KAUST تستخدم الذكاء الاصطناعي لفهم 19-COVID

ناقش البروفيسور زين غاو، المدير المساعد المكلف لمركز أبحاث العلوم الحيوية الحاسوبية في جامعة KAUST، وعضو رئيسي في فريق (R3T) المشكل حديثاً، استخدام نموذج الحاسب الآلي الذي طوره هو ومجموعة من الباحثين للكشف عن نقاط الضعف غير المعروفة في فيروس كورونا (19-COVID)، وبحث خيارات جديدة لكبح انتشاره السريع.
كما يعمل مع مجموعته البحثية والمعنية بأبحاث المعلوماتية الحيوية الهيكلية والوظيفية (SFB) على تطوير اختبارات تشخيصية من الأشعة المقطعية لمرضى فيروس كورونا تعتمد على الذكاء الاصطناعي.
تشخيصات سلبية خاطئة
فيروس كورونا 19-COVID هو من سلالة فيروسات الحمض النووي الريبي (RNA)، حيث يتكون من شريط واحد من (RNA) وسلسلة من البروتينات، وبالتالي يجب أن يكون المعيار الذهبي لتشخيص مرضى هذا الوباء هو الكشف عن تسلسل الحمض النووي أو التسلسل الجيني للفيروس.
أوضح غاو، أن التجربة في الصين أظهرت أن هذا النوع من النهج التشخيصي غير دقيق، والذي يمكن أن يولد معدلات مرتفعة من التشخيصات السلبية الخاطئة للإصابة، يقول إن «الأمر لا يتعلق بنوعية الاختبار نفسه، بل غالبًا بوقت أخذ العينات من الأشخاص والإجراءات المتبعة لذلك، وما إذا كان سيتم نقل العينات للمختبر أو تحضيرها في نفس المكان، حيث يمكن أن تحدث أخطاء عديدة خلال هذه الخطوات. النتيجة النهائية هي أن المعيار الذهبي المفترض يمتلك معدلا سلبيا خاطئا مرتفعا للغاية يمكن أن ينتج عنه العديد من التشخيصات الخاطئة للمرض، وبحسب بعض التقارير في الصين تتراوح معدلات التشخيص الخاطئة لفيروس كورونا 19-COVID من 30 إلى 50%، وهي معدلات مقلقة جداً».
وأضاف «لكن بفضل وجود مختبرات متخصصة كتلك الموجودة في كاوست يمكن تجنب هذا النسبة المرتفعة لمعدل التشخيص السلبي الخاطئ، إلا أن الأمر ليس بهذه السهولة خصوصاً أننا الآن في ذروة هذه الجائحة العالمية، مع افتقار كبير إلى خبرة التعامل مع هذه الوباء، وهو الأمر الذي دفع الحكومة الصينية إلى إضافة مكونات مساعدة إضافية إلى عملية التشخيص».
معايير التشخيص
تعتمد المستشفيات الصينية الآن على أربعة معايير لتشخيص الإصابة بفيروس كورونا 19-COVID، وهي: الكشف عن الحمض النووي أو التسلسل الجيني، والتصوير الطبي الحيوي باستخدام الأشعة المقطعية، وتحليل البيانات الضخمة لعلم الأوبئة، والأعراض السريرية مثل السعال الجاف أو صعوبة التنفس.
يقول غاو «لا يتعلق الأمر بالتشخيص فقط، بل أيضًا بالتنبؤ بسير المرض والعلاج، لقد تحدثتُ مع الكثير من الأطباء في الصين وما يقولونه هو أنه من المهم تحديد مكان الإصابة في الرئة، أي الفص الذي يحتوي على العدوى؛ لأن الإحصاءات تُظهر أنه إذا كانت منطقة الإصابة تغطي أكثر من 50% من حجم رئة المريض، فمن المرجح أن تكون نسبة وفاة المصاب مرتفعة جداً، وإذا حدثت العدوى فقط في أحد الفصوص الخمسة للرئة، فيمكن للمريض التعافي بسرعة كبيرة دون الكثير من الآثار الجانبية، وهنا يمكننا الاستعانة بالقدرات الكبيرة للذكاء الاصطناعي».
إطار زمني ضيق
أبان غاو، أن أصعب خطوة في تصميمه هي رفع دقة المعالجة للبيانات الصادرة من مصادر متعددة، يقول «نحصل على بيانات ضخمة ومختلفة من مصادر ومرضى وأجهزة تصوير مقطعي ومستشفيات وأطباء أشعة، وباستخدام معلمات وقياسات مختلفة، لذلك يتطلب الأمر تطوير نهج ذكي للغاية لمعالجة جميع البيانات المختلفة بدقة متناهية».
غير أن الإطار الزمني لتحقيق هذا الهدف ضيق جداً بحسب غاو، حيث إن مشاريعه البحثية السابقة استغرقت من 6 أشهر حتى عام واحد لتطوير نظام واحد، والآن يتطلب الوضع بناء نظام متقدم ودقيق في غضون 3 إلى 5 أيام.
معايير تشخيص الإصابة بكورونا
-الكشف عن الحمض النووي أو التسلسل الجيني
-التصوير الطبي الحيوي باستخدام الأشعة المقطعية
-تحليل البيانات الضخمة لعلم الأوبئة
-الأعراض السريرية مثل السعال الجاف أو صعوبة التنفس