الذكاء الاصطناعي يكشف أمراض القلب من فحص شائع

طور علماء خوارزمية ذكاء اصطناعي يمكن أن تتنبأ بالأشخاص الذين قد يُصابون بمشاكل قلبية خطيرة قبل سنوات من ظهورها، وذلك بالاعتماد فقط على قراءات التخطيط الكهربائي للقلب.
في دراسة نُشرت في مجلة القلب الأوروبية، وأوردها موقع "مدكال إكسبرس"، وجد الباحثون أن الذكاء الاصطناعي قادر على رصد التغيرات المبكرة جدًا في بنية القلب من خلال تخطيط كهربية القلب، وهو اختبار شائع يُظهر النشاط الكهربائي للقلب.
يمكن لهذه الخوارزمية المتقدمة اكتشاف مشاكل في صمامات القلب، التي تُحافظ على تدفق الدم في الاتجاه الصحيح عبر حجرات القلب، حتى قبل ظهور الأعراض أو التغيرات الجسدية التي يُمكن اكتشافها بواسطة فحوصات الموجات فوق الصوتية.
يمكن للذكاء الاصطناعي التنبؤ بدقة بمن سيُصاب بتسريبات كبيرة في صمامات القلب التاجية أو ثلاثية الشرفات أو الأبهرية، وهي حالات تُعرف باسم أمراض القلب الصمامية الارتجاعية. وقد تمكّن نموذج الذكاء الاصطناعي هذا من تحديد خطر الإصابة بتسريب صمام القلب بشكل صحيح في السنوات التي تلي تخطيط كهربية القلب في حوالي 69% إلى 79% من الحالات.

كان الأشخاص، الذين صنّفتهم الخوارزمية على أن لديهم "خطورة عالية" أكثر عرضة للإصابة بهذه الأمراض بعشر مرات مقارنةً بمن صُنّفوا على أنهم أقل خطورة.
ووفقًا لفريق من إمبريال كوليدج لندن ومؤسسة إمبريال كوليدج للرعاية الصحية التابعة لهيئة الخدمات الصحية الوطنية في بريطانيا، فإن تنبؤاتهم المُعزّزة بالذكاء الاصطناعي قد تُحدث نقلة نوعية في نهج الأطباء في علاج أمراض صمام القلب.
قد تؤدي أمراض صمامات القلب هذه إلى قصور القلب، ودخول المستشفى، والوفاة. التشخيص المبكر أساسي لنجاح العلاج. لكن أعراض هذه الأمراض، التي قد تشمل ضيق التنفس، والدوار، والشعور بالتعب، وخفقان القلب، قد تُخلط بسهولة مع أسباب أخرى، بينما لا تظهر أي أعراض على بعض المرضى إلا بعد تقدم المرض.
اقرأ أيضا... الذكاء الاصطناعي يكشف أنماطا خفية في سلوك الخلايا
الكشف المبكر
قال الدكتور أروناشيس ساو، أحد المشاركين في الدراسة والمحاضر الأكاديمي السريري في المعهد الوطني للقلب والرئة في إمبريال كوليدج لندن "قلوبنا أعضاءٌ معقدةٌ للغاية، وتعمل بجد، لكننا نادرًا ما نوليها اهتمامًا كبيرًا إلا إذا حدث خللٌ ما. وبحلول الوقت الذي تظهر فيه الأعراض والتغيرات الهيكلية في القلب، قد يكون الأوان قد فات لفعل أي شيء حيالها".
وأضاف "يسخر عملنا الذكاء الاصطناعي للكشف عن التغيرات الطفيفة في مراحلها المبكرة من خلال اختبار بسيط وشائع، ونعتقد أن هذا قد يُحدث نقلة نوعية للأطباء والمرضى. فبدلًا من انتظار الأعراض، أو الاعتماد فقط على اختبارات التصوير باهظة الثمن والتي تستغرق وقتًا طويلاً، يُمكننا استخدام تخطيط كهربية القلب المُعزز بالذكاء الاصطناعي للكشف عن الأشخاص الأكثر عرضة للخطر في وقتٍ أبكر من أي وقت مضى. وهذا يعني أن عددًا أكبر من الناس سيتمكنون من الحصول على الرعاية التي يحتاجونها قبل أن تؤثر حالتهم الخفية على جودة حياتهم أو تُصبح مُهددة للحياة".
كانت الدراسة جزءًا من تعاون دولي بقيادة الباحثَين الدكتور ساو والدكتور فو سيونغ نغ، وشارك فيها باحثون من الصين، من مستشفى تشونغشان في شنغهاي. تم تدريب نماذج الذكاء الاصطناعي باستخدام ما يقرب من مليون سجل تخطيط كهربية القلب وموجات فوق صوتية للقلب (تخطيط صدى القلب) من أكثر من 400 ألف مريض في الصين. ثم تم اختبار هذه التقنية على مجموعة منفصلة تضم أكثر من 34 ألف مريض في الولايات المتحدة، مما أظهر فعاليتها في مختلف الفئات السكانية وأنظمة الرعاية الصحية المتنوعة عرقيًا.
قد تظهر مشاكل صمامات القلب في البداية كتغيرات طفيفة جدًا في النشاط الكهربائي للقلب، والتي لا تكون واضحة للأطباء. تصبح هذه التغيرات الكهربائية أكبر، ولكن في هذه المرحلة، غالبًا ما تكون الأعراض قد بدأت بالظهور. يمكن لنظام الذكاء الاصطناعي اكتشاف هذه الأنماط الكهربائية الدقيقة في وقت أبكر بكثير، ويؤمل أن يتم ذلك قبل ظهور أي أعراض.
قال الدكتور نغ، المؤلف الرئيسي للدراسة واستشاري أمراض القلب في إمبريال كوليدج للرعاية الصحية "يتمتع الذكاء الاصطناعي بإمكانيات هائلة لتحسين الرعاية الصحية حول العالم، ولكنه يتطلب كميات هائلة من البيانات لتدريب هذه الخوارزميات واختبارها. يُعد عملنا مثالاً على فوائد التعاون الدولي في هذا المجال سريع النمو. من خلال تدريب النموذج على شريحة سكانية صينية حصرية تقريبًا، ثم اختباره على مجموعة سكانية أميركية، يُمكننا إثبات أن أداة الذكاء الاصطناعي هذه قابلة للتطبيق في مختلف البلدان والمناطق حول العالم. وهذا يعني في النهاية أنها قادرة على مساعدة المزيد من المرضى".
عمل مستمر
يأتي هذا البحث في أعقاب تطوير الفريق لنموذج تقدير مخاطر تخطيط كهربية القلب AI-EKG ذي الصلة، والمعروف باسم AIRE، والذي يُمكنه التنبؤ بخطر إصابة المرضى وتفاقم المرض نتيجة تخطيط كهربية القلب. وقد تم تدريب نماذج ذكاء اصطناعي أخرى من هذا المشروع على تحليل تخطيط كهربية القلب للتنبؤ بمشاكل مثل خطر الإصابة بأمراض القلب لدى النساء، والمخاطر الصحية بما في ذلك الوفاة المبكرة، وارتفاع ضغط الدم، وداء السكري من النوع الثاني.
مصطفى أوفى (أبوظبي)