• By Sharon Theimer

دراسة مايو كلينك توصلت إلى أن تقنية مخطط كهربية القلب مع الذكاء الاصطناعي قد يستبعدان الإصابة بفيروس كورونا المستجد (كوفيد-19) بسرعة

30 يونيه 2021

مدينة روتشستر، ولاية مينيسوتا— قد يقدم الذكاء الاصطناعي طريقة لتحديد عدم إصابة الشخص بفيروس فيروس كورونا المستجد (كوفيد-19) بدقة، حيث وجدت دراسة استرجاعية دولية أن الإصابة بفيروس كورونا 2 المسبب لمتلازمة الالتهاب التنفسي الحاد الوخيم (السارز)، وهو الفيروس المسبب لفيروس كورونا المستجد (كوفيد-19)، تُحدِث تغيرات كهربية دقيقة في القلب. ويمكن لتقنية مخطط كهربية القلب المدعومة بالذكاء الاصطناعي اكتشاف هذه التغييرات، ويُحتمل استخدامها كاختبار فحص سريع وموثوق لفيروس كورونا المستجد (كوفيد-19) بهدف استبعاد الإصابة بفيروس كورونا المستجد (كوفيد-19).

وكان مخطط كهربية القلب المعزز بالذكاء الاصطناعي قادرًا على اكتشاف الإصابة بفيروس كورونا المستجد (كوفيد-19) خلال الاختبار بقيمة تنبؤية إيجابية - للأشخاص المصابين - بنسبة 37% وقيمة تنبؤية سلبية - للأشخاص غير المصابين - بنسبة 91%. وعند إضافة أفراد طبيعيين إضافيين للمجموعة الضابطة ليكون انتشار فيروس كورونا المستجد (كوفيد-19) بنسبة 5% - على غرار سكان العالم الحقيقي- قفزت القيمة التنبؤية السلبية إلى 99.2%. لقد نُشرت النتائج في مجلة مايو كلينك بروسيدنجز.

وتمتد فترة حضانة فيروس كورونا المستجد (كوفيد-19) من 10 إلى 14 يومًا، وهي فترة طويلة مقارنة بالفيروسات الشائعة الأخرى. لا تظهر أعراض العَدوى على الكثير من الناس، وقد يعرضون الآخرين للخطر دون قصد. بالإضافة إلى ذلك، فإن الوقت المستغرق والموارد السريرية اللازمة لطرق الاختبار الحالية كثيرة، وربما تمثل إمكانية الوصول مشكلة كذلك.

يقول بول فريدمان، دكتور الطب، رئيس قسم طب القلب والأوعية الدموية في مايو كلينك، في مدينة روتشستر: "إذا أصبح التحقق يتم مستقبليًا باستخدام الأقطاب الكهربية للهواتف الذكية، فإن هذا سيجعل تشخيص الإصابة بفيروس كورونا المستجد أسهل من ذلك حتى، وهذا مما يسلط الضوء على ما يمكن فعله عبر التعاون الدولي". الدكتور فريدمان هو المُؤلف الرئيسي لهذه الدراسة.

إن الوعي بوجود أزمة صحية عالمية هو ما حدا بأصحاب المصلحة في جميع أنحاء العالم إلى تطوير أداة يمكنها تلبية الحاجة إلى استبعاد الإصابة الحادة بفيروس كورونا المستجد (كوفيد-19) بشكل سريع، غير متوغل (بدون جراحة) وميسور التكلفة. أُجرِيَت الدراسة عبر اتحاد تطوعي عالمي يضم أربع قارات و14 دولة، وقد تضمنت بيانات من مجموعات سكانية متنوعة الأعراق.

يقول سوراج كابا، دكتور الطب، أخصائي الفيزيولوجيا الكهربائية للقلب في مايو كلينك: "لقد أظهرت الدروس المستفادة من فريق العمل العالمي هذا ما هو قابل للتحقيق، كما دفعت الحاجة الأعضاء في الصناعة والأوساط الأكاديمية إلى المشاركة في حل الأسئلة المعقدة بشأن كيفية جمع البيانات ونقلها من المراكز المتعددة مع أنظمة مخططات كهربية القلب، والسجلات الصحية الإلكترونية لديهم، وإمكانية الوصول المتعددة إلى بياناتهم". "كما يمكن أن تدعم العلاقات وأطر معالجة البيانات المُحسَّنة عبر هذا التعاون تطوير خوارزميات جديدة في المستقبل والتحقق منها".

لقد اختار الباحثون مرضى كانت بيانات مخطط كهربية القلب لديهم قرب وقت تشخيص فيروس كورونا المستجد (كوفيد-19) لديهم، والذي تم عبر اختبار جيني لتأكيد إصابتهم بفيروس كورونا 2 المسبب لمتلازمة الالتهاب التنفسي الحاد الوخيم (السارز). وتمت مطابقة هذه البيانات مطابقةً ضابطة مع بيانات مخططات كهربية القلب المماثلة لدى المرضى الذين لم يصابوا بفيروس كورونا المستجد (كوفيد-19).

واستخدم الباحثون أكثر من 26,000 مخططٍ لكهربية القلب بهدف تدريب الذكاء الاصطناعي، وحوالي 4,000 آخرين بهدف التحقق من صحة قراءاته. أخيرًا، تم اختبار الذكاء الاصطناعي على 7,870 مخططٍ لكهربية القلب لم يسبق استخدامها. وفي كل هذه المجموعات، كان انتشار فيروس كورونا المستجد (كوفيد-19) حوالي 33%.

ولتصوير عدد سكان العالم الحقيقي بدقة، تمت إضافة أكثر من 50,000 مخططٍ إضافي طبيعي لكهربية القلب؛ للوصول بمعدل انتشار فيروس كورونا المستجد (كوفيد-19) إلى نسبة 5%. وقد أدى هذا إلى رفع القيمة التنبؤية السلبية للذكاء الاصطناعي من 91% إلى 99.2%.

يبيِّنُ زكي عطية، الحاصل على الدكتوراه، ومهندس مايو كلينك في قسم طب القلب والأوعية الدموية، أن الانتشار هو أحد متغيرات عملية حساب القيم التنبؤية الإيجابية والسلبية، أي أنه بانخفاض معدل الانتشار، تزداد القيمة التنبؤية السلبية. الدكتور عطية هو المؤلف الأول للدراسة بالاشتراك مع الدكتور كابا.

يقول الدكتور عطية: "الدقة واحدة من أكبر العقبات في تحديد قيمة أي اختبار لفيروس كورونا المستجد (كوفيد-19). فنحن لا نحتاج فقط إلى معرفة حساسية ونوعية الاختبار، بل أيضًا مدى انتشار المرض. وقد كانت إضافة بيانات مخططات كهربية القلب الضابطة الإضافية أمرًا بالغ الأهمية لإثبات أن الانتشار المتغير للمرض- كما حدث في المناطق ذات معدلات المرض المختلفة كثيرًا عبر المراحل المختلفة للجائحة - من شأنه أن يؤثر على أداء الاختبار".

"تثبت هذه الدراسة وجود مؤشر بيولوجي في مخطط كهربية القلب الذي تم في وقت الإصابة بفيروس كورونا المستجد (كوفيد-19)، إلا أنها شملت العديد من المرضى المصابين بعوارض شديدة للمرض. ورغم أنه مؤشر يبعث على الأمل، فإنه يجب علينا اختبار هذا مستقبلًا لدى الأشخاص عديمي الأعراض باستخدام الأقطاب الكهربائية للهواتف الذكية لأجل التأكد من إمكانية استخدامه عمليًا في مكافحة الجائحة" - كما يشير الدكتور فريدمان. "وتجري الدراسات حاليًا لحل هذا السؤال".

لقد صمم باحثو مايو كلينك هذه الدراسة ووضعوا تصورًا لها، وصار العمل ممكنًا جزئيًا بفضل هبة خيرية من مؤسسة عائلة ليرير الخيرية، ومن خلال الدعم التطوعي من الأطباء المشاركين والمستشفيات حول العالم والذين ساهموا في هذا الجهد لمكافحة جائحة فيروس كورونا المستجد (كوفيد-19). تم التبرع بالدعم الفني من قبل جنرال إلكتريك للرعاية الصحية، وفيليبس، وإبيفاني للرعاية الصحية لنقل بيانات مخططات كهربية القلب.

###

نبذة عن مايو كلينك

مايو كلينك هي مؤسسة غير ربحية تلتزم بالابتكار في الممارسات السريرية والتعليم والبحث وتوفير التعاطف والخبرة لكل مَن يحتاج إلى الاستشفاء والرد على استفساراته. لمعرفة المزيد من أخبار مايو كلينك، تفضَّل بزيارة شبكة مايو كلينك الإخبارية. للحصول على معلومات حول فيروس كورونا المستجد (كوفيد-19)، بما في ذلك أداة تتبع خريطة فيروس كورونا في مايو كلينك، التي لديها توقعات لمدة 14 يومًا حول توجهات فيروس كورونا المستجد (كوفيد-19)، تفضل بزيارة مركز مايو كلينك لموارد فيروس كورونا المستجد (كوفيد-19).

جهة الاتصال الإعلامية:

  • تيري مالوي، مسؤولة العلاقات العامة لدى مايو كلينك، newsbureau@mayo.edu