«نيرفانا كاوست» اختبار فريد لكشف ورصد فيروس «كورونا»

ثبتت صحة التقنية الجديدة بعد التعاون مع مستشفياتٍ في مكة والمدينة وجدة

جهاز صغير محمول يتمكن من تشخيص الحالات، وتعقّب المتحورات، والكشف عن العدوى المصاحبة في وقت واحد.
جهاز صغير محمول يتمكن من تشخيص الحالات، وتعقّب المتحورات، والكشف عن العدوى المصاحبة في وقت واحد.
TT

«نيرفانا كاوست» اختبار فريد لكشف ورصد فيروس «كورونا»

جهاز صغير محمول يتمكن من تشخيص الحالات، وتعقّب المتحورات، والكشف عن العدوى المصاحبة في وقت واحد.
جهاز صغير محمول يتمكن من تشخيص الحالات، وتعقّب المتحورات، والكشف عن العدوى المصاحبة في وقت واحد.

رغم تعدد استراتيجبات اختبار فيروس كورونا، فإن ثَمَّة نوع جديد بإمكانه المساهَمة في تبسيط عملية تحديد ورصد الحالات، وتتبع المتحولات، واكتشاف الفيروسات المصاحبة.
يشهد الوقت الراهن إجراء فحوصات منفصلة وتعقيداً في سير العمل في كل من هذه الإجراءات التشخيصية الثلاثة، كما أن التحاليل عادة ما تُجرَى في مرافق عالية التخصص. وهو ما دفع باحثي جامعة الملك عبد الله للعلوم والتقنية (كاوست) مع زملاء لهم في المملكة العربية السعودية والولايات المتحدة الأميركية وإسبانيا إلى دمج جميع الأنواع الثلاثة من الاختبارات في اختبار واحد يحمل اسم «نيرفانا» من شأنه السماح بتتبع نقاط الرعاية الخاصة بفيروس كورونا والعديد من المتحورات الناشئة من سلالة الفيروسات التاجية (سارس - كوف - 2) (SARS - CoV - 2).
يقول الدكتور مو لي، أستاذ العلوم البيولوجية المساعد والاختصاصي في أحياء الخلايا الجذعية بـ«كاوست»: «يوفر اختبارنا - الكل في واحد - حلاً متكاملاً وواعداً للمسح الميداني السريع القابل للانتشار، ولمراقبة تطور طفرات الفيروسات الوبائية».
أما الاختبار فهو عبارة عن جهاز صغير محمول بحجم حقيبة اليد يتفادى جميع الأساليب البطيئة وباهظة التكلفة، والتي تعتبر الطريقة الشائعة لفحص ورصد فيروس كورونا مثل اختبار تفاعل البوليميراز المتسلسل (PCR). أما الاختبار الجديد فيستفيد من طريقة جينية حديثة تسمى (تضخيم البوليميراز للأحماض النووية) Recombinase Polymerase Amplification - RPA، والجيل المقبل من جهاز التسلسل المتنقل للكشف السريع عن وجود تسلسلات فيروسية والإبلاغ عن النتائج الإيجابية والسلبية لعينات من 96 مريضاً في المرة الواحدة.
وبالتعاون مع الباحثين الآخرين، قام فريق لي بتصميم الاختبار ليضطلع بمهمة فك شفرة (5) خمس شرائح من جينوم (سارس - كوف - 2). وقد وقع الاختيار على كل منها للمساعدة في توجيه تتبع المتحور، إلى جانب تضمين فحوصات لثلاثة فيروسات تنفسية شائعة أخرى، من الممكن أن تسبب أعراضاً مشابهة لفيروس كورونا.
وقد أثمر التعاون مع عدد من الباحثين الإكلينيكيين من مستشفياتٍ في مكة المكرمة والمدينة المنورة وجدة، عن التحقق من صحة هذه التقنية باستخدام مسحات الأنف والحنجرة من الأشخاص المشتبه في إصابتهم بعدوى السارس.
وعلاوة على ذلك، قام الباحثون باختبار عينات من مياه الصرف، تم جمعها من مياه المجاري البلدية في الجامعة لإظهار الكيفية التي بها تتمكن هذه الطريقة من رصد فيروسات (سارس - كوف - 2) والفيروسات الأخرى على مستوى السكان.
ويوضح تشونجوي بي، طالب الدكتوراه في مختبر الدكتور لي «إن بإمكان تقنية نيرفانا NIRVANA التشخيص السريع للعدوى الفيروسية المتعددة بطريقة تتميز بإنتاجية مرتفعة». وأردف قائلاً: «كما يمكنها رصد (سارس - كوف - 2) في نفس الوقت والإبلاغ عن متحوراته».
وبفضل الدعم الذي يقدمه فريق الاستجابة البحثية السريعة (جزء من مبادرة الصحة الذكية بالجامعة)، يواصل دكتور لي وفريقه المعملي تحسين منصة «نيرفانا» لنشرها على نطاق واسع.
أما ما يجعل منه اختباراً محدوداً هو حقيقة أنه لا يمكنه الكشف عن طفرات (سارس - كوف - 2) إلا في مناطق جينومية محددة، ومع استمرار ظهور المتحورات الجديدة التي تبعث على القلق في جميع أنحاء العالم، فقد تحتاج هذه المناطق إلى التحديث؛ لتعكس الطبيعة المتطورة للفيروس.
يقول لي: «وفي نفس الوقت نسعى للتعاون مع المستشفيات؛ لاختبار تقنية نيرفانا NIRVANA في العيادات». 



​الذكاء الاصطناعي في علاج جذور الأسنان

​الذكاء الاصطناعي في علاج جذور الأسنان
TT

​الذكاء الاصطناعي في علاج جذور الأسنان

​الذكاء الاصطناعي في علاج جذور الأسنان

حقق الذكاء الاصطناعي تقدماً كبيراً في اكتشاف وتوقع جوانب مختلفة في علاج جذور الأسنان المسماة من قِبل عامة الجمهور بـ«حشوات العصب» Endodontics.

الذكاء الاصطناعي يرصد جذر الأسنان

في مجال الاكتشاف، تم استخدام الذكاء الاصطناعي لتحديد الآفات والخراجات حول قمة جذور الأسنان، وكسر التاج والجذر، وتحديد طول الجذر، وكشف تشريح الجذور والقنوات. تشمل مهام التنبؤ تقدير الحاجة إلى إعادة العلاج. تُعد الخراجات حول قمة جذور الأسنان، شائعة وتُشكّل تحديات في التشخيص وتخطيط العلاج للأطباء. ويمكن أن يُحسّن التعرف المبكر على هذه الآفات من نتائج العلاج من خلال منع انتشار المرض إلى الأنسجة المحيطة.

إن علاج جذور الأسنان أو حشوات العصب، المعروف أيضاً باسم «علاج العصب»، فرع من فروع طب الأسنان يركز على تشخيص، ومعالجة أمراض لب الأسنان (العصب) والجذور.

يتضمن هذا العلاج إزالة اللب التالف أو المصاب داخل السن (لب السن المحتوي على العصب والشريان والوريد والأوعية اللمفاوية وكثير من الخلايا لكن الكل يسمي اللب بالعصب!)، وتنظيف وتعقيم القنوات الجذرية، ثم حشوها بمواد طبية خاصة لمنع العدوى المستقبلية، وحماية الأسنان من مزيد من التلف.

أهمية علاج جذور الأسنان

- تخفيف الألم: يساعد علاج الجذور في تخفيف الألم الشديد الناتج عن التهابات العصب، إذ قالت العرب: «لا ألم إلا ألم الضرس».

- إنقاذ الأسنان: يمكن أن يمنع العلاج الفقدان الكامل للسن المتضررة، مما يحافظ على الأسنان الطبيعية بدلاً من اللجوء إلى التعويضات الصناعية.

- منع العدوى: العلاج الفوري والعناية الجيدة تمنعان انتشار العدوى إلى الأنسجة المحيطة والعظام، وقد تم تسجيل بعض حالات الوفاة من انتقال الصديد من خراجات الأسنان إلى الدورة الدموية.

وحسب المكتب العربي في منظمة الصحة العالمية فإن هناك أكثر من 130 مليون عربي بالغ يعانون من تسوس أو نخر الأسنان، ونسبة كبيرة منهم ستحتاج إلى حشوات العصب.

الذكاء الاصطناعي يسابق جراحي الأسنان

* رصد الخراجات: أجرى العالم البريطاني أندرياس وزملاؤه دراسة مقارنة ما بين أداء خوارزمية الذكاء الاصطناعي و24 جراح فم ووجه في اكتشاف الخراجات حول قمة جذور الأسنان على الأشعة البانورامية. وخلصت الدراسة إلى أن خوارزميات الذكاء الاصطناعي القائمة على التعلم العميق تفوقت على بعض الجراحين. وبالمثل، أظهرت دراسة أخرى أن نماذج الشبكات العصبية التلافيفية CNN، (وهي من مكونات الذكاء الاصطناعي المستلهمة من العصب البصري لتحديد الأشكال)، أدت أداءً أفضل من ثلاثة أطباء استشاريي أشعة فم ووجه، في اكتشاف الخراجات حول قمة جذور الأسنان أثناء المحاكاة على الأشعة داخل الفم.

وفي دراسة أخرى نشرت في مجلة «طب الأسنان» البريطانية أخيراً، استخدم العالم أورهان وزملاؤه أكثر من 100 أشعة مقطعية للأسنان لاختبار نظام الذكاء الاصطناعي، وذكروا دقة اكتشاف عالية مقارنة باختصاصي الأشعة.

تشخيص كسور الجذور وأطوالها

* تشخيص كسور الجذور الأفقية والعمودية: وهو مهمة تتطلب الخبرة، ويفشل تقريباً 75 في المائة من الأطباء في تحديدها على الأشعة. تم تطوير نماذج من الذكاء الاصطناعي لاكتشاف كسور الجذور تلقائياً على الصور الشعاعية للأسنان ثنائية وثلاثية الأبعاد.

أظهرت دراسة لفوكودا وزملائه أن الذكاء الاصطناعي يمكن أن يكون أداة واعدة لتشخيص الكسور الجذرية العمودية على الأشعة البانورامية. وأظهرت دراسة أخرى للدكتور جوهاري من «هارفارد» وزملائه أداءً ممتازاً باستخدام خوارزمية الذكاء الاصطناعي للكشف عن الكسور الجذرية العمودية بدقة 96.6 في المائة.

* تحديد طول الجذر بدقة: خطوة حاسمة لنجاح علاج قناة الجذر أو حشوات العصب، حيث إن 60 في المائة من فشل علاج حشوات العصب بسبب عدم الحساب الدقيق لطول قناة العصب، ما يؤدي إلى قصر أو زيادة الحشوة، ويؤدي بدوره إلى فشل العلاج، وتفاقم الخراج مع خطورة ذلك.

أظهرت الدراسات أن الشبكات العصبية الاصطناعية (وهي من مكونات الذكاء الاصطناعي) يمكن استخدامها لتحديد طول الجذر بدقة. أبلغ الدكتور ساغيري وزملاؤه في بحث منشور أخيراً في مجلة «طب الأسنان» الأميركية أن الذكاء الاصطناعي يمكن استخدامه أداة إضافية لتحديد موقع خروج العصب من قمة جذر الأسنان، وقد أثبت ذلك عدم وجود فروق في قياسات طول الجذر عند مقارنة الذكاء الاصطناعي مع القياسات الفعلية بعد إجراء القياسات الفعلية.

معدلات نجاح عالية

وهكذا فقد أظهرت خوارزميات الذكاء الاصطناعي القائمة على CNN معدلات نجاح عالية في الكشف التلقائي عن الأسنان وتجزئتها على الأشعة ثنائية وثلاثية الأبعاد.

ويتمتع الذكاء الاصطناعي بمستوى عالٍ، مقارنة بالمراقبين البشريين، ولكن مع أوقات معالجة أسرع بكثير. وبما أن تحديد تشريح الجذور والقنوات هو أمر ضروري لنجاح علاج قناة الجذر، فإن لدى تطبيقات الذكاء الاصطناعي القدرة على المساهمة في هذه المهام.

*رئيس جمعية الذكاء الاصطناعي بطب الأسنان في الشرق الأوسط.

حقائق

130 مليون عربي بالغ يعانون من تسوس أو نخر الأسنان ونسبة كبيرة منهم ستحتاج إلى حشوات العصب