«جراح آلي» بذكاء اصطناعي دُرّب على مشاهدة فيديوهات طبية

اختراق علمي كبير تحقق بعد «هضمه» لتفاصيل 10 آلاف تسجيل

«جراح آلي» بذكاء اصطناعي دُرّب على مشاهدة فيديوهات طبية
TT

«جراح آلي» بذكاء اصطناعي دُرّب على مشاهدة فيديوهات طبية

«جراح آلي» بذكاء اصطناعي دُرّب على مشاهدة فيديوهات طبية

«تخيل أنك بحاجة إلى إجراء عملية جراحية في غضون بضع دقائق لأنك قد لا تنجو... لا يوجد جراحون في الجوار ولكن يوجد روبوت جراحي مستقل متاح يمكنه إجراء هذا الإجراء باحتمالية عالية جداً للنجاح، هل ستغتنم الفرصة؟» هذا ما أجابني به طالب ما بعد الدكتوراه بجامعة جونز هوبكنز عبر البريد الإلكتروني، لدى سؤالي عن التطوير الجديد.

تعليم الروبوت بمقاطع فيديو للجراحة

لأول مرة في التاريخ، تمكن كيم وزملاؤه من تعليم الذكاء الاصطناعي استخدام آلة جراحة آلية لأداء مهام جراحية دقيقة، من خلال جعلها تشاهد آلاف الساعات من الإجراءات الفعلية التي تحدث في ردهات جراحية حقيقية. ويقول فريق البحث إنه تطور رائد يتجاوز حدوداً طبية محددة ويفتح الطريق لعصر جديد في الرعاية الصحية.

وفقاً لورقتهم البحثية المنشورة حديثاً، يقول الباحثون إن الذكاء الاصطناعي تمكن من تحقيق مستوى أداء مماثل لجراحي البشر دون برمجة مسبقة.

جراحة بتوظيف الروبوت

تدريب على العروض بدلاً من البرمجة

وبدلاً من محاولة برمجة الروبوت بشق الأنفس للعمل -وهو ما تقول ورقة البحث إنه فشل دائماً في الماضي- قاموا بتدريب هذا الذكاء الاصطناعي من خلال شيء يسمى التعلم بالتقليد، وهو فرع من الذكاء الاصطناعي حيث تراقب الآلة وتكرر الأفعال البشرية. سمح هذا للذكاء الاصطناعي بتعلم التسلسلات المعقدة للأفعال المطلوبة لإكمال المهام الجراحية عن طريق تقسيمها إلى مكونات حركية. وتترجم هذه المكونات إلى أفعال أبسط -مثل زوايا المفاصل ومواضعها ومساراتها- والتي يسهل فهمها وتكرارها وتكييفها أثناء الجراحة.

توظيف روبوت «دافنشي» للتدريب

استخدم كيم وزملاؤه نظام دافنشي الجراحي كأيدٍ وعيون لهذا الذكاء الاصطناعي. ولكن قبل استخدام المنصة الروبوتية الراسخة (التي يستخدمها الجراحون حالياً لإجراء عمليات دقيقة محلياً وعن بُعد) لإثبات نجاح الذكاء الاصطناعي الجديد، قاموا أيضاً بتشغيل محاكاة افتراضية. وقد سمح هذا بتكرار أسرع وتحقق من السلامة قبل تطبيق الإجراءات التي تم تعلمها على الأجهزة الفعلية.

«كل ما نحتاجه هو إدخال الصورة، ثم يجد نظام الذكاء الاصطناعي هذا الإجراء الصحيح»، كما يقول كيم. كانت روبوتات دافنشي أيضاً مصدر مقاطع الفيديو التي حللها الذكاء الاصطناعي، باستخدام أكثر من 10000 تسجيل تم التقاطها بواسطة كاميرات المعصم أثناء العمليات الجراحية التي يقودها الإنسان.

تعلّم 3 مهام جراحية

وكان الهدف تعلم ثلاث مهام جراحية: التعامل مع إبرة جراحية وتحديد موضعها، ورفع الأنسجة والتلاعب بها بعناية، والخياطة -كلها مهام معقدة تتطلب تحكماً دقيقاً وحساساً للغاية.

مكنت مجموعة البيانات واسعة النطاق هذه الذكاء الاصطناعي من تعلم الاختلافات الدقيقة بين الإجراءات الجراحية المتشابهة، مثل شدة التوتر المناسب اللازم للتعامل مع الأنسجة دون التسبب في ضرر.

تعد مقاطع الفيديو التدريبية هذه جزءاً صغيراً جداً من مستودع واسع النطاق للبيانات الجراحية. مع ما يقرب من 7000 روبوت دافنشي قيد الاستخدام في جميع أنحاء العالم، هناك مكتبة ضخمة من العروض الجراحية للمراقبة والتعلم منها، والتي يستخدمها فريق البحث الآن لتوسيع ذخيرة الذكاء الاصطناعي الجراحية لدراسة جديدة لم تُنشر بعد.

«في عملنا المتابع، والذي سنصدره قريباً، ندرس ما إذا كانت هذه النماذج يمكن أن تعمل في الإجراءات الجراحية طويلة المدى التي تنطوي على هياكل تشريحية غير مرئية»، يكتب كيم، في إشارة إلى الإجراءات الجراحية المعقدة التي تتطلب التكيف مع حالة المريض في أي وقت معين، مثل إجراء عملية جراحية على جرح داخلي خطير.

التحقق من صحة النموذج المطور

أثناء التطوير، عمل الفريق عن كثب مع الجراحين الممارسين لتقييم أداء النموذج وتقديم ملاحظات حاسمة (خاصة فيما يتعلق بالتعامل الدقيق مع الأنسجة)، والتي قام الروبوت بدمجها في عملية التعلم الخاصة به.

أخيراً، للتحقق من صحة النموذج، استخدموا مجموعة بيانات منفصلة غير مدرجة في التدريب الأولي لإنشاء محاكاة افتراضية، ما يضمن قدرة الذكاء الاصطناعي على التكيف مع السيناريوهات الجراحية الجديدة وغير المرئية قبل الشروع في اختبارها في الإجراءات المادية. أكد هذا التحقق المتبادل قدرة الروبوت على التعميم بدلاً من مجرد حفظ الإجراءات، وهو أمر بالغ الأهمية بالطبع نظراً للعدد المجهول المحتمل الذي قد ينشأ في غرفة العمليات.

جراح آلي «ذو خبرة»

كل شيء سار بشكل جميل إذ تعلم نموذج الروبوت هذه المهام إلى مستوى الجراحين ذوي الخبرة. يقول أكسل كريغر، الأستاذ المساعد في الهندسة الميكانيكية في جامعة جونز هوبكنز والمؤلف الرئيسي للدراسة، في بيان عبر البريد الإلكتروني: «إنه لأمر سحري حقاً أن يكون لدينا هذا النموذج حيث كل ما نقوم به هو تلقيمه مدخلات الكاميرا، ويمكنه التنبؤ بالحركات الروبوتية اللازمة للجراحة». «نعتقد أن هذا يمثل خطوة مهمة إلى الأمام نحو أفق جديد في مجال الروبوتات الطبية».

تطوير رائد

إن أحد مفاتيح هذا النجاح هو استخدام الحركات النسبية بدلاً من التعليمات المطلقة. ففي نظام دافنشي قد لا تنتهي الأذرع الآلية إلى حيث هي مقصودة تماماً بسبب التناقضات الطفيفة في حركة المفصل التي تتراكم على مدار عدة حركات ويمكن أن تؤدي في النهاية إلى أخطاء كبيرة -خاصة في بيئة حساسة مثل الجراحة. كان على الفريق إيجاد حل، لذا بدلاً من الاعتماد على هذه القياسات، قام بتدريب النموذج على التحرك بناءً على ما يلاحظه في الوقت الفعلي أثناء إجراء العملية.

لكن الابتكار الرئيسي هنا هو أن التعلم بالتقليد يزيل الحاجة إلى البرمجة اليدوية للحركات الفردية. قبل هذا الاختراق، كانت برمجة الروبوت للخياطة تتطلب ترميزاً يدوياً لكل حركة بالتفصيل. يقول كيم إن هذه الطريقة كانت أيضاً عرضة للخطأ وتشكل قيداً رئيسياً في تقدم الجراحة الروبوتية. إذ إنها حدت مما يمكن للروبوت فعله بسبب جهود التطوير، والافتقار إلى المرونة التي جعلت من الصعب للغاية على الروبوتات القيام بمهام جديدة.

ومع ذلك، يسمح التعلم بالتقليد للروبوت بالتكيف بسرعة مع أي شيء يمكن مشاهدته، والتعلم على غرار طالب الجراحة. «(نحن) نحتاج فقط إلى جمع بيانات التعلم التقليدي لإجراءات مختلفة، ويمكننا تدريب الروبوت على تعلمها في غضون يومين»، كما يقول كريغر. «هذا يسمح لنا بالتعجيل نحو هدف الاستقلالية مع تقليل الأخطاء الطبية وتحقيق جراحة أكثر دقة».

تقييم مدى النجاح

لقياس مدى نجاح الذكاء الاصطناعي، حدد الباحثون مقاييس الأداء الرئيسية، مثل الدقة في وضع الإبرة والاتساق في التلاعب بالأنسجة باستخدام مجموعة من البيئات الجراحية الوهمية المادية، والتي تضمنت محاكيات الأنسجة الاصطناعية والدمى الجراحية. وكانت النتائج مذهلة. يقول كريغر: «النموذج جيد جداً في تعلم الأشياء التي لم نعلمه إياها. على سبيل المثال، إذا أسقط الإبرة، فسوف يلتقطها تلقائياً ويستمر».

لا تعد هذه القدرة على التكيف مهمة فقط لمواصلة تعلم مهارات جديدة ولكنها أيضاً ضرورية للتعامل مع الأحداث غير المتوقعة في الجراحات الحية، مثل تمزق الشريان أو تغير العلامات الحيوية للمريض فجأة. بالإضافة إلى ذلك، أظهر النموذج كفاءة زمنية محسنة، ما أدى إلى تقليل وقت الانتهاء للمهام الجراحية القياسية مثل الخياطة بنحو 30 في المائة، وهو أمر واعد بشكل خاص للعمليات الحرجة من حيث الوقت.

ويتصور العلماء سيناريو حيث تساعد هذه الروبوتات الجراحين في المواقف عالية الضغط، وتعزيز قدراتهم وتقليل الخطأ البشري. سيؤثر جراحو الذكاء الاصطناعي المستقبليون بشكل كبير على توفر الرعاية الجراحية، مما يجعل التدخلات الطبية عالية الجودة متاحة لعدد أكبر.

اللوائح التنظيمية وأخلاقيات الطب

هناك أيضاً تحديات أخلاقية وتنظيمية يجب معالجتها قبل نشر مثل هذا الذكاء الاصطناعي في بيئات جراحية حقيقية دون إشراف بشري. فالقفزة نحو الروبوتات الجراحية المستقلة تثير مخاوف أخلاقية جديدة.

هناك قضية المساءلة: من سيكون مسؤولاً إذا حدثت مشكلة؟ الشركة التي صنعت الجراح الذكي؟ المهنيون الطبيون الذين يشرفون عليه (إذا كان هناك أي إشراف)؟ هناك أيضاً مسألة موافقة المريض، والتي ستتطلب تثقيف كل من الشخص الذي يخضع للجراحة والأشخاص المحيطين به حول ماهية هذا الذكاء الاصطناعي، وما الذي يمكنهم فعله بالضبط، وما هي المخاطر التي تشكلها الروبوتات مقارنة بالجراحين البشر.

يعترف كيم بأن المستقبل الآن في منطقة رمادية حيث يمكن للجميع مجرد التكهن بما يجب أن يحدث أو سيحدث. ستكون أيدي السلطات التنظيمية مشغولة، من معالجة المساءلة والمخاوف الأخلاقية عند السماح لجراحي الذكاء الاصطناعي بالعمل بشكل مستقل، إلى وضع معايير للحصول على موافقة مستنيرة من المرضى.

ولكن عند الاختيار بين إجراء عملية جراحية طارئة منقذة للحياة بواسطة جراح مستقل أو عدم تلقي العلاج لأن الجراح البشري غير متاح (مثلاً في مكان بعيد أو منطقة متخلفة)، يزعم كيم أن الخيار الأفضل واضح. يمكنني بسهولة أن أتخيل مستقبلاً قريباً حيث يبدأ الناس في اختيار روبوتات الذكاء الاصطناعي على نظرائهم من البشر - في ظل وجود دليل إحصائي على أن جراحي الذكاء الاصطناعي يعملون بأمان.

وبعيداً عن التحديات الأخلاقية والقانونية، هناك حاجة إلى المزيد من العمل لتمكين التنفيذ العملي. ستحتاج المستشفيات إلى الاستثمار في البنية الأساسية التي تدعم جراحة الروبوتات بالذكاء الاصطناعي، بما في ذلك الأجهزة المادية والخبرة الفنية للتشغيل والصيانة. بالإضافة إلى ذلك، سيكون تدريب الفرق الطبية على إدارة العملية أمراً بالغ الأهمية. فالأطباء سيحتاجون إلى فهم الآلة ومتى يكون التدخل ضرورياً، وفي النهاية تحويل الجراحين البشريين من المهام الجراحية المباشرة إلى أدوار تركز على الإشراف والسلامة.

جراحات بسيطة أولاً

على المستوى العملي، يتصور الباحثون تقدماً تدريجياً، بدءاً بجراحات أبسط وأقل خطورة مثل إصلاح الفتق والتقدم تدريجياً إلى عمليات أكثر تعقيداً. سيساعد النهج التدريجي في التحقق من موثوقية الروبوت مع معالجة المخاوف التنظيمية والأخلاقية بمرور الوقت، فضلاً عن مساعدة السكان على الثقة في الذكاء الاصطناعي لإجراء العمليات الحرجة للحياة.

يقول كريغر: «ما زلنا في المراحل الأولى من فهم ما يمكن أن تحققه هذه الآلات حقاً. الهدف النهائي هو الحصول على أنظمة جراحية مستقلة تماماً وموثوقة وقابلة للتكيف وقادرة على إجراء العمليات الجراحية التي تتطلب حالياً اختصاصياً مدرباً تدريباً عالياً».

* مجلة «فاست كومباني» خدمات «تريبيون ميديا»

اقرأ أيضاً


مقالات ذات صلة

هل بات «تشات جي بي تي» متملقاً أكثر من اللازم؟ جرّبناه لنكتشف

تكنولوجيا يفيد مستخدمون بأن الإصدار الجديد من «شات جي بي تي» أصبح يبالغ في الإطراء ويبدو مفرط الحماسة حتى في أبسط التفاعلات (أدوبي)

هل بات «تشات جي بي تي» متملقاً أكثر من اللازم؟ جرّبناه لنكتشف

شكاوى من مستخدمين وحتى سام ألتمان بأن ردود «GPT - 4o» أصبحت أشبه بتحفيز مفرط وابتسامة رقمية لا تختفي، حتى في المواقف التي لا تستدعي ذلك.

نسيم رمضان (لندن)
الولايات المتحدة​ السيدة الأميركية الأولى ميلانيا ترمب تستمع إلى الرئيس دونالد ترمب وهو يتحدث مع الصحافيين أثناء مغادرتها مع الرئيس على متن طائرة مارين وان من الحديقة الجنوبية للبيت الأبيض يوم الجمعة الماضي (أ.ب)

قانون أميركي لملاحقة الصور الإباحية الانتقامية... ماذا نعرف عنه؟

وافق الكونغرس بأغلبية ساحقة على تشريعٍ من الحزبين لفرض عقوباتٍ أشد على نشر الصور الحميمة والتي تُسمى أحياناً «الإباحية الانتقامية».

«الشرق الأوسط» (واشنطن)
تكنولوجيا شعار شركة «ميتا» (رويترز)

لمنافسة «شات جي بي تي»... «ميتا» تطلق تطبيقاً مستقلاً للذكاء الاصطناعي

كشفت شركة «ميتا» العملاقة في مجال التواصل الاجتماعي، الثلاثاء، عن أول تطبيق مستقل لها لخدمات المساعدة بالذكاء الاصطناعي.

«الشرق الأوسط» (واشنطن)
الاقتصاد من أعمال القمة العالمية للذكاء الاصطناعي (واس)

نمو متسارع في سوق الذكاء الاصطناعي بالسعودية وسط دعم حكومي واستثمارات ضخمة

تجذب السعودية استثمارات كبرى شركات الذكاء الاصطناعي، وتعزز الكفاءات المحلية، وتطلق مشروعات رقمية استراتيجية، ضمن جهودها للتحول الرقمي وتحقيق «رؤية 2030».

عبير حمدي (الرياض)
تكنولوجيا «شركات الريادة» تمثل نموذجاً جديداً في بيئة الأعمال يجمع بين الذكاء الاصطناعي والفرق البشرية لتحقيق كفاءة وابتكار غير مسبوقين (شاترستوك)

«مايكروسوفت» تكشف عن الجيل الجديد من المؤسسات الذكية في تقريرها لعام 2025

يطلق تقرير «مايكروسوفت» 2025 مصطلح «شركات الريادة» على الشركات التي توظف الذكاء الاصطناعي بذكاء لتعزيز الإنتاجية، وتعيد تشكيل الهياكل والمهارات في بيئة العمل.

نسيم رمضان (لندن)

السكر في طعام الأطفال: خطر خفي يهدد صحة الفم والنمو

السكر في طعام الأطفال: خطر خفي يهدد صحة الفم والنمو
TT

السكر في طعام الأطفال: خطر خفي يهدد صحة الفم والنمو

السكر في طعام الأطفال: خطر خفي يهدد صحة الفم والنمو

لم تعد التهديدات الصحية المرتبطة بالسكر قاصرة على البالغين فحسب، بل باتت تطال الفئات الأكثر هشاشة: الأطفال. ورغم الجهود التوعوية المتزايدة، فإن الواقع يكشف عن أزمة متفاقمة تهدد صحة الصغار، خصوصاً فيما يتعلق بصحة الفم والأسنان.

تقرير وفضيحة

في تقرير حديث نشرته «هيئة الإذاعة البريطانية (BBC)»، ضمن برنامج «بانوراما»، يوم أمس (الثلاثاء)، سلط الضوء على فضيحة تتعلق بأكياس طعام الأطفال التجارية (baby food pouches) التي تُسوّق على أنها صحية، طبيعية، وخالية من الإضافات الضارة. لكن التحليل المخبري كشف عن نسب مرتفعة جداً من السكر في العديد من هذه المنتجات، لدرجة أن بعض الأكياس تحتوي على ما يعادل 5 ملاعق من السكر، أي ما يزيد أحياناً عن المشروبات الغازية.

والسكر ليس مجرد طعمٍ حلو يذوب على اللسان، بل هو مادة تتراكم آثارها في الجسد والعصب واللثاة... شيئاً فشيئاً. وتؤكد الدراسات أن أكثر من 75 في المائة من الأطفال والبالغين يستهلكون كميات من السكر تفوق ما توصي به الهيئات الصحية، دون وعي بخطورة ذلك.

خطر مضاعف على أسنان الأطفال

تعلق مؤسسة صحة الفم البريطانية، في تقريرها المنشور اليوم، على هذا الاكتشاف بقولها إن هذه المنتجات «تعزز تسوس الأسنان لدى الأطفال الرُضّع»، خصوصاً مع الاستخدام المتكرر وبقائها لفترات طويلة في الفم؛ ما يسمح للسكر بأن يتفاعل مع البكتيريا مسبباً إنتاج الأحماض التي تؤدي إلى تآكل مينا الأسنان. وهذا التأثير لا يقتصر على الأسنان اللبنية، بل قد يؤثر على صحة الفم والنمو السليم للطفل على المدى البعيد.

السكر كالتبغ: تهديد صامت؟

ربط بعض الخبراء بين أخطار السكر المزمن ومخاطر التبغ، من حيث الآثار التراكمية طويلة الأمد على الصحة العامة، فبينما يؤدي التبغ إلى أمراض القلب والرئة والسرطان، فإن السكر مرتبط بالسمنة، داء السكري، تسوس الأسنان، وأمراض القلب، بل إن البعض يدعو إلى وضع تحذيرات صحية على عبوات الأغذية عالية السكر، تماماً كما هو الحال مع علب السجائر.

وكان الخبراء دعوا في السابق إلى معاملـة السكر كما عومل التبغ، مشيرين إلى أن الإعلان عن المشروبات السكرية في برامج الأطفال يجب أن يُحظر، وأن تُرفع الضرائب على المنتجات السكرية. وأكدوا على دور أطباء الأسنان كخط الدفاع الأول، ليس فقط لعلاج آثار السكر، بل للوقاية منه بالتعليم والمشاركة المجتمعية الفاعلة.

هنا ويعلو صوت الباحث البريطاني تيموثي آيفز، صارخاً في مقال نُشر بـ«المجلة البريطانية لطب الأسنان» (British Dental Journal) في 11 أكتوبر (تشرين الأول) 2024، قائلاً: «اجعلوا السكر التبغ الجديد»!

غياب الرقابة والتوعية

رغم وجود توصيات من منظمات صحية عالمية بتحديد استهلاك السكر للأطفال، فإن كثيراً من المنتجات الغذائية المُعدة للصغار تتجاوز هذه التوصيات بشكل صريح. ويرجع ذلك في جزء كبير منه إلى ثغرات تنظيمية، وغياب وعي الأهل بمضار السكر «الطبيعي» الموجود في الفاكهة المركزة أو العصائر. وقد لوحظ وجود مثل هذه الأطعمة الضارة في الأسواق العربية.

معدلات تسوس الأسنان لأطفال الخليج

تشير الدراسات الحديثة إلى أن معدلات تسوس الأسنان بين الأطفال في دول الخليج مرتفعة بشكل ملحوظ، ما يعكس تحدياً صحياً كبيراً في المنطقة. وهذه معدلات تسوس الأسنان لدى الأطفال في دول الخليج حسب آخر الدراسات:

* السعودية: أظهرت دراسة أن معدل انتشار تسوس الأسنان بين الأطفال في المدارس يصل إلى 93 في المائة، مما يجعلها من أعلى النسب عالمياً.

* الإمارات: أشارت دراسة إلى أن نسبة انتشار تسوس الأسنان بين الأطفال دون سن السادسة تبلغ 74.1 في المائة.

* الكويت: أفاد اختصاصي طب أسنان الأطفال بأن 79 في المائة من الأطفال في الكويت مصابون بتسوس الأسنان.

* قطر: أظهرت دراسات أن معدل انتشار تسوس الأسنان بين الأطفال القطريين يصل إلى 80.3 في المائة.

خطوات ونصائح

ينبغي على الجهات الصحية إصدار لوائح أكثر صرامة تلزم الشركات بالإفصاح الدقيق عن محتوى السكر في طعام الأطفال.

- على الأهل تجنُّب الاعتماد على الأطعمة الجاهزة للأطفال، خصوصاً الأكياس الجاذبة التي تُستهلك بسهولة دون رقابة.

- من المهم تعويد الأطفال منذ الصغر على المذاق الطبيعي للأطعمة دون إضافة محليات، ومراجعة طبيب الأسنان دورياً منذ ظهور أولى الأسنان.

- أثبتت بعض الدراسات الحديثة أن قيام المكتب التنفيذي لوزراء صحة دول مجلس التعاون الخليجي بفرض ضرائب إضافية على السكر قد ساعد في التقليل من معدلات الإصابة بتسوُّس الأسنان لدى الأطفال، ويمكن تعميم هذه التجربة على كل الدول العربية.

السكر يشبه الوردة؛ يغرينا بجماله، لكن أشواكه تختبئ تحت البتلات. وإن لم نُحسن التعامل معه، فقد نُزهِر ألماً لا يُرى. ولذا علينا أن نحمي أطفالنا، لنحفظ ابتساماتنا، ولنصنع مستقبلاً أكثر صحة.