تطوير تطبيق لتشخيص مرض التصلب الجانبي الضموري (ALS).

تطوير تطبيق لتشخيص مرض التصلب الجانبي الضموري (ALS).

زعيم الفكردكتور جوردان جرينرئيس مختبر اضطرابات اللغة والأكلمعهد MGH للمهن الصحية

في هذه المقابلة، نتحدث مع جوردان جرين من معهد دكتور MGH حول شراكته البحثية الأخيرة مع Modality.AI، والتي فحصت ما إذا كان من الممكن استخدام التطبيق لتشخيص فقدان اللغة بشكل فعال بسبب مرض التصلب الجانبي الضموري.

هل يمكنك تقديم نفسك وإخبارنا ما الذي ألهمك في بحثك حول مرض التصلب الجانبي الضموري (ALS)؟

أنا كبير المستشارين العلميين، وأستاذ علوم إعادة التأهيل، ومدير مختبر اضطرابات النطق والتغذية في معهد MGH للمهن الصحية في بوسطن، ماساتشوستس. أنا أخصائي أمراض النطق واللغة المعتمد وباحث متحمس يدرس اضطرابات النطق والبلع طوال العمر.

أثناء قيامي بدراسة تطور التحكم الحركي للكلام لدى الأطفال وتطوير تقنيات تعتمد على الكمبيوتر لقياس هذا الكلام، بدأت التفاعل مع الأطباء الذين يديرون عيادات التصلب الجانبي الضموري. لقد أعربوا عن حاجتهم إلى تقنية مشابهة لتلك التي أستخدمها لقياس الكلام والبلع بشكل أفضل لدى البالغين المصابين بمرض التصلب الجانبي الضموري. كان لديهم التقنيات والتقنيات المناسبة لقياس حركات الأطراف والمشي، لكنهم واجهوا صعوبة في قياس وتقييم نظام الكلام لأن العضلات صغيرة جدًا ولا يمكن الوصول إليها نسبيًا ولأن حركات الكلام سريعة جدًا ودقيقة. يتطلب هذا النوع من القياس تقليديًا خبرة كبيرة ويتطلب إجراءات أكثر موضوعية. منذ ذلك الحين، بدأت العمل على تطوير أدوات التقييم المعتمدة على الكمبيوتر خصيصًا لمرض التصلب الجانبي الضموري.

مصدر الصورة: كاترينا كون/Shutterstock.com

في الوقت الحالي، يمكن أن يستغرق تشخيص الإصابة بمرض التصلب الجانبي الضموري ما يصل إلى 18 شهرًا، وعندما يحدث ذلك، لا تعد العلاجات الدوائية فعالة بسبب فقدان الخلايا العصبية الحركية. لماذا من المهم جدًا أن تكون قادرًا على اكتشاف مرض التصلب الجانبي الضموري مبكرًا لدى المرضى؟

عندما يتعلق الأمر بمرض مثل التصلب الجانبي الضموري، فإن التشخيص المبكر ضروري. 15% فقط من الأشخاص الذين يصابون بمرض التصلب الجانبي الضموري لديهم علامة وراثية يمكننا تحديدها. ولذلك، فمن الأهمية بمكان أن يكون لدى الأطباء طرق موضوعية لتقييم الحالة في أقرب وقت ممكن وبدقة قدر الإمكان. نظرًا لأن ربع مرضى التصلب الجانبي الضموري يعانون من اضطراب في النطق كأول أعراضهم، فإن مراقبة التغييرات الطفيفة يمكن أن تكون بمثابة نظام إنذار مبكر.

ومع تقدم مرض التصلب الجانبي الضموري، يمكن أن تتدهور الخلايا العصبية الحركية المسؤولة عن الكلام والبلع والتنفس والمشي بسرعة، ولكن إذا أمكن اكتشاف المرض في مراحله المبكرة بينما لا تزال الخلايا العصبية الحركية سليمة، فمن المرجح أن تكون فوائد التدخلات إلى الحد الأقصى. ويمكن للتقنيات المناسبة مثل هذه أيضًا اكتشاف التغيرات في المرضى بشكل أكثر دقة، مما يتيح في النهاية مراقبة تطور المرض بشكل أفضل.

وهم يشاركون حاليًا في دراسة لاختبار فعالية تطبيق الصحة الرقمية لمرض التصلب الجانبي الضموري. هل يمكنك أن تخبرنا المزيد عن هذه الدراسة وأهدافها؟

منحت المعاهد الوطنية للصحة (NIH) فريقي منحة بالتعاون مع مطور التطبيق Modality.AI لتحديد ما إذا كانت بيانات الكلام التي يجمعها التطبيق فعالة أو أكثر فعالية من ملاحظات الخبراء السريريين الذين يقومون بتقييم وعلاج مشاكل النطق والبلع بسبب مرض التصلب الجانبي الضموري.

تتم مقارنة البيانات التي يجمعها التطبيق مع النتائج التي تم الحصول عليها من أحدث تقنيات مختبر قياس اللغة، والتي تعتبر باهظة الثمن ومعقدة الاستخدام. عندما تتطابق النتائج مع نتائج الأطباء ومعداتهم الحديثة، فإننا نعلم أن لديهم نهجًا صالحًا.

حقوق الصورة: Modality.AI

يتميز التطبيق نفسه بوجود وكيل افتراضي، Tina. كيف يستطيع هذا الوكيل الافتراضي الحصول على معلومات البيانات الصوتية؟

استخدام التطبيق سهل مثل النقر على الرابط. يتلقى المريض بريدًا إلكترونيًا أو رسالة نصية تشير إلى أن الوقت قد حان لإنشاء سجل. يؤدي النقر فوق الرابط إلى تنشيط الكاميرا والميكروفون، وتبدأ Tina، وكيل الذكاء الاصطناعي الافتراضي، في إعطاء التعليمات. ثم يُطلب من المريض القيام بأشياء مثل عد الأرقام وتكرار الجمل وقراءة فقرة. وفي الوقت نفسه، يقوم التطبيق بجمع البيانات لقياس المتغيرات من إشارات الفيديو والصوت، مثل: ب. سرعة حركات الشفاه والفك، ومعدل الكلام، وتباين درجة الصوت، وأنماط الإيقاف المؤقت.

تقوم Tina بفك تشفير المعلومات من صوتيات الكلام وحركات الكلام التي يتم استخلاصها تلقائيًا من تسجيلات الفيديو لكامل الوجه التي يتم الحصول عليها أثناء التقييم. توفر تقنيات الرؤية الحاسوبية - مثل B. تتبع الوجه - طريقة غير جراحية لتسجيل وحساب الميزات بدقة من مجموعات البيانات الكبيرة لحركات الوجه أثناء الكلام.

ما هي المعلومات التي يمكن أن يوفرها هذا التطبيق الصحي للمرضى؟ ما هي الفوائد التي تعود على المرضى من وجود كل هذه المعلومات في متناول أيديهم؟

تعد تغيرات الكلام شائعة في مرض التصلب الجانبي الضموري (ALS)، لكن معدل تطور المرض يختلف من شخص لآخر. يفيد المرضى أن فقدان القدرة على الكلام يعد من أسوأ آثار المرض. يتيح التطبيق للمرضى توثيق تاريخ لغتهم عن بعد. سيستخدم مقدمو الخدمة هذه المعلومات لمساعدة المرضى وأسرهم على اتخاذ قرارات مستنيرة طوال فترة المرض.

باعتبارنا معالجين للنطق، نريد تحسين التواصل لأطول فترة ممكنة. كما أن تعليم المرضى في وقت مبكر استخدام وسائل الاتصال البديلة أكثر فعالية من الانتظار حتى يفقدوا القدرة على الكلام. بالإضافة إلى ذلك، يوفر التأكيد المبكر للتشخيص للمرضى وقتًا كافيًا لبدء الرسائل والخدمات المصرفية الصوتية بحيث يمكن استخدام صوتهم في جهاز تحويل النص إلى كلام (TTS) أو جهاز توليد الكلام (SGD). هناك فوائد إضافية للمرضى، بما في ذلك انخفاض التكاليف وإلغاء حاجة المرضى للسفر إلى العيادات لإجراء تقييم اللغة.

وأخيرًا، لا يتطلب التطبيق عمومًا سوى بضع دقائق أسبوعيًا من مشاركة المريض، مما يوفر الوقت والتكاليف ويتطلب طاقة أقل من الفحص السريري، بالإضافة إلى الوقت والتأخير المرتبط بتنسيق المواعيد والسفر إلى منشأة الرعاية الصحية. يعد الافتقار إلى الكشف المبكر والتدابير الموضوعية مشكلتين أعاقتا تقدم العلاج. التشخيص المبكر أمر بالغ الأهمية لمرض يتطور بسرعة.

بالإضافة إلى الفوائد التي تعود على المرضى، ما هي الفوائد التي يمكن أن تقدمها لمقدمي الرعاية الصحية؟

سيسمح التطبيق للأطباء بالوصول إلى بيانات مرضاهم عن بعد، وسيقوم، في حد ذاته، بتتبع تقدم الكلام، مما يسمح لمزود الخدمة بإدارة الكلام ومراقبته دون الحاجة إلى زيارات شخصية متكررة. يسمح هذا المستوى من إمكانية الوصول للأطباء بمراقبة المرضى بشكل أكثر انتظامًا، والتوصل إلى استنتاجات علاجية أكثر دقة، وتحديد أفضل خطة علاجية ممكنة. وهذا يبسط العملية برمتها ويقلل العبء الواقع على المرضى ومقدمي الخدمات مع تقليل استهلاك الموارد للخدمات السريرية. وستكون الدقة والكفاءة المتزايدة للتطبيق أيضًا جذابة بشكل خاص للعلماء السريريين والشركات التي تستخدم أنماط الكلام كمقاييس للنتائج في تجارب أدوية التصلب الجانبي الضموري.

في هذه الدراسة، لقد عقدت شراكة مع إحدى شركات التكنولوجيا طريقة.AI. ما مدى أهمية هذه الأنواع من التعاون في جلب أفكار وتقنيات علمية جديدة إلى العالم؟

لقد اغتنمت فرصة العمل مع Modality.AI. يتمتع أعضاء الفريق بتاريخ فريد وواسع في تطوير التطبيقات الصوتية للذكاء الاصطناعي واهتمام تجاري بتطبيق هذه التكنولوجيا في الرعاية الصحية الرئيسية والتجارب السريرية. تتعرض التقنيات الجديدة بشكل خاص لخطر الفشل إذا لم يتم دعمها من قبل شركة تجارية. ولذلك، كانت هذه العلاقة حاسمة بالنسبة لأهدافنا العامة للدراسة.

أتوقع أن تصبح هذه الأنواع من التعاون في مجال التكنولوجيا الصحية شائعة بشكل متزايد وأن يكون لها تأثير متزايد على دراسات مثل هذه.

مصدر الصورة: elenabsl/Shutterstock.com

شهد الذكاء الاصطناعي (AI) نموًا هائلاً في شعبيته في السنوات الأخيرة. لماذا هذا وهل تعتقد أن الذكاء الاصطناعي سيستمر في أن يصبح جزءًا لا يتجزأ من الرعاية الصحية؟

يلعب الذكاء الاصطناعي دورًا مهمًا للغاية في تحديد الحالات التي يصعب على عقولنا البشرية فهمها، حيث أن معظم المشكلات الصحية متعددة الأبعاد ومعقدة للغاية، وغالبًا ما تؤثر على أجزاء متعددة من الجسم ومجموعة متنوعة من الأعراض التي تتغير بمرور الوقت.

يعد التعلم الآلي حلاً مثاليًا لتشخيص ومراقبة بعض الحالات الصحية نظرًا لوجود الكثير من البيانات التي يجب استيعابها. يمكن لهذه الآلات معالجة هذه البيانات وتحديد الأنماط بطرق لا تستطيع العيون والآذان البشرية تمييزها بنفس الدرجة من الدقة.

سيكون استخدام الذكاء الاصطناعي والتعلم الآلي بهذه الطريقة أمرًا صعبًا أيضًا. ولكي تكون هذه النماذج دقيقة وتعمل على النحو المنشود، يجب تدريبها. وسيكون الحصول على بيانات التدريب اللازمة لجعل هذه النماذج دقيقة مهمة كبرى. على سبيل المثال، قد يتطلب تدريب الآلة على إجراء تقييمات دقيقة مئات أو آلاف الأمثلة لحالة معينة حتى تتمكن الخوارزمية من التدريب و"التعلم" بشأنها. ولهذا الغرض، يجب جمع هذه البيانات ومن ثم اختيارها بعناية فائقة. وقد ثبت أن هذا النقص في البيانات يمثل عنق الزجاجة.

على الرغم من أن الذكاء الاصطناعي أثبت أنه لا يقدر بثمن في المجال الطبي، إلا أنه لن يحل محل الأطباء. يقدم الممارسون البشريون رعاية شخصية لا مثيل لها وصنع القرار ودعمًا شاملاً للمرضى ولا يمكن استبدالهم.

ما هو التالي بالنسبة لك ولدراستك؟

يقوم بعض ممثلي المرضى حاليًا باختبار التطبيق ونقله إلى المرضى. واستنادًا إلى هيكل المنحة التي تلقيناها من المعاهد الوطنية للصحة، سنواصل العمل على التطبيق لتلبية المعايير المحددة على مدى السنوات الثلاث المقبلة لمواصلة دورة المنح. المرحلة الأولى تستمر سنة واحدة والمرحلة الثانية تستمر سنتين.

عن الدكتور جوردان جرين

الدكتور جرين، الذي عمل في معهد MGH منذ عام 2013، هو أخصائي في أمراض النطق يدرس الجوانب البيولوجية لإنتاج الكلام. يقوم بتدريس دورات الدراسات العليا في فسيولوجيا الكلام والأساس العصبي للكلام واللغة والسمع. بصفته كبير المستشارين العلميين في قسم الأبحاث في IHP، فهو يعمل مع العميد المساعد للأبحاث في التوظيف والتخطيط الاستراتيجي ومجموعة متنوعة من المشاريع الخاصة. وهو أيضًا مدير مختبر اضطرابات النطق والتغذية (SFDL) في المعهد. حصل على لقب أستاذ ماتينا سوريتيس هورنر الأول لعلوم إعادة التأهيل. تركز أبحاثه على اضطرابات إنتاج الكلام، وتطوير المهارات الحركية للكلام المبكر والتغذية، وقياس الأداء الحركي للكلام. تم نشر أبحاثه في مجلات وطنية ودولية بما في ذلك تنمية الطفل، ومجلة الفيزيولوجيا العصبية، ومجلة أبحاث النطق والسمع، ومجلة الجمعية الصوتية الأمريكية. وقد عمل في العديد من لجان مراجعة المنح في المعاهد الوطنية للصحة. وفي عام 2012، تم تعيينه زميلًا للجمعية الأمريكية للنطق واللغة والسمع، وفي عام 2015، حصل الدكتور جرين على جائزة ويلارد ر. زيملين في علوم النطق.

تم تمويل عمله من قبل المعاهد الوطنية للصحة (NIH) منذ عام 2000. وهو يساهم بشكل منتج في المجلات الكبرى بأكثر من 100 منشور خاضع لمراجعة النظراء. وقد قدم عمله دوليا ووطنيا. وهو مستشار للعديد من طلاب الدكتوراه في IHP، ولديه عشرة دكتوراه. أطروحات وأشرف على أحد عشر باحثًا بعد الدكتوراه. وهو أيضًا مستشار تحريري للعديد من المجلات وعمل في العديد من لجان مراجعة المنح التابعة للمعاهد الوطنية للصحة.

.