خوارزمية ذكاء اصطناعي لفرز السل الرئوي من صور أشعة الصدر: التحقق من الدقة التشخيصية

تمثل الصين نسبة 6.8 في المئة من حالات السل العالمية، ويشخص معظم المرضى للمرة الأولى في المستشفيات العامة حيث تستخدم صور أشعة الصدر على نطاق واسع للكشف المبكر عن السل الرئوي، غير أن قراءة هذه الصور تتطلب خبرة قد لا تتوافر في البيئات محدودة الموارد، وهنا يبرز الذكاء الاصطناعي بوصفه أداة مساعدة واعدة، فقد طورت خوارزمية قائمة على الشبكات العصبية الالتفافية ودربت على بيانات صينية لصور أشعة الصدر، ويبقى تقييم أدائها بدقة شرطًا قبل اعتمادها سريريًا، بما في ذلك اختبار إمكانية توظيفها مع صور تحديد الموضع المرافقة للتصوير المقطعي المحوسب

وتندرج هذه الدراسة في موجة عالمية واسعة لتقويم أدوات الذكاء الاصطناعي في التصوير الطبي، إذ تراكمت في السنوات الأخيرة نماذج واعدة للكشف عن السل وسرطان الثدي واعتلال الشبكية السكري وغيرها، غير أن الانتقال من النتائج المخبرية المبهرة إلى الاستخدام السريري الآمن يظل بطيئًا بسبب تحديات التعميم عبر الأجهزة والسكان واختلاف جودة الصور، ولذلك تكتسب دراسات التحقق الاسترجاعية على بيانات محلية واقعية أهمية مضاعفة، فهي تختبر النموذج في السياق الذي سيعمل فيه فعلًا وبالصور التي يلتقطها

أولًا: أهداف الدراسة ومنهجيتها

هدفت هذه الدراسة إلى التحقق من فعالية خوارزمية ذكاء اصطناعي مخصصة لفرز السل الرئوي باستخدام صور أشعة الصدر، ودراسة تطبيقها التجريبي على صور تحديد الموضع في التصوير المقطعي المحوسب للصدر، وأجريت دراسة استرجاعية في مستشفى الصداقة الصيني الياباني شملت 290 صورة أشعة صدر و433 صورة تحديد موضع من مرضى شُخصوا بالسل بين عامي 2017 و2021، وقيم أداء الخوارزمية التشخيصي بمؤشرات الحساسية والنوعية والدقة وقيمة كابا والمساحة تحت منحنى خصائص التشغيل، بما يتيح مقارنة أدائها عبر وسيطي التصوير المختلفين

ثانيًا: أبرز النتائج

1، أظهرت الخوارزمية أداء تشخيصيًا عاليًا على صور أشعة الصدر، إذ بلغت المساحة تحت المنحنى 0.960 مع حساسية قدرها 91.7 في المئة ونوعية قدرها 92.7 في المئة في حالات السل المؤكدة جرثوميًا

2، كان الأداء على صور تحديد الموضع في التصوير المقطعي أكثر تواضعًا، إذ بلغت المساحة تحت المنحنى 0.719، مما يعكس اختلاف طبيعة هذه الصور عن صور الأشعة التي دربت عليها الخوارزمية

3، أظهرت 105 حالات مقترنة توافرت لها الصورتان معًا ارتباطًا دالًا بين تنبؤات الخوارزمية على صور الأشعة وتنبؤاتها على صور التصوير المقطعي، مما يوحي بإمكانية التطبيق عبر الوسائط بعد مزيد من التحقق

4، تبين أن الخوارزمية المطورة اعتمادًا على صور أشعة الصدر قادرة إلى حد ما على التعرف إلى السمات التصويرية للسل الرئوي عند تطبيقها على صور تحديد الموضع، وإن بقي أداؤها دون مستواها على الصور الأصلية

ثالثًا: دلالات الدراسة وتطبيقاتها

تدعم هذه النتائج توظيف خوارزميات الذكاء الاصطناعي أداة مساعدة في فرز السل الرئوي ولا سيما في البيئات محدودة الموارد حيث يندر اختصاصيو الأشعة، مع ضرورة مواصلة التحقق السريري وتوسيع قواعد التدريب قبل أي تعميم واسع، وتقدم الدراسة لطلاب الدراسات العليا في الذكاء الاصطناعي الطبي والأشعة التشخيصية نموذجًا منهجيًا لتقويم الخوارزميات بمؤشرات دقة متعددة ودراسة نقل تعلمها بين وسائط تصوير مختلفة، وهو مجال بحثي واعد تتقاطع فيه علوم الحاسوب مع الممارسة الطبية اليومية

وينبه الباحثون والمهنيون إلى أن تواضع الأداء على صور تحديد الموضع ليس فشلًا بقدر ما هو درس منهجي في حدود نقل التعلم بين الوسائط، فصور تحديد الموضع أقل دقة وأضيق مجالًا من صور الأشعة الاعتيادية، ومع ذلك فإن وجود ارتباط واعد بين التنبؤين يفتح بابًا لبحوث مستقبلية تعيد تدريب النماذج على بيانات مختلطة الوسائط أو توظف الصور المقطعية المتوافرة أصلًا في رحلة المريض التشخيصية دون كلفة تصوير إضافية

وخلاصة القول إن خوارزمية الذكاء الاصطناعي المدروسة أبدت قدرة تشخيصية جيدة في عينات صور أشعة الصدر، وإمكانات واعدة وإن متواضعة على صور تحديد الموضع المقطعية، مما يجعلها مرشحة لدعم الكشف المبكر عن السل بعد استكمال التحقق اللازم