دراسة دنماركية.. الذكاء الاصطناعي يعالج اضطرابات النوم
أوضحت دراسة جديدة ناتجة عن تعاون باحثون من قسم علوم الكمبيوتر بجامعة كوبنهاجن مع المركز الدنماركي لطب النوم في مستشفى Rigshospitalet لتطوير خوارزمية ذكاء اصطناعي أنه يمكن تحسين التشخيص والعلاج وفهمنا العام لاضطرابات النوم.
اضطرابات النوم
تعد صعوبة النوم وتوقف التنفس أثناء النوم والخدار من بين مجموعة من اضطرابات النوم التي يعاني منها الآلاف حول العالم. علاوة على ذلك، تشير التقديرات إلى أن توقف التنفس أثناء النوم لا يتم تشخيصه في ما يصل إلى 200000 دنماركي.
يقول ماتياس برسليف، الحاصل على درجة الدكتوراه في قسم علوم الكمبيوتر والمؤلف الرئيسي للدراسة، التي نُشرت مؤخرًا في مجلة مجلة الطب الرقمي، عادة ما تبدأ فحوصات اضطرابات النوم اليوم بالدخول إلى عيادة النوم. هنا، يتم مراقبة نوم الشخص ليلاً باستخدام أدوات قياس مختلفة. ثم يقوم أخصائي اضطرابات النوم بمراجعة 7-8 ساعات من القياسات من نوم المريض طوال الليل.
يقسم الطبيب يدويًا هذه 7-8 ساعات من النوم إلى فترات زمنية مدتها 30 ثانية، وكلها يجب تصنيفها إلى مراحل نوم مختلفة، مثل نوم حركة العين السريعة (REM)، والنوم الخفيف، والنوم العميق، وما إلى ذلك. - وظيفة مستهلكة يمكن للخوارزمية أداؤها في ثوانٍ.
ويوضح بول جينوم، أستاذ الفسيولوجيا العصبية ورئيس المركز الدنماركي لطب النوم، لقد سمح لنا هذا المشروع بإثبات أن هذه القياسات يمكن إجراؤها بأمان شديد باستخدام التعلم الآلي - وهو أمر له أهمية كبيرة. من خلال توفير العديد من ساعات العمل، يمكن تقييم العديد من المرضى وتشخيصهم بشكل فعال.
في منطقة العاصمة الدنماركية وحدها، يتم إجراء أكثر من 4000 اختبار تخطيط النوم - المعروفة باسم PSG أو دراسات النوم - سنويًا على المرضى الذين يعانون من توقف التنفس أثناء النوم واضطرابات النوم الأكثر تعقيدًا.
يستغرق الطبيب من 1.5 إلى 3 ساعات لتحليل دراسة PSG. وبالتالي، في منطقة العاصمة الدنماركية وحدها، يمكن تحرير ما بين 6000 و 12000 ساعة طبية من خلال نشر الخوارزمية الجديدة.
من خلال جمع البيانات من مجموعة متنوعة من المصادر، تمكن الباحثون وراء الخوارزمية من ضمان الأداء الأمثل. إجمالاً، تم جمع 20000 ليلة من النوم من الولايات المتحدة ومجموعة من الدول الأوروبية واستخدامها لتدريب الخوارزمية.
يوضح ماتياس برسليف وكريستيان إيجل ، اللذان قادا المشروع في جانب علوم الكمبيوتر، لقد جمعنا بيانات النوم من جميع أنحاء القارات وعيادات النوم ومجموعات المرضى. إن حقيقة أن الخوارزمية تعمل بشكل جيد في ظل هذه الظروف المتنوعة تمثل تقدمًا كبيرًا.
وإن تحقيق هذا النوع من التعميم هو أحد أكبر التحديات في تحليل البيانات الطبية.
يأملون أن تساعد الخوارزمية الأطباء والباحثين في جميع أنحاء العالم على معرفة المزيد عن اضطرابات النوم في المستقبل.
يقول ماتياس برسليف: "هناك حاجة إلى عدد قليل من القياسات التي يتم إجراؤها بواسطة الأدوات السريرية الشائعة لهذه الخوارزمية. لذلك، قد يكون استخدام هذا البرنامج مناسبًا بشكل خاص في البلدان النامية حيث قد لا يتمكن المرء من الوصول إلى أحدث المعدات أو خبير".
يعمل الباحثون الآن مع أطباء دنماركيين للحصول على البرنامج والخوارزمية المعتمدة للاستخدام السريري.
اضطرابات النوم
تعد صعوبة النوم وتوقف التنفس أثناء النوم والخدار من بين مجموعة من اضطرابات النوم التي يعاني منها الآلاف حول العالم. علاوة على ذلك، تشير التقديرات إلى أن توقف التنفس أثناء النوم لا يتم تشخيصه في ما يصل إلى 200000 دنماركي.
يقول ماتياس برسليف، الحاصل على درجة الدكتوراه في قسم علوم الكمبيوتر والمؤلف الرئيسي للدراسة، التي نُشرت مؤخرًا في مجلة مجلة الطب الرقمي، عادة ما تبدأ فحوصات اضطرابات النوم اليوم بالدخول إلى عيادة النوم. هنا، يتم مراقبة نوم الشخص ليلاً باستخدام أدوات قياس مختلفة. ثم يقوم أخصائي اضطرابات النوم بمراجعة 7-8 ساعات من القياسات من نوم المريض طوال الليل.
يقسم الطبيب يدويًا هذه 7-8 ساعات من النوم إلى فترات زمنية مدتها 30 ثانية، وكلها يجب تصنيفها إلى مراحل نوم مختلفة، مثل نوم حركة العين السريعة (REM)، والنوم الخفيف، والنوم العميق، وما إلى ذلك. - وظيفة مستهلكة يمكن للخوارزمية أداؤها في ثوانٍ.
ويوضح بول جينوم، أستاذ الفسيولوجيا العصبية ورئيس المركز الدنماركي لطب النوم، لقد سمح لنا هذا المشروع بإثبات أن هذه القياسات يمكن إجراؤها بأمان شديد باستخدام التعلم الآلي - وهو أمر له أهمية كبيرة. من خلال توفير العديد من ساعات العمل، يمكن تقييم العديد من المرضى وتشخيصهم بشكل فعال.
في منطقة العاصمة الدنماركية وحدها، يتم إجراء أكثر من 4000 اختبار تخطيط النوم - المعروفة باسم PSG أو دراسات النوم - سنويًا على المرضى الذين يعانون من توقف التنفس أثناء النوم واضطرابات النوم الأكثر تعقيدًا.
يستغرق الطبيب من 1.5 إلى 3 ساعات لتحليل دراسة PSG. وبالتالي، في منطقة العاصمة الدنماركية وحدها، يمكن تحرير ما بين 6000 و 12000 ساعة طبية من خلال نشر الخوارزمية الجديدة.
من خلال جمع البيانات من مجموعة متنوعة من المصادر، تمكن الباحثون وراء الخوارزمية من ضمان الأداء الأمثل. إجمالاً، تم جمع 20000 ليلة من النوم من الولايات المتحدة ومجموعة من الدول الأوروبية واستخدامها لتدريب الخوارزمية.
يوضح ماتياس برسليف وكريستيان إيجل ، اللذان قادا المشروع في جانب علوم الكمبيوتر، لقد جمعنا بيانات النوم من جميع أنحاء القارات وعيادات النوم ومجموعات المرضى. إن حقيقة أن الخوارزمية تعمل بشكل جيد في ظل هذه الظروف المتنوعة تمثل تقدمًا كبيرًا.
وإن تحقيق هذا النوع من التعميم هو أحد أكبر التحديات في تحليل البيانات الطبية.
يأملون أن تساعد الخوارزمية الأطباء والباحثين في جميع أنحاء العالم على معرفة المزيد عن اضطرابات النوم في المستقبل.
يقول ماتياس برسليف: "هناك حاجة إلى عدد قليل من القياسات التي يتم إجراؤها بواسطة الأدوات السريرية الشائعة لهذه الخوارزمية. لذلك، قد يكون استخدام هذا البرنامج مناسبًا بشكل خاص في البلدان النامية حيث قد لا يتمكن المرء من الوصول إلى أحدث المعدات أو خبير".
يعمل الباحثون الآن مع أطباء دنماركيين للحصول على البرنامج والخوارزمية المعتمدة للاستخدام السريري.
