تطبيق نظام المعلومات المسبقة عن علم في مجال الرصد الفعلي لأداء كاردياك أثناء الجراحة

دور الاستخبارات الفنية في رصد القلب في الوقت الحقيقي أثناء الجراحة

ويُعدّ الاستخبارات الاصطناعية التي تُدمج الرعاية العملية الذاتية، وتتيح قدرات غير مسبوقة للرصد في الوقت الحقيقي لوظيفة القلب، وتُحدّد عمليات التطوّر ذات المخاطر العالية، بما في ذلك إجراءات القلبية، وعمليات التصليح الأوقياني الرئيسية، وعمليات الإصابة بمرض القلب والأوعية الدموية التي تُجرى في المستقبل، ومن الضروري مواصلة تتبع أداء القلب.

لماذا مراقبة القلبية في الوقت الحقيقي أمر حاسم في الجراحة

كما أن القلب قابل للتأثر بشكل فريد من نوعه بالتحولات الدموية، أو العوامل التخديرية، أو التلاعب الجراحي، أو فقدان الماشية أثناء العمليات، ويتيح الرصد في الوقت الحقيقي لأخصائيي التخدير والجراحين تحديد علامات مبكرة على الاختناق البطني، أو الاضطرابات الناجمة عن التقلب، أو الفشل في الضخ قبل أن يتصاعد التقارب في ظروف الحمل البصري.

How AI Enhances Intraoperative Cardiac Monitoring

تعليم الآلات لتحليل الإشارات

كما أن نماذج المعلومات المتعلقة بالصدمات الكهربائية، ولا سيما شبكات التعلّم العميقة، تُدرَّب على قواعد بيانات واسعة النطاق للتسجيلات الفيزيائية الفوقية المُعدّة، وتتعلم هذه النماذج الاعتراف بأنماط مرتبطة بوظائف القلبية العادية وأجهزة التبخير المُعدية، مثل شبكات الأشعة العصبية المُلتوية التي تُعدّل على أساس الأشعة السينية، والتي تُعدّد على نحو دقيق.

الإنذارات بالتوقيت الحقيقي ودعم القرارات

وتولد برامج الطاقة العاملة في منطقة البحر إنذارات في الوقت الحقيقي عندما تشير مسارات الفيزيائية إلى تدهور وشيك، وتُعيَّن هذه النظم لتقليل الايجابيات الكاذبة مع ضمان الحساسية إزاء التهديدات الحقيقية، فعلى سبيل المثال، ثبت أن مؤشر التنبؤ بالصدمات الكهربائية الذي يدفعه الاتحاد الدولي للمعونة هو مؤشر يحذر المستوصفين من عدم الاستقرار في الدم قبل 15 دقيقة من حدوث انخفاض في الضغط الحرفي.

القدرات والأخطار

ويمكن لنماذج التعليم العالي أن تتوقّع نتائج أطول أجلاً استناداً إلى بيانات القلبية المتفاعلة، وعلى سبيل المثال، فإن مقياس التعلم الآلي الذي يحلل مستويات التخصيص المكثفة للأوضاع المؤثرة في الطاقة الكهربائية، وخصائص الموجات الشريانية يمكن أن يتوقّع احتمال حدوث إصابات في البطاقات الميكانيكية، أو التلويث الطول في استخدام نظم الرعاية الواعدة.

تكنولوجيات محددة في مجال مكافحة المخدرات

AI-Enhanced Electrocardiography

وفي غرفة العمليات، تكون عمليات الرصد التي تقوم بها الوكالة الأوروبية للطاقة الذرية شاملة، ولكن المعالم التقليدية لها معدلات إنذار كاذبة عالية بالنسبة للآفات والكيميائيات، كما يمكن أن يُدرِب مترجمون من الفئة العمرية الأوروبية على مجموعات بيانات ضخمة من وحدات الرعاية المكثفة، وأن يُحقق الرصد المبلّغ ٠٩٥ في المائة من الحساسية والخصوصية بالنسبة لظروف مثل التليف الرئوي، ومقياس التناغمي، وتاريخ الفوقية.

AI for Invasive Hemodynamic Signals

إضافة إلى ذلك، فإن ضغط الدم الشرياني الرئوي والمواقف الرئوية توفر بيانات موجية غنية بالمعلومات عن وظيفة القلب، كما أن أساليب استخراج المواد مثل سرطان الغدة الدرقية، والتغير في ضغط النبض، والفترات الزمنية الاصطناعية لضبط حجم الجلطة، والناتج القلبي، والأرقام الدينامية لقياس مدى القدرة على الاستجابة، وهذه الحسابات يمكن أن تتم دون الحاجة إلى إنتاج أو دفعات

AI in Transesophageal Echocardiography

وطريقة التصوير التي تستخدمها شبكة المعلومات التقنية هي طريقة قوية ومعتمدة على المشغل، وتُبسط المساعدة في مجال الحصول على الصور، والتفسير، والتقسيم الكمي، ويمكن أن تحدد نماذج التعلم العميق في الوقت الحقيقي آراء تقنية في مجال التكنولوجيا الحيوية (مثلاً، في منتصف الفصل الرابع، وفي فترة الإنذار باختصار الاختلال في الأشعة المقطعية)، وتقييم حالات الشذوذ في البطاقات الأرضية، وكشف عن حدوث حالات انقطاع في القلب.

التطبيقات السريرية في الممارسة العملية

الكشف عن اسكتلندا

إن الكيمياء البطيئة المُعدية هي أحد المساهمين الرئيسيين في الاعتلال والوفاة في فترة ما بعد الولادة، إذ أن نظم التحلل في الاتجاهات السائدة في الجزء ST-segment، والتعديلات التي تُجرى على الموجات T، وعبء التخصيب في التقلبات يمكن أن تحدد حالات الكيمياء قبل نظم الإنذار القياسية.

إدارة الأشعة السينية

ويرتبط التهاب الاصطناعي الجديد أثناء الجراحة غير القلبية بزيادة مخاطر السكتة الدماغية وطول فترة بقاء المستشفى، ويمكن للخواريات أن تكتشف الألف من الشرائح القصيرة من مجموعة التلقيح المغناطيسي، حتى في وجود الضوضاء أو التجول في خط الأساس، ويساعد الرصد المستمر وتصنيف الإيقاع الآلي على التمييز بين الاضطرابات الرئوية الرئوية الوشيكة وبين الارتحال الحاد في القلب.

التخصيب في الاضطرابات النفسية

كما أن العلاج الموجه نحو الأهداف يشكل حجر الزاوية في تحسين التعافي بعد إجراء العمليات الجراحية، كما أن نظم السحب المغلقة التي تعمل بالقوى العاملة والتي تعمل على إنتاج المطاط، والقطع، والسوائل التي تستند إلى رصد القلب في الوقت الحقيقي، لم تبد فعالية في الحفاظ على ضغط الدم والناتج القلبي ضمن النطاقات المستهدفة، وعلى سبيل المثال، فإن جهاز مراقبة الصوت المغلقة الذي يستخدم في إحداث تغيير في الحجم الضعيف في كل مرة من الحالات، ومؤشر القلبي.

التحديات التي تواجه التنفيذ

نوعية البيانات وتوحيدها

وتحتاج نماذج المعلومات المسبقة عن علم إلى مجموعات بيانات تدريبية عالية الجودة وشروحة، وكثيرا ما تتضمن مجاري البيانات غير المستعملة مصنوعات من الكهرباء، وحركة المرضى، وتشريد أجهزة الاستشعار، وبدون تجهيزات مسبقة قوية، فإن هذه المواد تلغي الأداء البرمجي للمقاييس، وتوحيد التعريفات (مثل التعاريف التوافقية للافتراض، والكيمياء) في مختلف المؤسسات لضمان الاتساق بين نماذج البرامج.

التكامل مع تدفق العمل السريري

ومن شأن إضافة عرض آخر أو إنذار إلى بيئة غرفة تشغيلية مكتظة أصلاً أن يسبب الإهتمام والضغط، ويجب أن تقدم حلول فعالة للمعارف الذكية معلومات مستفيضة، ربما عن طريق أدوات مراجعة الحسابات، أو الإفراط البصري في الرصد الحالي، أو إعطاء الأولوية الذكية للتنبيهات، كما أن إدماج السجلات الطبية الإلكترونية في الوثائق التي تصدر تلقائياً، أمر مهم أيضاً لأغراض الرعاية الطبية والبحوث.

التقييم والتنظيم

ويجب أن تخضع الأجهزة الطبية القائمة على أساس التنفيذ للتحقق الدقيق في كل من السليكو وفي التجارب السريرية المرتقبة، وتحتاج الهيئات التنظيمية مثل هيئة تنمية الأسرة ووزارة الشؤون الاقتصادية إلى أدلة على السلامة والكفاءة والموثوقية في مختلف فئات المرضى، وبالنسبة للرصد التنافري، فإن البيئة الدينامية تعني الخوارزميات يجب إعادة تدريبها على البيانات التي تشمل أنواعاً مختلفة من الجراحة، ووكلاء صناعيين، وقلة البيانات العامة عن الأمراض غير المتطورة، والنماذج الديمغرافية.

خصوصية البيانات والأمن

وتُعتبر البيانات الفيزيولوجية معلومات صحية محمية، إذ إن تحويل الموجات المستمرة إلى خواديم تعمل بالسحب يُثير مخاطر حدوث انتهاكات والحصول على معلومات غير مأذون بها، فالحلول الحاسوبية التي تقوم على أساس افتراضي والتي تُعالج البيانات محلياً يمكن أن تخفف من بعض الشواغل المتعلقة بالخصوصية، ولكنها تتطلب معدات وصيانة كبيرة في الموقع، وتسمح نُهج التعلم الموحدة بتدريب النماذج عبر مستشفيات متعددة دون تقاسم البيانات الخام، مع الحفاظ على الخصوصية، مع تحسين القدرة على النماذج.

الاتجاهات المستقبلية

منظمة العفو الدولية المفسَّرة للثقة والمساءلة

وكثيرا ما يُلبى نماذج الصناديق السوداء من التشكيل من جانب المستوصفين الذين يحتاجون إلى فهم سبب إصدار نظام إنذار، وقد أدت تقنيات مثل خرائط الصالة وآليات الاهتمام، والتفسيرات الموازية إلى إبراز جوانب الإشارة (مثلاً، ارتفاع مستوى البصمات، اتجاه معدل القلب) إلى اتخاذ قرار بشأن التنفيذ، مما يؤدي إلى بناء الثقة في هذا المجال ويمكِّن المستوصفين من تأكيد أو تجاوز التوصيات.

الدمج المتعدد الوسائط والتوعية المستمرة

وستجمع نظم المستقبل المتعلقة بالتنقيب عن المخدرات بين الرصد القلبي وغير ذلك من مجاري البيانات داخل التشغيل: عمق مرصد التخدير، وأشعة الأوكسجين، والتقدير التدريجي الجراحي (عن طريق الرؤية الحاسوبية على الفيديو النهائي)، ونتائج المختبرات، ويمكن أن يؤدي هذا التكامل الكلي إلى تحسين العيادات، وذلك بفهم السياق مثل مشبك على الأورطا أو إدارة جهاز الإنذار بالبروبوفول.

الرصد القابل للزراعة والخفيف الانتشار

ويمكن أن تتيح منظمة العفو الدولية رصد القلب الموثوق باستخدام أجهزة استشعار أقل غزاة، ويمكن أن تؤدي البقعات القابلة للزراعة التي تلتقط الغازات المحتوية على البوليغرافيا المسببة للاختراق، ودرجة حرارة الجلد إلى استخدام أجنحة التبريد، وأن توسيع نطاق هذه التكنولوجيات إلى غرفة العمليات، إلى جانب التحليلات الخاصة بأجهزة التحليل، إلى الحد من الحاجة إلى خطوط الشريان وإلى أجهزة قياسية مركزية ذات حدود في إطار عمليات جراحية أقل.

نظم التعلم المستمر

وتنتج غرف التشغيل تدفقاً ثابتاً من بيانات العالم الحقيقي، ويمكن تصميم نماذج المعلومات المسبقة عن علم لتحديثها باستمرار عن طريق التعلُّم بالتقوية أو التعلم على الإنترنت، والتكيف مع الأنماط الجديدة - مثل التغيرات في الخصائص الديمغرافية للمرضى أو التقنيات الجراحية الجديدة - دون الحاجة إلى إعادة التدريب الكامل، ويجب تصميم هذه النظم بعناية لتجنب النسيان الكارثو أو الانجراف، ولكنها تحمل وعداً بالاستمرار في رصد المقاييس الحالية.

خاتمة

إن تطبيق نظام المعلومات المسبقة عن علم في الوقت الحقيقي لرصد وظيفة القلب أثناء الجراحة لم يعد مفهوما نظريا، فتقدم التعلم الآلي وتكنولوجيا الاستشعار والقدرة الحسابية قد أدى إلى ظهور نظم قادرة على تعزيز اليقظة البشرية، والتنبؤ بالأحداث الضارة، وتوجيه العلاج بمزيد من السرعة والدقة، وفي حين أن التحديات المتصلة بنوعية البيانات، والتكامل، والتحقق، والثقة، فإن البحوث الجارية والجهود التنظيمية تؤدي إلى تمهد الطريق بشكل مطرد نحو الأخذ بتكنولوجيات طبية أوسع.

وللاطلاع على مزيد من القراءة، انظر البحث والمبادئ التوجيهية التالية: