قام أطباء القلب بتدريب نموذج كبير من الذكاء الاصطناعي لتقييم بنية ووظيفة القلب

قام خبراء الذكاء الاصطناعي من Cedars-Sinai ومعهد Smidt للقلب بإنشاء مجموعة بيانات تضم أكثر من مليون مخطط صدى القلب (فيديو بالموجات فوق الصوتية للقلب) والتفسيرات السريرية المقابلة لها. وباستخدام قاعدة البيانات هذه، قاموا بتطوير EchoCLIP، وهي خوارزمية قوية للتعلم الآلي يمكنها "تفسير" صور مخطط صدى القلب وتقييم المؤشرات الرئيسية.

يشير تصميم وتقييم EchoCLIP، الموصوف في ورقة بحثية منشورة في Nature Medicine، إلى أن تفسير مخطط صدى القلب للمريض باستخدام EchoCLIP يوفر تقييمات سريرية على مستوى متخصص، بما في ذلك تقييم وظيفة القلب، ونتائج العمليات الجراحية السابقة والأجهزة المزروعة، كما يمكن أن يساعد الأطباء في تحديد المرضى الذين يحتاجون إلى العلاج.

يمكن لنموذج EchoCLIP الأساسي أيضًا التعرف على نفس المريض عبر مقاطع فيديو واختبارات ونقاط زمنية متعددة، والتعرف على التغيرات المهمة سريريًا في قلب المريض.

"على حد علمنا، هذا هو أكبر نموذج تم تدريبه على صور تخطيط صدى القلب"، قال مؤلف الدراسة الرئيسي ديفيد أويانغ، دكتوراه في الطب، وعضو هيئة التدريس في قسم أمراض القلب في معهد سميت للقلب وقسم الذكاء الاصطناعي في الطب.

"يتم تدريب العديد من نماذج الذكاء الاصطناعي السابقة لمخططات صدى القلب على عشرات الآلاف من الأمثلة فقط. وفي المقابل، فإن أداء EchoCLIP الفريد والفريد في تفسير الصور هو نتيجة التدريب على بيانات أكثر بعشر مرات تقريبًا من النماذج الحالية."

"تظهر نتائجنا أن مجموعات بيانات التصوير الطبي والتفسير الكبيرة والمراجعة من قبل النظراء يمكن أن تكون بمثابة أساس لتدريب النماذج الطبية الأساسية، والتي تعد شكلاً من أشكال الذكاء الاصطناعي التوليدي"، كما أضاف أويانغ.

سير عمل EchoCLIP. المصدر: طب الطبيعة (2024). DOI: 10.1038/s41591-024-02959-y

وأشار إلى أن هذا النموذج الأساسي المتقدم يمكن أن يساعد قريبًا أطباء القلب في تقييم مخططات صدى القلب من خلال توليد تقديرات أولية لقياسات القلب، وتحديد التغيرات بمرور الوقت والأمراض الشائعة.

أنشأ فريق البحث مجموعة بيانات مكونة من 1,032,975 مقطع فيديو بالموجات فوق الصوتية للقلب وتفسيرات الخبراء المرتبطة بها لتطوير EchoCLIP. تشمل النتائج الرئيسية للدراسة ما يلي:

• أظهر EchoCLIP أداءً عاليًا في تقييم وظيفة القلب من خلال صور القلب.
• كان النموذج الأساسي قادرًا على التعرف على الأجهزة المزروعة داخل القلب مثل أجهزة تنظيم ضربات القلب، والصمامات التاجية والأبهرية المزروعة من صور مخطط صدى القلب.
• حدد EchoCLIP بدقة المرضى الفريدين عبر الدراسات، وحدد التغييرات المهمة سريريًا مثل جراحة القلب السابقة، وسمح بتطوير تفسيرات نصية أولية لصور مخطط صدى القلب.

"النماذج الأساسية هي واحدة من أحدث المجالات في الذكاء الاصطناعي التوليدي، ولكن معظم النماذج لا تحتوي على بيانات طبية كافية لتكون مفيدة في الرعاية الصحية،" قالت كريستينا إم ألبرت، دكتوراه في الطب، وماجستير في الصحة العامة، ورئيسة قسم أمراض القلب في معهد سميت للقلب. ص>

وأضاف ألبرت، الذي لم يشارك في الدراسة: "يدمج هذا النموذج الأساسي الجديد رؤية الكمبيوتر لتفسير صور مخطط صدى القلب مع معالجة اللغة الطبيعية لتعزيز تفسيرات أطباء القلب."