پیشگیری از آرتروز با هوش مصنوعی
تیم تحریریه- ۲ مهر ۱۳۹۹
محققان دانشکده پزشکی دانشگاه پیتسبورگ با همکاری کالج مهندسی دانشگاه کارنگی ملون یک الگوریتم یادگیری ماشین ایجاد کرده‌اند که می‌تواند علائم جزئی آرتروز را که از چشم رادیولوژیست‌ها پنهان می‌ماند تشخیص دهد. این الگوریتم می‌تواند با اسکن MRI ای که سال‌ها قبل انجام شده است علائم را شناسایی کند و بدین ترتیب پیشگیری از آرتروز با هوش مصنوعی امکان پذیر می‌شود.
با این رویکرد پیش‌بینی‌کننده، روزی فرا می‌رسد که بیماران می‌توانند به‌جای اینکه تحت عمل جراحی تعویض مفصل قرار گیرند با داروهای پیشگیرانه درمان شوند. کنت اوریش دکترای تخصصی جراحی ارتوپدی در بیمارستان پیتسبورگ و دانشیار پزشکی گفت: “استاندارد طلایی برای تشخیص آرتروز، اشعه ایکس است. هر چه غضروف‌ها بیشتر اسیب می‌بینند، فضای بین استخوان‌ها کاهش می‌یابد.”
دکتر اریش می‌گوید: مشکل این است که وقتی نشانه‌های آرتروز را در اشعه ایکس مشاهده می‌کنید، صدمه وارد شده است و اکنون کار باید روی تلاش برای رشد مجدد آن باشد. در حالی که اگر از قبل آرتروز را تشخیص دهیم کار ما جلوگیری از تجزیه غضروف خواهد بود و این بسیار آسان‌تر از تلاش برای رشد مجدد آن است. در حال حاضر، درمان اصلی آرتروز جایگزینی مفصل است و این بیماری آن‌چنان رواج دارد که تعویض مفصل زانو شایع‌ترین جراحی در ایالات‌متحده برای افراد بالای 45 سال است.
برای این مطالعه، محققان، MRI های زانو را که در مراحل ابتدایی ابتلا به آرتروز بودند بررسی کردند و هزاران نفر را به مدت هفت سال پیگیری کردند تا ببینند که چگونه آرتروز زانو پیشرفت می‌کند. آن‌ها روی دسته‌ای از بیماران متمرکز شدند که در ابتدای مطالعه شواهد کمی در مورد آسیب غضروف داشتند.
با نگاهی به گذشته، ما اکنون می‌دانیم که کدام یک از این شرکت‌کنندگان به آرتروز مبتلا شده‌اند و کدام یک نه. رایانه می‌تواند با استفاده از این اطلاعات الگوهای ظریفی را در اسکن MRI افراد پیدا کند که براساس آن پیش‌بینی می‌کند این افراد احتمال ابتلای آن‌ها به آرتروز بیشتر است (پیشگیری از آرتروز با هوش مصنوعی). از آنجایی که آرتروز یک بیماری تخریبی پیش‌رونده در غضروف مفاصل است، در غضروف‌ها تغییرات بیوشیمیایی اتفاق می‌افتند که منجر به درد و آسیب استخوان می‌شوند. این مدل توسعه داد شده تا به دنبال یافتن چنین تغییراتی باشد.
دکتر Shinjini Kundu نویسنده‌ی اصلی این مقاله می‌گوید: وقتی پزشکان به تصاویر غضروف نگاه می‌کنند، ممکن است با چشم غیرمسلح الگویی دیده نشود، اما این بدان معنا نیست که الگویی در آنجا وجود ندارد. این فقط به این معنی است که شما نمی‌توانید آن را با استفاده از ابزارهای معمولی ببینید. دکتر Shinjini Kundu این پروژه را به‌عنوان بخشی از دوره تحصیلات تکمیلی خود در برنامه آموزش پزشکی پیتسبورگ و گروه مهندسی پزشکی کارنگی ملون به پایان رسانده است.
دکتر کندو که اکنون پزشک و محقق بخش رادیولوژی جانز هاپکینز است، برای تأیید این روش، مدل را با استفاده از زیرمجموعه‌ای از داده‌های MRI زانو آموزش داد و سپس آن را روی بیمارانی آزمایش کرد که قبلاً هرگز ندیده بودند. این مدل یادگیری ماشینی موفق شد، با دقت 78 درصدی مراحل ابتدایی شروع آرتروز را تا سه سال پیش از آغاز بروز نشانه‌های آن تشخیص دهد.
در حال حاضر، هیچ دارویی وجود ندارد که مانع از صدمه کامل مفصل شود. اگرچه چند داروی بسیار مؤثر وجود دارد که می‌تواند از ایجاد آرتریت روماتوئید که بیماری‌ای مرتبط با آرتروز است جلوگیری کند. در حال حاضر محققان به دنبال تولید همین نوع داروها برای آرتروز هستند و در این راه این مدل جدید می‌تواند کمک‌کننده باشد. در واقع برای کارآزمایی‌های بالینی به‌جای استخدام 10 هزار نفر و پیگیری آن‌ها به مدت 10 سال، می‌توانیم 50 نفر را که می‌دانیم قرار است طی دو یا پنج سال به آرتروز مبتلا شوند وارد کارآزمایی‌های مربوط به دارو کنیم. سپس می‌توانیم داروی آزمایشی به آن‌ها بدهیم و ببینیم آیا این دارو از پیشرفت بیماری جلوگیری می‌کند یا نه.
جدیدترین اخبار هوش مصنوعی ایران و جهان را با هوشیو دنبال کنید.
