باحثون من أستراليا يطورون اختبارًا بالذكاء الاصطناعي يشخّص الجلوكوما في 10 ثوانٍ فقط
الجلوكوما مرض shows شائع بشكل مدهش ويمكن أن تكون له عواقب خطيرة إذا لم يُعالج. وإدراكًا لأهمية الاكتشاف المبكر، طوّر فريق من المهندسين وأطباء العيون من أستراليا نهجًا جديدًا يعتمد على الذكاء الاصطناعي لتشخيص الجلوكوما، يمكنه تقديم النتائج في 10 ثوانٍ فقط.
الجلوكوما حالة يرتفع فيها الضغط داخل العين، which بدوره يمكن أن يضغط على العصب البصري. وإذا تعرّض العصب البصري لهذا التأثير لفترة طويلة، فقد يؤدي ذلك إلى تلف لا رجعة فيه وتدهور في البصر. ويمكن علاج المرض بالأدوية، لكن يجب أولًا اكتشافه.
يتطلب تشخيص الجلوكوما عادةً اختبارًا مدته 30 دقيقة مع طبيب عيون أو زيارة عيادة متخصصة في فحص البصر. غير أن ليس الجميع يملكون إمكانية الوصول إلى هؤلاء المختصين.
سعيًا إلى إيجاد طريقة أبسط لتشخيص الجلوكوما، سعى دينيش كومار، أستاذ في معهد ملبورن الملكي للتكنولوجيا (RMIT)، وزملاؤه إلى تطوير نهج جديد يعتمد على الذكاء الاصطناعي وعلى حقيقة أن الجلوكوما يغيّر طريقة استجابة حدقة الإنسان للضوء.
جمع العلماء مجموعة صغيرة من المشاركين في الدراسة، منهم 13 يعانون من الجلوكوما، و13 من الأصحاء ضمن المجموعة الضابطة، و13 آخرين من الشباب. وكانت عيون المتطوعين تُصوَّر بمعدل 60 إطارًا في الثانية أثناء التركيز على نقطة في ظروف الإضاءة المحيطة، ثم طُبِّقت خوارزمية تعلم آلي على البيانات لرصد أدق التغيرات في اتساع الحدقة لدى مجموعة المصابين بالجلوكوما مقارنةً بالمجموعة الضابطة السليمة. واستنادًا إلى هذا العمل، طوّر الباحثون نموذجًا لتشخيص الجلوكوما.
«حُلِّل تعقيد حدقات المشاركين باستخدام البعد الكسري لهيغوتشي، وإنتروبيا التبديل، والإنتروبيا الشرطية. وقد وجدنا فرقًا ذا دلالة إحصائية في تعقيد الحدقة بين مرضى الجلوكوما والمجموعة الضابطة. وكان الفرق أوضح بشكل خاص عند استخدام مقياس البعد الكسري. وتؤكد هذه النتائج إمكانية استخدام تعقيد الحدقة في فحص الجلوكوما باستخدام أجهزة تجارية»، بحسب ما ورد في الدراسة.
«يمكن لبرنامجنا قياس كيفية تكيّف الحدقة مع الإضاءة المحيطة، ورصد التغيرات الطفيفة في حجم الحدقة. وتتطلب اختبارات الجلوكوما الحالية بالذكاء الاصطناعي أن يبقى المريض ساكنًا تمامًا لمدة 10 دقائق. أما تقنيتنا فتنجز المهمة في 10 ثوانٍ دون المساس بالدقة»
يمكن لنموذج التشخيص هذا أن يساعد ملايين الأشخاص حول العالم المعرّضين لخطر الإصابة بالجلوكوما، وخاصة من تجاوزوا 60 عامًا، لأنهم أكثر عرضة للخطر.
«ستتيح هذه الدراسة إجراء اختبار غير تلامسي وسهل الاستخدام ومنخفض التكلفة، يمكن تنفيذه في العيادات العادية. كما قد يسهم في تطبيق برنامج فحص على نطاق المجتمع بأكمله، يشمل أشخاصًا لم يكونوا ليراجعوا العلاج لولا ذلك، إلى أن يصبح الوقت متأخرًا جدًا»
وأوضح كومار أنه، رغم استخدام جهاز متخصص لتتبع حركة العين في هذه الدراسة، فإنه يرجّح أن يُستخدم هذا النهج يومًا ما عبر تطبيق بسيط على الهاتف الذكي، ويخطط الفريق لدراسة هذا الاحتمال في المستقبل القريب. كما يعتزم الباحثون إجراء تجارب سريرية لنهجهم في عام 2022.
«درست دراستنا الرائدة الفرق في تعقيد هيبوس (نوبات من الانقباضات والتمددات الإيقاعية للحدقة) بين الجلوكوما والعيون السليمة، وقدّمت أساسًا لاكتشاف الجلوكوما يتمتع بإمكانات للتسجيل والتحليل التلقائي وغير الخاضع للإشراف. وتُظهر هذه الدراسة إمكانات تعقيد الحدقة كمؤشر حيوي للجلوكوما، يمكن تسجيله بجهاز تتبع عين منخفض التكلفة، ويمكن تحليل تسجيلات الحدقة تلقائيًا. وكان البعد الكسري لإشارات الحدقة لدى مرضى الجلوكوما أعلى بشكل ملحوظ مقارنةً بالمجموعة الضابطة من الأصحاء والشباب. وتم الحصول على النتائج نفسها باستخدام إنتروبيا التبديل والإنتروبيا الشرطية. وهذا يدل على أن بيانات الحدقة يمكن أن تساعد في اكتشاف الجلوكوما»، بحسب ما قاله العلماء.
لكن لهذه الدراسة عدة قيود جدية. أولًا، هي دراسة تجريبية أولية، إذ إن عدد المشاركين فيها غير كافٍ لدراسة الفروق المرتبطة بعوامل كثيرة. ثانيًا، لم يتناول هذا العمل العلاقة بين تعقيد الحدقة وشدة الجلوكوما. وفي الحياة الواقعية، قد تعكس التغيرات في تعقيد الحدقة أمراضًا أخرى في العين.
سيتضمن التطوير المستقبلي لعملهم دراسة تأثير تطور المرض وحدة البصر، والفروق بين الجنسين والمجموعات العرقية، وتحديد تأثير أمراض العين الأخرى والعوامل المصاحبة. كما توجد حاجة إلى تحسين البنية المقترحة لتشمل نطاقًا أوسع من المشاركين.
