ويظل مرض العيون الوعائي، ولا سيما مرض الاضطرابات النفسية، أحد أكثر التحديات الصحية العامة إلحاحا في القرن الحادي والعشرين، إذ يعيش ما يقدر بـ 103 ملايين شخص في جميع أنحاء العالم مصابين بمرض السكري، ويُتوقع أن يرتفع هذا العدد مع ارتفاع معدل الإصابة بالمرض، ويتطور الوضع عندما يلحق ارتفاعاً مزمناً في السكر بسفن الدم الحساسة في فترة الارتداد، مما يؤدي إلى تسرب وتضخم في المراحل الأخيرة.

ومن شأن الاعتراف بالنمط الاصطناعي الذي يحركه المعهد الدولي للإحصاء أن يعيد تشكيل هذا المشهد، حيث إن هذه الأدوات، بتدريس الخوارزميات للكشف عن الشذوذات الدقيقة في الصور الرجعية التي تفلت من أعين الخبراء، تتيح الآن للمستوصفين تقييم النشاط المرضي بالخصوبة غير المسبوقة، والأهم من ذلك، أن هذه الأدوات تتيح تصميم خطط العلاج بحيث تتناسب مع توقيع المرض الفريد لكل مريض، مع الانتقال من الرعاية المشابهة إلى نمط شخصي استباقي.

The Growing Burden of Diabetic Eye Disease

ويؤثر مرض السكري على أكثر من 537 مليون شخص بالغ على الصعيد العالمي، وسيؤدي كل شيء تقريبا إلى ظهور نوع من الاضطرابات على مدى مرضهم، والمرض الرئوي هو السبب الرئيسي للعمى الذي يمكن الوقاية منه بين البالغين في سن العمل في الدول المتقدمة النمو، والضرر الاقتصادي مذهل: إذ تتجاوز التكاليف الطبية المباشرة لمرض العيون السكري في الولايات المتحدة وحدها 500 مليون دولار سنويا، وتزيد التكاليف غير المباشرة عن الإنتاجية.

ويعتمد نهج الرعاية الحالية على الفحوصات الدورية للارتداد مرة في السنة للمرضى الذين يعانون من عدم الاعتلال أو من الارتداد، وعلى متابعة أكثر تواتراً للمصابين بأمراض متوسطة إلى شديدة، غير أن هذه الفترات هي علامات على السكان وليس على المرضى، وقد يكون مرضاً مستقراً بعد أن يُنصح بعدة امتحانات بالعودة في 12 شهراً، بينما يؤدي مريض آخر يتعذّر بسرعة.

ولم تكن الحاجة إلى استراتيجية أكثر ذكاءً وأكثر تحركاً نحو البيانات والرصد أكبر من أي وقت مضى، فالاعتراف بالنمط القائم على مبادرة " آي " يوفر مساراً لسد هذه الفجوة عن طريق توفير تقييم مستمر ومؤتمت للمخاطر يتكيف مع ديناميات الأمراض لدى كل مريض.

Understanding AI —Driven Pattern Recognition: From Data to Diagnosis

فالاعتراف بالنمط القائم على أساس عال في التصوير الإيثيلي يحفز على التعلم العميق، وهو مجموعة فرعية من التعلم الآلات تستخدم شبكات عصبية اصطناعية لتحديد وتصنيف الأنماط المعقدة في البيانات، خلافاً لتقنيات الرؤية الحاسوبية التقليدية التي تتطلب قواعد واضحة لكشف السمات، فإن نماذج التعلم العميق تتعلم مباشرة من الصور الملصقة، وأثناء التدريب، تغذي الشبكة مئات الآلاف من الفحوصات الرجعية، وكل ناتج يُعدل باستمرار التشخيص أو المرضي.

كيف تعلمت نماذج التعلم العميقة

والهيكل المستخدم لتحليل الصور الملتوية هو عادة شبكة جديدة للثورة، وترمي الشبكة إلى استئصال الشعائر البصرية البشرية عن طريق تطبيق مرشحات هرمية تكشف عن الحواف والمنسوجات والشكلات على مستويات متزايدة من الخلاص، وفي حالة وجود أنماط تخلفية في الاضطرابات الارتدادية، فإن الطبقات المبكِّرة للثورة تلتقط مقاييس للدمِّ.

وقد جاء أحد أهم الإنجازات في عام 2018 عندما نشر باحثون من صحة غوغل نتائج تبين أن نظام التعلم العميق يمكن أن يكشف عن الاضطرابات الرئوية القابلة للإحالة التي تزيد على 90 في المائة من الحساسية والضبط الدقيق أو تتجاوز أداء أخصائيي طب العيون الموثقين، ومنذ ذلك الحين، حصلت نظم متعددة على ترخيص تنظيمي في الولايات المتحدة وأوروبا وآسيا، ويجري الآن نشر هذه النظم في مناطق الرعاية الطبية الحقيقية في العالم.

ومن الأمور البالغة الأهمية أن الاعتراف بالنمط يتجاوز التصنيف الثنائي البسيط (مثل " التواجد في أماكن معينة " أو " الغياب المتعطل " ) - وتُسند النماذج المتقدمة درجة حرارة رقمية أو احتمال التقدم إلى مرحلة أكثر تقدما في إطار نافذة زمنية محددة، وهذا الناتج المحسّن هو ما يجعل من الممكن تخطيط العلاج الشخصي.

أنواع رئيسية من المقاييس في التصوير الفطري

وتستخدم عدة نُهج كيميائية في العناية بالعينين المصابة بالسكر:

  • Clasification models] – Assign images to pre-defined categories such as no retinopathy, non-proliferative (mild, moderate, severe), and proliferative retinopathy, or DME presence/absence, these are the workhorses of automated screening.
  • نماذج التجزؤ ] - تحديد الحدود الدقيقة للإصابة (مثلاً، الجراثيم الدقيقة، والرخويات، والهزات) والهياكل الطماطية مثل الفوفيا والقرص البصري، مما يتيح قياس كمية حمل الأضرار ومكانها، مما يمكن أن يتغير بمرور الوقت.
  • النماذج الادبية ] - استخدام تسلسلات الصور الطويلة المدوية والبيانات الوصفية السريرية للتنبؤ بأنشطة الأمراض في المستقبل، مثلاً، يمكن أن يحلل نموذج صور صندوقي ملون لمدة سنتين متتاليتين ويتوقع احتمال أن يطور المريض عملية الدمج بين الجنسين في غضون سنتين.
  • Generative models] – Synthetic image generation used for data increaseation when training sets are small or imbalanced, though they also show promise for simulating how a patient’s retina might look after different hypothetical treatment courses.

ويساهم كل نوع من الخوارزميات في قطعة مختلفة من أحجية العلاج الشخصية، وتُقدّم أعلام التصنيف التي تحتاج إلى علاج فوري؛ وتُخبر الشريحة الطبيبة بالضبط أين توجد الأمراض؛ وتساعد التنبؤات على تحديد مدى صعوبة التدخل؛ وتساعد النماذج السخية في تخطيط العلاج والاتصال بالمرضى.

The Shift from One —Size —Fits —All to Personalised Treatment Plans

وقد أصبح الطب الشخصي حجر الزاوية في علم الأورام وعلم القلب وميادين أخرى، ولكن اعتماده في علم الشيخوخة قد تعثر في التخلف، وتعقد تقدم الأمراض الرجعية، وتباين استجابة المرضى للعلاج، وتكلفة التشخيصات المتقدمة كلها عوامل ساهمت في تباطؤ الاستيعاب، ويعالج الاعتراف بالنمط الذي تحركه الآلات هذه الحواجز عن طريق استخراج بيانات قابلة للتنفيذ من التصوير الروتيني الذي كان يعتبر ضجيجا في السابق.

وهناك خطة علاجية شخصية للمرض الرئوي تعني أن نوع المرض وجرعه وتوقيته يتطابقان مع الحالة الراهنة للمريض ومساره المتوقع، وعلى سبيل المثال، يمكن أن يكون المريض الذي يعاني من خطر الإصابة بالمرض غير المأمون وغير المنقذ، وخطر التقدم المنخفض (كما يحدده نموذج AI) أن يعود إلى مرحلة المتابعة في 18 شهرا بدلا من 12 شهرا، مما يقلل من تكاليف الزيارات الطبية غير الضرورية والرعاية الصحية.

ويجري بالفعل تنفيذ هذا المستوى من التكييف في عدد من المراكز الطبية الأكاديمية والنظم الصحية الكبيرة، وقد اعترفت أكاديمية أمريكا اللاتينية لعلم الأوفثال () بإمكانية زيادة المخاطرة، رغم أنها تلاحظ أن إجراء محاكمات عشوائية محتملة لا تزال لازمة للتحقق من النتائج الطويلة الأجل.

ومن الأبعاد الأخرى للشخصية تركيب الأدوية، حيث يمكن أن يمتد عدد المرضى الذين يُستخدمون في عمليات التحميل الأولي إلى ثلاثة أشهر، بينما يُعتبر أخصائيو العلاج من الإدمان على الإدمان في شكل أشعة مقطعية، ويُحتمل أن يكون عدد المرضى الذين يُستخدمون في العلاج من الأشعة دون الحمراء أكثر تنوعاً، ويحتاجون إلى حقن شهري، بينما يُمكن أن يُقدّموا إلى نتائج فحصية في شكلية.

“AI —driven pattern recognition is not about replace the clinician; it is about increaseding human judgment with data‐driven insights that allow for truly individualised care,” — Dr. Ranya Habash, Associate Professor of Clinical Ophthalmology at Bascom Palmer Eye Institute.

]

تطبيقات عيادة للاعتراف بمرض النبات في العناية بمرض العين

وتتسارع ترجمة الاعتراف بالنمط المستخدم في المختبرات البحثية إلى الممارسة السريرية اليومية، وقد ظهرت عدة حالات استخدام متميزة تدعم بشكل مباشر خطط العلاج الشخصية.

برامج الكشف المبكر والفرز

ويمكن نشر نظم الفحص المرتكزة على المعلومات خارج عيادات العيون التقليدية - في مكاتب الرعاية الأولية، ومراكز الصحة المجتمعية، والشاحنات المتنقلة، وحتى الصيدليات، ويجلس المريض في صورة غير مغناطيسية، وترفع الصورة إلى نظام سحابي - معلومات أساسية يعود نتيجة ذلك في غضون ثوان، وإذا كان عالم الارتداد في علم اللامع قابل للإحالة، فإن المريض يُحدد تلقائياً لإجراء فحص شامل للعيان وإمكانيات.

ونظراً لأن المعهد يُخصص سجلاً كمياً للمخاطر، يمكن إدراج ناتج الفحص مباشرة في سجل صحي إلكتروني، ويستخدم في استهلال قواعد دعم القرار، فعلى سبيل المثال، قد يتلقى مريض معتدل المخاطر رسالة تذكيرية آلية لتحديد موعد المتابعة في ستة أشهر، في حين يمكن لمريض شديد الخطورة الاتصال بمنسق الرعاية في غضون 48 ساعة.

The American Diabetes Association now recommends that AI systems meeting specific performance thresholds can be used as a primary screening tool in populations with limited access. several largescale implementations, such as the NHS Diabetic Eye Screening Programme in the UK and the Aravind Eye Hospital network in India, have deployed AI to process millions of images annually.

رصد التقدم المحرز

فالرصد الطويل الأجل هو المكان الذي يشرق فيه الاعتراف بالنمط القياسي للآفات حقاً، فبدلاً من مقارنة اثنين من الطلقات في زيارة عيادة واحدة، تتابع منظمة العفو الدولية باستمرار التغيرات عبر طرائق التصوير المتعددة بمرور الوقت، ويمكن أن يكشف التحليل المؤقت عن معدل الدوران الميكرونيزي - الذي قد يختفي فيه الميكرويزم الجديد، والعمرات القديمة - التي تبين أنها تمثل اتجاهاً حيوياً قوياً نحو التصعيد.

وبالمثل، يمكن للمبادرة أن تحدد كميا خرائط السميكة الرجعية وأن تكشف عن زيادات طفيفة في سمك الحقول الفرعية المركزية التي تسبق ظهور نظم إيكولوجية مائية، وهذه الإنذارات المبكرة تتيح لأخصائيي أمراض العيون بدء العلاج قبل حدوث فقدان البصر، مع الحفاظ على النواحي التي ستفقد لولا ذلك، وهذا النهج الاستباقي يمثل تحولا أساسيا من " الصدمة عندما ترى السوائل " إلى " يحدث عندما يتن " .

قرارات العلاج التوجيهية وتقييم الردود

وبمجرد أن يكون المريض في حالة العلاج، يساعد الاعتراف بالنمط على تحديد مرحلة الصيانة، وبالنسبة للمرضى الذين يتلقون حقن مضادة للفيجيولوجيا، يمكن للمستوصف أن يستخدم أجهزة التطبيب الذاتي ذات الصلصة العالية لتحديد ما إذا كان بالإمكان توسيع أو اختصار الفترة الفاصلة بين الحقن، وقد أظهرت الدراسات أن المرضى الذين يُدارون بواسطة خوارزميات مجهزة بألوان متطورة يحققون نتائج مرئية مقارنة مع تلك التي تُعطى في الوقت نفسه.

كما تدعم منظمة العفو الدولية خيارات العلاج للمرضى الذين لا يستجيبون على نحو كاف للعلاج من خط البداية، ومن خلال مقارنة أنماط التصوير التي يتبعها المريض بقاعدة بيانات كبيرة عن نتائج العلاج السابق، يمكن للخوارزمية أن تقترح أدوية بديلة (مثل التحول من الزهري إلى نهج النسيج أو التذكير) أو النهج المركبة، وهذا مفيد بصفة خاصة في معالجة الداء السكري، حيث تظهر نسبة الإصابة الأولية من مرضى الأعراض العضائية غير كاملة.

ويستخدم الآن استخداماً انتقائياً أكثر من حيث التصويب الضوئي للزر، بمجرد أن يستخدم حجر الزاوية في معالجة السحب من السحب، وتساعد الإرشادات المقدمة من منظمة العفو الدولية على تحديد النمط الأمثل للحرق بالليزر وكثافة وموقعه، وتخفف الضرر الذي يلحق بالأنسجة الرجعية الصحية بينما تزيد الأثر العلاجي إلى أقصى حد، ويمكن الآن توجيه التصويب الضوئي الذي يغطي تاريخياً مناطق الارتفاع الكبرى، التي تحدد " خرائط المخاطر " .

التحديات والنظر في التنفيذ الحقيقي على الصعيد العالمي

وعلى الرغم من المزايا الجبارة، فإن إدماج الاعتراف بالنمط الذي يحركه المعهد في الرعاية النهارية للسكري ليس بدون عقبات، ومن المسائل الرئيسية ما يتعلق بتمثيل بيانات التدريب، وقد تم تدريب العديد من الخوارزميات على صور السكان في أوروبا أو في شرق آسيا، مما قد لا يعمم بشكل جيد على الأعراق الأخرى التي تنطوي على أنواع مختلفة من الخنازير أو الأمراض، وعلى سبيل المثال، أظهرت الدراسات أن نظم الرعاية الصحية في هذا المجال تؤدي قدرا أقل دقة.

أما الموافقات التنظيمية، التي تتزايد، فلا تزال متخلفة عن سرعة الابتكار التكنولوجي، إذ أن مسارات واضحة للخرافيزميات التعليمية المستمرة التي تستكمل بيانات جديدة غير محددة في معظم الولايات القضائية، ويمكن أن يؤدي نموذج يحسن بمرور الوقت إلى تغيير مركز " الارتفاع " الذي يخلق عدم يقين بشأن متطلبات إعادة التوزيع.

كما تتطلب خصوصية البيانات وأمن الفضاء الإلكتروني اهتماماً، فالصور المرجعية هي بيانات قياسية أحيائية؛ ويمكن أن يؤدي سوء استخدامها إلى تحديد هوية المرضى أو التمييز، والامتثال لأنظمة مثل برنامج العمل الإنساني الدولي (الولايات المتحدة) والناتج المحلي الإجمالي (أوروبا)، إلزامي، ولكن الطبيعة اللامركزية لفحص المعلومات المسبقة عن علم السحابية تُحدث أسطح هجومية إضافية.

وأخيراً، فإن القبول الطبي ليس تلقائياً، إذ يجب تدريب أخصائيي المقاييس وعلماء المقاييس على تفسير نواتج مبادرة AI، وفهم مستويات الثقة، ومعرفة متى تلغي التوصية، وطبيعة " الصندوق الأسود " للتعلم العميق، حيث لا يكون التعليل وراء التنبؤ شفافاً - يمكن أن يضعف الثقة، أما الأساليب المعروفة للتنقيب عن المعلومات (XAI) التي تسلط الضوء على مناطق الصورة التي قادت بها عملية وضع المعايير، فإنها لم تُعد بعد.

الاتجاهات المستقبلية: التحليلات الافتراضية والرعاية المتكاملة

وفي المستقبل، فإن زواج نظام المعلومات المسبقة عن علم بتدفقات البيانات الأخرى سيفتح حتى شخصية أعمق، إذ إن إدماج المعالم الحيوية النظامية - مثل اتجاهات HbA1c، وتقلب ضغط الدم، وخصائص الدهون، وسجلات المخاطر الوراثية - مع بيانات التصوير الرجعي - سيخلق نماذج متعددة الأبعاد للمرضى، ويمكن لهذه النماذج أن تنبأ بالتقدم الرئوي فحسب، بل أيضاً بمخاطر الإصابة بالمرض الرئوي.

وتصبح كاميرات الارتداد المرهقة والمنقولة أكثر تكلفة، وتفتح الباب أمام الرصد المرتكز على المنزل، وتتصور أن مريضاً مصاباً بجهاز معالجة معتدل يُستخدم في أشعة ذاتية أسبوعية بواسطة آلة تصوير ذاتية ذاتية ذاتية، وتحلل منظمة العفو الدولية الصورة وترسل تقريراً إلى فريق الرعاية، وإذا كشفت الأشعة المتحركة تغيراً كبيراً، يتلقى المريض فحصاً مستمراً لتحديد اللحظات.

وثمة حدود واعدة أخرى تتمثل في استخدام أجهزة الاستعلام المسخة لتحفيز نتائج العلاج، إذ يمكن للمستوصف أن يُدخل مسح خط الأساس للمريض ويسأل " ما الذي ستبدو عليه هذه ال retina بعد ثلاثة حقن شهرية لمكافحة التدفق؟ " وسوف تُحدث هذه الفحوصات متابعة توليفية تبين الحل المتوقع للسائل، مما يمكن أن يساعد المرضى على فهم الفوائد المتوقعة ويلتزموا على نحو أوثق بخطط العلاجية.

وقد حددت منظمة الصحة العالمية () منظمة الصحة العالمية (AI) بوصفها تكنولوجيا تمكينية رئيسية لتحقيق التغطية الصحية الشاملة للعين، وبما أن الخوارزميات تصبح أكثر قوة وأرخص لنشرها، وأسهل الاندماج مع المؤسسات القائمة لحقوق الإنسان، فإن رؤية إدارة التخلف عن الاضطرابات التي تعاني من مرض السكر تصبح حقيقة روتينية لا في المراكز الأكاديمية النخبة فحسب، بل في عيادات الرعاية الصحية الأساسية وفي المجتمع المحلي.

وفي الختام، فإن الاعتراف بالنمط الذي يحركه المعهد ليس مجرد تحسين تدريجي في الرعاية النفسية، بل يمثل إعادة نظر أساسية في كيفية تشخيص المرض ورصده وعلاجه الذي يعمي الملايين سنوياً، ومن خلال الانتقال من فترات السكان إلى استراتيجيات محددة المخاطر، يمكن للمستوصفين الحفاظ على البصر بمزيد من الفعالية، والحد من عبء العلاجات غير الضرورية، وتركيز الموارد حيثما يكون لهم أكبر أثر في التدريب.