این روزا بیماری‌های قلبی و تنفسی (همون چیزهایی که به قلب و ریه‌مون ربط دارن) باعث بیشترین مرگ و میر تو دنیا شدن. همیشه هم واسه کنترلشون باید کلی آزمایش دردناک یا گرون بدی! اما یه سری دانشمند اومدن با یک ایده خفن و دیجیتالی یعنی استفاده از ساعت هوشمند و هوش مصنوعی، راه تازه‌ای پیدا کردن.
بذار باهات راحت حرف بزنم:
ایده اصلی پژوهش این بوده که آیا میشه با داده‌هایی که گجت‌هایی مثل ساعت هوشمند یا دستبند سلامتی جمع می‌کنن (مثلاً ضربان قلب، فشار خون محیطی و سطح اکسیژن خون) بفهمیم داخل بدن چه خبره؟ منظورم اون داده‌هایی هست که معمولا فقط با آزمایشای تهاجمی یا پیچیده دستت میاد. مثلاً:
- فشار ورید مرکزی (نیاز به لوله‌گذاری داره)
- حجم خون خروجی هر ضربان قلب (stroke volume)
- کل برون‌ده قلبی (cardiac output یعنی میزان کل خونی که قلبتون پمپاژ می‌کنه)
- درصد خون خارج‌شده از بطن چپ (Ejection fraction)
- فشار نسبی اکسیژن و دی‌اکسیدکربن خون شریانی (که با آزمایش خون اندازه می‌گیرن)
حالا این دانشمندها اومدن و دنیای واقعی رو با “in silico” مدل‌سازی کردن؛ یعنی: شبیه‌سازی با کامپیوتر و مدل‌سازی ریاضی (یه جور آزمایش دیجیتالی تو کامپیوتر، نه آزمایش رو بدن واقعی!). با این کارشون جمعیتی از آدم‌های مجازی ساختن؛ بعضیا سالم و بقیه دچار بیماری قلبی یا تنفسی.
حالا چیکار کردن؟
اومدن با استفاده از مدلی به اسم “zero-dimensional global closed-loop model” — یه مدل پیچیده ریاضی که کارش شبیه‌سازی کل سیستم بدن با پارامترهایی که می‌تونی تغییرشون بدی — وضعیت قلب و ریه هر آدم مجازی رو ساختن. بعدش این پارامترها رو تو حالت سالم و بیمار بالا پایین کردن (واسه اینکه سناریوهای مختلف بدن آدم‌ها شبیه‌سازی بشه). برای اینکه بفهمن چه پارامترهایی مهم‌تره، از “local sensitivity analysis” استفاده کردن، که یعنی بررسی اینکه هر پارامتر چقدر نتیجه رو تغییر میده.
سپس مدل‌های یادگیری ماشین، به اسم “Gaussian Process Regression” (یا به اختصار GPR) رو آموزش دادن که بتونه اون داده‌های مهم درونی و بیمارستانی رو فقط بر اساس داده‌های ساعت هوشمند پیش‌بینی کنه.
یه نکته باحال: کلی هم بررسی کردن تا ببینن اصلاً اگر تو داده‌های دریافتی خطا یا نویز باشه (مثل وقتی ساعت هوشمند درست نباشه)، باز هم مدلشون خوب جواب میده یا نه. اسم این کارشون رو گذاشتن “error propagation analysis” یعنی بررسی اینکه خطاها چطور تو پیش‌بینی‌ها پخش می‌شن.
نتایجش چی شد؟
مدلشون نشون داد که میشه واقعاً یه عالمه داده بیمارستانی رو فقط با سیگنال‌های پوشیدنی (که با یه گجت ساده جمع میشه) تو همون مدل کامپیوتری درست پیش‌بینی کرد — البته تا جایی که فرضیات و کنترل مدلشون اجازه بده.
یعنی چی؟ یعنی شاید تو آینده نزدیک خیلی از چکاپای پزشکی رو بشه ساده‌تر و کم هزینه‌تر، فقط با یه ساعت هوشمند و یه اپلیکیشن مبتنی بر هوش مصنوعی انجام داد!
پس دفعه بعد که ساعت هوشمندتون اعلام کرد ضربان قلبتون عجیبه یا سطح اکسیژنتون کم شده، بدونید دانشمندها دارن با همین داده‌ها آینده پزشکی رو متحول می‌کنن!
منبع: +
