة تشكلها تعقيدات الدماغ. وهذا التعقيد هو ما جذبني إلى طب الأعصاب وما يزال يدفعني إلى السعي لإجابات أوضح".
وأضاف جونز: "تجسّد الأداة انعكاساً لهذا الالتزام باعتبارها خطوة نحو فهمٍ مبكر، وعلاج أكثر دقة، وتغيير مسار هذه الأمراض يوماً ما".
ولتحقيق هذه الرؤية، عمل الدكتور جونز إلى جانب الدكتور ليلاند بارنارد، عالم البيانات الذي يقود هندسة الذكاء الاصطناعي وراء تطوير الأداة.
وصرح بارنارد قائلاً: "بينما كنا نصمم (StateViewer)، لم نغفل عن أن خلف كل نقطة بيانات وكل فحص دماغي هناك شخص يواجه تشخيصاً صعباً وأسئلة ملحّة. ورؤية كيف يمكن لهذه التقنية أن تقدم للأطباء رؤى دقيقة وفورية تسلط الضوء على إمكانات التعلم الآلي في الطب السريري".
أنماط الدماغ
تحلل الأداة فحص التصوير المقطعي بالإصدار البوزيتروني باستخدام الفلوروديوكسي غلوكوز "FDG-PET"، والذي يُظهر كيف يستخدم الدماغ الغلوكوز كمصدر للطاقة.
وتُجري "StateViewer" بعد ذلك مقارنة بين الفحص وقاعدة بيانات ضخمة من صور لأشخاص تم تشخيصهم بأنواع مختلفة من الخرف، وتتعرف على الأنماط التي تطابق نوعاً معيناً أو مزيجاً من أنواع الخرف.
خريطة بصرية
عادة ما يؤثر الزهايمر على مناطق الذاكرة والمعالجة، بينما يشمل خرف أجسام ليوي مناطق ترتبط بالانتباه والحركة، ويؤثر الخرف الجبهي الصدغي على المناطق المسؤولة عن اللغة والسلوك.
وتعرض أداة "StateViewer" هذه الأنماط من خلال خرائط دماغية ملونة تُبرز المناطق الرئيسية لنشاط الدماغ، ما يتيح لجميع الأطباء، حتى غير المختصين في طب الأعصاب، فهماً بصرياً لما يراه الذكاء الاصطناعي وكيف يدعم التشخيص.
أمجد الأمين (أبوظبي)

جرب ميزات الذكاء الاصطناعي لدينا

اكتشف ما يمكن أن يفعله Daily8 AI من أجلك:

التعلم مع الذكاء الاصطناعيالتحقق من الحقائقتحويل النص إلى كلامملخص الذكاء الاصطناعي

أخبار ذات صلة

الاتحاد

منذ 12 ساعات

• الاتحاد

أداة ذكاء اصطناعي تكشف 9 أنواع من الخرف بفحص واحد

طور باحثون في مستشفى "مايو كلينك" الأميركي أداة جديدة مدعومة بالذكاء الاصطناعي تساعد الأطباء في التعرف على أنماط نشاط الدماغ المرتبطة بتسعة أنواع من الخرف، من بينها مرض الزهايمر، باستخدام فحص واحد متاح على نطاق واسع، وهو تطور تحويلي في التشخيص المبكر والدقيق. وساعدت الأداة التي أُطلق عليها اسم "StateViewer" الباحثين على تحديد نوع الخرف في 88% من الحالات، وفقاً لدراسة نُشرت في مجلة "نيورولوجي" الصادرة عن الأكاديمية الأميركية لطب الأعصاب، بحسب تقرير نشره موقع "ميديكال إكسبريس" المتخصص في الأبحاث الطبية. سرعة ودقة مكّنت الأداة الجديدة الأطباء من تفسير الفحوص الدماغية بسرعة تصل إلى ضعف السرعة المعتادة، وبدقة تصل إلى ثلاثة أضعاف الأساليب التقليدية، وتم تدريب واختبار "StateViewer" باستخدام أكثر من 3600 فحص، تضمنت صوراً لأشخاص مصابين بالخرف وآخرين غير مصابين باضطرابات معرفية. ويشكّل هذا الابتكار خطوة مهمة في التصدي لأحد أبرز التحديات في رعاية مرضى الخرف، والمتمثلة في تحديد المرض في مراحله المبكرة وبدقة، حتى عند وجود حالات متعددة. ومع توفر علاجات جديدة، تزداد أهمية اكتشاف المرض في الوقت المناسب لتوجيه المرضى نحو الرعاية الأنسب في المراحل التي يكون فيها التدخل أكثر فاعلية. وقد يتيح هذا الابتكار تقديم دعم تشخيصي متقدم في العيادات التي تفتقر إلى خبرات متخصصة في طب الأعصاب. تشخيص معقّد يؤثر الخرف على أكثر من 55 مليون شخص حول العالم، مع ما يقرب من 10 ملايين حالة جديدة سنوياً. ويُعد مرض الزهايمر الشكل الأكثر شيوعاً، وهو الآن خامس سبب رئيسي للوفاة عالمياً. ويتطلب تشخيص الخرف عادة اختبارات معرفية، وفحوصات دم، وتصويراً طبياً، ومقابلات سريرية، وإحالات إلى مختصين. ومع ذلك، حتى مع هذه الاختبارات الموسعة، يبقى التمييز بين حالات مثل الزهايمر وخرف أجسام ليوي والخرف الجبهي الصدغي أمراً معقداً، حتى بالنسبة للخبراء المتمرسين. قصة فريدة تم تطوير "StateViewer" تحت إشراف الدكتور ديفيد جونز، طبيب الأعصاب ومدير برنامج الذكاء الاصطناعي بقسم الأعصاب في "مايو كلينك". وقال الدكتور جونز: "كل مريض يدخل إلى عيادتي يحمل قصة فريدة تشكلها تعقيدات الدماغ. وهذا التعقيد هو ما جذبني إلى طب الأعصاب وما يزال يدفعني إلى السعي لإجابات أوضح". وأضاف جونز: "تجسّد الأداة انعكاساً لهذا الالتزام باعتبارها خطوة نحو فهمٍ مبكر، وعلاج أكثر دقة، وتغيير مسار هذه الأمراض يوماً ما". ولتحقيق هذه الرؤية، عمل الدكتور جونز إلى جانب الدكتور ليلاند بارنارد، عالم البيانات الذي يقود هندسة الذكاء الاصطناعي وراء تطوير الأداة. وصرح بارنارد قائلاً: "بينما كنا نصمم (StateViewer)، لم نغفل عن أن خلف كل نقطة بيانات وكل فحص دماغي هناك شخص يواجه تشخيصاً صعباً وأسئلة ملحّة. ورؤية كيف يمكن لهذه التقنية أن تقدم للأطباء رؤى دقيقة وفورية تسلط الضوء على إمكانات التعلم الآلي في الطب السريري". أنماط الدماغ تحلل الأداة فحص التصوير المقطعي بالإصدار البوزيتروني باستخدام الفلوروديوكسي غلوكوز "FDG-PET"، والذي يُظهر كيف يستخدم الدماغ الغلوكوز كمصدر للطاقة. وتُجري "StateViewer" بعد ذلك مقارنة بين الفحص وقاعدة بيانات ضخمة من صور لأشخاص تم تشخيصهم بأنواع مختلفة من الخرف، وتتعرف على الأنماط التي تطابق نوعاً معيناً أو مزيجاً من أنواع الخرف. خريطة بصرية عادة ما يؤثر الزهايمر على مناطق الذاكرة والمعالجة، بينما يشمل خرف أجسام ليوي مناطق ترتبط بالانتباه والحركة، ويؤثر الخرف الجبهي الصدغي على المناطق المسؤولة عن اللغة والسلوك. وتعرض أداة "StateViewer" هذه الأنماط من خلال خرائط دماغية ملونة تُبرز المناطق الرئيسية لنشاط الدماغ، ما يتيح لجميع الأطباء، حتى غير المختصين في طب الأعصاب، فهماً بصرياً لما يراه الذكاء الاصطناعي وكيف يدعم التشخيص. أمجد الأمين (أبوظبي)

العين الإخبارية

منذ 13 ساعات

• العين الإخبارية

مشروب سحري يُبطئ الشيخوخة ويقي من 3 أمراض قاتلة

لا يقتصر تأثير فنجان القهوة الصباحي على تنشيطك فقط، بل قد يكون سرا من أسرار إطالة العمر والوقاية من أخطر الأمراض، بحسب دراسة بريطانية. وكشف باحثون من جامعة كوين ماري في لندن أن مادة الكافيين، المكون النشط في القهوة، تُحفز خلايا الجسم على الدخول في "وضعية الترميم"، ما قد يساعد على تأخير الشيخوخة والحد من أمراض قاتلة مثل الزهايمر والسكري وقصور القلب. إنزيم "الطوارئ" في الخلايا وخلال تجارب مخبرية على نوع من الخمائر يُشبه في خصائصه الخلايا البشرية، وجد العلماء أن الكافيين يُفعّل إنزيماً يُعرف باسم " AMPK"، يعمل كجهاز استشعار للطاقة داخل الخلية. وعند انخفاض طاقة الخلية، ينشط هذا الإنزيم ليطلق سلسلة من التفاعلات التي تساعد في إصلاح الخلية وحمايتها. وأوضح الدكتور جون-باتريك ألاو، المتخصص في علم الأحياء الخلوي وقائد الفريق البحثي، أن: "النتائج تفسر كيف يمكن للكافيين أن يكون مفيدا للصحة وطول العمر، وهي تفتح الباب أمام تطوير أدوية جديدة تستهدف هذا النظام الحيوي مستقبلا ". وأضاف أن "الخلايا التي يمكنها تفعيل هذا المسار بسهولة، تكون أكثر قدرة على إصلاح الحمض النووي والتعامل مع الإجهاد الخلوي، وهما عاملان أساسيان في مقاومة الشيخوخة والأمراض المزمنة". القهوة والوقاية من الأمراض الكبرى وتأتي هذه النتائج لتدعم دراسات سابقة ربطت بين تناول القهوة وتقليل خطر الإصابة بأمراض القلب، والسكري من النوع الثاني، وألزهايمر. وفي دراسة أميركية حديثة، وُجد أن من يشربون 2 إلى 3 أكواب من القهوة السوداء يوميا تنخفض لديهم فرص الوفاة بسبب أمراض القلب بنسبة تقارب 20%. كما أظهرت أبحاث أخرى أن القهوة قد تُحسن صحة الكبد وتدعم خسارة الوزن وتقلل معدلات الاكتئاب. لكن رغم هذه الفوائد المحتملة، لا تخلو القهوة من التحذيرات. فبعض الدراسات ربطت بين الإفراط في تناولها وبين مشاكل في النظر، وارتفاع ضغط الدم، وزيادة خطر بعض أنواع السرطان. وتحذر هيئة الصحة البريطانية (NHS) من أن تناول أكثر من 4 أكواب يوميا قد يرفع ضغط الدم بشكل خطير، ما يزيد من خطر السكتات الدماغية والنوبات القلبية والخرف. كما أن طريقة إعداد القهوة تلعب دورا في فوائدها ومخاطرها، إذ تختلف التأثيرات ما بين القهوة الفورية والمفلترة والمخمرة، بالإضافة إلى ما يُضاف إليها من سكر أو حليب أو منكهات. القاتلان الأكبران في بريطانيا وتشير الإحصائيات إلى أن أمراض القلب والخرف، اللذان يُعتقد أن القهوة قد تقي منهما، هما من أبرز أسباب الوفاة في بريطانيا، فحوالي 170 ألف شخص يموتون سنويا بسبب أمراض القلب، في حين توفي أكثر من 74 ألف شخص بسبب الخرف في عام 2022 وحده. aXA6IDE0Mi4xMTEuMTIuMzAg جزيرة ام اند امز US

الاتحاد

منذ يوم واحد

• الاتحاد

الذكاء الاصطناعي يحلّل تخطيط صدى القلب خلال دقائق

يُستخدم تخطيط صدى القلب "الإيكو" من قِبل الأطباء لتشخيص العديد من المشكلات الوظيفية أو الهيكلية في القلب. ويعتمد هذا الفحص على تحليل أكثر من 100 مقطع فيديو وصورة تُظهر مناطق مختلفة من القلب، حيث يقوم اختصاصيو "الإيكو" بإجراء العديد من القياسات، مثل أبعاد القلب وشكله، وسمك البطين، إضافة إلى حركة ووظائف الحجرات القلبية، بهدف تقييم صحة المريض القلبية. تشخيص أسرع في دراسة حديثة نُشرت في مجلة الجمعية الطبية الأميركية (JAMA)، كشف باحثون من كلية الطب بجامعة ييل عن أداة مدعومة بالذكاء الاصطناعي قادرة على تفسير تخطيط صدى القلب بدقة عالية خلال دقائق معدودة، بحسب ما نقله موقع "ميديكال إكسبريس" المتخصص في الأبحاث الطبية. وقال الدكتور روهان كيرا، أستاذ مساعد في طب القلب والإحصاء الحيوي بكلية ييل للصحة العامة، وكبير مؤلفي الدراسة: "يُعد تخطيط صدى القلب حجر الزاوية في رعاية القلب، لكنه يتطلب وقتاً طويلاً من أطباء ذوي خبرة عالية لتحليل تلك الدراسات. أردنا تطوير تقنية تساهم في تخفيف العبء عن هؤلاء الاختصاصيين وتُحسن الدقة وتُسرّع سير العمل". دقة لافتة أظهرت الدراسة أن الأداة التي طوّرت، وتحمل اسم "PanEcho"، استطاعت أداء 39 مهمة تشخيصية بناءً على صور متعددة الزوايا لتخطيط صدى القلب، وتمكنت من رصد حالات مثل التضيق الشديد في الصمام الأبهري، والضعف الانقباضي، وانخفاض الكسر القذفي للبطين الأيسر، بدقة لافتة. وتبني هذه النتائج على أبحاث سابقة، منها دراسة نُشرت عام 2023 في مجلة "European Heart Journal"، أظهرت بدورها دقة هذه التقنية. ويوضح غريغ هولست، أحد المشاركين في الدراسة: "قمنا بتطوير أداة تدمج المعلومات من زوايا متعددة للقلب لتحديد القياسات الأساسية والتشوهات التي قد يدرجها طبيب القلب في تقريره الكامل". تدريب واسع تم تطوير "PanEcho" باستخدام 999.727 مقطع فيديو لتخطيط صدى القلب جُمعت من مرضى في مستشفى Yale New Haven بين يناير 2016 ويونيو 2022، ثم اختُبرت الأداة على بيانات من 5130 مريضاً إضافياً من نفس المستشفى، إلى جانب ثلاث مجموعات بيانات خارجية من مركز القلب والأوعية في جامعة "سيميلويس" في بودابست بالمجر، ومستشفى جامعة ستانفورد، ونظام "Stanford Health Care". إشراف بشري أكد الدكتور إيفانجيلوس إيكونومو، زميل سريري في طب القلب وأحد المؤلفين المشاركين أن "الأداة تستطيع الآن قياس وتقييم طيف واسع من أمراض القلب، ما يجعلها واعدة للغاية للاستخدام السريري مستقبلاً. لكنها، رغم دقتها العالية، لا تزال خوارزمية وقد تفتقر لبعض التفسيرات التي يقدمها الطبيب، لذا فهي تحتاج إلى إشراف بشري". ورغم أن الأداة غير متاحة حالياً للاستخدام السريري، إلا أن الدراسة تناقش تطبيقات مستقبلية واعدة. فعلى سبيل المثال، يمكن استخدامها كمساعد أولي لتحليل الصور في مختبرات الإيكو، أو كأداة مراجعة ثانية ترصد التشوهات التي قد تفوت على الاختصاصي البشري. حلول للمناطق منخفضة الموارد أشار الباحثون إلى أن هذه التقنية قد تكون ذات قيمة خاصة في البيئات منخفضة الموارد، حيث تكون أجهزة التصوير والخبرات القلبية نادرة. ففي مثل هذه السياقات، غالباً ما يُستخدم جهاز تصوير صغير محمول باليد، يوفّر صوراً بجودة أقل يصعب تفسيرها. ولتقييم دقة النموذج في مثل هذه الحالات، استخدم الباحثون صوراً من قسم الطوارئ في مستشفى Yale New Haven، حيث تُجرى فحوصات سريعة بجهاز موجات فوق صوتية محمول كجزء من الرعاية الروتينية. ويضيف الدكتور كيرا: "أردنا محاكاة واقع المناطق الفقيرة في الموارد، حيث يعتمد الأطباء على أجهزة يدوية ويحتاجون إلى إرسال الصور لتفسيرها من قبل طبيب قلب في مكان آخر. وحتى مع الصور منخفضة الجودة، أظهر نموذجنا قدرة عالية على استخراج المعلومات المطلوبة لتحديد الحالة بدقة". دراسات إضافية يعمل كيرا وفريقه حالياً على دراسات إضافية لقياس أثر استخدام هذه الأداة على رعاية المرضى في مختبرات الإيكو في ييل. وأردف كيرا: "نتعلم الآن كيف يستخدم الأطباء هذه الأداة فعلياً، بما يشمل التعديلات التي يجرونها على سير العمل، واستجابتهم للمعلومات التي توفرها، وما إذا كانت تضيف قيمة فعلية في السياق السريري". آفاق مستقبلية من جانبه، يقول الدكتور إريك جيه. فيلازكوي، أستاذ طب القلب ورئيس قسم القلب في جامعة ييل: "أدوات الذكاء الاصطناعي مثل "PanEcho" يمكن أن تساعدنا على رفع كفاءتنا ودقتنا، ما يسمح لنا بفحص ومعالجة عدد أكبر من المرضى المصابين بأمراض القلب. وأنا فخور بالتزام الجامعة المتواصل بالبحث المتقدم والابتكار في تقديم الرعاية". وأتاحت الدراسة النموذج الكامل وأوزانه عبر مصدر مفتوح، وشجّع الفريق البحثي العلماء الآخرين على اختبار النموذج باستخدام دراساتهم الخاصة على تخطيط صدى القلب والعمل على تطويره. أمجد الأمين (أبوظبي)