تطبيق للكشف عن العلامات الأولى لأمراض العين

يلجأ الأطباء عادةً إلى استخدام اختبار المنعكس الأحمر (Red Reflex Test) لفحص الأطفال وحديثي الولادة بحثًا عن أمراض العين؛ إذ يؤدي انعكاس الضوء المرئي عن الأوعية الدموية في الحالات السليمة إلى ظهور بؤبؤ العين باللون الأحمر عند فحصه بواسطة منظار العين المباشر (2).

يصعب على الأطباء -وخصوصًا في المناطق المحدودة الموارد- إجراء اختبار عيون شامل للأطفال الحديثي الولادة جميعهم؛ مما يؤدي إلى تشخيص متأخر لأمراض العين، ويترتب عليه مضاعفات سلبية على نظر الطفل (2).

وقد دفع هذا العالمَ الكيميائي براين شو (Bryan Show) لجمع أبحاثه على مدى خمس سنوات متواصلة لإيجاد طريقة للكشف المبكر عن العلامات الأولى لأمراض العين ومنع تطورها لمرحلة فقد البصر، وذلك بعد أن فقد ابنه نوح (Noah) الرؤية في إحدى عينيه نتيجة ورم كُشِف عنه بوقت متأخر (عمر أربعة أشهر) (1).

تحقيقًا لهذه الغاية، عمل براين بالتعاون مع زملائه علماء الحاسب في جامعة بايلور Baylor) University) في مدينة واكو (Waco) في ولاية تكساس (Texas) -منهم غريج هامرلي (Greg Hamerly) وريان هينينج (Ryan Henning)- على تطبيق برمجي يُسمّى الكاشف عن أورام العين بمساعدة الحاسب (CRADLE: ComputeR-Assisted Detector of LEukocoria) (3).

يُستخدَم التطبيق لكشف منعكس العين الأبيض leukocoria (العين البيضاء) الذي يمكن عدّه إشارةً للعديد من أمراض العين الخطيرة؛ إذ تشير المنعكسات غير الطبيعية إلى اضطرابات العين المختلفة مثل الساد (إعتام عدسة العين)، والحول، إضافة إلى ورم الشبكية الذي يُعدّ أخطر هذه الاضطرابات (3).

ويُعدّ التشخيص المبكر والعلاج الفوري لأورام الشبكية أمرًا بالغ الأهمية للحيلولة دون فقدان البصر ولتقليل الحاجة إلى العلاج الكيميائي والإشعاعي، فالأورام الخبيثة تنمو بسرعة (2).

الحالات التي يعالجها التطبيق:

يتم تعرف الحالات المرضية المختلفة للعين عن طريق انعكاس الضوء عن الأسطح العينية غير الطبيعية، بما في ذلك:

- الساد (إعتام عدسة العين) (Cataract) الناتج عن تجمع بلورات γ-crystalline.

- مرض المعاطف (Coats’ disease) الناتج عن تراكم السائل الوَذَميّ تحت شبكية العين.

- الورم الأرومي الشبكي (Retinoblastoma) الذي يحدث فيه انعكاسٌ غير طبيعي للضوء عن سطح الورم في الشبكية.

- غَمَشُ تفاوت الانكسار (Anisometropic Amblyopia): هو تفاوت الانكسار بين العينين لدى الأطفال، فينتج عنه انعكاسٌ شاذ للضوء عن القرص البصري (Optic Disc) نتيجةَ تغيّر محور العين، وتؤدي هذه الحالة إلى ضعف البصر في حال عدم العلاج (2).

مميزات التطبيق:

- يحلل التطبيق الصورَ الرقمية المخزّنة مباشرة على جهاز المستخدم دون الحاجة إلى تحميل الصورة للتطبيق، مع الحفاظ على سرية البيانات.

- ينبّه التطبيق المُستخدِمَ عند الكشف عن العين البيضاء.

- التطبيق قادر على الكشف عن العين البيضاء في حالة الصور ذات الدقة المنخفضة أو السطوع المنخفض.

- يوجد من التطبيق نسخة Android ونسخة ios (2).

- لأسباب إنسانية؛ حُمِّلت نسخة من الأنموذج الأولي للتطبيق على متجر تطبيقات آبل (Apple App Store) ومتجر غوغل (Google Play) في عامَي 2014 و2015 تحت اسم “White Eye Detector”، وهي مجانية  (2).

إرشادات وتوصيات لاستخدام التطبيق:

- يعالج التطبيق الصور التي يظهر فيها الوجه كاملًا. 

- ضوء الفلاش مطلوب في الصور للكشف عن العين البيضاء.

- لا يميّز التطبيق بين الانعكاس الأبيض المرضي للعين (Pathologic leukocoria) والانعكاس الأبيض الفيزيولوجي للعين (physiologic leukocoria)، علمًا أنّ الأخير هو حالة شائعة يكون فيها التصوير بعيدًا عن المحور البصري للطفل.

- يجب الأخذ بعين النظر الكشف المتكرر للعين ومراجعة الطبيب؛ إذ يُعدّ الكشف عن أمراض العين في صورة واحدة فقط غيرَ كافٍ، وإنما يمثل نسبة 30% فقط من احتمال أن يكون الطفل بحالة مرضية.

- يُنصَح باستخدام التطبيق مع مكتبة كبيرة من الصور لتكون نتائج المسح أكثر دقة (2).

تفاصيل عن آلية بناء التطبيق:

يستخدم التطبيق خوارزميات الذكاء الصنعي، وعلى وجه التحديد الشبكة العصبية التلافيفية Convolutional Neural Network (CNN)؛ إذ أُعيد تشكيلها وتدريبها على مجموعة من الصور يُقدّر عددها بـ52,982 صورة لأربعين طفلًا حتى عمر السنتين (2).

جُمِعت الصور عن طريق تبرّع الآباء بمكتباتهم الرقمية غير المصنفة (Unstructured Data) من الصور التي التُقطت حتى وقت التبرع تجنبًا لتحيز الصور لزاوية أو إعداد معين، ثم حلّلها الباحثون يدويًّا وأزالوا الصور المكررة وحددوا الصور المقبولة (2).

وبعد ذلك، صُنّفت الصور إلى مجموعتين:

مجموعة المقارنة: تضمنت صورًا لعشرين طفلًا غير مصابين باضطرابات العين (تحديدًا 29734 صورة).

مجموعة الاختبار: تضمنت صورًا لعشرين طفلًا شُخِّصوا بحالات مختلفة لاضطرابات العين، إضافة إلى تحديد العين المصابة وتاريخ التشخيص ونظام العلاج، وفي بعض الحالات أُرفِقت نسخٌ إلكترونية من السجلات الطبية (تحديدًا 23248 صورة) (2).

اختبار التطبيق:

استُخدِمت أربع نتائج لتقييم حساسية التطبيق، وهي كالآتي:

- النتيجة الإيجابية الحقيقية True-Positive) TP): عندما يكشف التطبيق عن العين البيضاء لطفل يعاني اضطرابًا في العين.

- النتيجة الإيجابية الكاذبة False-Positive) FP): عندما يكشف التطبيق عن العين البيضاء لطفل لا يعاني اضطرابًا في العين.

- النتيجة السلبية الحقيقية True-Negative) TN): عندما لا يكشف التطبيق عن العين البيضاء لطفل لا يعاني اضطرابًا في العين.

- النتيجة السلبية الكاذبة False-Negative) FN): عندما لا يكشف التطبيق عن العين البيضاء لطفل يعاني اضطرابًا في العين.

وتُسنَد نتيجةٌ واحدة من هذه الأربعة لكل صورة بعد أن يمسحها التطبيق (2).

وقد أظهرت النتائج حساسية التطبيق لاكتشاف أمراض العين في صور الأطفال؛ 75% للأطفال دون عمر ستة أشهر، و90% للأطفال دون عمر السنتين (2).

ولا يزال الباحثون بحاجة إلى المزيد من الصور (عينات التدريب) وخاصة من أطفال إفريقيا وآسيا؛ مما يجعل التطبيق أكثر ملاءمة على مستوى العالم (1).

بعد الإصدار الأول للتطبيق عام 2014، نُصِّب قرابة مليون مرة. وعلى الرغم من صعوبة تتبع وقياس تأثير هذا التطبيق عند المستخدمين؛ فقد أبلغت وسائل الإعلام عن حالات تشخيص مبكر لأمراض العين عن طريق استخدام التطبيق، ومن ثم مراجعة الطبيب المختص بعد تلقي التشخيص من التطبيق (2).

وبناء على ذلك؛ يساهم هذا التطبيق في عملية التشخيص المبكر لأمراض العين، وهو ليس بديلًا عن الفحص السريري، كذلك يشجع مختصو أورام العين في جامعة أوريغون (Oregon) للصحة والعلوم على استخدام التطبيق، ويُتوقَّع أن يصبح التطبيق أكثر دقةً وذكاءً مع مرور الوقت (1).

قد تؤدي مثل هذه التطبيقات إلى زيادة الوعي العام والشخصي، ومن ثم الحصول على نتائج أفضل للأطفال المصابين بأورام الشبكية حتى في البيئات المحدودة الموارد (2).

يمكنك تحميل التطبيق من هنا أو من هنا (4).

المصادر:

1- هنا;

2-  هنا;

3- هنا

4- هنا