للحد من رفض العضو المزروع.. الذكاء الاصطناعى يساعد فى التنبؤ بنجاح زراعة القلب

تشير دراسة جديدة إلى أن الذكاء الاصطناعي قد يتمكن من تحديد الوقت، الذي يبدأ فيه جسم مريض زراعة الأعضاء بمهاجمة القلب المتبرع به، بدقة من خلال تحليل تسجيلات إيقاع القلب واختبارات الدم.

ووفقا لموقع "Medical xpress"،  يعد المعيار الذهبي الحالي لتشخيص رفض زراعة القلب هو الخزعة، وهي عملية جراحية لإزالة قطعة صغيرة من عضلة القلب، والتي يفحصها الخبراء تحت المجهر بحثًا عن الالتهابات والتغيرات الأخرى، التي قد تشير إلى أن الجهاز المناعي للجسم يرفض العضو.

استكشفت الدراسة، التي قادها باحثون من مركز لانجون الصحي بجامعة نيويورك، طريقة بديلة، وهى ما إذا كان الجمع بين تخطيط كهربية القلب (EKG) - الذي يسجل النشاط الكهربائي للقلب، باستخدام أجهزة استشعار توضع على الجلد، مع فحوصات الدم يمكن أن يساعد في تحديد الرفض دون الحاجة إلى خزعة جراحية في كثير من الحالات.

قام الفريق بتدريب نماذج الذكاء الاصطناعي للتعرف على الأنماط في 5300 قراءة تخطيط كهربية القلب (EKG) لـ 2357 مريضًا بالغًا خضعوا لزراعة قلب، وتم تدريب أحد نماذج الذكاء الاصطناعي على بيانات تخطيط كهربية القلب فقط، بينما قام نموذج آخر بتحليل قراءات تخطيط كهربية القلب ونتائج فحصين دمويين شائعين للتنبؤ بخطر رفض الزرع،  واستُخدمت سجلات الخزعات المقترنة بقراءات تخطيط كهربية القلب لنفس المرضى كمقياس لدقة تنبؤات هذه النماذج.

نتائج الدراسة
 

في مجموعة اختبارية إضافية ضمت 38 متلقيًا لزراعة القلب من الذكور والإناث، وجد الباحثون أن النموذج المدمج كان أكثر دقة، حيث حدد بدقة 94% من المرضى الذين لم يعانوا من رفض العضو المزروع.

في المقابل، أشار النموذج القائم على فحوصات الدم بشكل خاطئ إلى أن 19 مريضًا قد يحتاجون إلى خزعة. وأوضح الباحثون أن النموذج المدمج كان سيجنب هؤلاء المرضى هذا الإجراء.

"تسلط نتائجنا الضوء على أن تخطيطات القلب الكهربائية تحتوي على وفرة من المعلومات الفسيولوجية التي يمكن استخدامها لتحسين دقة الكشف بشكل كبير وتمكين التشخيص والعلاج المبكر للمرضى الذين يعانون من رفض زراعة القلب"، كما قال المؤلف الرئيسي للدراسة، الدكتور ليور جانكلسون، أستاذ مشارك في الهندسة الطبية الحيوية بكلية تاندون للهندسة بجامعة نيويورك.

أظهرت دراسات سابقة أن المؤشرات الحيوية في الدم، التي تقيس نشاط الجينات المرتبطة برفض الخلايا وشظايا الحمض النووي للمتبرع في مجرى دم المتلقي، فعالة في الكشف عن الرفض. ومع ذلك، أشار الباحثون إلى أنها غالباً ما تُنتج نتائج إيجابية خاطئة، مما يؤدي إلى إجراء خزعات غير ضرورية.

وقال الباحثون إن الدراسة، هي الأولى التي تجمع بين هذه المؤشرات الحيوية في الدم وقراءات تخطيط كهربية القلب في نموذج واحد مدعوم بالذكاء الاصطناعي وتقارن التحليل مباشرة بنتائج الخزعة.

كيفية عمل النموذج الجديد
 

في هذه الدراسة، قام الباحثون بتدريب نموذج الذكاء الاصطناعي المدمج على بيانات تخطيط كهربية القلب (EKG) بالإضافة إلى المؤشرات الحيوية لمتلقي زراعة القلب الذين خضعوا للعلاج بين عامي 2018 و2024، حيث ربطوا كل تخطيط كهربية قلب بخزعة أُجريت خلال الشهر الماضي، وهي فترة زمنية مدعومة بأبحاث سابقة، وصُنفت حالات رفض الأعضاء إلى فئتين: رفض طفيف أو معدوم، ورفض متوسط أو شديد، عادةً ما تُجرى تغييرات في العلاج، مثل تعديل الأدوية المثبطة للمناعة، فقط في الحالات الأكثر خطورة.

قال جانكلسون: "تُعدّ عملية زراعة القلب إجراءً جراحياً كبيراً ومكلفاً، ورفض الجسم للعضو المزروع أمر شائع ولكنه قابل للعلاج إذا تم اكتشافه في الوقت المناسب. وبناءً على نتائجنا، فإن الجمع بين توفر تخطيط كهربية القلب ودعم الذكاء الاصطناعي قد يساعد في تحديد رفض العضو المزروع في وقت مبكر وإنقاذ المزيد من الأرواح."

كخطوة تالية، يخطط الباحثون لاختبار نموذجهم على المزيد من المرضى في العديد من مراكز زراعة الأعضاء.