طوّر باحثون من مايو كلينك نموذجًا للذكاء الاصطناعي (AI)، وتحققوا من فعاليته باستخدام بيانات خارجية. ويمكن لهذا النموذج اكتشاف الانسدادات التي قد تؤثر في صحة القلب من خلال التسجيلات الروتينية التي تُلتقط بالموجات فوق الصوتية، دون الحاجة إلى استخدام تصوير دوبلر المتخصص.
وقد تساعد هذه التقنية اختصاصيي الرعاية السريرية على تشخيص المرضى المصابين باعتلال عضلة القلب الضخامي (HCM). الذين قد يحتاجون إلى اختبارات إضافية، لا سيما في الأماكن التي تفتقر إلى الخبرات المتخصصة في تخطيط صدى القلب. نشرت نتائج الدراسة في مجلة Circulation: Cardiovascular Imaging.
اعتلال عضلة القلب الضُخامي حالة وراثية تؤدي إلى زيادة سمك عضلة القلب بشكل غير طبيعي. يصاب نحو ثلثي هؤلاء المرضى بانسداد مسار تدفق الدم من البطين الأيسر (LVOT). وهو ما يعوق خروج الدم من القلب ويسبب أعراضًا مثل ألم الصدر وضيق النفس عند بذل مجهود أو عند الاستلقاء. من المهم معرفة المرضى الذين يصابون بانسداد مسار تدفق الدم من البطين الأيسر، لأن ذلك يؤثر في قرارات العلاج وخطة المتابعة طويلة الأجل للمرضى المصابين باعتلال عضلة القلب الضخامي.
الذكاء الاصطناعي يرصد انسداد تدفق الدم لدى مرضى اعتلال عضلة القلب الضُخامي
“يتطلب قياس انسداد مسار تدفق الدم من البطين الأيسر عادةً إجراء تخطيط صدى القلب بتقنية دوبلر. ويعتمد دقة هذا القياس على توجيه الموجات فوق الصوتية في الاتجاه الصحيح وعلى خبرة الشخص الذي يجري الفحص” وفقًا لما أوضحه إيمون بانيرجي، الحاصل على درجة الدكتوراه، والباحث في مجال الذكاء الاصطناعي بمركز مايو كلينك في مدينة فينيكس والمؤلف الرئيسي للدراسة.
“أردنا معرفة ما إذا كان بإمكان الذكاء الاصطناعي اكتشاف أنماط دقيقة لا تراها العين البشرية في تسجيلات الموجات فوق الصوتية بنمط B التي تُلتقط خلال الفحوص المعتاد. وتحديد المرضى المصابين بانسداد مسار تدفق الدم من البطين الأيسر في مرحلة مبكرة، وهو ما يتيح إجراء فحص دوبلر للتأكد من التشخيص وإحالة المريض إلى المختص في الوقت المناسب عند الحاجة.”
شملت الدراسة 1,833 مريضًا ضمن مجموعة مرضى مايو كلينك. واختُبر النموذج على 275 مريضًا. ثم جرى التحقق من فعاليته خارجيًا على 46 مريضًا في أحد مستشفيات كوريا الجنوبية. واعتمد نموذج الذكاء الاصطناعي فقط على تسجيلات الموجات فوق الصوتية التي تُلتقط أثناء الراحة ومن دون استخدام تقنية دوبلر. للتنبؤ بما إذا كان المريض يعاني من انسداد قد يؤثر بشكل ملحوظ في خروج الدم من القلب.
وجد الباحثون أن دمج المعلومات من ثلاث مقاطع قياسية لفحص الموجات فوق الصوتية عزز قدرة النموذج على تحديد المرضى الذين لديهم ارتفاع في تدرج الضغط عبر مسار تدفق الدم من البطين الأيسر. كما ساعد النموذج على اكتشاف حالات الانسداد التي قد لا تظهر إلا عندما يعمل القلب بجهد أكبر.
تقنية ذكية تكشف مؤشرات خطيرة لاعتلال عضلة القلب قبل الفحص المتخصص
وأظهر النموذج أداءً قويًا لدى المرضى في كوريا الجنوبية، رغم الاختلافات الكبيرة بينهم وبين المرضى الذين استُخدمت بياناتهم لتطوير النموذج. وهو ما يشجع على إجراء مزيد من الدراسات لتقييم التقنية لدى فئات مختلفة من المرضى وفي سياقات سريرية متنوعة.
في مجموعة فرعية من الحالات، تمكن نموذج الذكاء الاصطناعي من تحديد الانسداد بدقة أكبر من اثنين من خبراء تخطيط صدى القلب. بعد أن راجعوا الصور نفسها غير المعتمدة على تقنية دوبلر. وتوضح هذه النتائج مدى صعوبة اكتشاف انسداد مسار تدفق الدم من البطين الأيسر. بالاعتماد على صور الموجات فوق الصوتية ثنائية الأبعاد المعتادة وحدها، من دون قياسات دوبلر.
وأردف الدكتور بانيرجي قائلاً: “تهدف هذه التقنية إلى استكمال دور تخطيط صدى القلب بتقنية دوبلر، وليس إلى استبداله. فقد تساعد على اكتشاف المرضى الذين قد يكون لديهم انسداد في مسار تدفق الدم من البطين الأيسر في وقت مبكر. وهو ما يتيح إجراء فحوص دوبلر للتأكد من وجود الانسداد أو اختبار الجهد في الوقت المناسب. أو إحالة المريض إلى مركز متخصص في اعتلال عضلة القلب الضخامي.
كما يمكن استخدامها للمساعدة على التقييم باستخدام أجهزة الموجات فوق الصوتية المحمولة. أو في الأماكن التي قد لا يتوفر فيها بسهولة إجراء تقييم شامل باستخدام دوبلر. وهو ما قد يساعد على توسيع نطاق الوصول إلى الفحص المبكر وتقييم مخاطر الإصابة.”
ويشير الدكتور بانيرجي إلى أن الخطوات التالية تشمل إجراء مزيد من الدراسات المستقبلية للتحقق من فعالية النموذج في سياقات سريرية متنوعة. وباستخدام أجهزة مختلفة للموجات فوق الصوتية، وعلى مجموعات متنوعة من المرضى.