בדיקת אולטרסאונד ניידת בכף יד בגודל של מגב חלון שמן יכולה להציץ לתוך הלב שלך – אבל פיסת הטכנולוגיה המדהימה הזו עדיין דורשת צוות רפואי מיומן במיוחד כדי להפעיל אותה.
כעת, חוקרים פיתחו כלי בינה מלאכותית חדש המסייע לצוותים רפואיים למקם את המכשיר כראוי כך שיוכלו לראות אם הלב תקין או לא.
המשמעות עשויה להיות שצוות רפואי שאינם מומחי אולטרסאונד יכולים להשתמש במכשיר, במשרד הרופא שלך, ברכב חירום, או במדינות שבהן יש מחסור בקלינאי אולטרסאונד מיומנים.
"אנחנו מנסים לפשט אקו לב עבור רופאים שאינם מומחים, כדי שנוכל להפיץ אותה מבית החולים אל העולם", אמר דיוויד פסדלופ, חוקר במרכז הנורבגי למדע וטכנולוגיה (NTNU) לפתרונות אולטרסאונד חדשניים (CIUS) שמחקר הדוקטורט שלו כלל פיתוח הכלי.
אקו לב היא שימוש באולטרסאונד לאיסוף תמונות של הלב הפועם. זה יכול לשמש להערכות מהירות במצבי חירום, לאבחונים מפורטים יותר, או, בטווח הארוך יותר, למעקב אחר תפקוד הלב לאורך זמן כאשר מטופל עובר כימותרפיה, למשל.
כימותרפיה יכולה להיות רעילה ללב. אז אם אקו לב מראה שתפקוד הלב החמיר מאז הביקור האחרון, הרופאים עשויים להחליט להפסיק את הטיפול הזה".
דיוויד פסדלופ, חוקר, המרכז הנורבגי למדע וטכנולוגיה (NTNU) לפתרונות אולטרסאונד חדשניים (CIUS)
הדמיה של הלב הפועם אינו כל כך קל
כדי להבין מה פסדלופ עשה, אתה צריך להבין מדוע השימוש באולטרסאונד כדי לדמיין את הלב כל כך קשה מלכתחילה.
הלב הוא אחד האיברים הקשים ביותר עבור אולטרסאונד. אתה רואה רק תמונה דו מימדית על המסך, אבל הלב הוא תלת מימד
קודם כל: הלב האנושי מוגן על ידי הצלעות שלנו ומוקף בריאות שלנו. גם הריאות וגם הצלעות מפריעות ולא מאפשרות לגלי אולטרסאונד "להתפשט", מה שבעצם מקשה מאוד על דימוי הלב בבירור.
"הלב הוא אחד האיברים הקשים ביותר עבור אולטרסאונד. אתה רואה רק תמונה דו מימדית על המסך, אבל הלב הוא תלת מימד. אז אתה באמת צריך תמונה נפשית טובה של מה שיש בתוך הגוף כדי למקם את לחקור כראוי, ובאותו זמן אתה צריך להימנע מהצלעות זה הופך את זה למאתגר מאוד", אמר פסדלופ.
אם הבדיקה קצת גבוהה מדי, קצת נמוכה מדי או מזווית לא נכונה, התוצאה היא סרטונים ותמונות פחות אופטימליים. רופאים מיומנים יכולים להתגבר על האתגר הזה על ידי מיקום הבדיקה במקום הטוב ביותר כדי לקבל חתך טוב של הלב בזמן שהוא פועם, אבל זה דורש מיומנות רבה.
אבל זה לא האתגר היחיד, אומר Håvard Dalen, קרדיולוג בבית החולים St. Olavs ופרופסור ב-CIUS.
"זה האיבר האחד שזז כל הזמן", ציין. "לא רק הלב עצמו זז, אלא בכל פעם שאתה נושם אתה משנה קצת את המיקום".
מאות אולטרסאונדים ללמד את הבינה המלאכותית
פסדלופ התייחס לאתגרים השונים הללו על ידי איסוף מאות הקלטות אולטרסאונד לב שונות בעלות נכונות משתנה. הוא הזין את ההקלטות האלה לכלי הבינה המלאכותית שלו כדי להראות לו איך נראות תמונות נכונות ולא נכונות.
בסופו של דבר, כלי הבינה המלאכותית הצליח לדעת אם התמונה טובה או לא. אם הבדיקה הייתה ממוקמת בצורה לא נכונה, כלי הבינה המלאכותית יכול לעזור למשתמש להזיז את המכשיר כדי לשפר את התמונה.
"מערכות פשוטות כמו סורקי אולטרסאונד כף יד, יש להן רק הדמיה דו מימדית, אז אתה צריך לדעת מאיפה בלב התלת מימדי מקור התמונה הדו מימדית הזו. וכלי הבינה המלאכותית מסוגל לומר לך", אמר דאלן .
הדרכה בזמן אמת בטאבלט
כלי הבינה המלאכותית עוזר למפעילים להבין כיצד יש להחזיק את הגשושית כך שהרופאים יוכלו לקבל תמונה מושלמת של המבנים החשובים של הלב.
הכלי הוא תוכנה שיכולה לפעול על משהו פשוט כמו טאבלט. מפעיל האולטרסאונד יכול להסתכל על מסך טאבלט תוך כדי הזזת הגשושית על גופו של המטופל.
המסך מציג את הלב הפועם, כפי שצולם על ידי המכשיר, במרכזו. משוב מה-AI מוצג בפינה השמאלית העליונה. הוא מתעדכן בזמן אמת כאשר המפעילים מזיזים את המכשיר, כך שיוכלו למקם אותו כדי לקבל את התמונה הנכונה.
עוזר אפילו לרופאי אולטרסאונד מיומנים
המניע מאחורי המחקר של Pasdeloup היה להפוך מכשירי אולטרסאונד ניידים כמו הסורק הידני לזמינים באופן נרחב.
אבל בתהליך המחקר שלו, הוא ועמיתיו הבינו שזה יכול להיות שימושי באותה מידה עבור קלינאים מיומנים, כי זה עזר לתקן את התמונות שהם צילמו.
"מה שמצאנו הוא שהמשתמשים המנוסים, כמו הסונוגרפים שלנו, שערכו אלפי בחינות, עדיין משתפרים", אמר דאלן. "אם חושבים על זה, לכל אחד מהסונוגרפים המנוסים יש סוג של חתימה אישית כשהם מבצעים את ההדמיה. אז מבחינתי, כשאני רואה סרטון, אני פחות או יותר יכול לדעת מי באמת עשה את ההקלטה".
הכלי של פסדלופ מחק למעשה את ההבדלים הללו, אמר דאלן.
"עם החידוש של דיוויד, אני לא יכול לומר מי ביצע את ההדמיה. וזה מאפשר לעבור בין מפעילים שונים מבלי לראות שינויים הקשורים למפעיל בתמונות", אמר.
כאשר מטופלים מגיעים כדי לראות אם בעיית לב השתנתה עם הזמן או לראות אם הלב שלהם מושפע מטיפול בסרטן, קל יותר לקרדיולוגים כמו דאלן לזהות שינויים קטנים אך חשובים, אמר.
"אנחנו מחפשים פרטים והבדלים קטנים למדי", אמר.
יכול לעזור לקצץ זמן גם למחקרים מפורטים יותר
החוקרים בדקו גם כיצד AI יכול לעזור לבצע מדידות מהתמונות הסטנדרטיות הללו של הלב
שתיים מהמדידות החשובות ביותר שקרדיולוגים מסתכלים עליהן באופן שגרתי הן נפח החדר השמאלי של הלב ושבר הפליטה.
החדר השמאלי הוא חדר הלב שדוחף את הדם החוצה מהלב לכל האיברים בגוף. חלק הפליטה אומר עד כמה הלב יעיל לשאוב את הדם בכל פעימה.
מה שהכי חשוב לדעת על שני הגורמים הללו הוא שהם עוזרים לקרדיולוגים להבין עד כמה הלב עובד – או לא.
במהלך אולטרסאונד, מפעיל יכול למדוד באופן ידני את נפח החדר השמאלי ואת חלק הפליטה, אך זה לוקח זמן, ודיוק המדידה מוגבל על ידי הסובייקטיביות של המפעיל.
אז Pasdeloup היה חלק מצוות שבחן כיצד AI יכול לחשב אוטומטית את הערכים הללו מהתמונות שנאספו במהלך אולטרסאונד.
מה שהם מצאו זה שה-AI היה דומה למפעילים מיומנים בכל הקשור למדידות – אבל גם שהוא חסך בממוצע 5 דקות לכל סריקה. זה משהו שיכול לעשות הבדל הן בחיסכון בעלויות והן בזרימות העבודה היומיומיות עבור מפעילים מיומנים שמבצעים את הבדיקות הללו.
לא ממש מוכנה למשרדו של הרופא – עדיין
פסדלופ אומר שלמרות התוצאות המבטיחות של עבודתו, עדיין ייקח זמן עד שהחידוש ימצא את דרכו אל משרד הרופא שלך.
המרכז לפתרונות אולטרסאונד חדשניים הוא מרכז לחדשנות מבוססת מחקר, הממומן בחלקו על ידי מועצת המחקר של נורבגיה. שאר המימון מגיע משותפים בתעשייה, כמו GE Vingmed Ultrasound, חברה נורווגית שמייצרת את מכשיר היד שפסדלופ השתמש בו כדי לפתח את התוכנה שלו.
"אנחנו באמת מאמינים ברלוונטיות הקלינית של הכלי שלנו ומקווים שהשותף התעשייתי שלנו יבחר לשלב אותו בסורקים שלהם", אמר פסדלופ.
זה רק צעד אחד. השני מקבל אישור רגולטורי למוצר הקשור לבינה מלאכותית, הוא אמר.
במחקר הקליני הראשון שלהם, צוות המחקר בדק את כלי הבינה המלאכותית בבית חולים. "הכלי עבד על כל החולים שכללנו. היה מאוד חיובי לראות שהצלחנו להעביר בהצלחה את עבודת המחקר שלנו למסגרת הקלינית", אומר פסדלופ.
סוג כזה של הוכחה חשוב בקבלת אישור, אבל הגורם המסבך הוא השימוש בבינה מלאכותית עצמה.
"זהו מוצר בינה מלאכותית, וזה חדש מאוד עבור סוכנויות רגולטוריות", אמר. "ייקח זמן לקבל את אישורו של מינהל המזון והתרופות בארה"ב או לקבל תו CE באיחוד האירופי. אז יכול להיות זמן רב מחדשנות ועד למסחור".
