معرفی دکتر « امیر احمد سپهری »

تشخیص بیماری‌های قلبی مادرزادی به کمک هوش مصنوعی

بسیاری از کودکان از بدو تولد به بیماری‌های قلبی مبتلا هستند و چنانچه نتوان بلافاصله پس از تولد این بیماری‌ها را تشخیص داد نشانه‌های بیماری این گروه از افراد به شکل عارضه‌های قلبی در سنین بالاتر نمایان خواهد شد. فقط پزشکان فوق تخصص قلب کودکان یا پزشکانی که در این زمینه تجربه کافی داشته باشند می‌توانند در سال‌های اولیه تولد، بیماری‌های قلبی مادرزادی کودکان را تشخیص دهند.

این در حالی است که در بسیاری از شهرها دسترسی به پزشک متخصص به آسانی امکان پذیر نیست و چه بسا کودکانی که به بیماری های قلبی مادرزادی مبتلا هستند و این بیماری تا سنین بزرگسالی که عارضه های بیماری بتدریج خود را نشان دهد، ناشناخته باقی می ماند. با توجه به اهمیت این موضوع گروهی از پژوهشگران دانشگاه صنعتی امیرکبیر با همکاری دانشگاه علوم پزشکی تهران و دانشگاه پلی تکنیک بلژیک، سامانه هوشمندی را برای تشخیص بیماری های قلبی کودکان در کشور طراحی کرده اند.

با دکتر امیراحمد سپهری، عضو هیات علمی دانشگاه امیرکبیر و طراح این سامانه گفت وگو کرده ایم تا با عملکرد این سامانه بیشتر آشنا شویم.

چرا به سراغ طراحی یک سامانه هوشمند برای تشخیص بیماری های قلبی رفتید؟

سال 1364 وقتی در بلژیک زندگی می کردم، پسرم را که فقط چند سال داشت به علت مشکلاتی که با آن مواجه شده بود، نزد پزشک بردیم. پس از انجام معاینات، پزشک متوجه شد فرزندم به بیماری قلبی مادرزادی مبتلاست. پس از این ماجرا متوجه شدم معمولا یک درصد از بچه ها از بدو تولد به بیمار های قلبی مادرزادی مبتلا هستند.

علاوه بر این در حدود 75 درصد از کودکان از هنگام تولد یک صدای اضافی در قلب شنیده می شود که اصطلاحا به این اختلال، سوفل اضافی یا صدای بی گناه گفته می شود.

این عارضه هیچ مشکلی برای کودک ایجاد نمی کند و معمولا در فاصله بین سنین هفت تا هشت سالگی و حداکثر تا سن دوزاده سالگی به طور خود به خود درمان شده و این صدای اضافی برطرف می شود، اما حتی وجود صدای اضافی در قلب که خطری برای کودک ندارد هم می تواند برای پدر و مادر بسیار نگران کننده باشد، اما در یک درصد از کودکانی که به بیماری قلبی مادرزادی مبتلا هستند، تشخیص ندادن بیماری می تواند پیامدهایی را برای کودک به همراه داشته باشد. اگر تعداد دانش آموزان کشور 15 میلیون نفر برآورد شده باشد، 15 هزار نفر از آنها به بیماری های قلبی مادرزادی مبتلا هستند.

در سن پنج تا ده سالگی بیماری بتدریج حاد شده و والدین با مشاهده نشانه های اولیه بیماری، کودک را نزد پزشک می برند. براساس شرایط بیمار و بنا بر تشخیص پزشک کودک تحت درمان قرار می گیرد که می تواند طیف وسیعی از راهکارهای درمانی – از تجویز دارو تا انجام عمل جراحی – را در بر گیرد. گاهی نیز نخستین نشانه های بیماری در سنین بزرگسالی خود را نشان می دهد که می تواند به عنوان مثال به سکته قلبی یک جوان فوتبالیست بیست و پنج ساله منجر شود. گاهی نیز در بعضی افراد در شرایطی که فرد با مشکل خاصی مواجه نشود و فعالیت های ورزشی سنگینی انجام ندهد، نشانه های بیماری خود را نشان نمی دهد و بیماری خود به خود درمان می شود.

وقتی کودک را نزد پزشک متخصص اطفال می برند، پزشک به کمک گوشی پزشکی یا استتوسکوپ کودک را معاینه می کند، اما فقط در 40 درصد موارد بیماری کودک تشخیص داده می شود.

در 60 درصد موارد نیز پزشک نمی تواند بیماری کودک را تشخیص دهد. در همان زمان به این فکر افتادم که اگر صدای قلب تنها معیاری است که می توان از آن برای شناسایی بیماری قلبی در کودکان استفاده کرد پس می توان برای انجام این کار از رایانه یا به عبارتی همان هوش مصنوعی کمک گرفت. رایانه می تواند همزمان با پزشک صدای قلب کودک را بشنود و با دقت بالایی بیماری قلبی کودک را تشخیص دهد.

در آن زمان در کشور بلژیک از هیچ سیستم مشابهی استفاده نمی شد؟

خیر، در آن زمان نه تنها در بلژیک بلکه در هیچ جایی از دنیا چنین سیستم یا امکانی وجود نداشت. من از سال 70 یعنی پس از بازگشت به ایران به همکاری با دانشگاه بلژیک ادامه دادم. در دانشگاه امیرکبیر چند پایان نامه در این زمینه در مقطع کارشناسی ارشد تعریف کردم. چند پایان نامه نیز با همین موضوع برای دانشجویان دانشگاه بلژیک تعریف کردم. برای خودم هم در همین زمینه یک رساله فوق دکتری در نظر گرفتم.

پس از 16 سال تحقیق و مطالعه درباره سیستمی با توانایی تشخیص بیماری های قلبی موفق شدیم با همکاری دانشگاه بلژیک، روشی را پیدا کنیم که در این روش رایانه می تواند تشخیص دهد کودک بیماری قلبی دارد یا خیر. این سیستم در سطح بین المللی هم ثبت شده است. در کشورهای آمریکا، اروپا، روسیه و ایران سامانه تشخیص بیماری های قلبی مادرزادی مورد تائید قرار گرفته است.

در این روش رایانه از یک معیار اختصاصی برای تشخیص بیماری های قلبی در کودکان استفاده می کند. پیش از این هیچ معیاری برای این کار وجود نداشت. اکنون شش سال است برای صنعتی شدن این طرح کارهای لازم را پیگیری کرده ایم و این طرح در مرحله تولید است. از این به بعد می توان به کمک این سامانه کودکان را در سنین مهدکودک و پیش دبستان تحت معاینات پزشکی قلبی قرار داد. این امکان در گذشته در هیچ کشوری وجود نداشته است. امیدواریم از این پس معاینات قلبی نیز مانند معاینه چشم یا گوش به یکی از معاینات پزشکی معمول در دوره پیش از دبستان تبدیل شود.

هیچ مرکز درمانی به این سامانه مجهز نشده است؟

خیر، هنوز در مراحل پایانی اتمام کار هستیم. این سیستم بیشتر مبتنی بر نرم افزاری است که به طور اختصاصی برای این کار طراحی شده است و برای این که از این نرم افزار کپی برداری نشود با مشکلات و محدودیت هایی در این زمینه مواجه هستیم. متاسفانه در کشور ما حق مالکیت معنوی رعایت نمی شود. بنابراین باید برای این سامانه یک قفل نرم افزاری مطمئن در نظر گرفته شود. امیدواریم بتوانیم در مدت زمان پنج تا شش ماه آینده این مشکل را برطرف کنیم.

با توجه به صحبت های شما باید برای این سیستم یک پایگاه اطلاعاتی اولیه وجود داشته باشد. این بانک اطلاعاتی چگونه تهیه شده است؟

برای این که ما بتوانیم با خطای بسیار کمی بیماری های قلبی کودکان را شناسایی کنیم بیش از هزار کودک را تحت معاینه قرار داده و از این طریق توانسته ایم اختلافی را در صدای قلب شناسایی کنیم. پیش از این هیچ کس نتوانسته بود از اختلافی که در صدای قلب کودکان مبتلا به انواع مختلف بیماری های قلبی وجود دارد به عنوان راهکاری برای تشخیص بیماری ها استفاده کند. هر بیماری، اختلاف صدای خاصی را در قلب کودک ایجاد می کند که با گوشی های معمولی قابل شناسایی نیست. در حقیقت ما 16 سال در این زمینه کار کرده ایم.

آیا می توان از این سامانه برای تشخیص بیماری های قلبی در بدو تولد استفاده کرد؟

از نظر تئوری این کار شدنی است، اما برای تجاری سازی این محصول، سیستم را برای سنین مهدکودک و پیش دبستانی در نظر گرفته ایم. اگر به جای گوشی هایی که ما در این سیستم از آن استفاده کرده ایم از گوشی های مخصوص نوزادان استفاده شود، می توان از این سیستم برای تشخیص بیماری های قلبی مادرزادی در بدو تولد هم استفاده کرد.

اساس عملکرد این سامانه هوشمند چیست؟

در این سامانه صدای قلب کودک ضبط شده و پردازش می شود. اساس عملکرد این سامانه شبیه مغز پزشک است؛ یعنی پزشک همان کاری را انجام می دهد که پزشک انجام می دهد. پزشک صدای قلب کودک را از طریق گوشی می شنود و براساس آنالیز صدایی که شنیده است سلامت یا بیماری کودک را ارزیابی می کند. پزشک متخصص اطفال در 40 درصد موارد پس از شنیدن صدای قلب کودک، بیماری او را تشخیص می دهد. پزشکان متخصص قلب کودک نیز فقط در 80 درصد موارد قادر به تشخیص بیماری های قلبی کودکان هستند و این در حالی است که فقط در موارد خاصی این امکان وجود دارد که والدین، فرزندان خود را نزد پزشک متخصص قلب کودک ببرند. این سسیتم هوشمند که دسترسی به آن می تواند برای همه کودکان امکان پذیر باشد در بیش از 93 درصد موارد قادر به تشخیص بیماری است. گوشی های پزشکی یا از نوع کلاسیک هستند یا از نوع الکترونیک. شکل ظاهری این دو گوشی یکسان است. گوشی های الکترونیکی قابلیت اتصال به رایانه را دارد. بنابراین وقتی پزشک با استفاده از این گوشی بیمار را معاینه می کند، رایانه نیز همزمان صدای قلب کودک را می شنود. بنابراین حتی یک پزشک عمومی هم می تواند تا 93 درصد، بیماری های قلبی را به کمک هوش مصنوعی این دستگاه به درستی تشخیص داده و شناسایی کند.