التهاب الكبد B هو عدوى كبدية مهددة للحياة – يمكن لأداة التعلم الآلي الخاصة بنا أن تساعد في الكشف المبكر

يعيش أكثر من 296 مليون شخص في جميع أنحاء العالم مع التهاب الكبد B ، وهو عدوى الكبد التي قد تهدد الحياة بسبب فيروس التهاب الكبد B (HBV). لا يعرف معظمهم أنهم مصابون ، لذلك لا يحصلون على رعاية طبية. تحسن الرعاية السريرية نتائج المريض ويمكن أن تمنعه ​​من نقل العدوى للآخرين.

وبالتالي ، فإن الاكتشاف المبكر للمرضى المصابين بفيروس التهاب الكبد B يمكن أن يحسن تشخيص المريض ويوقف الانتقال بين السكان.

الاختبار الموصى به لفيروس التهاب الكبد B هو اختبار مناعي إنزيم. يكتشف مستضد التهاب الكبد B السطحي – مادة تدل على وجود الفيروس في جسم الشخص.

لكن هذه الاختبارات الكيميائية باهظة الثمن وتحتاج إلى مرافق مخصصة. وهي بشكل عام بعيدة عن متناول الناس في الأماكن منخفضة الموارد ، حيث المختبرات قليلة ومعزولة. يعمل الأطباء في هذه الأماكن بموارد محدودة ضد قاتل صامت قد لا تظهر عليه أعراض واضحة لعقود حتى يتضرر الكبد بشدة.

قد يكمن جزء من حل تحديات الصحة العامة مثل هذا في التعلم الآلي. يشير هذا إلى قدرة أجهزة الكمبيوتر على فهم كميات كبيرة من المعلومات – والبناء على “معرفتها” الخاصة.

نحن من بين مجموعة من الباحثين في الجامعة الوطنية الأسترالية الذين يدرسون التعلم الآلي والأمراض المعدية. وجد بحثنا السابق أن انتشار فيروس التهاب الكبد B في نيجيريا كان مرتفعًا (9.5 ٪ ، حيث يعتبر أي شيء أعلى من 8 ٪ مرتفعًا). وتفاوتت مستويات الإصابة بشكل كبير عبر المناطق الجيوسياسية.

اقرأ المزيد: التهاب الكبد B في نيجيريا: بيانات جديدة لإبلاغ الوقاية والرعاية

كان الوصول إلى الاختبارات الميسورة التكلفة مشكلة في البلاد. لذلك قمنا بتطوير أداة لمساعدة الأطباء على اكتشاف عدوى التهاب الكبد B في وقت مبكر.

باستخدام بيانات المريض النيجيري ، قمنا بتطوير خوارزمية تتعلم من بيانات المريض ، وتحدد الأنماط ، وتتخذ قرارات ذكية لتوفير التنبيهات والكشف عن حالة إصابة المريض بفيروس التهاب الكبد B. الهدف هو تعزيز اتخاذ القرارات السريرية وتحسين نتائج المرضى. يجب أن يمنح تمكين الرعاية المبكرة ملايين الأشخاص نوعية حياة أفضل ويساعد في تقليل انتشار فيروس التهاب الكبد B.

كيف قمنا بالعمل؟

لبناء هذه الأداة ، عملنا بشكل وثيق مع زملائنا في المعهد النيجيري للبحوث الطبية. لقد وفروا الوصول إلى البيانات من 916 مريضًا مجهولاً ، بطريقة تمت الموافقة عليها أخلاقياً. المعهد هو معهد الأبحاث الطبية الأول في نيجيريا ويستضيف عيادة مخصصة لالتهاب الكبد بي.

استخدمنا نتائج اختبارات الدم الطبيعية التي تقيس خلايا الدم الحمراء والبيضاء والأملاح والإنزيمات والمواد الكيميائية الأخرى في الدم ، إلى جانب نتائج اختبارات التهاب الكبد B. يمكن أن تكون اختبارات الدم الروتينية مفيدة جدًا في تسهيل التشخيص المبكر إذا كانت التفاعلات الدقيقة بين القياسات يمكن رصدها. قد تكون أنماط التفاعلات علامة على المرض. لكن من السهل أن تفوتهم.

باستخدام البيانات ، قمنا بتدريب خوارزمية لتحديد علامات الأمراض التي تتنبأ بحالة إصابة المريض بفيروس التهاب الكبد B. أحد أسباب قوة التعلم الآلي هو أنه لا يتطلب من البشر إخبار الكمبيوتر بالميزات التي يجب تحديدها. تقوم الخوارزمية الخاصة بنا بغربلة البيانات للعثور على الأنماط الشائعة للمرضى المصابين بعدوى فيروس التهاب الكبد B ثم مطابقة تلك الأنماط في الأشخاص الذين لم يسبق لهم رؤيتها من قبل.

بمجرد التحقق من صحتها ، يمكن دمج الخوارزمية في سير العمل السريري الروتيني في بيئة سريرية واقعية ، كنظام دعم قرار ذكي. سيساعد هذا في الكشف عن عدوى فيروس التهاب الكبد B في وقت مبكر ، دون اللجوء إلى مقايسة مناعية باهظة الثمن.

ماذا وجدنا؟

بالنسبة لـ 916 شخصًا في دراستنا ، يمكن للخوارزمية الخاصة بنا إجراء مكالمة ذكية بشكل موثوق للتنبؤ بدقة بالمصابين بفيروس التهاب الكبد B. كانت عتبة التمييز الخاصة بها 90 ٪ – مما يشير إلى أن الخوارزمية كانت دقيقة للغاية.

ثم قمنا بترجمة هذا إلى تطبيق سهل الاستخدام ويمكن الوصول إليه عبر الويب لاستخدامه في مزيد من الدراسات. تم تصميم أداة دعم القرار ، Hep B LiveTest ، كنموذج أولي.

وجدت الأداة أن مزيجًا من إنزيمين ، عمر المريض وعدد خلايا الدم البيضاء كان أقوى مؤشر على الإصابة بفيروس التهاب الكبد B. الإنزيمان هما أسبارتاتي أمينوترانسفيراز وألانين أمينوترانسفيراز. عندما تكون مستويات هذه في الدم مرتفعة ، فقد يشير ذلك إلى تلف محتمل في الكبد. تم تحديد الألبومين المصل ، وهو علامة على وظائف الكبد ، كعلامة تنبؤية مهمة للعدوى.

أظهرت دراسة أجريت على مرضى صينيين اتجاهات مشابهة لتلك التي اقترحتها خوارزميتنا. كان Alanine aminotransferase وألبومين المصل من أبرز العوامل المسببة للتنبؤ.

ماذا بعد؟

من المهم التعرف على قيود التعلم الآلي. قبل استخدام أداة مثل هذه في الممارسة السريرية الروتينية ، يجب التحقق من صحتها باستخدام بيانات متنوعة.

تم تدريب أداة التعلم الآلي الخاصة بنا باستخدام بيانات من نيجيريا ، لذلك قد يقتصر أدائها على هذا الإعداد. نحن بصدد تدريب الخوارزمية الخاصة بنا بمزيد من البيانات من مصادر أخرى والتحقق من قوتها في الإعدادات الأخرى. سيوضح هذا مدى قابلية تطبيق خوارزميتنا على نطاق واسع ومدى نجاحها في مجموعات سكانية أخرى – لا سيما في الأماكن ذات الانتشار المنخفض لعدوى التهاب الكبد B.

على الرغم من أن أداة التعلم الآلي الخاصة بنا ليست سوى اختبار أولي ، إلا أن النتائج مشجعة للغاية. يموت شخص من التهاب الكبد الفيروسي ب كل 30 ثانية. نأمل أن نضع نظامنا في العمل قريبًا في المعركة العاجلة ضد هذا المرض الذي يمكن الوقاية منه باللقاحات.

نعتقد أن التعلم الآلي له دور في تعزيز أهداف منظمة الصحة العالمية المتمثلة في القضاء على التهاب الكبد الفيروسي باعتباره مشكلة صحية عامة بحلول عام 2030.