دمج متعدد الوسائط معزز بالرسوم البيانية للمؤشرات الحيوية الوعائية والسمات العميقة للكشف عن اعتلال الشبكية السكري

يمكن الكشف عن اعتلال الشبكية السكري من خلال التمثيلات الشبكية العميقة والمؤشرات الحيوية الوعائية معًا، غير أن أغلب الأنظمة القائمة تعتمد على مصدر واحد من هذين المصدرين، مما يحد من قدرتها على التقاط الصورة الكاملة للتغيرات المرضية في شبكية العين، ويقترح العمل الحالي إطارًا متعدد الوسائط يجمع بين السمات العميقة والواصفات الوعائية في بنية دمج قائمة على المحولات، ليستفيد من تكامل المعلومات المكانية والطوبولوجية معًا في مهمة تشخيصية واحدة

وتكمن أهمية هذا التكامل في أن الأوعية الشبكية تحمل علامات دقيقة لتقدم المرض لا تظهر بالضرورة في السمات العميقة وحدها، كما أن السمات العميقة تلتقط أنماطًا مكانية واسعة قد تغيب عن الواصفات اليدوية، ويمنح الجمع بينهما النظام قدرة أكبر على التمييز بين درجات الاعتلال واكتشافه مبكرًا قبل تفاقم الضرر البصري، ويزداد هذا التكامل أهمية مع اتساع برامج الفحص الجماعي التي تحتاج إلى أنظمة دقيقة وسريعة في آن واحد

أولًا: أهداف الدراسة ومنهجيتها

هدفت الدراسة إلى تطوير إطار متعدد الوسائط يجمع السمات العميقة مع الواصفات الوعائية للكشف عن اعتلال الشبكية السكري، وتبدأ المعالجة بتحسين صور قاع العين باستخدام تحسين التباين التكيفي المحدود وكشف الحواف بطريقة كاني والتحويل القبعي وتجزئة الأوعية بشبكة يو نت، ثم تمرر الصور عبر عمود موبايل نت الإصدار الثالث المعزز بوحدة انتباه الكتل الالتفافية لاستخلاص السمات المكانية العميقة، وبالتوازي تُهيكل الأوعية المجزأة لبناء رسم بياني وعائي وتُحسب واصفاته بتحليل البعد الكسري ونسبة الشريان إلى الوريد ومصفوفة التزامن للمستوى الرمادي، ثم تولد شبكة عصبية رسومية تضمينًا شاملًا واعيًا بالطوبولوجيا من كل هذه المعلومات، وتُدمج الوسائط المختلفة بدمج قائم على المحولات عبر الانتباه المتقاطع متعدد الرؤوس، ويُسلَّم التمثيل المدمج إلى مصنف سوفت ماكس للتنبؤ بالاعتلال، وجرى تدريب النموذج وتقييمه على مجموعات بيانات معيارية معروفة في هذا المجال، مما يتيح مقارنة عادلة مع الطرق السابقة

ثانيًا: أبرز النتائج

1، تفوق النموذج على خطوط الأساس التقليدية للتعلم العميق، محققًا دقة بلغت ثلاثة وتسعين وثمانية أعشار في المئة ودرجة دقة تنبؤ بلغت اثنتين وتسعين وواحدًا من عشرة في المئة ودرجة استدعاء بلغت اثنتين وتسعين وثمانية أعشار في المئة وقيمة منحنى الخصائص التشغيلية للمستقبِل بلغت ستة وتسعين جزءًا من مئة في التنبؤ بالاعتلال على مجموعة بيانات ميسيدور الثانية

2، حقق النهج المقترح دقة تزيد على ثمانية وتسعين في المئة على مجموعتي بيانات آي باكس وأبتوس لعام ألفين وتسعة عشر للكشف عن الاعتلال، مما يدل على ثبات الأداء عبر مجموعات بيانات مختلفة

3، أظهرت النتائج أن النظام المقترح يقدم إطارًا موثوقًا مقارنة بالطرق الحديثة القائمة، بفضل تكامل السمات العميقة مع المعلومات الوعائية الطوبولوجية بدل الاعتماد على مصدر واحد، وتفوق هذه الأرقام ما تحققه النماذج أحادية المصدر في الدراسات المقارنة

ثالثًا: دلالات الدراسة وتطبيقاتها

تفتح هذه النتائج آفاقًا عملية لبرامج فحص اعتلال الشبكية السكري، إذ يمكن لنظام يجمع بين السمات العميقة والمؤشرات الوعائية أن يدعم الكشف المبكر بدقة عالية ويخفف العبء عن أطباء العيون في فرز الصور الشبكية، ولا سيما في المناطق التي تندر فيها الخبرة المتخصصة، كما أن ثبات الأداء عبر مجموعات بيانات متعددة يعزز الثقة في إمكانية تعميم النظام، مع ضرورة التحقق السريري المستقبلي قبل اعتماده في الممارسة الروتينية، كما يمكن للنظام أن يقلل زمن انتظار النتائج ويمنح المرضى فرصة أكبر للعلاج المبكر قبل تدهور الرؤية

وخلاصة القول إن دمج السمات العميقة مع المؤشرات الحيوية الوعائية عبر بنية المحولات والشبكات العصبية الرسومية يمنح الكشف عن اعتلال الشبكية السكري دقة واعتمادية متقدمتين، ويمثل خطوة واعدة نحو أنظمة فحص آلي أكثر شمولًا واعتمادًا في رعاية مرضى السكري، وتشمل الخطوات المقبلة اختبار النظام في بيئات سريرية حقيقية والتحقق من أدائه عبر أجهزة تصوير متنوعة