HeartFlow: استخدام الذكاء الاصطناعي لمكافحة أمراض القلب

كلما تقدمت في العمر، بدأت تفهم سبب قضاء كبار السن وقتاً طويلاً في الحديث عن مشكلاتهم الصحية. يبدأ ذلك عادةً في سن الأربعين تقريباً، عندما تدرك أنك وصلت إلى المرحلة التي ينبغي فيها إجراء الفحوصات الطبية بانتظام. تجري تحليل دم، فيقول الطبيب إن لديك ارتفاعاً في مستوى الكوليسترول. 

عندها تتحول إلى «حمية البحر المتوسط»، وتشتري ساعة جديدة للجري، لكنك بعد بضعة أسابيع تعود إلى عاداتك القديمة، وفي النهاية تلجأ ببساطة إلى الحل الأمريكي لكل المشكلات، أي الأقراص الدوائية. غير أن أمراض القلب والأوعية الدموية ليست أمراً يُستهان به. إنها السبب الأول للوفاة، إذ يتسبب في وفاة واحد من كل ثلاثة أشخاص، وهو يفوق عدد الوفيات الناتجة عن السبب الثاني الأكثر شيوعاً، أي السرطان، بأكثر من ضعفين. 

ينفق نحو سدس الإنفاق الصحي تقريباً على أمراض القلب. ونظراً لحجم المشكلة، ليس مستغرباً ظهور خوارزميات الذكاء الاصطناعي التي يمكن أن تساعدنا في إنقاذ الأرواح. 

تأسست شركة HeartFlow عام 2007، وتُقدَّر قيمتها بـ1.3 مليار دولار. مع أن تاريخ الشركة يعود في الواقع إلى عام 1995، حين أُجريت أول محاكاة لتدفق الدم في الشرايين التاجية استناداً إلى الصور. وقد استُخدم التمويل لإنشاء «حزمة مؤسسية سحابية قائمة على الذكاء الاصطناعي» تساعد في تقييم المخاطر وتشخيص أمراض القلب والأوعية الدموية والتخطيط لعلاجها. 

جاء على موقع الشركة: «HeartFlow شركة تقنيات طبية أحدثت ثورة في مجال الرعاية الدقيقة للقلب. لا توجد شركة في العالم تعمل في ما نعمل فيه، إذ نجمع بين عقود من الابتكار البشري والتقنيات المتقدمة بطريقة جديدة كلياً. نحن متحمسون لتطوير تشخيص مرض الشريان التاجي وعلاجه، ونواصل الابتكار، متجاوزين الحدود ومقيمين شراكات مذهلة». 

الفحص الجراحي وغير الجراحي

من المرجح أن يلاحظ أي طبيب كفء العلامات المبكرة لخطر أمراض القلب خلال الفحص الطبي الاعتيادي، مثل ارتفاع مستوى الكوليسترول أو وجود تاريخ عائلي لقصور القلب. وقد تتطلب درجة الخطر المرتفعة نسبياً إجراء فحص غير جراحي إضافي. وتُجرى في الولايات المتحدة وحدها 10 ملايين من هذه الفحوص. 

طرق تقييم المخاطر اليوم متخلفة في أفضل الأحوال مقارنةً بالرؤية المستقبلية للطب الدقيق. ولهذا السبب تتجاوز HeartFlow مجرد تحسين الأساليب القائمة. تسعى الشركة إلى تحسين القدرة على تشخيص أمراض القلب بدقة، وإلى إلغاء الحاجة إلى الإجراءات الجراحية غير الضرورية. 

الطريقة الجراحية هي إجراء يُعرف أيضاً بتصوير الشرايين التاجية الغازي، ويتطلب إدخال أسلاك وقساطر في شريان بالمعصم أو الساق لدى المريض، ثم تُدفع نحو القلب تحت مراقبة الأشعة السينية. يُحقن عبر القسطرة صبغة أشعة سينية وتُلتقط صور للشرايين التاجية. وهذه العملية مكلفة ومحفوفة بالمشكلات المحتملة، إذ قد تحدث مضاعفات. وهنا يأتي دور HeartFlow. 

تحليل HeartFlow

هذه منصة برمجية سحابية تستخدم التعلم العميق لإنشاء نموذج حاسوبي ثلاثي الأبعاد دقيق للشرايين التاجية الخاصة بكل مريض، استناداً إلى تحليل بيانات التصوير غير الجراحي. 

تصوير الأوعية المقطعي المحوسب (CTA) هو نوع من الفحوص الطبية يجمع بين التصوير المقطعي المحوسب وحقن صبغة خاصة للحصول على صور للأوعية الدموية والأنسجة في جزء من الجسم. تُحقن الصبغة عبر وريد يبدأ من اليد، فتُضيء الأوعية الدموية والأنسجة قيد الفحص.

يكمن القيد الرئيسي لتصوير الأوعية المقطعي المحوسب بوصفه فحصاً مستقلاً في عجزه عن توصيف الأهمية السريرية للتضيقات المتوسطة (ضيق الشريان بنسبة 30-90%). كما توجد مشكلة إضافية، إذ تبلغ نسبة النتائج السلبية الكاذبة 20-30% (أحياناً لا تُكتشف لدى مرضى القلب أثناء تصوير الأوعية المقطعي المحوسب). وتعالج HeartFlow المشكلتين معاً. 

بعد إجراء فحص تصوير الأوعية المقطعي المحوسب، تُنقل الصور الموجودة إلى خوارزميات HeartFlow، التي تستخدم ديناميكا الموائع الحاسوبية لمحاكاة تدفق الدم عبر النماذج ثلاثية الأبعاد للشرايين. وقد دُرّبت خوارزميات HeartFlow على عشرات الآلاف من تطبيقات تصوير الأوعية المقطعي المحوسب، بما في ذلك أكثر من 15 مليون صورة مأخوذة بالتصوير المقطعي المحوسب للقلب. 

والنتيجة النهائية معلومات غيّرت علاج المريض في أكثر من 60% من الحالات، وأتاحت تجنب الفحص الجراحي بأمان في أكثر من 60% من الحالات. ومع HeartFlow يمكن أن يحل الفحص غير الجراحي محل الجراحي، مع تحقيق نتائج أفضل. 

حتى 30 يونيو 2021، أُجري تحليل تدفق الدم القلبي لأكثر من 100 ألف مريض. وتعرض وثائق الشركة نتائج دراسات كثيرة تُظهر تفوق منصتها على الطرق القائمة. وتتميز التقنية بأداء عالٍ، إذ تتضاعف احتمالية اكتشاف أمراض القلب بها مقارنةً باستخدام فحوص أخرى.