الذكاء الاصطناعي يرسم صوراً ثلاثية الأبعاد لرصد التشوهات الجنينية مبكراً

دقة مذهلة لقياس وضعية الجنين

أداة ذكاء اصطناعي باسم «Fetal SMPL» قادرة على إنشاء نماذج ثلاثية الأبعاد دقيقة لشكل ووضعية الجنين (MIT)

أحدث التصوير الطبي ثورة في رعاية الحوامل، لكن هناك فجوات مهمة ما زالت قائمة. فبينما تُستخدم الأشعة فوق الصوتية على نطاق واسع لمتابعة صحة الجنين، وتوفّر تقنية التصوير بالرنين المغناطيسي صوراً ثلاثية الأبعاد، يظل تفسير هذه الصور تحدياً. فالعين البشرية غير مهيأة بطبيعتها للتعامل مع بيانات ثلاثية الأبعاد، كما أن وضعية الجنين وحركته تعقّدان التشخيص. هنا يأتي دور أداة جديدة طوّرها باحثون من معهد «ماساتشوستس للتكنولوجيا» (MIT) بالتعاون مع مستشفى بوسطن للأطفال وكلية الطب في جامعة هارفارد، تُعرف باسم «Fetal SMPL»؛ إذ تتيح نماذج ثلاثية الأبعاد أكثر تفصيلاً لشكل الجنين ووضعه، ما يساعد الأطباء على رصد التشوّهات بدقة أكبر وفي وقت أبكر.

نماذج ديناميكية ثلاثية الأبعاد

عادةً ما تخضع الحامل لتصوير بالأشعة فوق الصوتية؛ ما يوفر معلومات مهمة مثل حجم الجنين وجنسه وبعض العيوب الظاهرة كشق الشفاه أو مشكلات القلب. وللحصول على تفاصيل أدقّ، يلجأ الأطباء إلى التصوير بالرنين المغناطيسي الذي ينتج صوراً حجمية، أي شرائح ثلاثية الأبعاد. لكن حتى هذه التقنية تواجه قيوداً. فالجنين يتحرك وأطرافه قد تتخذ أوضاعاً معقدة، مما يجعل تحديد الوضعية أو حجم الأعضاء بدقة أمراً صعباً.

هنا يظهر ابتكار «Fetal SMPL» المستوحى من نموذج حاسوبي يُعرف باسم «SMPL» كان يُستخدم لتمثيل شكل وحركة جسم الإنسان البالغ في الرسوم الحاسوبية. قام فريق «MIT» بتكييفه ليتعامل مع صور الرنين المغناطيسي الخاصة بالأجنة، بحيث يلتقط بدقة الاختلافات في الشكل والحجم ووضعية الجنين داخل الرحم.

التقنية مكّنت الأطباء من قياس محيط الرأس والبطن وعناصر أخرى ومقارنتها بالمعايير الطبيعية لكل مرحلة من الحمل

بناء النموذج واختباره

اعتمد الباحثون على نحو 20 ألف صورة رنين مغناطيسي حجمية لأجنة في مراحل مختلفة من الحمل. ومن خلال هذه البيانات، تعلّم النموذج كيف يبدو الجنين عادةً، أي كيفية تحرك أطرافه، وانحناء جسمه، وما العلاقة بين هيكله الداخلي وخطوطه الخارجية. يحتوي النظام على ما يُعرف بـ«الشجرة الحركية» تتكون من 23 مفصلاً، ما يمكّنه من تقدير وضعية الهيكل العظمي والجلد بدقة.

ولمقارنة فاعليته، جرى اختباره أمام نموذج آخر مخصص للأطفال حديثي الولادة (SMIL) بعد تقليص حجمه بنسبة 75 في المائة ليتناسب مع حجم الأجنة. وبيّنت النتائج المستخلصة من صور تتراوح أعمار الأجنة فيها بين 24 و37 أسبوعاً، أن «Fetal SMPL» حقق دقة أعلى؛ إذ بلغ متوسط الخطأ في محاذاة النموذج نحو 3.1 ملليمتر فقط، أي أقل من حجم حبة أرز صغيرة. كما أظهر سرعة ملحوظة؛ إذ احتاج إلى ثلاث محاولات تقريباً للوصول إلى محاذاة دقيقة، دون دورات طويلة من التقدير والتعديل.

التطبيقات الطبية

يمكن لهذه التقنية أن تُحدث فرقاً كبيراً في غرف التشخيص. فهي تمكّن الأطباء من قياس محيط الرأس والبطن ومؤشرات أخرى بدقة، ومقارنتها بالمعايير الطبيعية لكل مرحلة من الحمل، ما يساعد على اكتشاف تأخر النمو أو التشوهات العظمية مبكراً. كما أنها تسهّل تفسير صور الرنين المغناطيسي من خلال تقديم نموذج متكامل لشكل ووضعية الجنين بدلاً من الاعتماد على شرائح ثنائية الأبعاد.

ومع ذلك، يقرّ الباحثون بوجود حدود راهنة، حيث إن النموذج يركّز على الشكل الخارجي ووضعية الجسم، ولا يحاكي الأعضاء الداخلية كالقلب أو الرئتين. وللوصول إلى فهم أعمق لصحة الأعضاء، سيحتاج العمل المستقبلي إلى دمج بيانات تشريحية داخلية. كذلك، لا بد من اختبار الأداة على نطاق أوسع يشمل تنوعاً أكبر في أعمار الحمل والحالات المرضية المختلفة لضمان موثوقيتها في جميع السياقات.

تساعد التقنية الأطباء على كشف التشوهات الجنينية ومراقبة النمو بدقة أكبر مقارنة بالتصوير التقليدي بالأشعة فوق الصوتية أو الرنين المغناطيسي (أ.ف.ب)

أهمية الابتكار

تتجاوز قيمة «Fetal SMPL» مجرد تحسين القياسات، بل إنه يمثل نقلة نوعية في طريقة استثمار بيانات التصوير الطبي. هو يجمع بين التعلم الآلي ومعرفة تشريحية مسبقة ليولّد مخرجات يمكن للأطباء تفسيرها بسهولة أكبر. وهذا يقلل من الغموض في التشخيص، ويسرّع سير العمل الطبي، ويساعد على مقارنة نمو الجنين بالمعايير القياسية بشكل أوضح. كما يفتح الباب أمام أبحاث متقدمة، مثل دراسة العلاقة بين حركة الجنين وتطور دماغه أو توقّع مشكلات صحية مستقبلية.

ورغم أن تمثيل الأعضاء الداخلية لا يزال قيد التطوير، فإن الأداة تقدّم بالفعل تحسينات مهمة على الطرق الحالية. ومع التوسع في الاختبارات وتحسين النماذج، قد يصبح هذا الابتكار عنصراً أساسياً في طب الأمومة والجنين، مانحاً الأطباء رؤية أوضح وسبيلاً أفضل لحماية الحياة قبل الولادة.