بذار بریم سراغ یه موضوع جالب! شاید کمتر کسی فکر کنه که آلودگی هوای یه شهر مثل شانگهای، میتونه روی عفونتای بعد از عمل جراحی تاثیر بذاره، اونم بین بچههای نوجوانی که جراحیهای ارتوپدی (یعنی عملایی که به استخون و مفاصل ربط دارن) انجام میدن. اما خب، یه تیم پر از محقق کنجکاو نشستن و دقیقاً همین موضوع رو توی شانگهای بررسی کردن، اونم با کمک یه مدل هوش مصنوعی خیلی خفن!
اول بذار یه توضیح کوچیک بدم: وقتی میگیم Surgical Site Infection یا همون “عفونت محل جراحی”، یعنی همون مشکلی که زخم یا محل عمل بعد از جراحی چرک میکنه یا باکتری توش رشد میکنه. این قضیه برای نوجوانای عمل شده واقعاً میتونه دردسر درست کنه.
حالا ماجرا اینه که شانگهای شهریه که هواش اصلاً تمیز نیست! انواع و اقسام آلایندهها مثلاً NO2 (دی اکسید نیتروژن)، SO2 (دی اکسید سولفور)، و O3 (ازون) اونجا هستن و همین شد بهونه که این مطالعه رو انجام بدن.
توی این تحقیق، اطلاعات حدود ۳۲ هزار و ۲۶۱ تا نوجوان که بین سالای ۲۰۱۹ تا ۲۰۲۴ توی شانگهای جراحی ارتوپدی داشتن و بعدش دچار عفونت شدن رو جمع کردن. کنار این دادههای پزشکی، اطلاعات ریز و دقیق مربوط به آلودگی هوا و وضعیت آبوهوا هم داشتن.
اما چیزی که کار رو متفاوت و جذاب میکنه، استفاده از یه مدل هوش مصنوعی پیشرفتهست به اسم: evolutionary deep learning model. این اسم عجیب یعنی مدلی که با یادگیری عمیق یا همون Deep Learning سر و کار داره و دائما خودش رو بهبود میده تا نتایج بهتری بده. این مدل ترکیبی از چند تا الگوریتمه، مثلاً CNN (همون شبکه عصبی کانولوشن برای تشخیص الگو)، BiGRU (یه نوع شبکه عصبی که توی پردازش توالیها عالیه) و Attention (مدلی که تمرکز رو میاره روی اطلاعات مهم). تازه، همه اینا رو با یه الگوریتم به اسم Improved StarFish بهینهسازی کردن که خلاصه یعنی با هوش مصنوعی، بهتر از همیشه تونستن پیشبینی کنن تاثیر آلودگی روی عفونت!
خب حالا نتایجشون چی شد؟! جالبیش اینجاست:
- فهمیدن که NO2 و SO2، سومین روز (یا همون lag0 روزی که جراحی انجام شده)، احتمال عفونت رو حسابی بیشتر میکنن. یعنی هرچی این دوتا آلاینده بیشتر باشن، خطر عفونت هم بالا میره.
- اما O3 یا همون گاز ازون، برعکس باعث کاهش خطر عفونت شد! عجیب شد نه؟ اثر محافظتی ازون حتی قویتر هم بود (مثلا اگه ازون به اندازه ۱۰ میکروگرم بر متر مکعب افزایش پیدا کنه، ریسک عفونت حدود ۲.۴ درصد کمتر میشه).
- وقتی اومدن بررسی گروه سنی کردن، دیدن بچههای ۷ تا ۱۴ سال نسبت به NO2 و SO2 حساستر هستن و بیشتر آسیبپذیرن.
- از طرف دیگه، اثر O3 روی بچههای مختلف فرق میکرد. جالبه اینکه پسرها بیشتر از دخترها از این فایده O3 بهره بردن و خطر عفونتشون بیشتر کم میشد.
- وقتی هم رابطهٔ مقدار آلودگی و خطر رو کشیدن (این رو بهش میگن Dose-Response Curve: یعنی هرچی مقدار آلاینده بیشتر بشه، چه اتفاقی میفته)، دیدن NO2 و SO2 با افزایش سطحشون، همینجوری خطر رو بیشتر میکنن و هیچ آستانه امنی براشون نیست! اما O3 تقریبا یه رابطه خطی و ثابت داشت.
در نهایت نتیجه گرفتن که ترکیب آلایندهها میتونه واقعا روی ریسک عفونت محل جراحی توی نوجوانای شانگهای تاثیر بذاره. دی اکسید نیتروژن و دی اکسید سولفور خطرناک هستن و اوزون هم بسته به شرایط میتونه اثر مثبت داشته باشه.
ضمناً هوش مصنوعی تونست خیلی خوب پیشبینی کنه که کدوم آلاینده واسه کدوم گروه مهمتره و حتی پیشنهاد دادن که قبل و بعد از عمل، باید به کیفیت هوای اطراف خیلی توجه کرد تا ریسک عفونت رو بیاری پایین.
خلاصه، اگه قراره توی یه شهر پر از آلودگی مثل شانگهای عمل جراحی داشته باشی، مراقب وضعیت هوا باش! مخصوصاً وقتی نوجوانی و عمل ارتوپدی در راهه؛ چون هم سن مهمه، هم جنسیت و هم مقدار آلایندههای هوا. هوش مصنوعی اینارو بهمون یاد داد! 😉
منبع: +
