بالذكاء الاصطناعي وماسح ضوئي يمكن "تسجيل" شدة مرض السكري !
استخدم فريق من الباحثين تقنية عالية الدقة وغير جراحية للحصول على صور للأوعية الدموية الصغيرة الموجودة تحت جلد مرضى السكري، واستخدموا خوارزمية الذكاء الاصطناعي لصياغة "درجة" يمكن استخدامها لتحديد شدة المرض. وبمجرد أن تصبح هذه التقنية محمولة، يمكن استخدامها لمراقبة فعالية العلاج، وفقًا لما نشره موقع New Atlas نقلًا عن دورية Nature Biomedical Engineering.
اعتلال الأوعية الدموية الدقيقة
يعد اعتلال الأوعية الدقيقة، حيث تصبح جدران الشعيرات الدموية سميكة وضعيفة للغاية لدرجة أنها تنزف، وتسرب البروتين، كما أن بطء تدفق الدم يعد أحد المضاعفات الرئيسية لمرض السكري، الذي يمكن أن يؤثر على العديد من أعضاء الجسم، بما يشمل الجلد.
طور باحثون من جامعة ميونيخ التقنية TUM وهي طريقة للحصول على صور مفصلة للأوعية الدموية الموجودة تحت جلد مرضى السكري باستخدام الذكاء الاصطناعي لتحديد مدى خطورة الحالة كميًا.
تصوير بصري صوتي
يستخدم التصوير البصري الصوتي نبضات ضوئية لتوليد الموجات فوق الصوتية داخل الأنسجة. تؤدي التوسعات والتقلصات الصغيرة في الأنسجة المحيطة بالجزيئات، التي تمتص الضوء بقوة، إلى إنشاء إشارات يتم تسجيلها بواسطة أجهزة الاستشعار وتحويلها إلى صور عالية الدقة. يعد الهيموغلوبين البروتيني، الذي يحمل الأكسجين أحد هذه الجزيئات التي تمتص الضوء، وبما أنه يتركز في الأوعية الدموية، فإن التصوير البصري الصوتي ينتج صورًا تفصيلية للأوعية الدموية لا تستطيع التقنيات الأخرى غير الجراحية إنتاجها، بالإضافة إلى كونه إجراء سريعا ولا يستخدم الإشعاع.
مزيد من العمق والتفاصيل
في الدراسة الجديدة، طور الباحثون طريقة معينة للتصوير البصري الصوتي تسمى RSOM، وهي اختصار للمنظار البصري الصوتي بالمسح النقطي، والتي يمكنها الحصول على بيانات عن أعماق مختلفة من الجلد في وقت واحد إلى عمق 1 ملم، والتي قال أنجيلوس كارلاس، الباحث الرئيسي في الدراسة، إنها تحقق "عمقا وتفاصيل أكثر من الطرق البصرية الأخرى".
تقنية RSOM
استخدم الباحثون تقنية RSOM لالتقاط صور للجلد على أرجل 75 مريضًا بالسكري ومجموعة مراقبة مكونة من 40 شخصًا واستخدموا خوارزمية الذكاء الاصطناعي لتحديد الخصائص ذات الصلة سريريًا المرتبطة بمضاعفات مرض السكري. وقام الباحثون بإنشاء قائمة تضم 32 تغييرًا مهمًا بشكل خاص في الأوعية الدموية الدقيقة في الجلد، بما يشمل قطر الأوعية الدموية وعدد الفروع الموجودة فيها.
عدد الأوعية الدموية
ولاحظ الباحثون أن عدد الأوعية والفروع في طبقة الجلد ينخفض لدى مرضى السكري، لكنه يزداد في البشرة الأقرب إلى سطح الجلد. تأثرت جميع الخصائص الـ 32، التي حددها الباحثون، بتطور المرض وشدته. ومن خلال تجميع الخصائص الـ 32، قام فريق الباحثين بحساب "درجة اعتلال الأوعية الدقيقة"، التي تربط حالة الأوعية الدموية الصغيرة في الجلد وشدة مرض السكري.
بتكاليف أقل وخلال بضع دقائق
وقال فاسيليس نتزياكريستوس، باحث في الدراسة، إنه يمكن باستخدام "تقنية RSOM وصف آثار مرض السكري كميا"، موضحًا أنه "مع القدرة الناشئة على جعل RSOM محمولاً وفعالاً من حيث التكلفة، ستفتح هذه النتائج طريقة جديدة للرصد المستمر لحالة المتضررين - أكثر من 400 مليون شخص في جميع أنحاء العالم. وفي المستقبل، مع إجراء فحوصات سريعة وغير مؤلمة، سيستغرق الأمر بضع دقائق فقط لتحديد ما إذا كانت العلاجات لها تأثير، حتى في أثناء تواجد المريض في منزله.
اعتلال الأوعية الدموية الدقيقة
يعد اعتلال الأوعية الدقيقة، حيث تصبح جدران الشعيرات الدموية سميكة وضعيفة للغاية لدرجة أنها تنزف، وتسرب البروتين، كما أن بطء تدفق الدم يعد أحد المضاعفات الرئيسية لمرض السكري، الذي يمكن أن يؤثر على العديد من أعضاء الجسم، بما يشمل الجلد.
طور باحثون من جامعة ميونيخ التقنية TUM وهي طريقة للحصول على صور مفصلة للأوعية الدموية الموجودة تحت جلد مرضى السكري باستخدام الذكاء الاصطناعي لتحديد مدى خطورة الحالة كميًا.
تصوير بصري صوتي
يستخدم التصوير البصري الصوتي نبضات ضوئية لتوليد الموجات فوق الصوتية داخل الأنسجة. تؤدي التوسعات والتقلصات الصغيرة في الأنسجة المحيطة بالجزيئات، التي تمتص الضوء بقوة، إلى إنشاء إشارات يتم تسجيلها بواسطة أجهزة الاستشعار وتحويلها إلى صور عالية الدقة. يعد الهيموغلوبين البروتيني، الذي يحمل الأكسجين أحد هذه الجزيئات التي تمتص الضوء، وبما أنه يتركز في الأوعية الدموية، فإن التصوير البصري الصوتي ينتج صورًا تفصيلية للأوعية الدموية لا تستطيع التقنيات الأخرى غير الجراحية إنتاجها، بالإضافة إلى كونه إجراء سريعا ولا يستخدم الإشعاع.
مزيد من العمق والتفاصيل
في الدراسة الجديدة، طور الباحثون طريقة معينة للتصوير البصري الصوتي تسمى RSOM، وهي اختصار للمنظار البصري الصوتي بالمسح النقطي، والتي يمكنها الحصول على بيانات عن أعماق مختلفة من الجلد في وقت واحد إلى عمق 1 ملم، والتي قال أنجيلوس كارلاس، الباحث الرئيسي في الدراسة، إنها تحقق "عمقا وتفاصيل أكثر من الطرق البصرية الأخرى".
تقنية RSOM
استخدم الباحثون تقنية RSOM لالتقاط صور للجلد على أرجل 75 مريضًا بالسكري ومجموعة مراقبة مكونة من 40 شخصًا واستخدموا خوارزمية الذكاء الاصطناعي لتحديد الخصائص ذات الصلة سريريًا المرتبطة بمضاعفات مرض السكري. وقام الباحثون بإنشاء قائمة تضم 32 تغييرًا مهمًا بشكل خاص في الأوعية الدموية الدقيقة في الجلد، بما يشمل قطر الأوعية الدموية وعدد الفروع الموجودة فيها.
عدد الأوعية الدموية
ولاحظ الباحثون أن عدد الأوعية والفروع في طبقة الجلد ينخفض لدى مرضى السكري، لكنه يزداد في البشرة الأقرب إلى سطح الجلد. تأثرت جميع الخصائص الـ 32، التي حددها الباحثون، بتطور المرض وشدته. ومن خلال تجميع الخصائص الـ 32، قام فريق الباحثين بحساب "درجة اعتلال الأوعية الدقيقة"، التي تربط حالة الأوعية الدموية الصغيرة في الجلد وشدة مرض السكري.
بتكاليف أقل وخلال بضع دقائق
وقال فاسيليس نتزياكريستوس، باحث في الدراسة، إنه يمكن باستخدام "تقنية RSOM وصف آثار مرض السكري كميا"، موضحًا أنه "مع القدرة الناشئة على جعل RSOM محمولاً وفعالاً من حيث التكلفة، ستفتح هذه النتائج طريقة جديدة للرصد المستمر لحالة المتضررين - أكثر من 400 مليون شخص في جميع أنحاء العالم. وفي المستقبل، مع إجراء فحوصات سريعة وغير مؤلمة، سيستغرق الأمر بضع دقائق فقط لتحديد ما إذا كانت العلاجات لها تأثير، حتى في أثناء تواجد المريض في منزله.
