وضع الباحثون في التخنيون مبادئ التطوير الصحيح للأدوات القائمة على الذكاء الاصطناعي لعالم الطب وأظهروا كيفية استخدامها لتطوير أنظمة مفيدة في عالم أمراض القلب
في السنوات الأخيرة، تم إحراز تقدم هائل في مجالات التعلم العميق، ولكن حاليًا لا توجد منتجات طبية تقريبًا على الرف تستخدم مثل هذه التكنولوجيا؛ وهكذا يستمر الأطباء في أداء عملهم كما اعتادوا عليه في العقود السابقة.
ولإيجاد حل للمشكلة، انضمت مجموعة البروفيسور يائيل يانيف من كلية الهندسة الطبية الحيوية إلى مجموعات البحث الخاصة بالبروفيسور أليكس برونشتاين وآساف شوستر من كلية تاوب لعلوم الكمبيوتر. الآن، وتحت إشرافهم المشترك، تم نشر دراسة أجراها طلاب الدكتوراه يوناتان إيلول وأفيف روزنبرغ في مجلة الأكاديمية الأمريكية للعلوم - PNAS.
في مقال، يعرض الباحثون نظامًا قائمًا على الذكاء الاصطناعي يكتشف الأمراض تلقائيًا بناءً على مئات من مخططات تخطيط القلب - وهي التكنولوجيا الأكثر شيوعًا اليوم لتشخيص مشاكل القلب.
ويقوم النظام الجديد تلقائيًا بتحليل سجلات تخطيط القلب باستخدام الشبكات العصبية ذات الطبقات - وهي الأداة الأبرز في مجال التعلم الحسابي اليوم. تتعلم هذه الشبكات أنماطًا مختلفة من خلال التدريب على أمثلة متعددة، وتم تدريب النظام الذي طوره الباحثون على أكثر من 1.5 مليون شريحة تخطيط القلب التي تم أخذ عينات منها من مئات المرضى من المستشفيات في بلدان مختلفة.
إن اختبار تخطيط القلب، الذي تم تطويره منذ أكثر من قرن من الزمان، يوفر بسرعة بيانات مهمة عن حالة القلب، بسرعة ودون الحاجة إلى جراحة جراحية. تكمن المشكلة في أن قراءة السجل تتم حاليًا بواسطة طبيب قلب بشري، وبالتالي تتخلل العناصر الذاتية عملية فك تشفير السجل. ولهذا السبب تعمل العديد من المجموعات البحثية في العالم على تطوير أنظمة يمكنها إجراء فك تشفير تلقائي فعال ودقيق. والأكثر من ذلك، نظرًا لقدرته على تحليل بيانات متعددة وينجح النظام في تحديد الحالات المرضية التي لن يتمكن أطباء القلب البشريون، مهما كانت خبرتهم، من التعرف عليها.
تم بناء النظام الذي طوره الباحثون وفقًا للمتطلبات التي حددها أطباء القلب الخبراء وينتج مخرجات تتضمن درجة اليقين في النتائج، ووضع علامات على المناطق المشبوهة في موجة تخطيط القلب والتحذيرات من نتائج غير حاسمة وزيادة مخاطر الأمراض غير الملحوظة في إشارة تخطيط القلب نفسها. يُظهر النظام حساسية كافية في تنبيه الأشخاص المعرضين لخطر عدم انتظام ضربات القلب حتى لو لم يكن عدم انتظام ضربات القلب موجودًا في التسجيل، ومع ذلك فهو لا يقدم تنبيهات كاذبة أبدًا. علاوة على ذلك، يشرح النظام الجديد قراراته بالمصطلحات المقبولة في عالم أمراض القلب.
ويأمل الباحثون أن يتم استخدام هذا النظام لإجراء فحوصات مقطعية على السكان من أجل التعرف المبكر على الأشخاص المعرضين لخطر الإصابة بعدم انتظام ضربات القلب. وبدون هذا التشخيص المبكر، يكون هؤلاء الأشخاص أكثر عرضة لخطر الإصابة بالنوبات القلبية والسكتات الدماغية.
وأشرف على البحث البروفيسور يائيل يانيف، رئيس مختبر أنظمة الطاقة الحيوية والكهربائية الحيوية في كلية الهندسة الطبية. البروفيسور أليكس برونشتاين، رئيس مختبر VISTA في كلية توب لعلوم الكمبيوتر؛ البروفيسور عساف شوستر، مختبر التعلم في الخصائص العملاقة في كلية توب لعلوم الكمبيوتر والرئيس المشارك لمركز التعلم الحسابي؛ يوناتان إيلول، طالب دكتوراه في مختبرات البروفيسور برونشتاين والبروفيسور يانيف والبروفيسور شوستر، الذي حصل على درجة البكالوريوس في الهندسة الطبية الحيوية في التخنيون ودرجة الماجستير في كلية علوم الكمبيوتر؛ وأفيف روزنبرغ، طالب الدكتوراه في مختبر البروفيسور برونشتاين والبروفيسور يانيف، الذي حصل على درجة البكالوريوس في التخنيون في كلية فيتربي للهندسة الكهربائية وهندسة الكمبيوتر ودرجة الماجستير في كلية الهندسة الطبية الحيوية.
تم دعم البحث من قبل وزارة العلوم والتكنولوجيا ومؤسسة سايبر. تمت الدراسة داخل MLIS - مركز التعلم الحسابي والأنظمة الذكية، الذي يدمج جميع أنشطة الذكاء الاصطناعي في التخنيون. في السنوات الأخيرة، تم تصنيف التخنيون على قمة العالم في مجال البحث والتطوير في مجال الذكاء الاصطناعي، والتصنيف الدولي المرموق لـ CSRankings يضعه في المركز الأول في أوروبا (وبالطبع في إسرائيل)، وفي المركز الخامس عشر على مستوى العالم. في هذا الحقل. وفي مجال التعلم الآلي الفرعي، يحتل التخنيون مرتبة أعلى، حيث يحتل المرتبة 15 في العالم. ويستند هذا إلى بيانات 11-2021. اليوم، يعمل 2016 باحثًا في التخنيون في المجالات الأساسية للذكاء الاصطناعي وأكثر من 46 باحث يعملون في المجالات المتعلقة بالذكاء الاصطناعي. يرأس MLIS البروفيسور شاي مينور من كلية فيتيربي للهندسة الكهربائية وهندسة الكمبيوتر والبروفيسور عساف شوستر من كلية تاوب لعلوم الكمبيوتر.
المزيد عن الموضوع على موقع العلوم:
תגובה אחת
اخيرا!