كشف وباء فيروس كورونا المستجد (كوفيد -19) أنه تهديد فيروسي غير مسبوق للإنسانية وقوة تخريبية تعطل المجتمع ونمط الحياة الذي اعتدنا عليه ، حيث يكمن خطر هذا الفيروس التاجي الجديد. حقيقة أنه حتى الآن يعتبر غامضًا وغير مفهوم تمامًا ، على الرغم من كل الجهود الهائلة والمعلومات والإرشادات التي تقدمها الحكومات العالمية وصناع السياسات باستمرار لإدارة هذا المرض والحد من استمرار انتشاره. استجابة لتأثيرات هذه الأزمة الصحية العالمية ، قامت مجموعة من أعضاء هيئة التدريس في جامعة الملك عبد الله للعلوم والتكنولوجيا بتنسيق من البروفيسور المتميز دونال برادلي ، نائب الرئيس للبحوث ، والبروفيسور بيير ماجيستريتي ، عميد قسم العلوم والهندسة البيولوجية والبيئية في جامعة الملك عبدالله – أنشأت فريق الاستجابة السريعة لأبحاث الاستجابة (R3T) للوفاء بمسؤوليات التعاون مع المؤسسات والهيئات الصحية في المملكة العربية السعودية ودعم جهودهم الرئيسية في مكافحة انتشار فيروس كورونا. .
في هذا السياق ، يتعاون البروفيسور زين جاو ، الأستاذ المشارك في علوم الكمبيوتر ونائب مدير مركز أبحاث العلوم الحيوية الحاسوبية في كاوست وعضو رئيسي في فريق R3T المشكل حديثًا ، مع أبحاثه حول المعلوماتية الحيوية الهيكلية والوظيفية (SFB). مجموعة لتطوير الاختبارات التشخيصية القائمة على الذكاء الاصطناعي من الأشعة المقطعية لمرضى فيروس كورونا (COVID-19). فيروس كورونا (كوفيد -19) هو سلالة من فيروسات الحمض النووي الريبي (RNA) ، لأنه يتكون من خيط واحد (RNA) وخيط بروتيني ، لذلك يجب أن يكون الكشف عن تسلسل الحمض النووي أو التسلسل الجيني للفيروس هو الذهب. المعيار لتشخيص المرضى في هذا الوباء.
التشخيص الخاطئ
يوضح جاو أن التجربة في الصين أظهرت أن هذا النوع من نهج التشخيص غير دقيق ويمكن أن يولد معدلًا مرتفعًا من التشخيصات السلبية الكاذبة للعدوى. يجب أن يتم نقل العينات إلى المختبر أو تحضيرها في نفس الموقع ، حيث يمكن أن تحدث العديد من الأخطاء أثناءها. خطوات. والنتيجة النهائية هي أن المعيار الذهبي المفترض له معدل “سلبي كاذب” مرتفع للغاية ، مما قد يؤدي إلى العديد من التشخيصات الخاطئة للمرض ، ووفقًا لبعض التقارير في الصين ، فإن معدل التشخيص الخاطئ لفيروس كورونا يتراوح من 30 إلى 50٪. ، وهي معدلات مقلقة للغاية. ومع ذلك ، مع وجود المختبرات المتخصصة مثل تلك الموجودة في جامعة الملك عبدالله ، يمكن تجنب هذا المعدل المرتفع من التشخيصات السلبية الكاذبة. ومع ذلك ، فإن الأمر ليس بهذه السهولة ، خاصة وأننا الآن في ذروة هذا الوباء العالمي مع نقص كبير في الخبرة في التعامل مع هذا الوباء ، مما دفع الحكومة الصينية إلى إضافة مكونات مساعدة إضافية لعملية التشخيص.
وتابع: تعتمد المستشفيات الصينية الآن على أربعة معايير لتشخيص فيروس كورونا (كوفيد -19): الكشف عن الحمض النووي أو التسلسل الجيني ، والتصوير الطبي الحيوي باستخدام الأشعة المقطعية ، وتحليل البيانات الضخمة لعلم الأوبئة ، والأعراض السريرية مثل السعال الجاف أو صعوبة التنفس. يقول جاو: “لا يتعلق الأمر فقط بالتشخيص ، ولكن أيضًا بالتشخيص والعلاج”. وأضاف: لقد تحدثت إلى العديد من الأطباء في الصين ويقولون إنه من المهم تحديد موقع الإصابة في الرئة أي الفص الذي يحتوي على العدوى ، لأن الإحصائيات توضح أنه إذا كانت منطقة الإصابة تغطي أكثر من 50٪ من حجم رئة المريض ، من المحتمل أن يكون معدل وفيات الشخص المصاب مرتفعًا جدًا ، وإذا كانت العدوى في أحد الفصوص الخمسة فقط في الرئتين ، فيمكن للمريض التعافي بسرعة كبيرة دون الكثير من الآثار الجانبية. ، وهذا هو المكان الذي يمكن فيه استخدام القدرات العظيمة للذكاء الاصطناعي.
تنبؤ المرض
“مهمتنا ليست فقط تشخيص المرضى وتصنيفهم ، ولكن يمكننا أيضًا استخدام الذكاء الاصطناعي لتقسيم المنطقة المعدية بدقة من الفحص بالأشعة المقطعية لرئتي المريض ، ثم تحديدها فيما يتعلق بحجم الرئة الكلي وتوفير هذه المعلومات للأطباء ليستخدم. كدليل يمكن أن يساعدهم في اتخاذ قرارات العلاج “، كما يقول البروفيسور جاو. يعمل البروفيسور جاو ومجموعته على تطوير تقنيات التعلم الآلي الخاصة بهم من خلال جمع بيانات الأشعة المقطعية الحقيقية من المتعاونين في الصين ، كما أنهم على اتصال وثيق بالمركز الوطني للوقاية من الأمراض ومكافحتها (وقاية) ووزارة الصحة السعودية ، وكذلك مستشفى الملك فيصل التخصصي ومركز الأبحاث لتحليل الأشعة المقطعية للمرضى السعوديين.
يقول جاو: “نجري سلسلة من فحوصات التصوير المقطعي المحوسب للمريض كل ثلاثة أيام لنرى كيف يتطور المرض أو يتكرر حدوثه”. حتى الآن ، لدينا سلسلة من صور التصوير المقطعي المحوسب لحوالي 100 مريض صيني ، حيث نقوم بإدخال هذه الصور ثلاثية الأبعاد في نموذجنا لتعليم الكمبيوتر كيفية تحديد مناطق الإصابة وحجمها بدقة بالغة. ” يمكن أن يحقق هدفين رئيسيين: الأول: أن يكون نظام ذكاء اصطناعي مستقل تمامًا دون تدخل بشري بحيث يمكن للأطباء المشغولين بالفعل التركيز على رعاية المرضى ، وثانيًا: أن تكون سريعًا بما يكفي للتعامل مع موجة الوباء الحالية.
نافذة زمنية
يوضح جاو أن أصعب خطوة في اقتراحه هي زيادة دقة معالجة البيانات من مصادر متعددة ، ومعايير وقياسات مختلفة. لذلك ، يتطلب الأمر تطوير نهج ذكي للغاية لمعالجة جميع البيانات المختلفة بدقة متناهية. “ومع ذلك ، وفقًا لغاو ، فإن الإطار الزمني لتحقيق هذا الهدف ضيق للغاية ، حيث أن مشاريعه البحثية السابقة استغرقت ستة أشهر إلى عام واحد لتطويرها. نظام واحد ، والآن يتطلب الوضع بناء نظام متقدم ودقيق في غضون ثلاثة إلى خمسة أيام ، يقول جاو: “من أجل هذا المشروع ولهذا المشروع ، وخاصة أنا والأشخاص الأربعة الأوائل في مجموعتي البحثية ، نعمل ليلًا ونهارًا – بعضهم لا ينام في الواقع – وهدفنا هو إكمال العمل في أسبوع واحد في مشروع يستغرق حقًا عامًا لإكماله. “
ومع ذلك ، فإن Gao ومجموعته متفائلون للغاية بشأن إكمال نموذجهم في الوقت المحدد ، خاصة وأن لديهم خبرة كافية لأن معظم أجزاء مشروعهم تستخدم نفس النظام الأساسي الذي طوروه خلال الأشهر الأربعة الماضية لتشخيص سرطان الثدي وتقسيمه من بيانات التصوير بالرنين المغناطيسي. والآن يعملون على تحسينه. هذه المنصة واستعدادها للتعامل مع جائحة فيروس كورونا (كوفيد -19). واختتم جاو قائلاً: “الهدف هو جعل نموذجنا قويًا للغاية ودقيقًا وسهل الاستخدام وقابل للتطبيق على جميع أنواع المنصات والمستشفيات المختلفة لتحقيق أقصى فائدة وتقديم أفضل رعاية صحية للمرضى”.