نموذج ذكاء اصطناعي جديد قد يكشف عيوب القلب

نموذج ذكاء اصطناعي جديد قد يكشف عيوب القلب
TT

نموذج ذكاء اصطناعي جديد قد يكشف عيوب القلب

نموذج ذكاء اصطناعي جديد قد يكشف عيوب القلب

طور باحثون من مستشفى بريغهام وجامعة كيو اليابانية نموذجًا للذكاء الاصطناعي والتعلم العميق لفحص مخطط كهربية القلب (ECG) بحثًا عن علامات عيوب الحاجز الأذيني (ASD) للقلب. إذ يمكن أن تسبب هذه الحالة قصور القلب ولا يتم الإبلاغ عنها بسبب نقص الأعراض قبل ظهور مضاعفات لا رجعة فيها.

وقال مؤلف الدراسة الجديدة، التي نشرت نتائجها بمجلة eClinicalMedicine الطبية، الدكتور شينيتشي جوتو الأستاذ بقسم طب القلب والأوعية الدموية بمستشفى بريغهام «إذا تمكنا من نشر نموذجنا لفحص تخطيط القلب على مستوى السكان فسنكون قادرين على التقاط المزيد من هؤلاء المرضى قبل أن يصابوا بأضرار لا رجعة فيها». وذلك وفق ما ذكر موقع «ميديكال إكسبريس» الطبي المتخصص.

و«عيوب الحاجز الأذيني» أو (ASD) هو مرض قلبي خلقي شائع عند البالغين؛ ناتج عن ثقب في حاجز القلب يسمح بتدفق الدم بين الأذينين الأيمن والأيسر.

وأضاف جوتو أنه تم تشخيص هذا المرض بحوالى 0.1 % إلى 0.2 % من السكان، لكن من المحتمل ألا يتم الإبلاغ عنه. وعادة ما تكون أعراض ASD خفيفة للغاية أو في كثير من الحالات لا توجد حتى وقت لاحق من الحياة.

وتشمل الأعراض:

- عدم القدرة على ممارسة التمارين الرياضية الشاقة

- التأثير على معدل ضربات القلب أو إيقاعها

- خفقان القلب وزيادة خطر الإصابة بالالتهاب الرئوي.

وحتى إذا كان ASD لا يسبب أعراضًا، فإنه يمكن أن يضغط على القلب ويزيد من خطر الإصابة بالرجفان الأذيني والسكتة الدماغية وفشل القلب وارتفاع ضغط الدم الرئوي؛ وفي هذه المرحلة، تكون مضاعفات ASD لا رجعة فيها حتى لو تم إصلاح الخلل لاحقًا. إما إذا تم اكتشافه مبكرًا فيمكن تصحيح ASD بجراحة طفيفة التوغل لتحسين متوسط العمر المتوقع وتقليل المضاعفات.

وهناك عدة طرق لاكتشاف ASDP ؛ أولاً يمكن العثور على أكبر العيوب من خلال الاستماع إلى القلب باستخدام سماعة الطبيب. ولكن يمكن اكتشاف حوالى 30 % فقط من المرضى بهذه الطريقة. والآخر عن طريق مخطط صدى القلب؛ وهو اختبار كثيف الوقت وليس خيارًا جيدًا للفحص. فيما يستغرق اختبار آخر هو تخطيط كهربية القلب حوالى دقيقة واحدة فقط، ما يجعل من الممكن استخدامه كأداة للفحص.

ومع ذلك، عندما يحلل البشر قراءات تخطيط القلب بحثًا عن التشوهات المعروفة المرتبطة بالتوحد، تكون هناك حساسية محدودة لالتقاط اضطراب طيف التوحد.

ولمعرفة ما إذا كان نموذج الذكاء الاصطناعي يمكن أن يكتشف بشكل أفضل ASD من قراءات ECG، قام فريق الدراسة بتغذية بيانات نموذج التعلم العميق ECG من 80947 مريضًا فوق سن 18 عامًا خضعوا لكل من مخطط كهربية القلب ومخطط صدى القلب لاكتشاف ASD.

كما تم تشخيص ما مجموعه 857 مريضا. وقد تم جمع البيانات من ثلاث مستشفيات؛ مؤسستين تعليميتين كبيرتين واحدة BWH في الولايات المتحدة والأخرى جامعة كيو اليابانية وجامعة دوكيو الطبية ومركز سايتاما الطبي في اليابان؛ وهو مستشفى مجتمعي.

وتم اختبار النموذج بعد ذلك باستخدام عمليات مسح من دوكيو؛ والتي لديها عدد أكبر من السكان ولا تقوم بفحص مرضى ASD على وجه التحديد. فكان النموذج أكثر حساسية من استخدام التشوهات المعروفة الموجودة في تخطيط القلب لفحص ASD. وقد اكتشف النموذج بشكل صحيح ASD بنسبة 93.7 % من الوقت، في حين أن استخدام التشوهات المعروفة وجدت ASD 80.6 % من الوقت.

وفي هذا الاطار، قال جوتو «لقد التقطت أكثر بكثير مما يفعله الخبير باستخدام التشوهات المعروفة لتحديد حالات ASD».

ويتمثل أحد قيود الدراسة في أن النموذج تم تدريبه على عينات مستخدمة من المؤسسات الأكاديمية؛ والتي تتعامل أكثر مع الأمراض النادرة مثل ASD. كما تم فحص جميع المرضى الذين اعتادوا تدريب النموذج بحثًا عن ASD وتلقوا مخطط صدى القلب؛ لذلك ليس من الواضح مدى جودة عمل النموذج على عامة السكان. ولهذا السبب اختبروه في دوكيو؛ حيث تم الاحتفاظ بأداء النموذج حتى في عموم السكان بالمستشفى المجتمعي، ما يشير إلى أن النموذج معمم بشكل جيد.

وحري بالذكر، أن المؤلفين لاحظوا أيضًا أنه حتى استخدام مخطط صدى القلب لاكتشاف ASD لن يجد كل عيب؛ إذ يمكن للبعض أن يتخطى كلا من الفحص المنتظم ونموذج الذكاء الاصطناعي، على الرغم من أن هذه العيوب الأصغر تقل احتمالية أن تتطلب التدخل الجراحي.

ويخلص جوتو الى القول «ان مشكلة التعلم الآلي تكمن في أنه صندوق أسود؛ فنحن لا نعرف حقًا الميزات التي تم التقاطها. وهذا يعني أنه لا يمكننا معرفة الميزات التي يجب البحث عنها في تخطيط القلب من النموذج أيضًا. بينما تشير النتائج إلى أنه يمكن استخدام هذه التقنية في الفحص على مستوى السكان لاكتشاف ASD قبل أن تؤدي إلى تلف القلب غير القابل للإصلاح».

وفي النهاية، فان تخطيط كهربية القلب منخفض التكلفة نسبيًا ويتم إجراؤه حاليًا في العديد من السياقات، وفق جوتو، الذي يبين «ربما يمكن دمج هذا الفحص في موعد سنوي لـ PCP أو استخدامه لفحص مخططات كهربية القلب المأخوذة لأسباب أخرى».


مقالات ذات صلة

«الحلم المسبق»... تقنية معتمدة من الأطباء تساعدك على النوم بشكل أسرع

صحتك تقنية «الحلم المسبق» الذكية التي يستخدمها الجيش يمكن أن تساعدك على النوم بشكل أسرع ليلاً (رويترز)

«الحلم المسبق»... تقنية معتمدة من الأطباء تساعدك على النوم بشكل أسرع

يقول أحد أطباء طب النوم إن تقنية «الحلم المسبق» الذكية التي يستخدمها الجيش يمكن أن تساعدك على النوم بشكل أسرع ليلاً.

«الشرق الأوسط» (لندن)
صحتك الشوكولاته تحتوي على مستويات عالية من الفلافانولات (جامعة كنغستون)

تقرير: الإفراط في تناول الشوكولاته قد يسبب الوفاة

حذّرت صحيفة «نيويورك بوست» الأميركية من الإفراط في تناول الشوكولاته؛ لأنه يؤدي إلى زيادة الوزن وتسوس الأسنان، وزيادة خطر الإصابة بأمراض القلب والسكري.

«الشرق الأوسط» (واشنطن)
صحتك أهم الإنجازات الطبية في عام 2024

أهم الإنجازات الطبية في عام 2024

في نهاية كل عام نستعرض أهم الأحداث الطبية التي أثّرت بالإيجاب في المنظومة الصحية في العالم كله سواء باكتشاف طرق جديدة للعلاج والتشخيص أو الوقاية من الأمراض،

صحتك ثورة في أبحاث القلب... خلال عام 2024

ثورة في أبحاث القلب... خلال عام 2024

في عالم الطب، تبقى أبحاث القلب دائماً في صدارة الابتكارات التي تسعى لإنقاذ الأرواح وتحسين جودة الحياة. ومع كل عام جديد تتكشف إنجازات علمية وتقنيات مبتكرة

د. عبد الحفيظ يحيى خوجة (جدة)
صحتك جهاز "ضغط مجرى الهواء الإيجابي المستمر" لمرضى انقطاع النفس الانسدادي

7 معلومات عن انقطاع النفس الانسدادي أثناء النوم

يُعدّ «انقطاع النفس الانسدادي أثناء النوم» (Obstructive Sleep Apnea) تشخيصاً مهماً للغاية يجب على الأطباء وكذلك على المُصابين المُحتَملين، مراعاته. قلَّة…

د. عبير مبارك (الرياض)

7 معلومات عن انقطاع النفس الانسدادي أثناء النوم

جهاز "ضغط مجرى الهواء الإيجابي المستمر" لمرضى انقطاع النفس الانسدادي
جهاز "ضغط مجرى الهواء الإيجابي المستمر" لمرضى انقطاع النفس الانسدادي
TT

7 معلومات عن انقطاع النفس الانسدادي أثناء النوم

جهاز "ضغط مجرى الهواء الإيجابي المستمر" لمرضى انقطاع النفس الانسدادي
جهاز "ضغط مجرى الهواء الإيجابي المستمر" لمرضى انقطاع النفس الانسدادي

يُعدّ «انقطاع النفس الانسدادي أثناء النوم» (Obstructive Sleep Apnea) تشخيصاً مهماً للغاية يجب على الأطباء وكذلك على المُصابين المُحتَملين، مراعاته.

قلَّة التشخيص والمعالَجة

يأتي ذلك لارتباطه القوي بعدد من الحالات الطبية الأكثر إعاقة، بما في ذلك ارتفاع ضغط الدم، وأمراض القلب والأوعية الدموية، ومرض الشريان التاجي، والارتجاف الأذيني، ومرض السكري المقاوم للإنسولين، والاكتئاب، والحوادث المرتبطة بالنعاس.

ورغم انتشار حالات «انقطاع النفس الانسدادي أثناء النوم»، ورغم التداعيات الصحية الثقيلة له، فإن غالبية حالاته لا يتم تشخيصها ولا تتم معالجتها. وعلى سبيل المثال، تفيد الإحصاءات الطبية للجنة الوطنية لأبحاث اضطرابات النوم في الولايات المتحدة بأن انقطاع النفس الانسدادي النومي البسيط يُؤثر على 18 مليون شخص، وأن الحالات الشديدة نسبياً تؤثر على 4 ملايين شخص، سواء بين البالغين أو الأطفال، وأن انتشاره يزداد مع تقدم العمر. ولكن مع كل ذلك يظل انقطاع النفس الانسدادي النومي غير مُشخَّص في نحو 92 في المائة من النساء المصابات و80 في المائة من الرجال المصابين.

الشخير وانقطاع النفس

وإليك الحقائق الطبية التالية عن هذه الحالة المرضية المهمة التي لا تنال عناية كافية، وهي:

1. «اضطرابات التنفس المرتبطة بالنوم (SRBD)» تتراوح بين حالة «الشخير البسيط»، وصولاً إلى حالة «انقطاع النفس الانسدادي أثناء النوم». وتحتل حالة «متلازمة مقاومة مجرى الهواء العلوي (UARS)» موقعاً متوسطاً بين هاتين الحالتين. وفي كل من الشخير البسيط و«متلازمة مقاومة مجرى الهواء العلوي» لا يحصل نقص واضح في أكسجين الدم. وانقطاع النفس الانسدادي أثناء النوم (OSA)» هو النوع الأكثر شيوعاً وتقدماً من بين الأنواع المتعددة لـ«اضطرابات التنفُّس أثناء النوم».

ويتميز انقطاع النفس الانسدادي أثناء النوم بنوبات متكررة من انهيار مجرى الهواء العلوي أثناء النوم، وبالتالي سدّ تلك المجاري التنفسية عن وصول هواء الشهيق إلى الرئتين، أي انقطاع عملية التنفس. ويُعرَف انقطاع النفس من قبل الأكاديمية الأميركية لطب النوم (AASM) بأنه توقف تدفق الهواء لمدة 10 ثوانٍ على الأقل. وقد يستمر انقطاع النفس لمدة 30 ثانية أو حتى لفترة أطول. مع نقص في الأكسجين بنسبة 3 في المائة أو أكثر من خط الأساس قبل الحدث.

2. ترتبط هذه النوبات من انقطاع عملية التنفس أثناء النوم بنقص متكرر في تشبع الهيموغلوبين بالأكسجين، وتكرار الاستيقاظ من النوم. وهذا الاستيقاظ لا يعني بالضرورة إدراك ووعي المُصاب بحصول استيقاظه الذهني. وقد يحدث انقطاع النفس مئات المرات كل ليلة أثناء النوم. وقد يحصل بوتيرة مرة أو مرتين في الدقيقة لدى المرضى الذين يعانون من الحالات الشديدة.

وغالباً ما يكون مصحوباً بتقلُّبات واسعة في معدل ضربات القلب، وانخفاض حاد في تشبع الدم بالأكسجين، واستيقاظات قصيرة في تخطيط كهربية الدماغ (EEG)، مصحوبة بأصوات تنفس صاخبة كالشخير، مع صوت زفير دفعة من الهواء عند إعادة فتح مجرى الهواء.

وعندما يتسبب ذلك بالنعاس المفرط أثناء النهار، تُسمَّى الحالة «متلازمة انقطاع النفس الانسدادي أثناء النوم (OSAS)» ولا يسبب نقص الأكسجين أثناء الليل النعاس النهاري، بل يحدث النعاس بسبب زيادة الاستيقاظ من النوم أثناء الليل.

الأعراض والأسباب

3. تتضمَّن الأعراض الأساسية لانقطاع النفس النومي 3 عناصر رئيسية، هي: الشخير، والنعاس، وإفادة المرافقين للشخص أثناء نومه عن حصول نوبات انقطاع النفس النومي لديه. ولذا من المفيد أيضاً أن يتمكن أزواج المرضى أو غيرهم من المقربين منهم، من حضور الزيارات لعيادة الطبيب مع الشخص المُصاب، لأن النائمين لا يُدركون غالباً أنهم مصابون بانقطاع النفس الانسدادي أثناء النوم، بل قد يعتبرون أنفسهم في الواقع «من ذوي النوم الجيد»، لأنه «يمكنهم النوم في أي وقت وفي أي مكان» (على سبيل المثال، في غرفة انتظار الطبيب، في الفصل الدراسي، في المكتبة). ويُعدّ النعاس النهاري أحد أكثر الأعراض المرضية (Morbid Symptoms) المحتملة لانقطاع النفس الانسدادي أثناء النوم، وذلك بسبب الحوادث التي يمكن أن تقع نتيجة لذلك.

4. يحدث انقطاع التنفس أثناء النوم بسبب انهيار الأنسجة الرخوة في البلعوم. وهذه الأنسجة الرخوة تُكوِّن أنبوب التنفُّس (القصبة الهوائية) العلوي من بعد مرور الهواء عبر تجويف الأنف، وهي نقطة الضعف في مجرى التنفس العلوي.

وللتوضيح، ثمة «فارق في الضغط» فيما بين داخل تجويف البلعوم والأنسجة المحيطة بالبلعوم من خارجه. ووجود الفارق بمقدار إيجابي يحفظ حجماً طبيعياً لمجرى التنفس العلوي. وإذا انخفض «فارق» الضغط هذا، تنخفض مساحة المقطع العرضي للبلعوم التي يمر الهواء من خلالها في طريقه إلى داخل الرئة، وبالتالي قد يحصل سدد تام لمجرى تدفق الهواء. ولدى معظم المرضى المصابين بانسداد مجرى الهواء العلوي، يحصل السدد إما عند مستوى الحنك الرخو (أي البلعوم الأنفي) أو مستوى اللسان (أي البلعوم الفموي). ولذا فإن العوامل التشريحية والعوامل العصبية العضلية مهمة هنا في الحفاظ على بقاء مجرى التنفس مفتوحاً طوال الوقت أثناء النوم بالليل.

الأسباب التشريحية ودور السمنة

5. تساهم العوامل التشريحية (على سبيل المثال، تضخُّم اللوزتين، كبر حجم اللسان، أو كبر حجم الأنسجة الرخوة في الجدران البلعومية الجانبية، طول مجرى الحنك الرخو، الوضع غير الطبيعي للفكَّين العلوي والسفلي) في انخفاض مساحة المقطع العرضي للمجرى الهوائي العلوي و/ أو زيادة الضغط المحيط بالمجرى الهوائي، وكلاهما يجعل المجرى الهوائي عرضة للانهيار.

وفي البالغين، من النادر جداً أن تكون اللوزتان واللحميتان المتضخمتان سبباً لانقطاع النفس الانسدادي أثناء النوم، بينما في الأطفال، يتم شفاء نحو 80 في المائة ممن يعانون من انقطاع النفس الانسدادي أثناء النوم بإزالة اللحميتين واللوزتين المتضخمتين. وكذلك الحال مع وضعية الرقبة والفك، وتأثير الجاذبية تبعاً لذلك.

وللتوضيح، فإن أي سمة تشريحية تقلل من حجم البلعوم تزيد من احتمالية حدوث انقطاع التنفس أثناء النوم. ومن ذلك حالة «تراجع الفك» (Retrognathia) و«صغر الفك» (Micrognathia). وتراجع الفك نوع من سوء «إطباق الأسنان» الذي فيه يعود الفك السفلي إلى موقع خلفي غير طبيعي مقارنة بموقع الفك العلوي. وكذلك النوم على الظهر أو النوم مع إمالة الرأس للخلف، حيث تؤثر عوامل الجاذبية في التسبُّب بإزاحة وضع اللسان والحنك الرخو إلى الخلف؛ ما يُقلل من مساحة البلعوم. وبالتالي تتفاقم حالة انقطاع التنفس أثناء النوم.

6. المرضى المصابون بالسمنة، خصوصاً أولئك الذين يعانون من زيادة ترسب الدهون في الرقبة، هم أكثر عرضة للإصابة بانقطاع النفس الانسدادي أثناء النوم، لا سيما في «سمنة» الجدران البلعومية الجانبية والحنك الرخو ووسادات الدهون حول البلعوم (Parapharyngeal Fat Pads)، ولذا من المفهوم ازدياد احتمالية الإصابة بانقطاع النفس الانسدادي النومي بين المرضى المصابين بالسمنة، وضرورة تقليل الوزن لتقليل خطر الإصابة بانقطاع النفس الانسدادي النومي.

وتحصل التغيُّرات ذاتها في حجم تلك الأجزاء التشريحية في حالات كسل وضعف الغدة الدرقية. كما تشمل العوامل البنيوية المرتبطة بانسداد الأنف مثل السلائل (لحميات الأنف)، انحراف الحاجز الأنفي، إصابات الحوادث في الأنف وغضاريفه وعظامه، قد تتسبب بتضيق جوف الأنف. وبالتالي تجعل المرضى المصابين بانقطاع النفس الانسدادي أثناء النوم أعلى عُرضة لانهيار البلعوم أثناء النوم.

تداعيات وتأثيرات مستقبلية

7. التداعيات القصيرة المدى تشمل النعاس أثناء النهار والشخير أثناء النوم. ولكن التأثيرات المستقبلية على القلب هي الأهم. وضمن بيان «انقطاع التنفس الانسدادي أثناء النوم وأمراض القلب والأوعية الدموية: بيان علمي من جمعية القلب الأميركية»، صدر عام 2021، أفادت الجمعية بالقول: «يصل انتشار انقطاع التنفس الانسدادي أثناء النوم إلى 40 في المائة إلى 80 في المائة في المرضى الذين يعانون من ارتفاع ضغط الدم، وقصور القلب، ومرض الشريان التاجي، وارتفاع ضغط الدم الرئوي، والرجفان الأذيني (Atrial Fibrillation)، والسكتة الدماغية. وعلى الرغم من انتشاره المرتفع بين مرضى ضعف القلب، بوصفه من العوامل المسببة لانقطاع التنفس الانسدادي أثناء النوم، بالإضافة إلى النتائج القلبية الوعائية السلبية، فإن انقطاع التنفس الانسدادي أثناء النوم غالباً ما يكون غير معترَف به وغير معالَج في ممارسة أمراض القلب والأوعية الدموية. نوصي بإجراء فحص انقطاع التنفس أثناء النوم لدى المرضى الذين يعانون من ارتفاع ضغط الدم المقاوم/ غير المسيطَر عليه، بشكل جيد، وارتفاع ضغط الدم الرئوي والرجفان الأذيني المتكرر، بعد؛ إما تقويم نظم القلب أو الاستئصال. قد يكون المرضى الذين يعانون من الذبحة الصدرية التي تحدث ليلاً أو احتشاء عضلة القلب أو عدم انتظام ضربات القلب أو الصدمات المناسبة من أجهزة تنظيم ضربات القلب المزروعة (ICD)، أكثر عرضة بشكل خاص للإصابة بانقطاع التنفس أثناء النوم».

* استشارية في الباطنية.

خطوات تشخيص حالات انقطاع النفس أثناء النوم

يلخص أطباء «مايو كلينك» خطوات التشخيص لحالات انقطاع النفس أثناء النوم بقولهم: «سيعمل أحد أعضاء فريق الرعاية الصحية على تقييم حالتك استناداً إلى الأعراض والفحوص والاختبارات. وقد تُحال إلى اختصاصي في طب النوم لإجراء مزيد من التقييم.

ويشمل الفحص البدني فحص الجزء الخلفي من الحلق والفم والأنف، بالإضافة إلى قياس محيط الرقبة والخصر. ويمكن أيضاً التحقُّق من ضغط الدم.

وقد يُجري لك اختصاصي طب النوم المزيد من التقييمات. ويمكنه تشخيص حالتك وتحديد مدى شدتها. ويمكن للاختصاصي أيضاً وضع خطة العلاج. قد يشمل التقييم البقاء في مركز النوم طوال الليل. وفي «مركز النوم»، يُراقب التنفس ووظائف الجسم الأخرى أثناء النوم.

وتشمل اختبارات الكشف عن انقطاع النفس الانسدادي النومي تخطيط النوم؛ إذ يوصَل الجسم أثناء دراسة النوم هذه بأجهزة تراقب نشاط القلب والرئتين والدماغ وأنماط التنفس أثناء النوم. وتراقب الأجهزة أيضاً حركات الذراعين والساقين وتقيس مستويات الأكسجين في الدم. وقد تخضع للمراقبة طوال الليل أو لجزء منه. ويُطلَق على المراقبة لجزء من الليل «دراسة النوم الليلي المقسمة». وتخضع خلالها للمراقبة أثناء النصف الأول من الليل.

وإذا شُخِّصَت حالتك بـ«انقطاع النفس الانسدادي النومي»، فقد يوقظك أفراد الفريق ويوصلونك بجهاز الضغط الموجب في مجرى التنفس على مدار النصف الثاني من الليل.

يمكن أن تساعد دراسة النوم أيضاً على البحث عن اضطرابات النوم الأخرى التي يمكن أن تسبب النعاس المتزايد نهاراً، ولكنها تحتاج إلى علاجات مختلفة. ويمكن أن تكتشف دراسة النوم حركات الساقين أثناء النوم التي تُعرف باسم اضطراب حركة الأطراف الدورية. أو يمكن للدارسة أن تساعد على تقييم الأشخاص الذين تعرضوا لنوبات النوم المفاجئة أثناء النهار، وتُعرف هذه الحالة باسم «التغفيق».

أما اختبارات انقطاع النفس الانسدادي النومي المنزلية، فقد تضطر في ظروف معينة إلى استخدام النسخة المنزلية لتخطيط النوم لتشخيص انقطاع النفس الانسدادي النومي. وترصد أدوات اختبارات انقطاع النفس الانسدادي المنزلية عدداً محدوداً من المتغيرات لتحديد مرات توقف التنفس أثناء النوم.