يكتشف الذكاء الاصطناعي مرض باركنسون من خلال تتبع أنماط التنفس لديك
تشير دراسة جديدة مقنعة إلى أن مرض باركنسون (PD) يمكن تشخيصه عن طريق تتبع أنماط التنفس لدى الشخص عن بعد. بقيادة باحثين من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا ، تقدم الدراسة نظام ذكاء اصطناعي يستخدم موجات الراديو لمراقبة التنفس أثناء نوم الشخص.
قالت دينا قتابي ، الباحثة الرئيسية في البحث الجديد ، إن الدراسة مستوحاة من ملاحظات عمرها 200 عام من جيمس باركنسون ، وهو أول طبيب يصنف سريريًا علامات المرض العصبي التنكسي.
أوضح كاتابي: “لوحظ وجود علاقة بين مرض باركنسون والتنفس منذ عام 1817 في عمل الدكتور جيمس باركنسون”. لقد حفزنا هذا على النظر في إمكانية اكتشاف المرض من تنفس المرء دون النظر إلى الحركات. أظهرت بعض الدراسات الطبية أن أعراض الجهاز التنفسي تظهر قبل ظهور الأعراض الحركية بسنوات ، مما يعني أن سمات التنفس قد تكون واعدة لتقييم المخاطر قبل تشخيص مرض باركنسون “.
كانت الخطوة الأولى هي تدريب شبكة عصبية على مجموعة بيانات ضخمة للتنفس الليلي. تم تحليل ما يقرب من 12000 ليلة من أنماط التنفس ، من 757 مريضًا بمرض باركنسون وحوالي 7000 من الأشخاص الأصحاء.
باختبار نموذج الذكاء الاصطناعي على مجموعة بيانات مستقلة ، تمكن من تشخيص مرضى باركنسون بدقة 86٪ من ليلة واحدة فقط من البيانات. في المتوسط ، وجدت الدراسة أن 12 ليلة متتالية من التتبع يمكن أن تصل إلى دقة تصل إلى 95٪ في تشخيص مرض باركنسون.
الأمر الأكثر إثارة للاهتمام هو قدرة النظام على تشخيص مرض باركنسون قبل ظهور أي أعراض حركية. تضمنت مجموعة البيانات التي تمت دراستها بيانات من الأشخاص قبل وبعد تشخيص مرض باركنسون. كانت زيارتا النوم تفصل بينهما حوالي ست سنوات ، ويمكن لنموذج الذكاء الاصطناعي أن يتنبأ بمرض باركنسون في المجموعة غير المشخصة بدقة 75٪ من المجموعة الأولى من بيانات النوم ، قبل تشخيص المريض بمرض باركنسون.
وكتب الباحثون في الدراسة “في الوقت الحالي ، يعتمد تشخيص شلل الرعاش على وجود أعراض حركية إكلينيكية ، والتي من المقدر أنها تتطور بعد أن تكون 50-80٪ من الخلايا العصبية الدوبامينية قد تدهورت بالفعل”. “يُظهر نظامنا دليلًا أوليًا على أنه من المحتمل أن يوفر تقييمًا للمخاطر قبل الأعراض الحركية السريرية.”
هناك حاجة بالطبع إلى مزيد من العمل للتحقق من صحة النظام كأداة تشخيص مبكر ، ولكن يمكن أن يكون الاستخدام الفوري في تتبع تطور المرض. أظهرت البيانات الأخرى التي تم تحليلها في الدراسة أن نموذج الذكاء الاصطناعي يمكنه تتبع مريض باركنسون على مدى 12 شهرًا وربط التغييرات في أنماط التنفس بزيادة شدة المرض.
وفقًا لكتابي ، يمكن أن يكون لهذا استخدامات في مجموعة متنوعة من السياقات ، من تحسين الرعاية السريرية للمرضى الذين يعيشون في بيئات نائية إلى مساعدة الباحثين على تقييم فعالية العلاجات الدوائية الجديدة في التجارب السريرية.
قال قتابي: “فيما يتعلق بتطوير الأدوية ، يمكن أن تتيح النتائج إجراء تجارب سريرية لمدة أقصر بكثير وعدد أقل من المشاركين ، مما يؤدي في النهاية إلى تسريع تطوير علاجات جديدة”. “فيما يتعلق بالرعاية السريرية ، يمكن أن يساعد هذا النهج في تقييم مرضى باركنسون في المجتمعات المحرومة تقليديًا ، بما في ذلك أولئك الذين يعيشون في المناطق الريفية والذين يواجهون صعوبة في مغادرة المنزل بسبب محدودية الحركة أو ضعف الإدراك.”
إنها الأيام الأولى ، لكن الباحثين طوروا بالفعل جهازًا مثبتًا على الحائط يمكن استخدامه لمراقبة المرضى في منازلهم. في نهاية المطاف ، يمكن أن يعمل هذا النوع من الأجهزة كنظام إنذار مبكر للأشخاص المعرضين لخطر أعلى من المتوسط للإصابة بمرض باركنسون ، أو مرضى المرحلة المبكرة الذين يريدون مراقبة دقيقة لتطور مرضهم.
“نتصور أن النظام يمكن نشره في نهاية المطاف في منازل مرضى شلل الرعاش والأفراد المعرضين لخطر كبير للإصابة بهذا المرض (على سبيل المثال ، أولئك الذين يعانون LRRK2 الجينات) لمراقبة حالتهم بشكل سلبي وتقديم التغذية الراجعة لمزودهم “، كما توقع الباحثون في الدراسة الجديدة. “إذا اكتشف النموذج تصاعدًا حادًا في مرضى شلل الرعاش ، أو التحول إلى شلل الرعاش لدى الأفراد المعرضين لمخاطر عالية ، يمكن للطبيب المتابعة مع المريض لتأكيد النتائج إما عن طريق الرعاية الصحية عن بعد أو زيارة العيادة.”
تم نشر الدراسة الجديدة في طب الطبيعة.