الذكاء الاصطناعي في الأورام – ما الذي يُفعل الآن، وما الذي ينتظرنا مستقبلًا؟
في هذا المقال
الذكاء الاصطناعي (YZ)، منذ سنوات طويلة، علم الأورام يُستخدم فيه؛ لكن الدراسات الحديثة تُظهر إمكان تطبيقات إضافية عديدة في تشخيص السرطان وعلاجه. وتحولت تطبيقاته في الأورام خلال السنوات القليلة الماضية من مستقبل واعد إلى واقع، وتكشف الدراسات المستمرة إمكان استخدامات أخرى كثيرة في رعاية السرطان.
تطبيقات YZ المستخدمة حاليًا في ممارسة الأورام في تشخيص السرطان غالبًا تساعد في هذا المجال. وتُستخدم نماذج التعلم الآلي والعميق لزيادة صحة عملية تشخيص السرطان وكفاءتها.
فيما يلي نطاق مفاهيم «الذكاء الاصطناعي» و«التعلم الآلي» و«التعلم العميق».
الذكاء الاصطناعي اليوم
وافقت إدارة الغذاء والدواء الأمريكية (FDA) على تقنيات YZ عديدة لاستخدامها في الأورام، وأبرز التطبيقات في الأشعة.
بحسب تحليل في 2021، تُستخدم الأجهزة المرتبطة بـ YZ والمعتمدة للأورام غالبًا في
- الأشعة (%54.9) و
- علم الأمراض (%19.7)، و
- تُستخدم هذه الأجهزة أكثر لسرطان الثدي (%31).
يستخدم اختصاصيو أشعة الثدي YZ بصورة متزايدة في مهام مثل
- تحديد كثافة الثدي,
- تقييم جودة تصوير الثدي الشعاعي،
- تصنيف الصور إلى خطورة سرطان ثدي منخفضة أو متوسطة أو مرتفعة،
- تحديد سرطانات الثدي
- وكذلك خطر المرض التصلبي العصيدي (انسداد القلب والأوعية) وتحديد المعرضين له وغيرها من المهام.
قد يوفر YZ أيضًا معلومات إضافية عن كون نتيجة الموجات فوق الصوتية للثدي سرطانًا أم لا.
كان YZ فعالًا في تحري سرطان القولون والمستقيم وتشخيصه أيضًا. وفي 2021، وافقت FDA على تسويق GI Genius، أول جهاز يستخدمه لكشف الآفات أثناء تنظير القولون.
موضوعات ذات صلة:
FDA توافق على أول جهاز يستخدم الذكاء الاصطناعي للتشخيص المبكر لسرطان القولون
تقنية ذكاء اصطناعي للتصوير المقطعي الرقمي للثدي تحصل على موافقة FDA
إضافة إلى ذلك، يُستخدم YZ في بعض مختبرات علم الأمراض لـ قراءة شرائح علم الأمراض الرقمية وتوضيح تشخيصات السرطان، بعد سنوات من الأبحاث في المجال.
كل ما ذكرناه حتى الآن كان عن التعرف على الصور وهذا موضوعه. لكن YZ، في تطوير أدوية سرطان جديدة بدأ يُستخدم أيضًا.
تستخدم بعض شركات الأدوية YZ في الأورام لـ اكتشاف أهداف جزيئية جديدة وآمنة لهذا الغرض، وتجمعه شركات أخرى أحيانًا بالنمذجة الجزيئية لـ تصميم جزيئات مرشحة دوائية جديدة تمامًا وهذا هدفها. ومستقبل YZ في اكتشاف الأدوية مشرق جدًا.
يُستخدم YZ أيضًا لـ زيادة كفاءة تخطيط العلاج الإشعاعي وتحديد حدود الورم والأعضاء، وبذلك تسريع العلاج وزيادة فعالية توصيل الإشعاع وسلامته.
في سياق الرعاية الداعمة أو التلطيفية، الذكاء الاصطناعي (YZ)، العلامات الحيوية التي يبلغ عنها المرضى المتابعون عن بعد بأنفسهم يُستخدم لتقييمها. وبفضل معالجة اللغة الطبيعية (NLP) والتعلم الآلي (ML)، يمكن كشف الاتجاهات الصحية السلبية مبكرًا وإصدار التنبيهات بسرعة. وتستطيع النماذج رصد التغيرات الحرجة تلقائيًا وتوفير معلومات التدخل السريع، فتحسن جودة الرعاية.
الذكاء الاصطناعي مستقبلًا
توجد أبحاث جارية عديدة تكشف إمكانات التطبيقات الإضافية لـ YZ في الأورام.
يُعد تصوير الثدي مجالًا ملائمًا لأبحاث YZ، وقد تصبح التطبيقات المستقبلية، مستقلة عن التاريخ العائلي أو مع استخدامه، أداة مهمة قصيرة وطويلة الأمد لـ تحديد خطر سرطان الثدي وفي هذا المجال قد تصبح مهمة.
يفحص الباحثون قدرة YZ، باستخدام صور البطن وسجلات المرضى الإلكترونية طويلة الأمد، على تحديد المرضى مرتفعي خطر سرطان البنكرياس وهي قدرته المدروسة. وقد يتيح ذلك برامج تحرٍ لمرتفعي الخطورة بتوفير التشخيص المبكر لمرض يرتبط بوفاة مرتفعة.
قد يقيّم YZ في النهاية الخصائص الجزيئية للسرطانات و مؤشراتها الحيوية ويجري هذا التقييم، مما قد يغني في بعض الحالات عن الخزعات الباضعة وانتظار نتائجها.
قد يُتاح ذلك بسحب الدم أو باستخدام التصوير بالرنين المغناطيسي (MRG)، الراديوميكس عبر «خزعة افتراضية» غير باضعة. فمثلًا، قد يحدد نموذج تعلم عميق، بتحليل رنين الدماغ، ما إذا كان الورم يحمل طفرة محددة مثل IDH1 أو BRAF.
في علم الأورام، نهج الأوميكس، يهدف إلى فهم عميق لبيولوجيا السرطان عبر الجينوميات والنسخوميات والبروتيوميات والمستقلبوميات. ويسعى لفهم عمل الخلايا السرطانية وراثيًا وجزيئيًا وتطوير استراتيجيات علاجية أكثر فعالية. ويفتح الباب للطب الفردي وعلاجات أدق استهدافًا، فتزداد الفعالية وتقل الآثار الجانبية.
عصر جديد للذكاء الاصطناعي مع ChatGPT
بوصفها خطوة جديدة وكبيرة، ChatGPT نماذج اللغة الكبيرة (BDM) مثله تطور مثير يحمل إمكانية التطبيق في الأورام.
نماذج ChatGPT الحالية، الإجابة عن المسائل الطبية بدقة جيدة تُظهر دراسات أنها تستطيع ذلك، لكن يجب التحقق من النتائج بصورة أكثر منهجية باستخدام بيانات حقيقية عالية الجودة.
لدى المستشفيات والمراكز الطبية قريبًا، لتدريب BDM عالية الجودة تشمل نتائج المختبر والتصوير والتاريخ الطبي، احتمال الوصول إلى بيتابايتات من بيانات الأورام الطبية وقد يدفع ذلك تطبيقات YZ في الأورام قدمًا كثيرًا. ويتيح الوصول تطوير نماذج أكثر فعالية وتخصيصًا للتشخيص والعلاج والبحث، بما يحسن رعاية المرضى ونتائج العلاج.
أمثلة ChatGPT في الأورام
في دراسة منشورة في وقت سابق من هذا العام، وجد هافر وفريقه أن ChatGPT أجاب عن أسئلة تحري سرطان الثدي والوقاية منه المعتمدة من اختصاصيي أشعته، بدقة %88 وهذه نسبة إجاباته الصحيحة.
كشفت دراستان منشورتان في أغسطس 2023 أن روبوتات المحادثة تستطيع الإجابة بدقة عالية عن سرطانات مختلفة، لكن التقنية ما زالت محدودة.
في إحداهما، قيم بان وفريقه إجابات الروبوتات عن أكثر الاستفسارات بحثًا بالإنترنت بشأن سرطانات الجلد والقولون والمستقيم والبروستاتا والرئة والثدي. قدمت الروبوتات معلومات عالية الجودة عمومًا، لكنها لم تكن قابلة للتنفيذ دائمًا، وكُتبت بمستوى قراءة جامعي.
في الأخرى، أظهر تشين وفريقه أن إجابات روبوت محادثة عن علاجات السرطان، مع توصيات الشبكة الوطنية الأمريكية الشاملة للسرطان (US-NCCN)، لم تكن متوافقة دائمًا وهذا ما كشفته. واستطاع تقديم اقتراح علاجي واحد على الأقل لـ%98 من أسئلة الثدي والبروستاتا والرئة، واحتوت كل إجابة اقتراحًا متوافقًا واحدًا على الأقل. لكن %34.3 من الإجابات تضمنت توصية مخالفة واحدة على الأقل، و%12.5 كانت «مهلوسة»، أي ليست جزءًا من أي علاج موصى به.
تطبيق آخر لـ YZ هو توقع احتمالات بقاء مرضى السرطان بنماذج معالجة اللغة الطبيعية. ووثق نونيز وفريقه أنها تستطيع التنبؤ بنتائج البقاء اعتمادًا فقط على بيانات استشارة الأورام الأولى للمريض.
تحسين YZ للاستخدام السريري
يشير الخبراء إلى ضرورة معالجة حدود وقضايا متعددة لتحسين استخدام الذكاء الاصطناعي (YZ) في الأورام السريرية.
أخلاقيًا، يجب تطوير نماذج YZ والأجهزة الطبية الممكنة به باستخدام بيانات متنوعة، وضمان تمثيلها الصحيح لمجموعات المرضى المستهدفة عند استخدامها سريريًا. وإلا فقد تزيد التحيز وعدم المساواة في الرعاية.
في البحث والتطوير، عائق أمام استخدام مجموعات كبيرة ومتنوعة من البيانات هو لدى المراكز الطبية التردد في مشاركة البيانات.
يجب إيجاد سبل لتطبيع مشاركة البيانات وتشجيعها، ويفضل بدعم المرضى، أو تطوير خوارزميات جديدة للتدريب المحلي ودمج النماذج بين المراكز، ثم التحقق من دقة النماذج المدمجة.
رغم كل التقدم، يجب تقييم كثير من النماذج الحالية في الممارسة السريرية.
إذا بقي نموذج YZ على الرف، فهو مجرد نموذج. وفي الأورام الفعلية، يجب أن يُستخدم في الرعاية ويقدم قيمة للأطباء ويحسن نتائج المرضى والنظام الصحي. ويجب تحديد قابلية استخدامه وقبوله وسلامته، مع تقييم مستمر لفهم أثره.
ما يحد حاليًا من اعتماد نماذج YZ سريريًا هو تحديات التطبيق وهي موجودة؛ ومنها
- صعوبة دمج نماذج YZ في برمجيات السجلات الصحية الإلكترونية،
- غياب واجهات استخدام بديهية في نماذج عديدة، و
- ارتفاع تكلفة بعض عمليات تدريب النماذج الحديثة.
المصادر
2. Artificial intelligence and machine learning (AI/ML)-enabled medical devices. US Food and Drug Administration. Published October 5, 2022. Accessed September 24, 2023.
3. Luchini, C., Pea, A. & Scarpa, A. Artificial intelligence in oncology: Current applications and future perspectives. Br J Cancer. 2022;126:4-9. doi:10.1038/s41416-021-01633-1
4. Schaffter T, Buist DSM, Lee CI, et al. Evaluation of combined artificial intelligence and radiologist assessment to interpret screening mammograms. JAMA Netw Open. 2020;3(3):e200265. doi:10.1001/jamanetworkopen.2020.0265
5. Arasu VA, Habel LA, Achacoso NS, et al. Comparison of mammography AI algorithms with a clinical risk model for 5-year breast cancer risk prediction: An observational study. Radiology. 2023;307:5. https://doi.org/10.1148/radiol.222733
6. Shen Y, Shamout FE, Oliver JR, et al. Artificial intelligence system reduces false-positive findings in the interpretation of breast ultrasound exams. Nat Commun. 2021;12(1):5645. doi:10.1038/s41467-021-26023-2
7. Mansur A, Saleem Z, Elhakim T, Daye D. Role of artificial intelligence in risk prediction, prognostication, and therapy response assessment in colorectal cancer: Current state and future directions. Front Oncol. 2023;13:1065402. doi:10.3389/fonc.2023.1065402
8. FDA authorizes marketing of first device that uses artificial intelligence to help detect potential signs of colon cancer. US Food and Drug Administration. Published April 9, 2021. Accessed September 24, 2023.
9. Senthil Kumar K, Miskovic V, Blasiak A, et al. Artificial intelligence in clinical oncology: From data to digital pathology and treatment. Am Soc Clin Oncol Educ Book. 2023;43:e390084. doi:10.1200/EDBK_390084
10. You Y, Lai X, Pan Y, et al. Artificial intelligence in cancer target identification and drug discovery. Signal Transduct Target Ther. 2022;7(1):156. doi:10.1038/s41392-022-00994-0
11. Wang L, Song Y, Wang H, et al. Advances of artificial intelligence in anti-cancer drug design: A review of the past decade. Pharmaceuticals. 2023;16(2):253. doi:10.3390/ph16020253
12. Hindocha S, Zucker K, Jena R, et al. Artificial intelligence for radiotherapy auto-contouring: Current use, perceptions of and barriers to implementation. Clinical Oncology. 2023;35(4):P219-226. doi:10.1016/j.clon.2023.01.014
13. Qureshi TA, Javed S, Sarmadi T, Pandol SJ, Li D. Artificial intelligence and imaging for risk prediction of pancreatic cancer: A narrative review. Chin Clin Oncol. 2022;11(1):1. doi:10.21037/cco-21-117
14. Haver HL, Ambinder EB, Bahl M, Oluyemi ET, Jeudy J, Yi PH. Appropriateness of breast cancer prevention and screening recommendations provided by ChatGPT. Radiology. 2023;307(4):e230424. doi:10.1148/radiol.230424
15. Pan A, Musheyev D, Bockelman D, Loeb S, Kabarriti AE. Assessment of artificial intelligence chatbot responses to top searched queries about cancer. JAMA Oncol. Published online August 24, 2023. doi:10.1001/jamaoncol.2023.2947
16. Chen S, Kann BH, Foote MB, et al. Use of artificial intelligence chatbots for cancer treatment information. JAMA Oncol. Published online August 24, 2023. doi:10.1001/jamaoncol.2023.2954
17. Nunez J-J, Leung B, Ho C, Bates AT, Ng RT. Predicting the survival of patients with cancer from their initial oncology consultation document using natural language processing. JAMA Netw Open. Published online February 27, 2023. doi:10.1001/jamanetworkopen.2023.0813
هل كان هذا المقال مفيدًا لك؟
تساعدنا ملاحظاتك على تحسين المحتوى.
تعليقات القراء
شارك تعليقك
لا يُنشر اسمك وتعليقك إلا بعد موافقة المسؤول. لا يُعرض بريدك الإلكتروني للزوار مطلقًا.
كن أول من يعلّق.