پیش‌بینی خرابی کلیه پیوندی با مدل هوش مصنوعی: هر مرحله‌ای، یه مدل جدا!

بذارین یه چیز خیلی جذاب رو واستون توضیح بدم: الان دیگه با پیشرفت هوش مصنوعی، حتی میشه پیش‌بینی کرد که کلیه پیوندی کی ممکنه خراب بشه! یعنی این‌قدر کار پیشرفته شده که دیگه دکترها هم می‌تونن با خیال راحت‌تر وضعیت بیمارشون رو دنبال کنن و قبل از اینکه اتفاق بدی بیفته، سریع‌تر دست به کار بشن.

خب، مدل‌های سنتی که واسه پیش‌بینی این اتفاقات بودن، معمولاً یه مدل کلی داشتن که نمی‌تونست به شکل دقیق و مرحله‌به‌مرحله (یعنی بسته به اینکه چقدر وقت از پیوند گذشته باشه) ریسک‌ها رو نشون بده. اما الان مدل‌های جدید با Machine Learning یا همون ML (یعنی همون هوش مصنوعی که خودش می‌تونه الگوهای پیچیده رو از داده‌ها یاد بگیره و پیش‌بینی کنه) خیلی بهتر کار می‌کنن.

توی این تحقیق اومدن و مدل‌هایی ساختن که مخصوص هر مرحله‌ی زمانی بعد از پیوند باشه. یعنی مثلاً مدل جدا برای ۳ ماه اول، یا برای شش ماه بعدش، و همینطور تا ۶ سال بعد از پیوند! این زمان‌بندی‌ها رو اینجوری تقسیم‌بندی کردن:

  • صفر تا ۳ ماه
  • ۳ تا ۹ ماه
  • ۹ تا ۱۵ ماه
  • ۱۵ تا ۳۹ ماه
  • و از ۳۹ تا ۷۲ ماه (که تقریبا میشه ۶ سال)

برای آموزش و آزمایش این مدل‌ها، داده‌های واقعی بیماران رو که از اهداکننده فوت‌شده کلیه گرفته بودن، استفاده کردن. بعد حتی مدل‌ها رو با یه گروه دیگه که اطلاعاتشون مخفی بود هم تست کردن تا مطمئن باشن واقعاً دقت مدل‌ها خوبه.

حالا بریم سر اصل مطلب: دقت این مدل‌ها توی هر بازه زمانی فرق داشت. مثلاً توی همون ۳ ماه اول یا تا ۹ ماه بعد از پیوند، دقت مدل‌ها متوسط بود؛ عددش هم حدود 0.73 یا 0.72 بوده (این ROC AUC یه معیار سنجش دقته که اگه براش جالبه بدونین، هرچی به ۱ نزدیک‌تر باشه یعنی مدل خیلی دقیقه؛ زیر ۰.۷ معمولاً ضعیفه). اما همین که وارد بازه ۹ تا ۱۵ ماه بعد از پیوند می‌شی، مدل یه دفعه دقت خیلی بالایی نشون داد؛ تقریباً عدد 0.92! یعنی تقریباً عالی. حتی F1 score (یه معیار دیگه برای سنجش خوب بودن پیش‌بینی که بین صفر و یکه) هم تو این بازه 0.85 بوده!

بعد از اون، تو بازه ۱۵ تا ۳۹ ماه دقت هنوز خوبه (0.84)، ولی وقتی می‌ریم سراغ مدت طولانی‌تر – یعنی ۳۹ تا ۷۲ ماه – مدل‌ها دیگه کارشون سخت‌تر میشه و دقتشون یه کم میاد پایین (حدود 0.7).

نکته جالب اینجاست که استفاده از مدل‌های هوش مصنوعی مرحله‌محور (phase-specific) باعث میشه دکترها بتونن دقیق‌تر بفهمن کِی باید بیشتر حواسشون به بیمارها باشه و اگه کسی تو یه بازه خاص ریسک بالایی داره، پیگیری‌ها و آزمایش‌ها رو بیشتر کنن، در نتیجه احتمال خراب شدن کلیه پیوندی هم کمتر میشه.

در کل، این تحقیق نشون داد که مدل‌های ساخته شده با هوش مصنوعی اگه واسه هر مرحله زمانی تنظیم بشن، می‌تونن خیلی بهتر به دکترها برای مدیریت بیمارها کمک کنن و باعث بشن نتایج بلندمدت پیوند کلیه هم بهتر بشه. خلاصه اینکه هوش مصنوعی واقعاً داره تو پزشکی غوغا می‌کنه!

منبع: +