تطبيق التعلم العميق على التغييرات الافتراضية في الاضطرابات الفيزيائية

Global Burden and Clinical Need for Automated Monitoring

ويُعدّ مرض الاضطرابات الرئوية السبب الرئيسي في فقدان الرؤية والعمى الذي يمكن الوقاية منه بين البالغين في سن العمل في جميع أنحاء العالم، ونظراً لأن انتشار مرض السكر على الصعيد العالمي لا يزال مرتفعاً، فمن المتوقع أن يتجاوز عدد الأشخاص المعرضين لخطر الإصابة بفيروس نقص المناعة البشرية 210 ملايين بحلول عام 2045، ويعتمد المستوى الحالي للرعاية على الفحص اليدوي لصور صناديق إعادة التأشير من جانب أخصائيين أو مراكز قراءة مدربين.

Pathophysiology and Clinical Grading of Diabetic Retinopathy

المضاعفات الدقيقة للهيبرغليكيميا

ويتسبب الاضطرابات المزمنة في حدوث سلسلة من التغيرات الفيزيائية والكيميائية الحيوية التي تلحق الضرر بالخصائص المصغرة، كما أن تعطل الرئويين في حالة الإصابة بالمرض الشديد، وفقدان الاضطرابات الناجمة عن الإصابة بالمرض، يميز في مراحله الأولى، بفقدان الرئوي غير المغذي.

The International Clinical Diabetic Retinopathy Severity Scale

ولمواءمة قرارات التشخيص والعلاج، يستخدم الأطباء السريريون النطاق الدولي للاضطرابات النفسية، وهذا الجدول يوفر إطارا لتصنيف التقدم في الأمراض من عدم وجود تعاطف واضح مع الناتج القومي الإجمالي الحاد والمعدلات الأولية.

بنية التعلم العميق لتحليل الصور العضلية

Convolutional Neural Networks

وتأتي شبكة النيوزيائية التي تُعد خلفية تحليل الصور الطبية الحديثة في الشبكة العصبية التي تُعدّ في شكل تسلسل هرمي تلقائي للبيانات البصرية، وتكشف الطبقات المبكرة عن سمات بسيطة مثل الحواف والألوان، بينما تجمع الطبقات الأعمق هذه في أنماط معقدة تتناسب مع آفات أو هياكل صبغةية محددة، وتُمكّن الابتكارات المعمارية الرئيسية، مثل وصلات التسلسلية في شبكة " ريسب " ، والصور المتطورة، من نماذج التدريب في غوغل.

الفصل وكشف الأجسام

(ب) فيما يتعلق برصد التقدم المحرز في مجال الأمراض، يمكن أن تؤدي التغييرات [في إطار نهج التتبع والتتبع العالمي للمرض] إلى إحداث تغييرات هامة مثل ] ما هي هذه التغييرات.

اكتشاف وكمية التغييرات الافتراضية عبر الزمن

والوعد الرئيسي بتطبيق التعلم العميق على تقرير التنمية هو القدرة على الانتقال من التقييم الثابت الذي يُجرى من منظور واحد إلى الرصد الديناميكي الطويل الأجل، وهذا يتطلب نماذج يمكن أن تقارن صورة خط الأساس بصورة المتابعة والناتج تقييماً مجدياً للتغيير.

تسجيل الصور كمتطلب

وقبل إجراء أي مقارنة على مستوى البكسل أو مستوى السمات، يجب أن تكون صور خط الأساس والمتابعة متوائمة من الناحية المكانية، حيث أن تسجيل الصور هو عملية تحويل مجموعات مختلفة من البيانات إلى نظام تنسيق واحد، وفي مجال علم الشيخوخة، يتضمن رسم خرائط للخلايا الاصطناعية والتقسيم البصري لصورة المتابعة من أجل مطابقة خط الأساس، وقد أدى التعلُّم العميق إلى تحسين سرعة ودقة الاختلافات في التسجيل المتعدد الوسائط والزمني.

تغيير كشف الهوية مع الشبكات السيامية والمعبدية

وبمجرد تسجيل الصور، يمكن أن تقارنها هياكل التعلم العميق المتخصصة، وتستخدم الشبكات السيامية اثنتان متطابقتين من الرؤوس الخلفية للشبكة الوطنية للكيمياء لاستخراج سمات من كل من صور خط الأساس والصورة المتابعة بصورة مستقلة، ثم تقارن خرائط السمات المستخرجة، وغالبا ما يتم ذلك عن طريق التخصيب أو التراجع، ويحدّد نموذج التصنيع النهائي مستوى التقدم أو التراجع، وتستخدم نُهج أخرى شبكات الظواهر العصبية المتكررة (RNNs) أو سلسلة التنبؤ الطويلة الأجل.

كمية ليون بوردن وتيرنوفر

كما أن هناك مؤشراً بيولوجياً ملموساً ومثبتاً من الناحية السريرية لتدرج مادة السحب المصغرة هو رقم الدوران المصغر، ويحسب تقدير القيمة المضافة بحساب عدد التغيرات الجزائية الجديدة التي تظهر وعدد الحالات القائمة التي تختفي بين زيارتين، ويُعتبر ارتفاع معدل الدوران تنبؤاً قوياً بالتقدم نحو تضخم الثدييات ذي الأهمية السريرية أو نماذج التكاثر في مجال التعلم العميق أكثر من الناحية التلقائية.

المنهجيات والخطاب التقني

ممر البيانات وتجهيزها

إن أداء أي نظام للتعلم العميق مرتبط أساساً بنوعية وتنوع بياناته التدريبية، بالنسبة لنماذج التدرج في مجال نزع السلاح، يتطلب ذلك مجموعات كبيرة من الصور المدمجة من نفس المرضى على مر الزمن، وتشمل مصادر البيانات مجموعات كبيرة من البيانات السريرية وقواعد بيانات المستشفيات والمخازن العامة مثل إيبيك وكادل، ويجب على خبراء الصفوف أن يقدموا بطاقات، وليس فقط للطبيعة غير المستقرة في معالجة الحالات السابقة للزمن.

التدريب النموذجي، والتقدير، والتفسيرات

إنّ التطوّر على نموذج لكشف التطوّر يتضمّن عادةً وظيفة فقدان مركب تُجمع بين دقة التصنيف ودقّة التجزّؤ، فتقدير هذه النماذج يتطلب مقاييس تتجاوز الدقة،

التحديات الماثلة في الترجمة السريرية

البيانات: السمنة وقاعدة البيانات

وثمة حاجز كبير أمام نشر هذه النظم على نطاق واسع هو التحدي الذي ينطوي عليه التحول في المجال، إذ أن نموذجاً يتم تدريبه على صور عالية الاستبانة ومحسنة من أحد صناعات الكاميرات (مثلاً، زيس أو توبكون) قد يؤدي أداء ضعيفاً عندما يُطبق على الصور من نطاق ميدني وغير ميدي تستخدم في إطار الرعاية الأولية، وكثيراً ما تتطلب الاختلافات في الانتماء الإثني للمرضى، والتحلل الوبائي، وإلغاء في نماذج الأداء (النوعية).

سكارة الشروح وتوازن الصف

إنشاء بطاقات الحقيقة الأرضية للتقدّم مكلف ومعقد، يتطلب من الخبراء أن يقارنوا بدقة صورتين أو أكثر من نفس المريض، علاوة على أن مجموعة بيانات طبيعية تتضمن أمثلة أكثر بكثير عن "لا تغيير" أو "تغيير مبتسم" مما يؤدي إلى اختلال كبير في التوازن بين الطبقات، ويمكن أن تؤدي نماذج التدريب على البيانات المُختلِلة إلى التحيز نحو طبقة الأغلبية، مما يجعلها غير حساسة بالنسبة لمثل هذه الإشارات.

الهيكل التنظيمي والتكامل السريري

إنّ إيجاد جهاز للتعلم العميق إلى السوق يتطلب التحقّق الصارم والتطهير التنظيمي، وقد وضعت إدارة الأغذية والمخدرات في الولايات المتحدة إطاراً للأجهزة الطبية القائمة على أساس الـ "أي إيه" و نظاماً مستقلاً للكشف عن السحب، و هو نظام الوصلات الإكلينيكية غير كافٍ، و الذي يُثبت وجود تدفق غير كافٍ للميدان، لكن الموافقة على نظام كشف الإنتاج الإكلني يتطلب أكثر اتساعاًاًاًاً

المستقبل

AI متعدد الوسائط من أجل صورة كاملة

مستقبل تقييم السحب الآلي يكمن في دمج مصادر البيانات المتعددة، في حين أن التصوير بالصناديق هو المعيار للفحص، يجمع بينه وبين البيانات الهيكلية من التسمية الضوئية للاتساق، ويعزز بشكل كبير الكشف عن الديموغرافيا، وينطوي على نظم مستقبلية على صور صندوقية للطعام، وحجم الأوقيانيوم، والبيانات السريرية الشاملة (مثلاً، مستويات HbA1c، وضغط الدم، ومدة التعرض للمرض واحد)

الدمج في الأنشطة الصناعية والتدرج الاصطناعي

وتفتح شبكات النزعات الإبداعية سبلا جديدة للتدريب والتثبت، ويمكن لهذه النماذج أن تولد صورا واقعية لجمع الأموال الاصطناعية، ويمكن للباحثين أن يستخدموا الشبكات المالية المشروطة لتحفيز تقدم الدراسات الطبية، وخلق صور متابعة معقولة من خط أساس، وهذه القدرة قيمة لا تقدر على زيادة بيانات التدريب، وخاصة بالنسبة للدول التي تتقدم في المستقبل بشكل نادر أو حاد.

المترجمون والنموذج التأسيسي

ويتحول مجال الرؤية الحاسوبية من مجرد وحدات البرمجيات الإلكترونية إلى هياكل ذاتية، تستخدم آليات للاعتناء الذاتي لاستخلاص السياق العالمي في صورة، وقد أثبت التحولات في الرؤية أداء مثير للإعجاب في مهام التصوير الطبي، وكثيرا ما تكون مطابقة أو تتجاوز تلك النماذج، وهي نماذج ملائمة بوجه خاص لفهم أوجه الاعتماد الطويلة المدى في نماذج الكشف عن الأمراض التي يمكن أن تؤدي إلى تحسين عمليات الكشف عن الأمراض.

خاتمة

إن تطبيق التعلم العميق لكشف التغيرات البصرية في التخلف عن الإدمان يمثل تطورا كبيرا في إدارة هذا المرض الأعمى، إذ أن هذه النظم تتيح، من خلال الاكتشاف الثابت والمباشر إلى الرصد الذكي والطولي، إمكانية الحصول على موافقة مستوصفية موضوعية وكمية على مسار المرض، ومن التتبع الدقيق لتحولات ميكروينيورينيوم إلى القدرة التنبؤية للمصابين بمرض متعدد الوسائط.