الذكاء الاصطناعي كلمة السر.. طريقة مبتكرة لعلاج أمراض العيون

تزداد حالات قصر النظر، وخاصة بين الأطفال، ويتوقع الخبراء أنه بحلول عام 2050، سيصيب قصر النظر ما يقرب من 50% من سكان العالم.

ويعتقد الباحثون أن زيادة ما يسمى بالعمل القريب، عندما نتفاعل مع الأشياء القريبة مثل الهواتف والشاشات، هي المسؤولة جزئيًا عن ذلك، وفقا لما ذكره موقع ميديكال إكسبريس.

اعتلال البقعة الصفراء

بالنسبة للعديد من الأشخاص، فإن صعوبة رؤية الأشياء البعيدة هي مشكلة يمكن التعامل معها بسهولة باستخدام النظارات أو العدسات اللاصقة، ولكن بالنسبة للآخرين تتطور هذه المشكلة إلى حالة أكثر خطورة تسمى اعتلال البقعة الصفراء الناجم عن قصر النظر.

ويعمل فريق من الباحثين في كلية الحوسبة والذكاء المعزز في جامعة ولاية أريزونا على تطوير أدوات تشخيصية جديدة تستخدم قوة الذكاء الاصطناعي لفحص هذا المرض بشكل أكثر فاعلية.

يحدث اعتلال البقعة الصفراء الناتج عن قصر النظر عندما يتمدد ويتلف الجزء من العين الذي يساعدنا على الرؤية للأمام بشكل مستقيم وبتفاصيل دقيقة.

بمرور الوقت، يصبح شكل العين ممدودًا، وعندما يحدث هذا، تتشوه الرؤية.

هذه الحالة الخطيرة هي السبب الرئيسي لفقدان البصر الشديد أو العمى.

في عام 2015، أدى اعتلال البقعة الصفراء إلى ضعف البصر لدى 10 ملايين شخص.

ما لم تتغير الأمور، فمن المتوقع أن يعاني أكثر من 55 مليون شخص من فقدان البصر وسيصاب حوالي 18 مليون شخص في جميع أنحاء العالم بالعمى بسبب هذا المرض بحلول عام 2050.

ولأن اعتلال البقعة الصفراء الناتج عن قصر النظر لا رجعة فيه، فإن الخبراء يرغبون في التدخل مبكرًا.

يمكن أن يؤدي اكتشاف الحالة في أقرب وقت ممكن إلى تحسين النتائج الصحية، وهو هدف ملح بشكل خاص عندما يتعلق الأمر بالأطفال.

يمكن لأطباء العيون وصف عدسات لاصقة خاصة أو قطرات للعين تعمل على إبطاء تقدم المرض.

يقول يالين وانج، أستاذ علوم الكمبيوتر والهندسة في كلية فولتون، إن الابتكارات في مجال التكنولوجيا يمكن أن تقدم حلولًا مهمة.

ويقول إن "الذكاء الاصطناعي يبشر بثورة تستفيد من المعرفة العالمية لتحسين دقة التشخيص، وخاصة في المراحل الأولى من المرض. وستؤدي هذه التطورات إلى خفض التكاليف الطبية وتحسين نوعية الحياة لمجتمعات بأكملها".

تحدي رؤية الأشياء بطريقة جديدة

واستجابة لهذه الحاجة، أطلقت جمعية الحوسبة الطبية للصور والتدخل بمساعدة الكمبيوتر، أو MICCAI، تحديًا في عام 2023.

وطلبت المنظمة المهنية التي تسعى إلى دفع عجلة الابتكار في مجال البحوث الطبية الحيوية من الخبراء تحسين أنظمة الفحص بمساعدة الكمبيوتر لصور شبكية العين.

في الوقت الحالي، يتم تشخيص اعتلال البقعة الصفراء الناتج عن قصر النظر باستخدام فحوصات التصوير المقطعي البصري التي تستخدم الضوء المنعكس لإنشاء صور للجزء الخلفي من العين.

غالبًا ما يتم فحص هذه الفحوصات يدويًا بواسطة طبيب عيون، وهي عملية تستغرق وقتًا طويلًا وقد تتطلب خبرة متخصصة.

استجاب وانج وفريقه في مختبر أنظمة الهندسة للنداء، وكان الباحثون من بين الفائزين في تحدي MICCAI.

في الجزء الأول من العمل، تناول وانج وفريقه -الذي يضم طالب الدكتوراه في هندسة الكمبيوتر وينهوي تشو بالإضافة إلى طبيب الأعصاب وعضو هيئة التدريس المساعد في مدارس فولتون الدكتورة أوانا دوميتراسكو- تصنيف اعتلال البقعة الصفراء الناتج عن قصر النظر.

يوجد للمرض خمسة تصنيفات تصف شدته.

يساعد تحديد المستوى الصحيح أطباء العيون على تقديم حلول أكثر فعالية وملائمة للمريض.

ابتكر باحثو مدارس فولتون خوارزميات ذكاء اصطناعي جديدة تسمى NN-MobileNet.

تم تصميم هذه المجموعات من التعليمات التي تتبعها برامج الكمبيوتر للقيام بعملها لمساعدة البرامج على مسح صور الشبكية بشكل أكثر فعالية والتنبؤ بالتصنيف الصحيح لاعتلال البقعة الصفراء الناجم عن قصر النظر.

نُشر البحث في Myopic Maculopathy Analysis.

بعد ذلك، حوّل الفريق انتباهه إلى الجهود المبذولة في المجتمع العلمي لاستخدام نوع من الذكاء الاصطناعي يسمى الشبكات العصبية العميقة للتنبؤ بالمكافئ الكروي في عمليات مسح الشبكية.

المكافئ الكروي هو تقدير لخطأ الانكسار في العين الذي يحتاجه الأطباء عند وصف النظارات أو العدسات اللاصقة.

في الشبكات العصبية العميقة، يكلف الباحثون أجهزة الكمبيوتر بتحليل مجموعات ضخمة من البيانات وتطبيق خوارزميات مدعومة بالذكاء الاصطناعي لاستخلاص استنتاجات مفيدة.

باستخدام قياس أكثر دقة للمكافئ الكروي، يمكن للأطباء تقديم توصيات علاجية أكثر دقة، لذا، قام وانج وفريقه مرة أخرى بتطوير خوارزميات جديدة تركز على جودة البيانات وأهميتها.

حقق نموذجهم الجديد لتحليل صور الشبكية نتائج استثنائية مع تقليل مقدار قوة الحوسبة المطلوبة. كما نُشرت نتائج هذا البحث في مجلة Myopic Maculopathy Analysis.

يقول روس ماسيجويسكي، مدير كلية الحوسبة والذكاء المعزز، إن مشروع وانج يعد مثالًا مهمًا للعمل الممتاز الذي يقوم به أعضاء هيئة التدريس في المجال الطبي.

وأضاف ماسيجوسكي: "مع تزايد حالات قصر النظر واعتلال البقعة الصفراء، هناك حاجة إلى حلول لمنع فقدان البصر ومساعدة المتخصصين في الرعاية الصحية على تقديم أفضل خيارات العلاج لمرضاهم".