پژوهشگران در ژاپن، سامانه مبتنی بر هوش مصنوعی طراحی کردهاند که تغییرات بسیار جزئی جریان خون را که در تصاویر ویدئویی از پوست قابل مشاهده است، بررسی میکند. نتایج آزمایشهای اولیه نشان داد این روش میتواند افراد مبتلا به فشار خون بالا یا دیابت را با دقت نسبتا بالایی از افراد فاقد این بیماریها تشخیص دهد.
فرضیه این پژوهشگران به مشکل ساده اما مهمی میپردازد که بسیاری از افراد به اندازه کافی تحت غربالگری قرار نمیگیرند. فشار خون بالا معمولا علائم مشخصی ایجاد نمیکند و دیابت نوع ۲ نیز میتواند بهتدریج ایجاد شود و برای مدت طولانی تشخیص داده نشود.
برآورد میشود حدود یک میلیارد و ۴۰۰ میلیون فرد ۳۰ تا ۷۹ ساله در سراسر جهان به فشار خون بالا مبتلا باشند. دیابت نیز حدود ۵۸۹ میلیون نفر را تحت تاثیر قرار داده است و هر دو بیماری از چالشهای مهم حوزه سلامت عمومی به شمار میروند.
این بیماریها میتوانند طی سالها و بهصورت خاموش به دستگاه قلبیعروقی آسیب برسانند. فشار بالای خون در رگها میتواند به قلب فشار وارد کرده و به شریانها آسیب بزند. همچنین بالا بودن مداوم قند خون میتواند به رگهای خونی و اندامهای مختلف بدن صدمه وارد کند.
به همین دلیل، تشخیص زودهنگام، اهمیت زیادی دارد. درمان فشار خون بالا و دیابت میتواند خطر عوارض جدی مانند حمله قلبی، سکته مغزی، آسیب کلیوی و سایر مشکلات ناشی از این بیماریها را کاهش دهد. با این حال، روشهای معمول غربالگری به تجهیزات و مراجعه افراد نیاز دارند. فشار خون معمولا با استفاده از کاف بادی اندازهگیری میشود، در حالی که دیابت اغلب از طریق آزمایش خون و اندازهگیری قند خون یا شاخصهای مرتبط با آن تشخیص داده میشود.
این روشها همچنان استاندارد و ضروری هستند، اما پژوهشگران به دنبال ابزارهای سادهتر غربالگری هستند که بتوانند در مدت کوتاهی افرادی را که نیاز به آزمایشهای دقیقتر دارند، شناسایی کنند. پژوهشگران ۲۱۵ نفر را در مرکز درمانی بررسی کردند و شامل افراد سالم و همچنین افرادی بود که پیشتر به بیماریهای مرتبط مبتلا شده بودند.
آنان با استفاده از دوربین طیفسنج، ویدئوهای کوتاهی از صورت و کف دست هر یک از شرکتکنندگان ثبت کردند. این نوع دوربین اطلاعات بیشتری درباره نور نسبت به دوربینهای معمول تلفن همراه جمعآوری میکند و میتواند تغییرات ظریف مربوط به خون و پوست را شناسایی کند.
هر ضربان قلب، موج فشاری را در شریانها ایجاد میکند. حرکت خون نیز باعث تغییرات بسیار جزئی در رنگ پوست و جریان خون میشود و این تغییرات میتوانند اطلاعاتی درباره وضعیت دستگاه گردش خون در اختیار پژوهشگران قرار دهند.
پژوهشگران سامانه یادگیری ماشین را آموزش دادند تا الگوهای موجود در این سیگنالها را شناسایی کند. این سامانه امواج نبض، جریان خون در پوست و نحوه بازتاب طول موجهای مختلف نور از پوست را بررسی میکرد.
شرکتکنندگان همچنین با استفاده از روشهای استاندارد پزشکی ارزیابی شدند. به این ترتیب، پژوهشگران توانستند بررسی کنند که آیا تشخیص سامانه هوش مصنوعی با اندازهگیریهای پزشکی معتبر درباره فشار خون بالا و دیابت مطابقت دارد یا خیر.
در نتایجی که پیشتر از همین برنامه پژوهشی منتشر شده بود، هوش مصنوعی توانست با یک فیلم ۳۰ ثانیهای از صورت و کف دست، فشار خون بالا را با دقت ۹۵ درصد شناسایی کند. این سامانه در آن بررسی تمام شرکتکنندگانی را که فشار خون طبیعی داشتند بهدرستی شناسایی کرد و حساسیت آن برای تشخیص فشار خون بالا ۸۹.۲ درصد بود. سرعت این روش، یکی از چشمگیرترین یافتههای پژوهش بود. هنگامی که مدت فیلمبرداری از ۳۰ ثانیه به تنها پنج ثانیه کاهش یافت، دقت تشخیص فشار خون بالا همچنان به ۹۰.۳ درصد رسید.
پژوهشگران همچنین بررسی کردند که آیا جریان خون صورت میتواند نشانههایی از دیابت نیز ارائه دهد یا خیر. این سامانه با استفاده از ۳۰ ثانیه فیلمبرداری از صورت توانست دیابت را با دقت ۸۸.۲ درصد شناسایی کند. دقت آن با کاهش مدت فیلمبرداری به پنج ثانیه، به ۸۱.۲ درصد رسید.
آنان همچنین هدف بلندپروازانهتری را بررسی کردند؛ اینکه آیا میتوان فشار خون سیستولیک فرد را بهطور مستقیم از طریق ویدئوی صورت تخمین زد یا خیر. فشار خون سیستولیک همان عدد اول و بالاتر در اندازهگیری معمول فشار خون است.
میانگین اختلاف درصدی بین فشار سیستولیک تخمین زده شده هوش مصنوعی و فشار اندازهگیری شده، ۸.۶ درصد بود. میانگین خطای عددی نیز منفی ۲.۶ میلیمتر جیوه گزارش شد که در محدوده میانگین خطای تعیین شده از سوی انجمن پیشرفت تجهیزات پزشکی قرار داشت.
با این حال، نتایج در افراد مختلف تفاوت زیادی داشت. انحراف معیار خطا، ۱۲ میلیمتر جیوه بود که از معیار مثبت یا منفی هشت میلیمتر جیوه بیشتر است. این موضوع نشان میدهد که سامانه هنوز به اندازهای قابل اعتماد نیست که بتواند جایگزین دستگاههای معمول اندازهگیری فشار خون شود.
پژوهشگران قصد دارند با بررسی گروههای بزرگتر در چند مرکز درمانی و همچنین بهبود سیگنالهایی که هوش مصنوعی بررسی میکند، این سامانه را ارتقا دهند. آنان همچنین میخواهند در مطالعات آینده افراد بیشتری از گروههای جمعیتی مختلف را وارد این برنامه کنند تا این فناوری در شرایطی نزدیکتر به کاربرد واقعی آزمایش شود.
اگر نتایج این پژوهش موفقیتآمیز باشند، این روش میتواند غربالگری بیماریها را بسیار آسانتر کند؛ ممکن است در آینده فرد تنها چند ثانیه مقابل یک دوربین مناسب قرار بگیرد و هشداری مبنی بر این دریافت کند که فشار خون یا احتمال ابتلا به دیابت وی نیازمند بررسی بیشتر است.
این امکان از آن جهت جذاب است که غربالگری بدون تماس میتواند خارج از محیطهای معمول بیمارستانی نیز انجام شود. برای مثال، چنین روشی ممکن است در برنامههای سلامت جامعه یا مکانهایی که امکان بررسی سریع تعداد زیادی از افراد وجود دارد، کاربرد داشته باشد.
با این حال، یافتههای فعلی باید با احتیاط تفسیر شوند. این پژوهش در مقیاس کوچکی انجام شده، تنها یک مرکز را دربر گرفته و در آن از یک دوربین طیفسنج تخصصی استفاده شده است. بنابراین، نتایج آن نشان نمیدهد که یک تلفن همراه معمولی در حال حاضر میتواند فشار خون بالا یا دیابت را تشخیص دهد.
همچنین ارقام مربوط به دقت تشخیص باید در چارچوب مناسب بررسی شوند. حتی آزمایشی که در بیشتر موارد نتیجه درستی ارائه میدهد، ممکن است برای برخی افراد هشدار اشتباه ایجاد کند یا بیماری بعضی افراد را تشخیص ندهد بهویژه زمانی که از آن برای میلیونها نفر با پیشینهها و شرایط جسمانی متفاوت استفاده شود.
در حال حاضر، بهتر است این فناوری را روشی امیدوارکننده برای غربالگری اولیه بدانیم که به اعتبارسنجیهای بیشتری نیاز دارد. ارزش این روش در سادهتر کردن نخستین مرحله بررسی و هدایت افراد به سمت آزمایشهای پزشکی استاندارد، نه جایگزین کردن پزشکان، آزمایشهای خون یا دستگاههای اندازهگیری فشار خون است.
مدیکال نیوز گزارش کرد، اگر پژوهشهای آینده این نتایج را در گروههای بزرگتر و متنوعتر تایید کنند، این مطالعه میتواند زمینهساز شکل جدیدی از ابزارهای پیشگیری و مراقبت از سلامت باشد. در آن صورت، نگاه کردن به چهره ممکن است به یکی دیگر از روشهای شناسایی زودهنگام بیماریهای خاموش تبدیل شود؛ زمانی که درمان میتواند بیشترین تاثیر را داشته باشد.
این پژوهش توسط پژوهشگران دانشگاه توکیو و موسسه علوم توکیو انجام شده و نتایج آن قرار است در کنگره ۲۰۲۶ انجمن قلب اروپا، یکی از نشستهای مهم بینالمللی در حوزه قلب و عروق، ارائه شود.
انتهای پیام
