یادگیری انتقالی: راه جدید برای تشخیص سریع سکته قلبی با نوار قلب!

تا حالا شده نگران این باشید که کسی ناگهان دچار حمله قلبی بشه و دکترها باید هرچه زودتر تشخیص بدن؟ یکی از سخت‌ترین کارهای اورژانس دقیقاً همین تشخیص سکته قلبی حاد یا به قول علمی Acute Myocardial Infarction (AMI) ـه. برای این کار، یکی از ابزارهای اصلی نوار قلبه، همون که بهش می‌گن ECG. اما خودت رو جای دکتر بذار: تفسیر نوار قلب دستی اصلاً کار ساده‌ای نیست و اشتباه هم پیش میاد.

اینجاست که هوش مصنوعی و یادگیری ماشین میان وسط! تا حالا بارها خواستن با الگوریتم‌های یادگیری ماشین (یعنی مدل‌هایی که خودشون با خوردن کلی داده یاد می‌گیرن) مشکل رو حل کنن. ولی خب این مدل‌ها کلی داده‌ی با کیفیت و درست لازم دارن و پیدا کردن مقدار زیادی نوار قلب با برچسب دقیق واقعاً کار سختیه.

حالا توی چند سال اخیر، یه روش جدید و باحال به اسم Transfer Learning (یا یادگیری انتقالی؛ یعنی مدل رو با یه کار ساده‌تر آموزش می‌دن و بعدش برای کار اصلی ازش استفاده می‌کنن) تو خیلی از زمینه‌ها جواب داده. ولی برای تشخیص سکته قلبی هنوز درست تست نشده بود.

توی این پژوهش که گروهی از محققان انجام دادن، اومدن یه حرکت جالب زدن: اول مدل رو با استفاده از ۸۴۰ هزار نوار قلب از بیمارهایی که درد قفسه سینه نداشتن، آموزش دادن تا بتونه جنسیت (زن یا مرد بودن) و سن فرد رو فقط از روی ECG حدس بزنه. (این کار به شدت واسه مدل ساده‌تر از تشخیص سکته قلبیه.) بعدش اون مدل آماده رو برداشتن و فقط یه مقدارش رو با ۴۴ هزار نوار قلب مربوط به بیمارایی که درد قفسه سینه داشتن، دوباره آموزش دادن تا بتونه سکته قلبی رو تشخیص بده.

جالبه که نتایج رو با مدل‌هایی که از پایه فقط با داده‌های سکته قلبی آموزش داده بودن مقایسه کردن. نتیجه؟ مدل‌هایی که یادگیری انتقالی داشتن خیلی بهتر عمل کردن!

این گروه این کار رو با چندین مدل معروف (مثل ResNet که یه نوع معماری معروف شبکه عصبیه و مخصوص شناسایی الگوهاست) و حجم داده‌های مختلف تست کردن. باحال اینکه بهترین مدل یادگیری انتقالی تونست امتیاز AUC خودش رو از 0.79 برسونه به 0.85. (AUC یعنی Area Under the Curve، یه جور معیار برای سنجیدن دقت مدل پیش‌بینی ـه. هرچی بالاتر، مدل بهتره.)

این یعنی حتی با یه dataset یا مجموعه داده نسبتاً معمولی و نه خیلی بزرگ هم، میشه با یادگیری انتقالی به نتایج خیلی قوی توی تشخیص سکته قلبی رسید. پس دفعه بعد که صحبت از هوش مصنوعی تو پزشکی شد، یاد این مقاله بیفت! چون الان می‌دونیم مدل‌هایی که با این روش آموزش داده می‌شن، واقعاً می‌تونن به دکترها تو شرایط حساسِ اورژانسی کمک کنن تا جونِ آدما نجات پیدا کنه!

منبع: +