وسائل تحليل الصوت ونظم «الرؤية الشعاعية»... لرصد الأمراض

برامج إلكترونية لتسريع التشخيص الطبي الدقيق

نظم التصوير الإلكتروني
نظم التصوير الإلكتروني
TT

وسائل تحليل الصوت ونظم «الرؤية الشعاعية»... لرصد الأمراض

نظم التصوير الإلكتروني
نظم التصوير الإلكتروني

يوماً بعد يوم، تزداد أهمية الدور الذي تلعبه التقنية في الوقاية من الأمراض وتشخيصها. وتستخدم حالياً تقنيات حديثة عديدة مثل الذكاء الصناعي، وأجهزة الاستشعار، وما يعرف بإنترنت الأشياء، لإتمام عدد هائل من المهام... من رصد مرض ألزهايمر من نبرة الصوت، إلى اطلاع مرضى سرطان الثدي على نتائج العلاج الكيميائي الذي يتلقونه بشكل آني.
- تشخيص خاطئ
وتأتي أهمية هذه التقنيات بسبب اتساع ظاهرة التشخيصات الطبية الخاطئة. وعلى سبيل المثال فقد تناول الإعلام الأميركي قصة جيف برو، عملاق التقنية المشهور في أفلام هوليوود، إذ إنه يشرف على نظام خاص للتخزين الرقمي «أوبن درايفز» جعل منه نجماً في الفيلم وصناعة الترفيه.
كان السيّد برو يمضي شهر عسله في مكسيكو عام 2016 عندما تعرّض لتمزّق في الطحال وسارع إلى مستشفى في قرية «زيهواتانيجو» لاستئصاله. بعد عودته إلى منزله في لوس أنجليس، حصل من الأطباء على تشخيص خاطئ بأنّه يعاني من الساركوما الوعائية، وهي نوع نادر من السرطان يحدث داخل بطانة الأوعية الدموية واللمفاوية، فبدأ بعدها بتلقي علاج كيميائي شديد. وكان حينها في الرابعة والثلاثين من عمره. بعد شهر، اعترف الأطباء أنّهم ارتكبوا خطأ في التشخيص وقالوا إنّ المريض يعاني حقيقة من لِمْفُوما لَاهودجكينيَة قابلة للعلاج. ولكن بعد مرور كل ذلك الوقت، كان جهازه المناعي وكبده قد تضرّرا جرّاء العلاجات الكيميائية الخاطئة وسبع خزعات أخذت منه، وهو حالياً بانتظار عملية لزراعة الكبد في مدينة بيتسبرغ.
- تقنيات سريعة
حمل برو معه إلى قطاع العناية الصحية نظامه الخاص للتخزين الرقمي «أوبن درايفز». ويتيح نظامه للمستشفيات تخزين صور الرنين المغناطيسي والأشعة المقطعية بدقّة عرض عالية، إلى جانب صور ثلاثية الأبعاد دون الاضطرار إلى ضغطها، أي ضغط تفاصيلها.
وتعمد معظم المستشفيات إلى ضغط الصور المخزّنة لديها، مما قد يؤدي إلى تشوّه هذه الصور وتفويت معلومات هامة على الأطباء، بحسب ما أفاد تشاد كنولز، الرئيس التنفيذي في «أوبن درايفز». ولفت برو إلى أنّ نظامه يتميّز أيضاً بالسرعة، حيث إنه يتيح العثور على صورة مقطعية عند التصوير بالإصدار البوزيتروني في غضون خمس ثوانٍ، بعد أن كان يتطلّب أربع دقائق في أنظمة أخرى.
وكشف برو أنّ مستشفى «ستيدمان كلينيك» في فيل، كولورادو، الرائدة في مجال جراحة العظام، كانت أوّل منشأة صحية تستعين بنظام «أوبن درايفز»، وأنّ المحادثات قائمة مع مستشفيات أخرى تريد الحصول عليه.
- التحليل الصوتي
تعتبر تقنية التحليل الصوتي Voice analysis، التي تستطيع رصد الحالات المرضية الجسدية والعقلية من صوت الإنسان، من مجالات التطوّر الواعدة أيضاً. وهي توظف لتشخيص مرض الأوعية التاجية وألزهايمر وحتى انقطاع التنفس أثناء النوم.
تستخدم هذه التقنية الذكاء الصناعي لتقييم مئات القياسات، مثل درجة شدة الصوت، والنبرة، والترددات، وخيارات الكلام، والتنفس، وكيفية وصف الشخص لصورة ما، لتحديد المشكلة.
ويقول ريتش روس، مدير قسم أبحاث العناية الصحية في شركة «غارتنر» المتخصصة بالبحث والاستشارة: «يمكن تقييم الطريقة التي نتكلّم بها والكلمات التي نختارها لرصد لائحة طويلة من المشكلات الصحية بشكل دقيق».
وتعمل اليوم شركات كثيرة من بينها «سوندي هيلث» و«وينترلايت لابز» و«بيوند فيربال» على تطوير هذه التقنية. وقد كشف ليام كوفمان، الرئيس التنفيذي والشريك المؤسس لشركة «وينترلايت لابز» بأنّ «شركته تحلّل نحو 540 مقياساً مختلفاً».
- تقدّم علم الأشعة
يستخدم المزيد من الباحثين الذكاء الصناعي لمساعدة علماء الأشعة في اتخاذ القرارات التشخيصية بدقة أكبر، وتحديداً في مجال سرطان الثدي.
يشكّل الرصد المبكّر لهذا المرض عاملاً رئيسياً للنجاة.
وقد طوّر كل من البروفسورة ريجينا بارزيلاي من معهد ماساتشوستس للتقنية، وكونستانس ليهمان رئيس قسم تصوير الثدي والأشعة في مستشفى ماساتشوستس العام في بوسطن، نظام ذكاء صناعي لتحسين رصد وتشخيص النتوء (الذي يعبر عن الورم) التي تظهرها صورة الثدي الشعاعية (ماموغرام) في الأنسجة. وتجدر الإشارة إلى أنّ بارزيلاي هي أيضاً عضو في مختبر علوم الكومبيوتر والذكاء الصناعي التابع للمعهد.
شدّدت بارزيلاي أنّ 70 في المائة من الأورام التي تظهر في الصورة الشعاعية حميدة، و20 في المائة منها خبيثة، إلى جانب 10 في المائة «عالية الخطورة» تنتج عن حقن الخزعة. إلا أنه يتّضح لاحقاً بعد الإجراء الجراحي أنّ 90 في المائة من تلك الأورام «عالية الخطورة» كانت من النوع الحميد.
وتتوقع البروفسورة من معهد ماساتشوستس للتقنية اختبار تقنيتها للكشف المبكّر، والتي تستخدم اليوم في مستشفى ماساتشوستس العام، من قبل 10 أو 15 مستشفى قبل نهاية العام الجاري.
وفي مختبر الطب الحيوي للتقنيات البصرية التابع لجامعة بوسطن، طوّر الباحثون مجسّاً قابلاً للارتداء مهمّته مراقبة فعالية العلاج الكيميائي لدى مرضى سرطان الثدي أثناء تلقّيه وفي الوقت الحقيقي.
- «الرؤية الشعاعية}
ومن التقنيات العصرية الواعدة الأخرى، يمكننا أيضاً الحديث عن «الرؤية الشعاعية» (الرؤية عبر الأجسام الصلبة) التي تسعى مختبرات معهد ماساتشوستس التقنية لتطويرها. وتعتمد هذه التقنية المتقدّمة على موجات الـ«واي - فاي» والموجات الراديوية للرؤية عبر الجدران ومراقبة المرضى الذين يعانون من اضطرابات حركية أو المعرّضين للسقوط.
تعمل البروفسورة دينا قتابي، عضوة مختبر علوم الكومبيوتر والذكاء الصناعي التابع لمعهد ماساتشوستس التقني، حالياً على اختبار نظام منزل ذكي لاسلكي يعرف باسم «إيميرالد»، تستخدم فيه نظم الذكاء الصناعي وأجهزة الاستشعار وإشارات الراديو لتعقّب حركة الشخص ومراحل نومه ومعدل ضربات قلبه، وتنفسه وسرعة سيره وغيرها من المقاييس، حتى عبر جدران المنزل طالما هو متصل بال،«واي - فاي». ولكن رغم أنّ الكثير من هذه التقنيات الحديثة أظهرت نتائج أولية واعدة، فإنها ستحتاج إلى سنوات عديدة قبل الوصول إلى المستخدمين.


مقالات ذات صلة

هل يساعد «شات جي بي تي» الأطباء حقاً في تشخيص الأمراض؟ الإجابة مفاجئة

صحتك شعار «شات جي بي تي» يظهر أمام شعار شركة «أوبن إيه آي» (رويترز)

هل يساعد «شات جي بي تي» الأطباء حقاً في تشخيص الأمراض؟ الإجابة مفاجئة

يتساءل الكثير من الأشخاص حول ما إذا كان برنامج الدردشة الآلي الذي يعمل بالذكاء الاصطناعي قادراً على مساعدة الأطباء في تشخيص مرضاهم بشكل أفضل.

«الشرق الأوسط» (واشنطن)
صحتك أطباء يحاولون إسعاف مريضة بـ«كورونا» (رويترز)

«كورونا» قد يساعد الجسم في مكافحة السرطان

كشفت دراسة جديدة، عن أن الإصابة بفيروس كورونا قد تساعد في مكافحة السرطان وتقليص حجم الأورام.

«الشرق الأوسط» (نيويورك)
صحتك تدخل المغذيات الهوائية إلى أجسامنا عن طريق امتصاصها من خلال شبكات من الأوعية الدموية الدقيقة (أرشيفية - أ.ف.ب)

أجسامنا تمتص الفيتامينات من الهواء... ماذا نعرف عن «المغذيات الجوية»؟

يستنشق الإنسان نحو 9 آلاف لتر من الهواء يومياً و438 مليون لتر في العمر، ومن بينها مغذيات جوية. فماذا نعرف عنها؟

«الشرق الأوسط» (لندن)
صحتك «نوفمبر»... شهر التوعية بسرطان الفم

«نوفمبر»... شهر التوعية بسرطان الفم

الذكاء الاصطناعي لرصد سرطانات الشفاه واللسان والخد.

د. عميد خالد عبد الحميد (الرياض)
صحتك توجد السالمونيلا في أمعاء كثير من الحيوانات بما في ذلك الدجاج (أرشيفية- رويترز)

دراسة: السالمونيلا «المسببة للأمراض» قد تساعد في مكافحة سرطان الأمعاء

أفاد بحث حديث بأنه يمكن «هندسة» السالمونيلا للمساعدة في مكافحة سرطان الأمعاء، بعد أن وجدت الأبحاث أن البكتيريا تمنع خلايا المناعة في الجسم من مهاجمة المرض.

«الشرق الأوسط» (لندن)

ألياف طبيعية تعزز كفاءة تقنيات تحلية المياه بتكلفة منخفضة

الألياف الطبيعية المستخلصة من مصادر نباتية وحيوانية تُعتبر بديلاً منخفض التكلفة وقابلًا للتحلل الحيوي (الدكتور محمد عجيزة)
الألياف الطبيعية المستخلصة من مصادر نباتية وحيوانية تُعتبر بديلاً منخفض التكلفة وقابلًا للتحلل الحيوي (الدكتور محمد عجيزة)
TT

ألياف طبيعية تعزز كفاءة تقنيات تحلية المياه بتكلفة منخفضة

الألياف الطبيعية المستخلصة من مصادر نباتية وحيوانية تُعتبر بديلاً منخفض التكلفة وقابلًا للتحلل الحيوي (الدكتور محمد عجيزة)
الألياف الطبيعية المستخلصة من مصادر نباتية وحيوانية تُعتبر بديلاً منخفض التكلفة وقابلًا للتحلل الحيوي (الدكتور محمد عجيزة)

تُشكل ندرة المياه العذبة تحدياً عالمياً زائداً، خصوصاً في المناطق الجافة التي تشهد استنزافاً سريعاً لمواردها المحدودة. كما يزيد النمو السكاني والتطور الاقتصادي من حدة المشكلة، حيث يرفعان الطلب على المياه لأغراض الشرب والزراعة والصناعة؛ مما يهدد الصحة العامة والأمن الغذائي.

وتعتمد الطرق التقليدية لتحلية المياه على الطاقة بشكل مكثف ولها آثار بيئية سلبية، بينما تعد تقنيات تحلية المياه بالطاقة الشمسية حلاً واعداً لمعالجة ندرة المياه والعمل المناخي، حيث تستفيد من الطاقة الشمسية المتجددة. وعلى الرغم من أن أنظمة «المقطرات» الشمسية لتحلية المياه تعد طريقة مستدامة، فإنها تواجه تحديات مثل الكفاءة المنخفضة التي تتراوح بين 30 و40 في المائة، ومعدلات إنتاج منخفضة للمياه العذبة، بالإضافة إلى التلوث البيئي الناجم عن استخدام مواد تقليدية، مثل المواد ذات التغير الطوري.

ألياف طبيعية

واستعرضت دراسة مرجعية أجراها باحثون مصريون، إمكانية استخدام الألياف الطبيعية بوصفها وسيلة مستدامة لتعزيز أداء الأنظمة الشمسية لتحلية المياه. وتتميز الألياف الطبيعية، المستخلصة من مصادر نباتية وحيوانية متاحة في المناطق النائية، بكونها بديلاً منخفض التكلفة، وقابلة للتحلل الحيوي، ومتعددة الاستخدامات.

ووفق النتائج المنشورة بعدد نوفمبر (تشرين الثاني) بدورية (Solar Energy)، يمكن للألياف الطبيعية مثل القطن، وقش الأرز، وألياف شجرة الموز، ونبات السيزال، وقش الخيزران، تحسين الأداء من خلال توفير الهيكل المسامي من أجل ترشيح المياه، وإزالة الشوائب، وتعزيز نقل الحرارة.

يقول الدكتور محمد عجيزة، الباحث الرئيسي للدراسة بقسم الهندسة الميكانيكية في جامعة كفر الشيخ، إن الألياف الطبيعية توفر حلاً مستداماً لتحسين كفاءة تحلية المياه بالطاقة الشمسية مع تقليل الأثر البيئي، لأنها تتميز بالتحلل البيولوجي، ما يجعلها خياراً جذاباً لتعزيز كفاءة الأنظمة الشمسية في المناطق التي تفتقر إلى الموارد.

وأضاف لـ«الشرق الأوسط» أن الألياف الطبيعية توفر امتصاصاً عالياً للإشعاع الشمسي؛ مما يُحسّن الاحتفاظ بالحرارة ويزيد معدلات التبخر، كما تعزز الكفاءة الحرارية والعزل وتقلل الفاقد الحراري؛ مما يزيد من كفاءة التكثيف بفضل مساحتها السطحية الكبيرة، فيما تُسهّل خصائصها نقل المقطر الشمسي، وتوزيعه في المناطق النائية، حيث تقلل من الوزن الإجمالي له.

تقنيات تحلية المياه بالطاقة الشمسية تعد حلا ًواعداً لمعالجة ندرة المياه والعمل المناخي (جامعة واترلو)

تقييم الأداء

أثبتت الدراسة أن الألياف الطبيعية تتمتع بقدرة استثنائية على امتصاص المياه تصل إلى 234 في المائة، بالإضافة إلى خصائصها الحرارية المميزة؛ مما يتيح استخدامها بوصفها مواد عازلة أو ممتصة أو موصلة للحرارة في الأنظمة الشمسية. ويسهم ذلك في تحسين عمليات التبخير والتكثيف. وتعمل هذه الألياف على تعزيز نقل الحرارة وتقليل فقد الطاقة؛ مما يؤدي إلى تحسين الكفاءة بنسبة 15 في المائة. كما وجد الباحثون أن هذه الألياف أثبتت قدرتها على زيادة إنتاجية المياه العذبة بشكل ملحوظ، حيث حققت زيادة تصل إلى 123.5 في المائة مع قشور الجوز الأسود، و126.67 في المائة مع مزيج من ألياف النباتات التي تنمو في البرك والمستنقعات وألياف السيزال.

وبالمقارنة مع المقطرات التقليدية، حققت بعض الألياف زيادة ملحوظة في إنتاج المياه العذبة، مثل نشارة الخشب وقش الأرز (62 في المائة)، واللوف الأسود (77.62 في المائة)، وألياف السيزال (102.7 في المائة)، والقماش القطني (53.12 في المائة)، وألياف النخيل (44.50 في المائة)، وألياف الكتان (39.6 في المائة).

وحددت الدراسة أبرز مميزات التوسع في استخدام الألياف الطبيعية في تقنيات تحلية المياه بالطاقة الشمسية، مثل وفرة الموارد الشمسية والمساحات الواسعة لتركيب الأنظمة، بالإضافة لكون الألياف خياراً مستداماً. كما تدعم زيادة استنزاف الموارد المائية العالمية، ونمو السكان، وزيادة الوعي بتغير المناخ الحاجة الملحة لهذه التكنولوجيا.

في المقابل، أشار الباحثون إلى تحديات تواجه هذه التقنيات، منها قلة الاستثمارات في الطاقة المتجددة، والوعي المحدود بفوائد أنظمة التحلية الشمسية، بالإضافة إلى قلة الانتشار والعوائق التجارية مقارنة بالتقنيات التقليدية، والاختلافات في سياسات الطاقة بين الدول، ما يؤثر على إمكانية توسيع نطاق استخدامها.

وأوصى الباحثون بإجراء مزيد من الأبحاث لتحسين تركيبات الألياف الطبيعية، واستكشاف بدائل قابلة للتحلل الحيوي لتقليل الأثر البيئي. وأكدوا أهمية إجراء تقييمات شاملة لتقنيات التحلية الشمسية لتحقيق أقصى تأثير ممكن وتلبية الاحتياجات الزائدة للمياه بشكل مستدام؛ مما يسهم في دعم الأمن المائي، وتعزيز القدرة على التكيف مع التغيرات المناخية.