لتشخيص الأمراض النادرة لدى الأطفال، تساعد جامعة تورنتو الذكاء الاصطناعي الأطباء على تعديل خطط العلاج

بقلم سوبر نيورو


وصف المشهد:بالنسبة لالتهاب المفاصل مجهول السبب عند الأطفال، وهو مرض نادر يحدث فقط عند الأطفال، استخدم الباحثون في جامعة تورنتو التعلم الآلي لتحديد أكثر من نصف الأطفال المستهدفين بدقة، مما يسمح لهم بتلقي خيارات علاج أفضل.


الكلمات المفتاحية:التعلم الآلي والتشخيص الطبي المساعد

التهاب المفاصل هو مرض مزمن شائع. في المتوسط، واحد من كل 5-6 أشخاص سوف يعاني من التهاب المفاصل. عادة، فقط كبار السن والأشخاص في منتصف العمر الذين يتبعون أنماط حياة غير صحية يعانون من التهاب المفاصل.

ولكن هناك نوع نادر من التهاب المفاصل يسمى التهاب المفاصل الشبابي مجهول السبب (JIA) والذي يصيب الأطفال فقط.

التهاب المفاصل الروماتويدي عند الأطفال هو مرض مناعي ذاتي، مما يعني أن الجهاز المناعي يهاجم مكونات الجسم الخاصة به بسبب سوء التقدير. يصاب مرضى التهاب المفاصل الروماتويدي لدى الأطفال عادة بالمرض قبل سن 16 عامًا، مع تركز ذروة الإصابة بين سن 5 و7 سنوات، ومعظمها يحدث عند الأولاد.

عندما يمرض الأطفال، تتورم مفاصل أيديهم وركبهم وتنحني، مما يؤثر بشكل خطير على نموهم وتطورهم، وحتى يتسبب في ارتفاع معدلات الإعاقة والوفيات.

لسوء الحظ، لا يزال سبب التهاب المفاصل الروماتويدي غير واضح، ولم يتم التوصل إلى طريقة علاج فعالة حتى الآن.

لم يتمكن الطب من حل هذه المشكلة بعد، دع علوم الكمبيوتر تحاول ذلك

عندما يتعلق الأمر بمرض التهاب المفاصل، حتى الأطباء ذوي الخبرة لا يستطيعون التنبؤ بمسار المرض وشدته.

في ظل خيارات العلاج التقليدية، يحتاج الأطفال إلى استخدام المضادات الحيوية لفترة طويلة للسيطرة على الالتهاب، ولكن الأدوية لها آثار جانبية كبيرة ويمكن أن تسبب مقاومة للأدوية.

يتناول الأطفال في البداية أدوية مضادة للالتهابات ومسكنة للألم، مثل الإيبوبروفين، ثم يحتاجون إلى استخدام المضادات الحيوية القوية، بما في ذلك الميثوتريكسات (عامل العلاج الكيميائي)، والستيرويدات وغيرها من العوامل البيولوجية لقمع الجهاز المناعي الذي أجرى تشخيصًا خاطئًا. ومع ذلك، فإن الضرر الناجم عن الاستخدام طويل الأمد للمضادات الحيوية يمكن أن يؤدي أيضًا إلى إتلاف الجهاز المناعي والتسبب في المزيد من المضاعفات.

على الرغم من أن التهاب المفاصل الروماتويدي عند الأطفال هو مرض معقد، إلا أن بعض المرضى يتم تشخيصهم بـالتهاب المفاصل الروماتويدي قليل المفصل: مع تقدم الأشخاص في السن، تتحسن أعراضهم تدريجيًا أو حتى تختفي.يشكل هذا النوع حوالي 50% من جميع مرضى التهاب المفاصل الروماتويدي الشبابي، وهم أيضًا المجموعة الأكثر حظًا.

ومع ذلك، حتى الأطباء ذوي الخبرة لا يستطيعون التنبؤ بشكل دقيق بمرحلة وشدة التهاب المفاصل الروماتويدي الشبابي. ولذلك، فإن مشكلة الإفراط في العلاج في هذه العملية أمر لا مفر منه.

لقد أصبح السماح للأطفال المصابين بالتهاب المفاصل القليل المفاصل والذين يظهرون اتجاهًا للتحسن الطبيعي بوقف العلاج الهرموني المفرط في أقرب وقت ممكن مهمة مهمة ولكن صعبة. ومع ذلك، فقد وجد التعلم الآلي مؤخرا اختراقا.

وعد التعلم الآلي

ونظرا لتعقيد المرض، ومدى تأثر العديد من المفاصل، والتغيرات التي تحدث بمرور الوقت، والكمية المحدودة من البيانات المتاحة عن المرضى، فلا بد من إجراء تحليل دقيق باستخدام أساليب متفوقة على النماذج التقليدية.

نجح فريق بحثي من جامعة تورنتو في استخدام التعلم الآلي لتقديم توصيات جيدة للزيارات الطبية، وتم نشر نتائج أبحاثهم في مجلة PLOS Medicine.

في الدراسة، استخدمواتصنيف المصفوفات غير السلبية متعددة الطبقاتتستطيع تقنية التعلم الآلي تعلم معلومات نمط المريض من البيانات وتصنيف وتحديد الأطفال المصابين بالتهاب المفاصل القليل الذين يمكنهم التعافي بشكل طبيعي.

وللقيام بذلك، قاموا بتحليل البيانات السريرية التي تم جمعها من جميع الأطفال بين عامي 2005 و2010، حيث خضع جميع الأطفال لفحوصات بدنية مفصلة، والتي شكلت الأساس للتحليل.

ويتضمن ذلك تسجيل موقع المفاصل المؤلمة في الجسم، والمعروفة أيضًا باسم "المفاصل المتحركة"، والصلة بين المفاصل المتحركة والأعراض.

تتضمن البيانات سبعة أوضاع رئيسية لحركة المفاصل:تم تحليل منطقة الحوض والأصابع والمعصمين وأصابع القدمين والركبتين والكاحلين والأنماط الغامضة للتنبؤ بالتشابه والاختلاف في أنماط النشاط المختلفة هذه.

وأظهرت نتائج أبحاثهم، على سبيل المثال، أن معظم الأطفال مصابون بالنوع القليل المفاصل. علاوة على ذلك، بالمقارنة مع الأطفال الذين يعانون من التهاب المفاصل القليل المفاصل، فإن تطور المرض يكون بالفعل أكثر صعوبة للسيطرة عليه في الأطفال الذين يعانون من التهاب المفاصل المتعدد المفاصل، ويستغرق الأمر وقتًا أطول للدخول في مرحلة الهدوء.

وهذا يتوافق تماما مع ملاحظات المستشفى على مر السنين، ويمكن للنظام التمييز بدقة وفي وقت مبكر بين أنواع مرضى التهاب المفاصل الروماتويدي الشبابي. 

لكن الباحثين يقولون إن هناك حاجة إلى توصيف أفضل لكيفية تأثر المفاصل للتنبؤ بمسار المرض وشدته، ووصف العلاج بشكل أكثر دقة.