يُعدّ الذكاء الاصطناعي أحد أقوى الأدوات في تاريخ الطب، فهو قادر على تسريع التشخيص، وتخصيص العلاج، وإحداث نقلة نوعية في الرعاية الصحية على نطاق لم يكن ممكناً من قبل. لكن معظم التطورات التي تحققت حتى الآن صُممت للبالغين.
صحة الأطفال في كلية طب ستانفورد وتسعى جاهدة لسد تلك الفجوة - ولبناء مستقبل يستطيع فيه كل طفل الاستفادة من الإمكانات الكاملة للذكاء الاصطناعي.
تُطلق جامعة ستانفورد مركز الذكاء الاصطناعي في طب الأطفال، المُخصص بالكامل لتطوير ونشر حلول الذكاء الاصطناعي في مجال صحة الأطفال. وسيضمن المركز أن تُسهم التطورات في مجال الأبحاث والتقنيات الحديثة في تغيير معايير الرعاية المقدمة للأطفال في مستشفى ستانفورد للأطفال وخارجه، بطرق آمنة وعادلة ومُركّزة على المريض.
لا توجد مؤسسة أخرى في وضع أفضل لقيادة هذا العمل. تجمع جامعة ستانفورد بين باحثين رائدين، ومستشفى أطفال عالمي المستوى، وخبرة لا مثيل لها في علوم الحاسوب، وكل ذلك في قلب صناعة التكنولوجيا العالمية. وفي مختلف التخصصات، من السرطان إلى أمراض القلب الخلقية إلى مضاعفات الولادة المبكرة، تُحدث ستانفورد بالفعل نقلة نوعية في رعاية الأطفال.
حتى الآن، كانت هذه الجهود تعمل بشكل متوازٍ إلى حد كبير. سيغير هذا المركز ذلك، إذ سيجمع الأطباء والباحثين والمهندسين وعلماء الأخلاق وعلماء البيانات لتمكين التقدم الذي لا يمكن لأي فريق بمفرده تحقيقه.
محفز هبة بقيمة 10 ملايين جنيه إسترليني من مؤسسة ألفريد إي مان الخيرية سيساعد ذلك في استقطاب قائد عالمي المستوى ليكون القوة الرابطة التي تدفع هذا العمل إلى الأمام.
وستكون النتيجة حقبة جديدة في صحة الأطفال، حقبة يمكن فيها لأقوى الأدوات الطبية أن تصل إلى الأطفال الذين هم في أمس الحاجة إليها، في منطقة خليج سان فرانسيسكو وحول العالم.
رإعادة ابتكار التصوير بالرنين المغناطيسي للأطفال
إذا كنت قد خضعت لفحص التصوير بالرنين المغناطيسي، فأنت تعلم مدى عدم الراحة التي قد تشعر بها عند الاستلقاء بلا حراك في أنبوب ضيق وصاخب، وأحيانًا لمدة ساعة تقريبًا.
والآن، تخيل مدى صعوبة ذلك على طفل صغير. يحتاج العديد من المرضى الأطفال إلى التخدير أثناء التصوير بالرنين المغناطيسي للبقاء ثابتين. لكن التخدير قد يزيد التكلفة والتعقيد، بالإضافة إلى زيادة المخاطر الطبية.
يتصدى شرياس فاسانوالا، الحاصل على دكتوراه في الطب (كما هو موضح أعلاه)، والمتعاونون معه في جميع أنحاء ستانفورد ومنطقة خليج سان فرانسيسكو لهذا التحدي من خلال الريادة في استخدام الذكاء الاصطناعي لجعل فحوصات التصوير بالرنين المغناطيسي للأطفال أسرع وأقل تكلفة وأكثر تفصيلاً.
يستخدم مختبر فاساناوالا تقنيات التعلّم الآلي لتحقيق ذلك. فمن خلال تدريب الذكاء الاصطناعي على العديد من صور الرنين المغناطيسي، يتعلّم النظام الشكل الأمثل للصور التفصيلية. وبذلك، يستطيع النظام إجراء مسح ضوئي أقصر وأقل دقة، ثم استكمال المعلومات الناقصة، وإعادة بناء صورة واضحة وكاملة ودقيقة من بيانات محدودة. وبذلك، أصبح وقت المسح الآن بضع دقائق فقط بدلاً من ساعة.
“يقول فاساناوالا: "تستطيع خوارزميات الذكاء الاصطناعي التي طورناها الآن استعادة مستوى غير مسبوق من التفاصيل. يمكنك رؤية شريان صغير في رضيع كان سيظل غير واضح لولا ذلك. وفي بعض الحالات، تسمح لنا هذه التفاصيل بالتوصل إلى تشخيص كان مستحيلاً في الماضي."”
حصلت إحدى هذه الخوارزميات على موافقة إدارة الغذاء والدواء الأمريكية، وهي تُحسّن التصوير الطبي للأطفال المصابين بأمراض القلب الخلقية. تُستخدم هذه الخوارزمية يوميًا في أكثر من 160 دولة، وقد استفاد منها أكثر من 80 مليون مريض.
يُعدّ تأثير ذلك على المرضى بالغ الأهمية. فالفحوصات الأقصر تعني أن عدد الأطفال الذين يحتاجون إلى التخدير أقل. وحتى عند الحاجة إلى التخدير، يمكن تقليل عمقه ومدته.
تُتيح الفحوصات الأسرع أيضًا تقليل أوقات الانتظار للحصول على مواعيد التصوير بالرنين المغناطيسي، والتي كانت تستغرق شهورًا في بعض المناطق. كما تُمكّن عمليات المسح المُعززة بالذكاء الاصطناعي فنيي التصوير بالرنين المغناطيسي من إجراء فحوصات أكثر تعقيدًا، مما يعني إمكانية حصول المزيد من المرضى على فحوصات بجودة أفضل، حتى في البلدان ذات الموارد المحدودة.
في غضون ذلك، يواصل مختبر فاساناوالا دفع عجلة الابتكار. يتمثل الهدف النهائي لفريقه في أتمتة عملية التصوير بأكملها، بدءًا من تحديد نوع الفحص المطلوب وتحديد المنطقة المعنية بدقة، وصولًا إلى إجراء الفحص وتصحيح تشوهات الصورة في الوقت الفعلي - كل ذلك في غضون دقائق.
“يقول فاساناوالا: "ماذا لو كان إجراء التصوير بالرنين المغناطيسي بسيطاً مثل قياس ضغط الدم؟". "هذا هو وعد الذكاء الاصطناعي: تمكين الأطباء بأدوات تمكنهم من الرؤية بشكل أوضح، والتصرف بشكل أسرع، وفي النهاية تغيير حياة الناس."”
عصر جديد في الرعاية: ثلاثة إنجازات في مجال الذكاء الاصطناعي تعيد كتابة احتمالات حصول الأمهات والأطفال على الرعاية
اكتشاف المخاطر مبكراً—إيفانا ماريتش، دكتوراه
يُصيب تسمم الحمل، وهو ارتفاع خطير في ضغط الدم أثناء الحمل، حوالي 81% من الأمهات الحوامل حول العالم. وبوجود ما يقارب 10 ملايين حالة سنوياً، يُعدّ تسمم الحمل سبباً رئيسياً لوفيات الأمهات والولادة المبكرة، مما يُسبب مضاعفات صحية مدى الحياة لملايين الأمهات.
هناك حاجة ماسة لتحديد خطر الإصابة بتسمم الحمل مبكراً وبدقة وبتكلفة معقولة، ولتطوير تدخلات فعالة تحمي صحة كل من الأم والطفل.
تعمل الدكتورة إيفانا ماريك وفريقها على تطوير اختبار بسيط ومنخفض التكلفة للكشف عن خطر الإصابة بتسمم الحمل قبل ظهور الأعراض بفترة طويلة. استخدم فريقها تقنيات التعلم الآلي لدراسة مئات المؤشرات الحيوية في الدم. ثم حددوا نسبة بروتينية محددة يمكن قياسها بتحليل بول بسيط في وقت مبكر يصل إلى 10 إلى 12 أسبوعًا من الحمل، أي قبل ظهور الأعراض بوقت كافٍ، وفي الوقت المناسب لتكون العلاجات الوقائية، مثل نظام جرعات منخفضة من الأسبرين، أكثر فعالية.
يخضع الاختبار حاليًا للتحقق من صحته في دراستين أوسع نطاقًا، إحداهما دولية. وبمجرد اكتمال ذلك، سيُتيح الاختبار إمكانية إجراء فحص ما قبل الولادة المبكر والشخصي للنساء في كل مكان، بغض النظر عن مكان إقامتهن أو الموارد المتاحة لهن.
“يقول ماريك: "إذا استطعنا التنبؤ مبكراً في الحمل بمن هنّ الأكثر عرضة لخطر تسمم الحمل، فسنتمكن من تزويد هؤلاء الأمهات بعلاج وقائي. وهذا من شأنه أن يساعد في تجنب النتائج المأساوية للأمهات ومضاعفات الولادة المبكرة للأطفال".”
حماية الأطفال المبتسرين - نعمة أغايبور، دكتوراه
قد يُصاب الأطفال الخدج بمضاعفات خطيرة تُهدد حياتهم في الأشهر الأولى من عمرهم، وغالبًا ما يحدث ذلك فجأة. وتعمل الدكتورة نيما أغايبور، الرائدة عالميًا في تطبيق الذكاء الاصطناعي على صحة الأم والوليد، على تغيير هذا الواقع.
في دراسة سابقة، طوّر أغايبور وزملاؤه في جامعة ستانفورد طريقةً لاستخدام الذكاء الاصطناعي لتخصيص التغذية الوريدية للأطفال الخدّج ذوي الحالات الصحية الهشة، مما قلّل من الأخطاء الطبية وحسّن الرعاية في البيئات ذات الموارد المحدودة. ويركّز الآن على التنبؤ بأخطر المضاعفات التي قد يواجهها الأطفال الخدّج والعمل على الوقاية منها.
قام فريقه بتحليل عينات دم روتينية لأكثر من 13000 طفل خديج للغاية، بالإضافة إلى سجلاتهم الطبية. وبحثوا في أي من هؤلاء الأطفال أصيب بواحد من أربعة أنواع رئيسية من المضاعفات المرتبطة بالولادة المبكرة، مثل خلل التنسج القصبي الرئوي، وهو مرض رئوي، أو نزيف في الدماغ.
في دراستهم، التي نُشرت في مجلة Science Translational Medicine، استخدموا الذكاء الاصطناعي لتحديد الأنماط في جزيئات الدم التي كانت مرتبطة بإصابة الرضيع لاحقًا بمضاعفات خطيرة.
استنادًا إلى هذه المعلومات، طوّر الفريق أداةً قادرةً على التنبؤ بهذه المضاعفات بدقة تصل إلى 85%. وفي المستقبل، قد تُساعد هذه الأداة الأطباء على تحديد الأطفال الأكثر عرضةً للخطر، ما يُتيح لهم التدخل مبكرًا للوقاية من مشاكل صحية تُهدد حياتهم.
“يقول ديفيد ستيفنسون، الحاصل على دكتوراه في الطب، مدير مركز أبحاث الخداج في جامعة ستانفورد: "إنه تغيير كامل في طريقة تفكيرنا في الخداج".
توسيع رعاية مرضى السكري - ديفيد ماهس، دكتوراه في الطب، دكتوراه، وبريا براهالاد، دكتوراه في الطب، دكتوراه
إدارة مرض السكري تعني الحفاظ على مستويات السكر في الدم ضمن المعدل الطبيعي. لكن بالنسبة لفرق الرعاية الصحية، فإن متابعة العديد من المرضى تستغرق وقتًا طويلاً. استخدم باحثون، بقيادة الدكتور ديفيد ماهاس والدكتورة بريا براهالاد، أدوات الذكاء الاصطناعي لإنشاء لوحة تحكم ذكية لتحسين رعاية المراهقين المصابين بداء السكري من النوع الأول.
تجمع هذه اللوحة معلومات متعددة من مرضى مختلفين في آن واحد، وتُصفّيها. تُظهر اللوحة من يلتزم بارتداء أجهزة مراقبة الجلوكوز المستمرة ويحافظ على مستوى السكر في دمه ضمن النطاق المستهدف. وهذا يُتيح لفريق الرعاية التركيز على المرضى الذين يحتاجون إلى مساعدة إضافية، كالحصول على وصفة طبية جديدة لجهاز مراقبة الجلوكوز أو تعديل جرعات الأنسولين.
النتائج مبهرة. فقد وجدت دراسة ماهس وبراهالاد أنه بعد تطبيق لوحة المعلومات، تضاعف عدد المرضى الذين حافظوا على مستويات سكر الدم ضمن المعدلات الصحية. والأهم من ذلك، أن المرضى من جميع الخلفيات استفادوا على حد سواء، بغض النظر عن وضعهم التأميني.
“يقول ماهس: "غالباً ما يتم إهمال بعض المرضى عندما تتوفر تقنيات طبية جديدة. ومن المشجع للغاية أن يستفيد المرضى من جميع الخلفيات من البرنامج".”
مدعوم من الأعمال الخيرية
لمعرفة المزيد عن التطورات العلمية في هذا المجال في جامعة ستانفورد والفرص الخيرية لدعم مركز الذكاء الاصطناعي، يرجى التواصل مع Charlie.White@LPFCH.org.