یک مطالعه اخیر توسعه‌ی نوآورانه‌ای را در تصویربرداری پزشکی روشن می‌کند: یک نسخه قابل تأمین از تجهیزات تصویربرداری با مغناطیس (MRI) که از مواد به دست آوردنی استفاده می‌کند و با هوش مصنوعی (AI) به عنوان پشتیبان، تقریباً عملکرد دستگاه های معمول MRI را می‌تواند داشته باشد. این پیشرفت چشمگیر می‌تواند به طور جذرگرا قابلیت دسترسی به ابزارهای تشخیصی حیاتی و نجات‌بخش را به شدت افزایش دهد.
MRI یک تکنیک تصویربرداری پزشکی غیر تهاجمی است که تصاویر دو بعدی یا سه بعدی دقیقی از اعضای داخلی بدن را فراهم می‌کند، که نقش حیاتی‌ای در جستجوی تومورها و درمان بیماری‌های مختلفی از جمله بیماری‌های مؤثر بر سیستم عصبی مرکزی، عضلات یا قلب دارد. با این حال، در مناطق در حال توسعه مانند آفریقا، دسترسی به این دستگاه‌های پیشرفته بسیار کم است، کمتر از یک دستگاه MRI بر میلیون نفر نسبت به حدود 40 دستگاه در ایالات متحده و 55 دستگاه در ژاپن. هزینه آخرین دستگاه‌های MRI ممکن است بیش از یک میلیون دلار باشد که منجر به محدودیت توزیع آنها می‌شود.
در تلاش خلاقانه برای حل این کمبود، پژوهشگران دانشگاه هنگ‌کنگ به رهبری دانشمند یوقیاو ژائو یک دستگاه MRI ساده و کم توان را طراحی کرده‌اند. با استفاده از اجزای آماده‌ی نصب، توانستند هزینه‌ی ساخت را تا 22,000 دلار کاهش دهند. یافته‌های آنها که یک دستاورد مهم را نشان می‌دهد، در مجله معتبر “علوم” منتشر شده است.
دستگاه‌های سنتی MRI مصرف بالایی از برق دارند و از یک مغناطیس تبریده توسط هلیم مایع نادر و گران استفاده می‌کنند. نوآوری از هنگ‌کنگ از این الزامات خلاص شد، با یک میدان مغناطیس ساده، به طور شبیه به قدرت مصرفی یک نیم‌سر معمولی، و بدون نیاز به هلیم. برای مقابله با حفره‌های پتانسیلی کیفیت در تصویربرداری، تیم ژائو یک الگوریتم هوش مصنوعی اضافه کرده است که از یک پایگاه داده عظیم تصاویر انسانی از اعضای بدن با کیفیت بالا استفاده می‌کند.
پس از آزمایش پروتوتایپ بر روی 30 داوطلب سالم و گرفتن تصاویر از مغز تا زانوهای آنها، نتایج نشان داد که تصویرگیری دستگاه “میدان مغناطیسی بسیار پایین” با دستگاه‌های سنتی هم‌پوشانی داشت که حدود 60 برابر قدرت آنها است. ژائو روی این تاکید کرد که این تقدم قابل توجه می‌تواند به پل‌زدن شکاف در نیازهای دستگاه‌های MRI در سطح جهان کمک کند.
چالش‌ها و اختلافات کلیدی:
1. کیفیت تصویرگیری: به طور سنتی، دستگاه‌های MRI باید مغناطیس‌های قدرتمند داشته باشند تا تصاویر با کیفیت‌بالا ایجاد کنند. چالش با MRI های مغناطیسی با میدان کمتر قیمت تمام می‌شود که اطمینان حاصل شود کیفیت تصاویر تولیدی برای تشخیص پزشکی دقیق کافی است. هر چند مطالعه حالتی نزدیک‌به هم‌پوشانی با MRI های سنتی را مدعی می‌شود، این جنبه ممکن است تا زمانی که در مواقع بالینی گسترده‌تر تأیید شود، مطرح شود.
2. اعتمادبه‌نفس الگوریتم‌های هوش مصنوعی: اعتماد به هوش مصنوعی برای افزایش کیفیت تصویر نوآورانه است اما سوالاتی راجع به قابل اعتمادی و پیوستگی الگوریتم‌های هوش مصنوعی مطرح می‌کند. احتمالاً از آنجایی که برای دقت تفسیر تصاویر، الگوریتم‌ها باید روی مجموعه‌داده های متنوعی تمرین شوند، این امر بسیار حیاتی است.
3. شک Prت از فرصت‌هاحساسیت از جانب پزشکان: فناوری‌های پزشکی جدید اغلب با مقاومت اولیه از سوی حرفه‌ایانی مواجه هستند که به روش‌های سنتی عادت دارند. متقاعد کردن رادیولوژیست‌ها و ارائه‌دهندگان خدمات بهداشتی برای اعتماد به سیستم MRI ارزان‌قیمت جدید ممکن است چالشی باشد.
4. مانع‌های نظارتی: تأییدیه به منظور وسایل پزشکی یک فرایند دقیق و گاهاً زمان‌بر است که اطمینان حاصل می‌شود که وسایل جدید با استانداردهای سخت ایمنی و کارایی وفق داده شده‌اند. بدست آوردن تأییدیه برای یک سیستم MRI ارزان قیمت می‌تواند یک مشکل موانع بر راه گسترده‌گیری آن باشد.
مزایا:
– قابلیت تهیه: هزینه‌ی چشمگیراز این فناوری MRI آن را در دسترس تر کرده و به ویژه در کشورهای با درآمد کم یا مناطق دورافتاده قابل دسترسی می‌کند، جایی که دستگاه‌های MRI سنتی غیرقابل تأمیننی هستند.
– کارایی انرژی: کاهش مصرف برق امکان استفاده از این فناوری MRI در مناطقی با زیرساخت برق محدود می‌سازد.
– نیازی به هلیم مایعندارد: با حذف نیاز به هلیم مایع نادر و گران، دستگاه‌های MRI به سهولت قابل نگهداری و عملکرد در محیط‌های محدود منابع می‌شوند.
معایب:
– تبادل کیفیت پتانسیلی: هر چندکه هوش مصنوعی می‌تواند کیفیت تصویر را افزایش دهد، اما ممکن است همچنان با جزئیات دقیقی که دستگاه‌های MRI میدان بالا توانایی ارائه کردند، هم‌خوانی نداشته باشد.
– زمان تطبیق: ممکن است برای حرفه‌ایان پزشکی زمان برای تطبیق با فناوری جدید و برای رشته‌ها و پروتکل‌ها برای درگیر کردن این دستگاه‌ها برای بررسی از آنها زمان طول بکشد.
پیوندهای مرتبط:
– برای فهم چگونگی کار انجام می‌دهد فناوری MRI و اهمیت آن، به وب‌گاه موسسه ملی تصویربرداری بیوپزشکی و مهندسی زیستی مراجعه فرمایید.
– برای درک چشم‌انداز فعلی دسترسی به MRI در جهان، به وب‌گاه سازمان جهانی بهداشت مراجعه فرمایید.
– برای اطلاعات بیشتر درباره هوش مصنوعی در مراقبت‌های بهداشتی، کتابخانه ملی پزشکی در وب‌گاه کتابخانه ملی پزشکی منابع ارزشمندی را ارائه می‌دهد.
مراقبت ویژه از پیشرفت تکنولوژی جدید و تحول آن و اینکه آیا واقعاً می‌تواند به الزام‌های فناوری MRI را قابل دسترس و قابل تأمین تر به اجتماعات جهانی تبدیل کند بسیارحایزاهمیت است. تحقیقات و آزمایش‌های میدانی ادامه خواهند داشت تا این مسائل مورد توجه خود را درآورده و بتوانند پتانسیل کامل فناوری MRI ارزان قیمت را در شکستن موانع تصویربرداری پزشکی تجربه کنند.