النهوض بتأهيلات البراءات من أجل تحسين نوعية الإصابة بالمرض

تحدي نوعية الصورة النسبية في الرعاية من مرض السكري

ويظل سوء التعاطف مع السكان بسبب الاضطرابات النفسية التي يمكن الوقاية منها بين البالغين العاملين في جميع أنحاء العالم، كما أن حجر الزاوية في الفحص والإدارة الفعالين هو تصوير متصلب عالي الجودة، ومع ذلك فإن استخلاص هذه الصور يكتنفها باستمرار صعوبات، كما أن حركة المرضى، وسوء تشخيص الداء، والثروات العائمة، والضوء تحت سطح الأرض، يؤدي إلى ظهور نماذج غير واضحة وخفيضة ومتغيرة.

تطور الاعتراف بالأدوات الآلية لنوعية التصوير

وقد استندت الجهود المبكرة لتقييم نوعية الصور الملتقطة آليا إلى سمات مصممة يدويا: كثافة الحواف، وإحصاءات الأشعة، ومقاييس التماثل القائمة على أربعة مستويات، بينما كانت هذه النماذج تتسم بالكفاءة في الحساب، كانت متعثرة، عندما قدمت بمضارب غير نمطية أو تردي طفيف، وقد وصلت هذه الوصلات إلى تعلم عميق.

من القاعدة إلى التقييم المتعلم

فالنظم التقليدية القائمة على القواعد تُحسب قياسات مثل الفرق اللابليزي للكشف عن الأنابيب غير واضحة أو الاختناق في الصور الفوقية التي يمكن أن تُستخدم في التناقض، وعلى الرغم من أن هذه الصور التشخيصية البسيطة يمكن أن تكون بسيطة التنفيذ، فإنها تفتقر إلى القدرة على معالجة التباين الواسع في علم الأمراض وأجهزة التصوير المتطورة، وعلى النقيض من ذلك، يمكن أن تكتشف تلقائياً السمات المثلى لكل مهمة.

التقنيات الرئيسية في تحسين نوعية الصور

فالاعتراف بالبراءات يزيد من مجرد تصنيف نوعية الصور، ويعززها بنشاط، وتجمع النظم الحديثة بين الكشف والتصحيح، وتطبيق مجموعة من الخوارزميات لإنتاج صورة مقبولة تشخيصياً من عملية صيد دون الأوقيانوغرافية، ونورد أدناه تفاصيل أكثر التقنيات فعالية.

الحد من الضلوع وكشفه

وكثيرا ما تعاني الصور المتشابكة من ضوضاء الطلقات، والضوضاء الصاروخية، والضوضاء المنظمة من جهاز الاستشعار عن طريق الكاميرا، والفرز الكلاسيكي (مثلا، والجازيان، والثنائي) يمزج من الأوعية الغرامية، ويجمع بين أجهزة الاستبانة المغلقة، والمتدربة على زوجات من الصور المزعجة والنظيفة، والتعلم لقمع الضجيج مع الحفاظ على هياكل حرجة مثل المصغرى المحتوية على المغناطيسية.

تعزيز المعادلة

إن عدم كفاية التضليل هو أحد أكثر المسائل شيوعا في مجال التصوير بالارتفاع الرئوي، ويمكن أن يؤدي تحقيق التكافؤ في الأشعة العالمية إلى زيادة الضوضاء الأساسية في مجال الترهيب، ويطبق نظام تحقيق التكافؤ في الصور المتحركة على المستوى المحلي، ويحافظ على المظهر الطبيعي، ويحسن إلى حد كبير من ظهور البارامترات الفرعية وعلامات الارتداد اليدوي.

إعادة ترتيب الصور المرتدة

وهناك برامج عديدة للفرز، لا سيما في مجال التطبيب عن بعد، تعمل على صور منخفضة الاستبانة بسبب القيود المفروضة على نطاق الترددات أو الكاميرات القديمة، وتعيد نماذج التحليل العالي إعادة بناء تفاصيل عالية الاستبانة من مدخلات منخفضة الاستبانة أو من أطر متعددة، وقد أظهرت شبكات النزعة الجامدة وعدا خاصا: ينتج المولد صورة عالية الاستبانة، ويحاول المفرقع عن الصورة البصرية أن يُخبرها عن وجود منظور عال.

الكشف عن المواد الأثرية وإعادة استخدامها

وتشمل القطع الأثرية المشتركة ظلاً من الوشاح، وقطع العينين، وعلامات الغبار على العدسة، والمخلفات المركزية، والطرق التقليدية لقطع هذه المناطق، وترك آثاراً واضحة، ويمكن لأجهزة الكشف عن النسيج التي تستخدم النسيج الصناعي والتي تستخدم صوراً ذات جودة صناعية، أن تُضفي طابعاً محلياً على القطع الأثرية ذات المستوى الأعلى، وبعد تحديدها، يمكن للشبكة أن تُستُطُد المنطقة باستخدام معلومات عن النسيجات ذات النوعية النسيجية من الأنسجة.

نماذج التعلم العميق لتقييم الجودة الآلي

وفيما عدا التعزيز، أصبح الاعتراف بالنمط الآلي الآن جزءا لا يتجزأ من خطوط تقييم الجودة التي تقرر ما إذا كانت الصورة قابلة للتحلل، وقد ظهرت ثلاثة نُهج نموذجية رئيسية.

نماذج التصنيف

ويعالج النهج الأبسط والأكثر انتشاراً الجودة باعتبارها مشكلة تصنيف ثنائية (مدرجة/غير قابلة للتدرج) أو مشكلة تصنيف (جيدة/مريحة/فقيرة) وتُعدّل هذه البرمجيات على مجموعات بيانات كبيرة مشروحة من أخصائيين في مجال الارتداد، وهذه النماذج خفيفة وسريعة، وكثيراً ما تكون مدمجة مباشرة في برنامج " أجهزة تكييف المعلومات ذات الجودة " .

نماذج التراجع

وينتج نماذج التراجع عن النتائج ذات الجودة المستمرة (مثلاً من صفر إلى 1)، مما يوفر أفضل من الصفوف المتباينة، وهذا مفيد لتصنيف الصور في دفعة أو لترجيح مساهمة الصور المتعددة في التشخيص النهائي، وتستخدم النهج التراجعية عادةً خطأ مطلق ويمكن أن تُدرج الاهتمام للتركيز على أكثر المناطق أهمية من حيث التشخيص، كما أن نماذج التحلل الافتراضي والاختلال البصري تظهر.

النهج القائمة على أساس الفصل

وتحدد استراتيجية أخرى مجال الصورة الذي يمكن استخدامه، كما أن نموذجاً للتجزئة (مثلاً شبكة يو إنت، ديب لاب) يحدد المناطق التي تكون غير مكتملة وخالية من القطع الأثرية، ثم يُعرَّف مؤشر الجودة بأنه نسبة من البقايا الظاهرة والمرئية جيداً، وهذا النهج مفيد بصفة خاصة عندما يكون جزء كبير من الصورة مكتملاً من المنطقة دون الإقليمية التي لا تزال فيها مرئية.

دمجها في تدفقات العمل السريري

ويتوقف الأثر العملي للاعتراف بالنمط الآلي على الاندماج السلس في العمليات الطبية وعمليات الفحص الحالية، وقد ظهرت ثلاث نقاط رئيسية للتكامل.

التغذية الرجعية الحقيقية خلال عملية التقاط

ويضم الآن العديد من كاميرات الصناديق الحديثة، بما في ذلك الأجهزة المحمولة المستخدمة في الرعاية الأولية، جهازاً آلياً متطوراً يقيِّم جودة الصورة على الفور، وإذا كانت الصورة غير واضحة أو غير مركزة، فإن النظام يدفع المشغل إلى استرجاعها قبل مغادرة المريض الغرفة، مما يقلل من الحاجة إلى إعادة الاتصال وتحسين السحب، وقد تبين أن معدل التسليم اللاحق من البلازما والعلامات الرجعية قد انخفض.

معايير الرفض الآلية في برامج الفحص

:: برامج فحص السحب الرئوي على نطاق واسع (مثل برنامج فحص العين التشخيصي في المملكة المتحدة) تُعالج ملايين الصور سنوياً، ويمكن لتقييم الجودة الآلية أن يُعد صوراً قبل الفرز، ويرفض تلك التي لا تستوفي المعايير المحددة مسبقاً، ولا يُحوّل سوى صور مقبولة لدرجات بشرية أو أيِّ جهاز آلي للتشخيص.

التكامل مع نظام تقييم الأداء وتقييم التنفيذ والموارد البشرية

إن التكامل غير المستقر مع نظم المحفوظات والاتصالات الصورية وسجلات الصحة الإلكترونية أمر أساسي من أجل الاعتماد الواسع النطاق، ويمكن أن تُسمى الخوارزميات الآلية لتعزيز الجودة بوصفها خدمات تقرير مهيأة من نظام المعلومات الأساسية، وعندما تُرفع صورة الصندوق، فإن خط الأنابيب المعززة يُجرى تلقائيا، وتُخزن النسخ الأصلية المعززة معا.

دراسات حالة وتطبيقات عالمية حقيقية

ويوضح عدد من عمليات النشر الواسعة النطاق الإمكانات التحويلية للاعتراف بالنمط الآلي من أجل جودة الصور الملتقطة باللوح.

وفي شبكة للتطبيب عن بعد تغطي المناطق الريفية في الهند، تم نشر تقييم عميق للجودة القائمة على التعلم في كاميرات صندوق منخفض التكلفة يديرها فنيون غير من ذوي الأخلاق، وفي السنة الأولى، قلل النظام من معدلات الصور غير القابلة للتحصيل من 22 في المائة إلى 8 في المائة، وقللت نسبة التقاط المعلومات الاستخبارية في الوقت الحقيقي من أجل تحسين التركيز والتنويم، وزادت نسبة التغطية التلقائية لفحص الخوارزم بنسبة 35 في المائة.

وثمة مثال آخر من عيادة أوروبية للسكري حيث تم إدماج التعزيزات المأخوذة من المقارنات والمواقف في مركز قراءة العيادة، وأفاد تلاميذ الصف الإنساني بأن الصور المحسنة قللت من وقت القراءة بنسبة 20 في المائة وزادت من الاتفاق بين الرتب بشأن حالات الخط الحدودي، كما أن النظام يُعَلِّم صوراً ذات نوعية متبقية، مما يتيح إجراء استعراض مركز بدلاً من التدرج الأعمى لكل صورة.

وقد دلت أوجه التعاون في مجال البحوث أيضا على جدوى تقييم الجودة الموحد، وفي دراسة متعددة المراكز، تم تدريب نماذج على مختلف المؤسسات دون تقاسم الصور الخام، والحفاظ على خصوصية المرضى، وقد حقق النموذج الموحد أداء على قدم المساواة مع النماذج التي تم تدريبها مركزيا، مما فتح الباب أمام تحسين التعاون على نطاق واسع في تقييم الجودة دون أن تترك البيانات مواقع سريرية.

الاتجاهات المستقبلية

ويواصل الميدان التقدم بسرعة، وعد العديد من الاتجاهات المستقبلية بزيادة تعزيز الاعتراف بالنمط الآلي من أجل جودة الصور الرجعية الدوائية.

التعليم الموحد لتحسين الحفاظ على الخصوصية

وكما لوحظ، فإن التعليم الموحد يتيح التدريب على النماذج عبر مصادر البيانات اللامركزية، ويعني ذلك بالنسبة لتقييم جودة الصور، أن الخوارزميات يمكن تنقيحها على مختلف أجهزة التصوير وسكان المرضى دون إضفاء الطابع المركزي على البيانات الصحية الحساسة، وتشير النتائج المبكرة إلى أن النماذج الموحدة يمكن أن تضاهي أداء النماذج المدربة على البيانات المجمعة أو أن تتجاوزه، وأنها تتكيف بطبيعة الحال مع السكان المحليين والأجهزة المحلية، وتزيد المناظر التنظيمية من تفضيل هذه النُهج التي تستخدم في مجال مراقبة الخصوصية.

نماذج متجانسة لتعزيز

فالشبكات النزعية الخلقية النزيهة والنماذج النثرية تطبق على المهام التي تتجاوز الحل المفرط، مثلا، يمكن للشبكة العالمية المشروطة أن تستعيد رقائق الارتداد المفقودة بسبب التمزق الضار أو الترهيب الحاد، وقد تكون نماذج التفشي قدرة على توليد نسيج واقعي مع إزالة المفاعلات الأثرية المعقدة، حيث أن هذه الأساليب السخية قد تصبح عناصر نموذجية من حيث الجودة.

منظمة العفو الدولية الموضحة للثقة السريرية

ولا يزال عدم إمكانية التفسير يشكل عائقا أمام اعتماد تقييم الجودة الذي يرتكز على أساس عال، ويقوم الباحثون بوضع خرائط الاهتمامات وتفسيرات المفاهيمية التي تبين بالتحديد المنطقة أو السمة التي أدت إلى رفض نوعية، وعلى سبيل المثال، فإن خريطة حرارية على قرص بصري غير واضح أو ماكولا مغطى بالقطع الأثرية تقدم تعليقات غير ملائمة للمشغل، وقد تحتاج الهيئات التنظيمية في المستقبل إلى تفسيرات بشأن أدوات الاستيعاب الطبية التي تمنع حدوثها.

الدمج المتعدد الوسائط

ويمكن أن يؤدي الجمع بين صور الصندوق وطرائق التصوير الأخرى (مثلاً، رسم الخرائط الضوئية للاتساق، وتوقيت الأرض) إلى تحسين تقييم الجودة، وعلى سبيل المثال، إذا كانت صورة الصندوق ضعيفة النوعية، ولكن اللجنة الأوروبية لمنع التعذيب تبين تفاصيل هيكلية واضحة، فإن النظام قد يظل يقبل صورة الصندوق من أجل التدرج، مع ملاحظة عدم اليقين.() ويمكن أيضاً للاعتراف بالنمط المتعدد الوسائط أن يتيح تعزيز الاتجاهات في مجال الجودة عن طريق رفع مستوى الملام الهيكلي من أجل تصحيحه.

خاتمة

وقد انتقل الاعتراف بالنمط الآلي من فضول بحثي إلى أداة سريرية منتشرة تحسن بشكل مجدي نوعية الصور التشخيصية الارتدادية، حيث إن الجمع بين التقييم الحقيقي والتقنيات التحسيسية التكييفية، والتصحيح المتناقض، والاستبانة المفرطة، ونظم الإزالة الاختيارية، يتصدى للاختناقات الطويلة الأمد التي تنطوي على جودة التصوير في فحص الرشقات، وتتجاوز الفوائد الصورة الأكثر إنصافاً.

For further reading, consult the World Health Organization’s diabetes program], the National Eye Institute’s diabetic retinopathy page, and recent ]preprints on retinal image quality assessment.