يعتمد على الذكاء الاصطناعي.. نظام جديد يقدم تشخيصًا شاملًا للسرطان
أطلقت جامعة هونج كونج للعلوم والتكنولوجيا نظام SmartPath، وهو نظام شامل للمصممين الاصطناعيين المبتكرين لسير عمل علم الأمراض بشكل سريع لمعالجة مرضى السرطان.
يوفر SmartPath دعمًا متكاملًا للتشخيص السريري، والتصنيف الفرعي، وتحديد كمية المؤشرات الحيوية، وتقييم استجابة العلاج، والمتابعة التشخيصية عبر مجموعة واسعة من أنواع السرطان، بهدف تسريع أوقات الاستجابة وتعزيز تخصيص خطط العلاج.
تم تطوير النظام من قبل فريق بحثي من جامعة هونج كونج للعلوم والتكنولوجيا بقيادة البروفيسور تشين هاو، مدير مركز التعاون للابتكار الطبي والهندسي، وأستاذ مساعد في قسم علوم الكمبيوتر والهندسة وقسم الهندسة الكيميائية والبيولوجية.
نظام SmartPath
صُمم نظام SmartPath من إحدى أكبر مجموعات بيانات علم الأمراض وأكثرها تنوعًا، وقد تم تدريبه على أكثر من نصف مليون صورة شريحة كاملة تغطي 34 موقعًا نسيجيًا رئيسيًا.
يُمكّن هذا النظام من مساعدة أخصائيي الرعاية الصحية في أكثر من 100 مهمة سريرية مختلفة، بما في ذلك تصنيف السرطان، وتحديد الأنواع الفرعية، وتقييم الاستجابة للعلاج، وتوقع معدل البقاء على قيد الحياة، وإعداد تقارير مفصلة عن علم الأمراض.
إن أحد أهم الإنجازات التي حققها برنامج SmartPath هو قدرته على تشخيص العديد من أكثر أنواع السرطان انتشاراً في هونج كونج، بما في ذلك سرطان الرئة والثدي وسرطان القولون والمستقيم وسرطان المعدة، وذلك بالبناء على إطار موحد لنموذج أساس علم الأمراض.
تم نشر نتائج الأبحاث التي تدعم SmartPath مؤخرًا في مجلة Nature Biomedical Engineering.
ميزات الدعم السريري الشامل
تعتمد قدرات SmartPath على نموذجين متكاملين للذكاء الاصطناعي:
تعميم استثنائي على أنواع السرطان: يوفر نموذج أساس علم الأمراض القابل للتعميم (GPFM) في جوهره إطارًا موحدًا لتحديد دقيق للأورام، وتحديد أنماطها الفرعية، وتحديد كميات المؤشرات الحيوية في مختلف أنسجة السرطان ويتيح هذا النظام ليس فقط تشخيص الورم، بل أيضًا توقع نتائج بقاء المريض وتقييم الاستجابة المحتملة للعلاج، مما يشكل أساسًا قائمًا على البيانات لخطط علاجية شخصية.
ذكاء متعدد الوسائط لرؤى أعمق: يدمج نموذج أساس علم الأمراض الشامل المعزز بالمعرفة متعددة الوسائط (mSTAR) صور علم الأمراض مع بيانات سياقية غنية، بما في ذلك تقارير علم الأمراض وتحليل النسخ الجيني، ويتيح هذا الدمج إنشاء تقارير شاملة لعلم الأمراض تلقائيًا وبسرعة فائقة، ويوفر ميزة مرئية فعّالة للإجابة على الأسئلة، مما يسمح لأخصائيي علم الأمراض بالاستفسار من النظام عن تفاصيل محددة على الشريحة.
صُمم SmartPath كحل شامل يُبسّط دورة رعاية مرضى السرطان ، بدءًا من التحليل الأولي السريع للشرائح، مرورًا بتنبيهات المخاطر الاستباقية، ووصولًا إلى التقارير المدعومة بالذكاء الاصطناعي، ويُساعد هذا التكامل السلس في سير العمل السريري على تقليل الاختناقات التشخيصية، مما يُتيح لأخصائيي علم الأمراض التركيز على القرارات التشخيصية الحاسمة والحالات المعقدة.
صرح البروفيسور تشين هاو، قائد فريق التطوير، قائلاً: "لقد كان تطوير سمارت باث ثمرة تعاون وثيق مع شركاء سريريين رائدين، نعمل حاليًا مع أكثر من اثني عشر مستشفىً رفيع المستوى في هونغ كونغ والبر الرئيسي الصيني، وهو ما كان له دورٌ أساسي في التحقق الدقيق من صحته، تتيح لنا شبكة الشراكات الواسعة هذه اختبار أداء النظام عبر مجموعة واسعة من المهام السريرية العملية وفئات متنوعة من المرضى".
النتائج واعدة: فقد احتل نظام SmartPath المرتبة الأولى باستمرار في غالبية كبيرة من المهام المعيارية، مُظهرًا دقة فائقة في مجالات حيوية مثل تحديد الأورام الخبيثة والتنبؤ باستجابة العلاج.
علاوة على ذلك، يُنشئ هذا التدفق المستمر للبيانات الواقعية حلقة تغذية راجعة فعّالة. فهو يُغذي عملية التعلم الآلي لدينا، مما يُمكّننا من تحسين الخوارزميات باستمرار وتعزيز دقة التشخيص وقوة التنبؤ للنظام.
وأضاف البروفيسور تشين: "هذه ليست أداة ثابتة؛ بل هي نظام يتطور باستمرار ويصبح أكثر ذكاءً مع كل تطبيق سريري، مما يمهد الطريق حقًا لمعيار جديد في الطب الذكي والشخصي".
أداء مثبت في التجارب السريرية الصارمة
يخضع نظام SmartPath حاليًا للتحقق السريري متعدد المراكز في العديد من المستشفيات المرموقة في هونج كونج، وفي المقارنة المعيارية الشاملة، تفوق النظام بشكل ملحوظ على النماذج الحالية.
في دراسة استشرافية حديثة أُجريت في مستشفى نانفانغ، أظهر نظام SmartPath أداءً استثنائيًا، محققًا دقةً تجاوزت 95% في تشخيص أنواع متعددة من السرطان، بما في ذلك سرطان الرئة والثدي والقولون والمستقيم، وغيرها.
وتؤكد هذه النتائج باستمرار قدرته على تعزيز دقة التشخيص، والتنبؤ ببقاء المريض على قيد الحياة بشكل موثوق، وإعداد تقارير مرضية مفصلة بسرعة.
علق البروفيسور ليانج لي، مدير قسم علم الأمراض بمستشفى نانفانغ، كلية العلوم الطبية الأساسية، جامعة ساوثرن الطبية، على التحقق السريري قائلاً: "النتائج الأولية لتجاربنا الأخيرة مشجعة للغاية. لقد أثبت نظام SmartPath قدرة ملحوظة على تحسين دقة تحديد الأورام الخبيثة وتوفير تنبؤات تشخيصية موثوقة. وقد أثبت النظام من خلال توليده السريع للتقارير الأولية الشاملة أنه يقلل من وقت التشخيص بشكل كبير، وهو عامل حاسم في إدارة حالات السرطان الحساسة للوقت".
وأضاف: "نحن نشهد الآن مستقبل علم الأمراض - حيث تتكامل الأنظمة المدعومة بالذكاء الاصطناعي مثل SmartPath بسلاسة مع سير العمل السريري، مما يعزز دقة التشخيص لدينا ويمكّن أخصائيي علم الأمراض من اتخاذ قرارات أكثر استنارة ومدفوعة بالبيانات من أجل رعاية دقيقة وشخصية للمرضى".
ويعمل فريق البحث في جامعة هونج كونج للعلوم والتكنولوجيا حاليًا على توسيع قدرات نظام سمارت باث لمعالجة أنواع إضافية من السرطان ، مع التركيز بشكل خاص على الأورام الخبيثة النادرة والمعقدة وراثيًا.
تهدف هذه المبادرات البحثية إلى تحسين النماذج التنبؤية للنظام وتعزيز دوره في تطوير الطب الدقيق من خلال استراتيجيات علاجية أكثر استهدافًا وتحسين تصنيف المرضى.
