مستقبل تجهيز الصور التي تحركها منظمة العفو الدولية في مجال الطب الشخصي وتخطيط العلاج

إن تقارب المعلومات الاستخبارية الاصطناعية والصور الطبية قد اكتسبا عهدا جديدا من الرعاية الصحية الدقيقة، إذ أن تجهيز الصور التي يقودها المعهد يمك ِّن الآن الأطباء من استخلاص الأفكار من المسحات التي كانت غير مرئية في السابق للعيون البشرية، وهذه التكنولوجيا ليست مجرد أداة للتشغيل الآلي، فهي حفازة على التشخيص الشخصي، والتشخيص، والعلاج على مستوى فردي، ومن خلال تحليل كل شيء في البيانات الثابتة التي تحولت إلى تناسق بين البشر.

الطلبات الحالية للمبادرة في مجال التصوير الطبي

وقد تم بالفعل إدماج الخوارزميات في سير العمل السريري عبر طرائق التصوير المتعددة، ويجري تدريب نماذج التعلم العميق، ولا سيما الشبكات العصبية الملتوية، على آلاف المسحات الملصقة للتعرف على السمات المرضية، وتساعد هذه النظم الآن علماء الأشعة في الكشف عن الأورام وقياس أحجام الأعضاء وتحديد الكسور الفرعية التي قد تفتقد إلى العمل السريري المشغّل.

التصوير الصوتي المغنطيسي والتصوير التلقائي المحوسب

ولا يمكن أن تُحدث نماذج الإيراد والأشعة السينية بيانات طفيلية عالية الاستبانة، ويمكن أن تجزأ الأعضاء، وأن تقيّم حجم الأصابع، وأن تقيّم مدى انتشار الأنسجة بسرعة وتكرارها بما يتجاوز بكثير التحليل اليدوي، ففي علم الأعصاب، مثلاً، يتيح التجزئة التي تحركها أجهزة الإيراد في الأورام من صور الرنين المغناطيسي قياسات الدقيقة التي تلازم نتائج المرضى.

X-ray and Ultrasound

وفي تفسير الأشعة السينية للصدر، تحقق نماذج الأشعة الأنثوية الآن دقة مماثلة للدوائيين المصدقين على متن الطائرة لاكتشاف الإصابة بالرئوي والسل وسرطان الرئة، وهذه التكنولوجيا تؤثر بشكل خاص في البيئات المنخفضة الموارد، حيث تعمل كأداة ثلاثية لتحديد الحالات العاجلة، أما بالنسبة للأشعة فوق البنفسجية، فتساعد المنظمة في فحص الشذوذ الجنيني وتصنيف الإصابة بمرض الثدي وتقييمات القلب والأوعية.

علم الأحياء الرقمية والنسخة الدقيقة

وفيما عدا الأشعة، فإن المعالجة التي تحركها الوكالة الدولية للطاقة تمتد لتشمل صوراً للمرض المتخلف، ويمكن للنظم الألغورية أن تصنف الأورام، وتحصي الأرقام المتناهية الصغر، وتبيّن المعالم الحيوية مثل تعبير PD-L1 عن الأنسجة المحتوية، وهذا التوحيد القياسي لتقارير الأمراض، ويكشف عن السمات الكمية التي ترتبط بالاستجابة للعلاج.

استحقاقات تجهيز الصور الملتقطة من قبل منظمة العفو الدولية - دريفن للطب الشخصي

وتتجاوز مزايا منظمة العفو الدولية في التصوير الطبي الكفاءة التشغيلية، وعندما تُطبق هذه الاستحقاقات على الطب الشخصي، تترجم مباشرة إلى رعاية أفضل وأكثر أمانا وأكثر تكييفاً، وتستكشف الأقسام الفرعية التالية الأبعاد الرئيسية لهذا التحول.

تعزيز التشخيص والتماسك

وتخفض منظمة العفو الدولية من التباين بين المرصدين بتطبيق معايير القرار ذاتها على كل صورة، وهذا الاتساق حاسم بالنسبة للظروف التي تحدد فيها سمات التصوير الخفي مسارات العلاج، ففي فحص سرطان الثدي، تبين أن التصوير المغنطيسي المزود بالأشعة يخفض من الايجابيات الكاذبة ويزيد من معدلات الكشف عن السرطان، ومن خلال تحديد مناطق الاهتمام، وتوفير درجات الكشف عن الاحتمالات، تساعد التكنولوجيا على تركيز اهتمام أخصائيي الأشعة على الحالات السابقة.

السرعة والقابلية للارتقاء في المنصات العالية الحجم

وتولد إدارات الطوارئ وبرامج الفحص والفحص الروتيني كميات هائلة من بيانات التصوير، ويمكن للمصابين بمرض الصدر أن يجهزوا في ثوان، ويحاولوا تلميح المرضى الذين يشتبه في أنهم مصابون بالسكتة الدماغية أو التشتات الأورطي في إطار النافذة الحرجة للتدخل، وهذه السرعة لا تتعلق فقط بتوافر المقاييس الشخصية، كما أن الطب الشخصي والتحليل السريع يسمح للمستوصفات بأن تبدأ العلاجات المستهدفة في وقت أقرب، ولا سيما في ظروف حساسة مثل الإجهاد.

الشخصية من خلال المعالم الحيوية الكمية

ويعتمد علم الأشعة التقليدي على المدونات النوعية - مثل " العقيدات المصورة " - التي تتسم بطابع ذاتي وغير موحّد، ويستخلص المعهد آلاف السمات الكمية من كل صورة، والمعروفة بالكيمياء الراديوية، ويمكن أن ترتبط هذه السمات، مثل النسيج والشكل والكثافة، بمقاومة الكائنات الحية (الأشعة) للتنبؤ بالآثار الضارة للمرضى، وحساسية المخدرات.

الكشف المبكر والتدخل الاستباقي

وربما كان الاستحقاق الأكثر عمقا هو القدرة على كشف المرض في مرحلة مبكرة، ويمكن لنماذج مكافحة الأمية أن تحدد السلائف للسرطان، مثل البوليبس في علم المستعمرات أو سرطان الخلايا في الموقع، قبل أن تصبح أعراضاً، ويُستدل من التحليل الطويل الأجل الذي يتيحه فحص الأنابيب الحالي للأشعة الضوئية إلى التغيرات الدقيقة السابقة التي تشير إلى تقدم الأمراض.

مستقبل منظمة العفو الدولية في الطب الشخصي

ويشير مسار معالجة الصور التي تحركها منظمة العفو الدولية إلى التكامل الأعمق مع مصادر البيانات الأخرى، ودعم القرارات في الوقت الحقيقي، والنماذج التنبؤية التي تتوقّع نتائج العلاج، والاتجاهات التالية مهيأة لتحديد العقد المقبل من الرعاية الشخصية.

النماذج الافتراضية للاستجابة للمرض والارتقاء به

ولن تكتفي نظم المعلومات المسبقة عن علم بالكشف عن الشذوذات وقطعها بل ستتوقع كيف يستجيب فرادى المرضى لتدخلات محددة، ومن خلال التدريب على مجموعات بيانات كبيرة تجمع بين التصوير، والجينوميك، والسجلات الصحية الإلكترونية، وتاريخ العلاج، يمكن أن تتنبأ النماذج بانكماش الأورام بعد العلاج الكيميائي، أو خطر تكرار حدوث مضاعفات من الجراحة، ومن شأن هذه التنبؤات أن تمكن الأطباء من تصور الحالات المرضية.

التكامل مع الكائنات الحية والمسح السائل

وسيتطور الجسور بين أنواع التصوير الفينومي والصور الجزيئية إلى عنصر أساسي في تخطيط العلاج الشخصي، وسيربط بين خصائص التصوير الموازية وأنماط التعبير الجيني المحددة، ويحدد بدائل الرئتين التي يمكن أن تتحول إلى طفرة عملية، وهذا التآزر يقلل من الحاجة إلى حدوث خلل من النسيج المتكرر، وهو ما قد يؤدي إلى تلف في البيانات التي تُستخدم في التكاثر.

التوجيه العملي الداخلي

وتتجه عملية تجهيز الصور المتحركة إلى الأمام في غرفة العمليات، أما طرائق التصوير الداخلي مثل التكتل المحتوي على التكتل، والأشعة فوق الصوتية، والفلورية القريبة من الحمراء، فهي قابلة للتعزيز من قبل منظمة العفو الدولية لتوفير التغذية العكسية للجراحين، وعلى سبيل المثال، يمكن أن يكون تقسيم الحوافظ الوراثية من الرنين المغناطيسي غير المستعمل مفرطا في موقع الجراحة، مما يساعد على تحقيق نتائج صحية كاملة.

التعليم الموحد والخصوصية - الحفاظ على الشخصية

ويقتضي التدريب على نماذج فعالة للمعلومات المتعلقة بالمرضى تنوع مجموعات البيانات من مؤسسات متعددة، غير أن الأنظمة التعاونية المتعلقة بالخصوصية في المرضى والتحديات التي تواجه إدارة البيانات محدودة تاريخياً، ويوفر التعلم الموحد حلاً: يتم تدريب النماذج عبر مصادر البيانات اللامركزية دون نقل الصور الخام، ويتيح هذا النهج للأجهزة الخلوية التعلم من عدد عالمي من المرضى مع احترام القيود المحلية على الخصوصية، وفي المستقبل، سيمكن التعلم الموحد من وضع نماذج نمطية ذات طابع شخصي تتكيف مع نمط معين من الأمراض الديموغرافية.

التحديات والنظر في المسائل الأخلاقية

وعلى الرغم من إمكاناتها الهائلة، فإن تجهيز الصور التي تحركها المنظمة يواجه عقبات كبيرة قبل أن يتسنى إدماجها بالكامل في الطب الشخصي، ومن الضروري التصدي لهذه التحديات لضمان فعالية التكنولوجيا وإنصافها على السواء.

خصوصية البيانات والأمن

فالصور الطبية حساسة للغاية، ولا تتضمن معلومات صحية فحسب، بل أيضاً سمات وجهية أو غير ذلك من أجهزة تحديد الهوية، إذ يجب أن تمتثل نظم المعلومات الإدارية التي تعالج هذه الصور لأنظمة مثل نظام HIPAA في الولايات المتحدة والناتج المحلي الإجمالي في أوروبا، إذ أن الإرسال المشفّر، والتخزين الآمن، وبروتوكولات الكشف عن الهوية، ومع ذلك، لا تزال مخاطر إعادة تحديد الهوية، ولا سيما بالنسبة للصور العالية الاستبانة التي يمكن مضاها في نماذج أساسية للنشر العامة المتطورة.

باء - بيارات البوليتريا والتفاوتات الصحية

وقد تؤدي نماذج الإي آي التي تم تدريبها في الغالب على البيانات الواردة من مجموعات ديموغرافية معينة أداء ضعيفاً في مجموعات السكان الممثلة تمثيلاً ناقصاً، فعلى سبيل المثال، فإن تصنيف خسائر الجلد المتدرب على الأفراد ذوي المهارات المنصفة يقل دقة بالنسبة لأوجه الجلد المظلمة، كما أن التصوير المسبق للأشعة السينية قد يكون أقل موثوقية بالنسبة للمرضى من بعض الأعراق بسبب الاختلافات في الجهود المبذولة في مجال التشريح أو انتشار الأمراض، بل ويزيد من التفاوتات القائمة في مجال الرعاية الصحية تتطلب الوصول المتعمدة.

العقبات التنظيمية والمتعلقة بالتحقق

كما يجب أن تخضع الأجهزة الطبية القائمة على أساس عال للتحقق السريري الدقيق لإثبات السلامة والكفاءة، وقد أصدرت هيئة تنمية الحراجة والوكالة الأوروبية للميدنيس مبادئ توجيهية محددة بشأن الأجهزة القابلة للتداول في إطار نظام المعلومات الإدارية/الآليات المتعددة، بما في ذلك شروط الشفافية بشأن البيانات التدريبية ومقاييس الأداء، غير أن سرعة تبليغ نماذج المعلوماتية - خاصة تلك التي تتعلم باستمرار من البروتوكولات الجديدة المقفلة، تشكل تحدياً: كيفية الموافقة على معايير زمنية صعبة.

التفسير والثقة

وكثيرا ما تعمل نماذج التعلم العميق على أنها " صناديق زراعية " ، مما يجعل من الصعب على المستوصفين فهم السبب في أن هناك اكتشافاً محدداً أو توقعاً، وفي الطب الشخصي، حيث تكون لقرارات العلاج آثاراً على الحياة أو الموت، فإن الشرح له أهمية حاسمة في بناء الثقة، ويجب أن تُبذل الجهود لوضع خرائط قابلة للترجمة الشفوية، أو آليات الاهتمام، أو تفسيرات قائمة على القواعد، ولكن نماذج الأداء الأكثر أهمية لا تزال غير كافية.

"الطريق الأمامي"

ومن المنتظر أن تصبح عملية تجهيز الصور التي تحركها الوكالة الدولية للطاقة الذرية حجر الزاوية في الطب الشخصي، وتوفير العلاجات التي تصمم خصيصاً لبيانات كل مريض بيولوجياً وراثياً فريدة، كما أن التكنولوجيا تعزز بالفعل الدقة التشخيصية، وتسرع التحليل، وتستخرج المؤشرات الحيوية الكمية التي تسترشد بها عملية صنع القرار، وبما أن النماذج التنبؤية، والتعلم الموحد، ونظم التوجيه في الوقت الحقيقي، ستزيد من اتساع نطاق مراعاة الباحثين في مجال الخصوصية، والتحيز،

External resources for further reading: Nature Medicine review on AI in radiology, ]FDA guidance on AI/ML medical devices, and WHO report on ethics and governance of AI in health.