استفاده از هوش مصنوعی برای تشخیص بیماری آلزایمر در چند دقیقه

افرادی که دارای اختلال شناختی خفیف هستند، بیشتر در معرض ابتلا به بیماری آلزایمر هستند، زیرا ۱۵ درصد از افراد مبتلا به این اختلال در سن بالای ۶۵ سال، دو سال پس از تشخیص به بیماری آلزایمر مبتلا می‌شوند، در حالی که ۳۲ درصد پس از ۵ سال به آلزایمر مبتلا می‌شوند.

شواهد و تحقیقات نشان می‌دهد که با مدیریت صحیح سبک زندگی، کنترل فشار خون بالا و دیابت در صورت وجود، مراقبت‌های خوب از سلامت روان و مداخلات دارویی و غیر دارویی می‌توان این خطر را کاهش داد.

دانشگاه ملی علم و صنعت تایوان با بهره مندی از حمایت دولت، برای امکان تشخیص زودهنگام و مداخله در موارد اختلال شناختی خفیف، با موفقیت اولین سیستم تشخیص سریع و دقیق را ایجاد کرده است که تکنیک‌های مختلف را برای شناسایی زوال ذهنی و مداخله سریع برای جلوگیری از آن ادغام می‌کند.

سازمان جهانی بیماری آلزایمر تخمین می‌زند که بیش از ۵۵ میلیون نفر در سراسر جهان از زوال ذهنی رنج می‌برند و هر ۳ ثانیه یک مورد جدید به این موارد اضافه می‌شود و این دسته از بیماری‌ها را به یکی از بزرگترین مشکلات سلامتی تبدیل می‌کند. در خط مقدم این موارد، اختلال شناختی خفیف (MCI) قرار دارد، وضعیتی بین کاهش طبیعی شناختی مرتبط با افزایش سن و زوال عقل ناشی از بیماری آلزایمر.

انتظارات حاکی از آن است که تعداد افراد مبتلا به زوال ذهنی تا سال ۲۰۵۰ به ۱۳۹ میلیون نفر خواهد رسید و این امر با تشخیص ضعیف اختلال شناختی خفیف در جوامع همراه است، زیرا افراد مسن مبتلا به آن اغلب ابعاد کاهش عملکرد‌های شناختیرا درک نمی‌کنند، و اطرافیان آن‌ها معمولاً تمایل دارند علائم را نادیده بگیرند و این امر آن‌ها را از مشاوره پزشکی به تاخیر می‌اندازد.

دولت تایوان در مواجهه با نیاز مبرم به روش‌های ایمن، عینی و آسان برای تشخیص و ارتقای مداخله و پیشگیری زودهنگام، از یک تیم چند رشته‌ای از محققان به رهبری استاد دانشگاه ملی علم و فناوری تایوان حمایت کرد. این تیم برای ایجاد اولین سیستم تشخیصی در نوع خود کار کرد که از هوش مصنوعی برای بررسی سریع زوال ذهنی و زوال عقل ناشی از بیماری آلزایمر و اختلال شناختی خفیف، حتی در "مرحله پیش‌درومال" استفاده می‌کند، یک اصطلاح پزشکی که به دوره‌ای که اغلب علائم اولیه بیماری ظاهر می‌شود و توسط بیماران یا خانواده آن‌ها نادیده گرفته می‌شود.

این سیستم تشخیصی جدید متکی بر نتایج الکتروانسفالوگرافی است که آزمایشی برای تشخیص فعالیت الکتریکی مغز است و سپس آن‌ها را به خطوط موجی تبدیل می‌کند که توسط متخصصان علوم اعصاب شناختی و تخصص‌های مختلف پزشکی قابل خواندن است.

این تیم روی توسعه تکنیکی برای تجزیه و تحلیل داده‌های EEG کار کردند و سپس از یادگیری ماشینی برای شناسایی مناطقی از مغز که حساس‌ترین و مستعد ابتلا به اختلالات شناختی خفیف بودند، استفاده کردند. بنابراین، این سیستم به ۲ دقیقه برای گرفتن EEG و ۴۰ ثانیه برای تهیه گزارش تجزیه و تحلیل نیاز دارد، به این معنی که کل فرآیند تشخیص کمتر از ۳ دقیقه طول می‌کشد. یک الگوریتم طبقه بندی برای اسکن‌های EEG نیز برای نتایج دقیق‌تر در مدل AI گنجانده شده است.

این سیستم از ۳ جزء اصلی تشکیل شده است که از حسگر‌ها شروع می‌شود که الکترود‌های سطحی هستند و یک دستگاه EEG با تقویت کننده خاص خود برای گرفتن سیگنال‌های آنالوگ و پردازش آن‌ها و سپس بخش نرم افزاری که توسط مدل هوش مصنوعی نشان داده می‌شود.

برای تبدیل یافته‌های تحقیقاتی به یک دستگاه پزشکی هوشمند قابل استفاده در عمل بالینی، این تیم در حال افزایش سرمایه گذاری برای ایجاد یک شرکت جدید است. این شرکت تاکنون بیش از ۳۳۰ میلیون دلار بودجه جذب کرده است، در حالی که این سیستم توسط غذا و داروی تایوان تایید شده است. همچنین کار برای ایجاد بزرگترین بانک داده در زمینه زوال ذهنی، زوال عقل و اختلالات شناختی خفیف، در ارتباط با چندین مرکز بزرگ پزشکی در کشور مانند بیمارستان ملی دانشگاه تایوان و هماهنگ کردن کار‌هایی که باید تا سه ماهه سوم سال ۲۰۲۲ تکمیل شود، در حال انجام است. بر اساس این بانک داده، یک مدل هوش مصنوعی دقیق‌تر و بی طرفانه‌تر ساخته خواهد شد.

به این ترتیب، یک سیستم هوشمند جامع شامل یک دستگاه EEG، یک مدل هوش مصنوعی با وضوح بالا و یک پلت فرم رایانش ابری با کارایی بالا وجود خواهد داشت که محققان بسته به پیشرفت به دنبال دستیابی به آن در آینده نزدیک هستند؛ این همان چیزی است که محققین آرزوی دستیابی به آن را در آینده نزدیک با توجه به پیشرفت طرح و چالش‌هایی که ممکن است برای توسعه سیستم به شکل فعلی با آن روبرو باشد، دارند.

این سیستم با کمتر از ۷ الکترود، مزیت راحتی را ارائه می‌دهد و غیر تهاجمی بودن، استاندارد‌های بالایی از ایمنی و امنیت را به دست می‌آورد و، چون فرآیند تشخیص در کمتر از ۳ دقیقه انجام می‌شود، کارایی بالایی دارد. این سیستم علاوه بر استفاده آسان، به سطح بالایی از دقت ۹۰ ٪ دست یافته است، که آن را به عنوان یک ابزار اندازه گیری عینی که به تشخیص زوال ذهنی و زوال عقل کمک می‌کند واجد شرایط می‌شود و برای یک مانیتور معمولی مناسب‌تر است.

پس از اخذ تاییدیه از سازمان غذا و دارو در تایوان، این تیم امیدوار است که محصول آن‌ها بتواند مداخله زودهنگام را تسهیل کرده و خطر ابتلا به زوال عقل آلزایمر را کاهش دهد.

منبع: وبسایت ابتکر