طور البروفيسور المساعد زين غاو ومجموعته في جامعة الملك عبدالله للعلوم والتقنية (كاوست) تقنية تعتمد على الذكاء الاصطناعي (AI) تساعد أطباء الخطوط الأمامية في زيادة دقة فحوصات فيروس كورونا المتجدد (كوفيد-19) وتحديد الحالات المصابة في المراحل المبكرة. وتم استخدام تقنية البروفيسور غاو بصورة فورية في مستشفى الملك فيصل التخصصي (KFSH) في الرياض وبنتائج واعدة.

تقول الدكتورة ريهام رئيسة قسم الأشعة في المستشفى: "التقنية سهلة الاستخدام وسريعة النتائج حيث استغرق فحص كل حالة تقريبًا أقل من دقيقة، ومن المتوقع أن تساهم هذه التقنية بشكل كبير في عملية تصوير الصدر بالأشعة، خصوصاً في ظل جائحة فيروس كورونا الحالية".

رفع كفاءة فحوصات فايروس كورونا

حتى الآن، كان المعيار الذهبي لتأكيد حالات الإصابة بفيروس كورونا (كوفيد-19) هو الكشف عن الأحماض النووية. ولسوء الحظ، فإن طريقة الاختبار هذه ليست بذات الدقة المرجوة خصوصاً أنها قد تعطي نتائج سلبية خاطئة خصوصاً للمرضى في المراحل الأولى من المرض.

اقترح البروفيسور غاو ومجموعته في مركز أبحاث العلوم الحيوية الحاسوبية (CBRC) طريقة سريعة ودقيقة وآلية يمكنها تقسيم مناطق العدوى وتحديدها في عمليات التصوير المقطعي من مصادر مختلفة.

وعلى الرغم من التقدم الحالي في عمليات تشخيص حالات الإصابة بفيروس كورونا باستخدام التصوير المقطعي المدعوم بأنظمة الذكاء الاصطناعي، فإن معظمها تتطلب مستوى عالٍ من التدخل البشري. الا أن فريق باحثي كاوست استطاع التغلب على ذلك بثلاثة ابتكارات جديدة:

الابتكار الأول هو تطوير استراتيجية دمج جديدة لإخضاع أي فحص بالأشعة المقطعية في نفس المساحة القياسية، بحيث يصبح الفحص آلياً بالكامل.

والابتكار الثاني هو تطوير أول جهاز محاكاة للأشعة المقطعية لحالات فيروس كورونا (كوفيد-19) من خلال ملاءمة التغيير الديناميكي لبيانات المرضى الحقيقية والتي تم جمعها في نقاط زمنية مختلفة، الامر الذي يساعد في تجاوز مشكلة ندرة البيانات السائدة في الأساليب التقليدية.

أما الابتكار الثالث، فهو تطوير خوارزمية جديدة للتعلم العميق (2.5D) لحل مشكلة تحديد الأجسام الصغيرة داخل الحيز الكبير، وذلك من خلال تحليل التقسيم ثلاثي الأبعاد (3D) إلى ثلاثة أجزاء ثنائية الأبعاد (2D)، وبذلك يمكن تقليل التعقيد العام للنموذج بترتيب الحجم، وفي الوقت نفسه، تحسين دقة التقسيم بشكل كبير.

أجرى البروفيسور غاو وفريقه تقييمًا شاملاً لمجموعات البيانات التي تم جمعها من دول ومستشفيات متعددة وباستخدام أجهزة مختلفة، وأظهر ذلك تفوق تقنيتهم على الطرق المستخدمة حالياً في مكافحة هذه الجائحة. ويتم حالياً نشر هذه التقنية في عدد من المستشفيات لإجراء دراسات تجريبية مستقبلية. يقول أحد أخصائي الأشعة في مستشفى الملك فيصل التخصصي: "تم اختبار هذه التقنية على 32 عينة مسح، وكان النموذج دقيقًا بنسبة 100٪ في جميع الحالات عدى حالتين".