خوارزمية ذكاء اصطناعي جديدة يمكن أن تتقدم في الصرع

خوارزمية ذكاء اصطناعي جديدة يمكن أن تندلع في الصرع
خوارزمية ذكاء اصطناعي جديدة يمكن أن تندلع في الصرع --- Ralwel / iStock

تم إنشاء برنامج ذكاء اصطناعي (AI) لتحديد المخالفات الطفيفة في الدماغ من قبل الباحثين في كلية لندن الجامعية. لإنشاء الخوارزمية ، جمع البحث صور التصوير بالرنين المغناطيسي لأكثر من 22 مريض من 1000 مؤسسة دولية لعلاج الصرع.
يعتبر التحسين أمرًا بالغ الأهمية ، خاصةً للعثور على الحالات الشاذة.

تم إنشاء برنامج ذكاء اصطناعي (AI) من قبل مجموعة من الباحثين من كلية لندن الجامعية لتحديد خلل التنسج القشري البؤري المقاوم للأدوية (FCD) ، وهو عيب طفيف في الدماغ يسبب نوبات الصرع. يعد هذا تطورًا مشجعًا للباحثين الذين يعملون على اكتشاف وعلاج الصرع في مراحله المبكرة.

قام مشروع اكتشاف آفات الصرع متعدد المراكز (MELD) بجمع فحوصات التصوير بالرنين المغناطيسي لأكثر من 22 مريض من 1000 مركزًا دوليًا للصرع لإنشاء خوارزمية تحدد الحالات الشاذة في حالات خلل التنسج القشري البؤري المقاوم للأدوية (FCD) ، وهو السبب الرئيسي للصرع.
تطورت مناطق الدماغ المعروفة باسم FCDs بشكل غير لائق ، مما أدى إلى صرع مقاوم للأدوية. عادة ما تكون الجراحة مطلوبة للعلاج. ومع ذلك ، قد يكون من الصعب اكتشاف هذه الآفات باستخدام هذه التقنية ، حيث تظهر FCDs طبيعية في صور التصوير بالرنين المغناطيسي.
لإنشاء النظام ، استخدم فريق العمل ما يقرب من 300.000 موقع في جميع أنحاء الدماغ لقياس الميزات القشرية من فحوصات التصوير بالرنين المغناطيسي. ثم تم تدريب الخوارزمية على الحالات التي صنفها أخصائيو الأشعة المحترفين على أنها تحتوي على FCD أو دماغ سليم.

أظهرت النتائج أنه في المتوسط ​​، 67 في المائة من الحالات في المجموعة قد تم تحديد FCD الخاص بهم بشكل صحيح بواسطة الخوارزمية (538 مشاركًا).

فشل أخصائيو الأشعة في اكتشاف حالة الشذوذ في 178 شخصًا ، وفقًا لبحث سابق فشل في الكشف عنه. من ناحية أخرى ، في 63٪ من هذه العينات ، نجحت خوارزمية MELD في تحديد FCD.

التطورات في علاج الصرع

هذا التقدم أمر بالغ الأهمية ، خاصة لتحديد الشذوذ. "نحن نركز على تطوير خوارزمية ذكاء اصطناعي قابلة للتفسير يمكن أن تساعد الأطباء في اتخاذ القرارات. وفقًا لما قالته ماتيلد ريبارت ، أحد أوائل مؤلفي الورقة ، كانت الخطوة المهمة في هذه العملية هي توضيح كيفية قيام خوارزمية MELD بتوليد تنبؤاتها. "

المؤلف الرئيسي للدراسة د. يقول كونراد واجستيل: "يمكن أن تساعد هذه الخوارزمية في العثور على المزيد من هذه الآفات المخفية لدى الأطفال والبالغين المصابين بالصرع ، وتمكين المزيد من مرضى الصرع من التفكير في جراحة الأعصاب التي يمكن علاجها". الصرع وتحسين نموهم المعرفي ". وتابع: "في المملكة المتحدة ، يمكن أن يستفيد حوالي 440 طفلًا سنويًا من جراحة الصرع."

ملخص لأبحاث الصرع

تعد قابلية تفسير الخوارزمية تحديًا كبيرًا للتعلم الآلي في التصوير الطبي الحيوي التشخيصي. يعد العثور على خلل التنسج القشري البؤري المتواضع (FCDs) على التصوير بالرنين المغناطيسي الهيكلي ممارسة مهمة للغاية.

على الرغم من صعوبة رؤية FCDs في التصوير بالرنين المغناطيسي الهيكلي ، إلا أنه يمكن إزالتها جراحيًا في كثير من الأحيان. شرعنا في إنشاء تقنية التعلم الآلي القائمة على السطح والتي تكون مفتوحة المصدر وقابلة للتفسير وقادرة على العثور على FCDs في بيانات التصوير بالرنين المغناطيسي الهيكلية غير المتجانسة من مراكز جراحة الصرع في جميع أنحاء العالم.

تم تجميع مجموعة من التصوير بالرنين المغناطيسي بأثر رجعي من 618 مشاركًا ، بما في ذلك 397 مريضًا يعانون من الصرع المرتبط بـ FCD البؤري و 1015 عنصر تحكم ، وتوحيدها بواسطة مشروع اكتشاف آفة الصرع متعدد المراكز (MELD) من 22 مركزًا للصرع في جميع أنحاء العالم. قمنا بتطوير شبكة عصبية لتحديد FCD بناءً على 33 ميزة سطحية.

بعد أن تم تدريب الشبكة والتحقق من صحتها على 50٪ من المجموعة بأكملها ، تم اختبارها على الـ 50٪ المتبقية من المجموعة ومواقع اختبار أخرى. تم فحص أداء الشبكة باستخدام تحليل الخصائص متعدد الأبعاد وعلامات التدرج المتكامل.

يتم إنشاء تقارير المريض الفردية من خلال خط الأنابيب الخاص بنا وتحتوي على معلومات حول خصائص التصوير وأهمية المصنف النسبي وموقع الآفات المتوقعة. كان لخوارزمية MELD FCD القائمة على السطح حساسية بنسبة 1 ٪ في مجموعة فرعية محدودة من "المعيار الذهبي" من المرضى الخاليين من النوبات مع FCD من النوع IIB مع T85 وبيانات التصوير بالرنين المغناطيسي المنقذة بالسوائل.

كانت الحساسية والنوعية للمجموعة الكاملة للاختبارات التي تم تخطيها 59٪ و 54٪ على التوالي. كانت الحساسية 67٪ بعد إضافة منطقة حدودية حول الآفات لمراعاة عدم اليقين المحيط بحدود أقنعة الآفات المحددة يدويًا.

بفضل تطوير خوارزمية تعلم آلي موثوقة وقابلة للتفسير للكشف التلقائي عن خلل التنسج القشري البؤري في هذه الدراسة الدولية متعددة المراكز مع بروتوكولات ورموز الوصول المفتوح ، أصبح لدى الأطباء الآن ثقة أكبر في اكتشاف آفات التصوير بالرنين المغناطيسي الرقيقة لدى مرضى الصرع.

المصدر: هندسة شيقة

 

Günceleme: 07/09/2022 12:21

إعلانات مماثلة

كن أول من يعلق

Yorumunuz