پیشرفت هوش مصنوعی تا مرز تشخیص دقیق مسمومیت‌های حاد

مسمومیت‌های حاد همواره یکی از مشکلات حوزه سلامت در سطح جهانی به شمار آمده‌ و چالش‌ها و تبعات انکارناپذیری را در سلامت افراد بر جای گذاشته‌ است.

تشخیص این نوع مسمومیت به دلیل شباهت علائم و عوامل ناشناخته بسیار دشوار است. روش‌های قدیمی تشخیص بر اساس تاریخچه بیمار و علائم بالینی است که اغلب غیرقابل اعتمادند.

در این زمینه، دکتر «امید مهرپور» و همکارانش در مطالعه‌ای که در مجله Expert Opinion on Drug Metabolism & Toxicology منتشر شده، یک روش جدید را معرفی کرده‌اند: استفاده از شبکه‌های عصبی یادگیری عمیق برای تشخیص مسمومیت‌های حاد با دقت بالا.

مسمومیت حاد چیست؟

مسمومیت حاد زمانی اتفاق می‌افتد که فرد در معرض مواد سمی قرار می‌گیرد و این می‌تواند مشکلات جدی برای سلامت ایجاد کند و گاهی اوقات منجر به مرگ شود. هر ساله مراکز کنترل سموم در ایالات متحده حدود ۲.۱ میلیون مورد مسمومیت را گزارش می‌دهند. تشخیص دقیق علت مسمومیت به دلیل شدت وضعیت، ناتوانی بیماران در ارائه اطلاعات و شباهت علائم بسیار چالش‌برانگیز است. برای حل این مشکل، نیاز به روش‌های پیشرفته‌ای داریم که دقت تشخیص را افزایش دهند.

نقش یادگیری ماشینی در تشخیص پزشکی

هوش مصنوعی و یادگیری ماشینی تکنولوژی‌های پیشرفته‌ای هستند که در زمینه‌های مختلف از جمله مراقبت‌های بهداشتی، تغییرات بزرگی ایجاد کرده‌اند. این تکنولوژی‌ها می‌توانند الگوها را شناسایی کرده و وظایفی پیچیده را انجام دهند.

شبکه‌های عصبی یادگیری عمیق نوعی از این تکنولوژی‌ها هستند که با استفاده از داده‌های بزرگ آموزش می‌بینند و دقت و قابلیت اطمینان خود را در طول زمان بهبود می‌بخشند. در سم‌شناسی پزشکی، این تکنولوژی‌ها به تازگی برای تشخیص و درمان استفاده می‌شوند.

مطالعه‌ای روی بیماران آمریکایی و توسعه یک مدل

شبکه‌های عصبی یادگیری عمیق نوعی از فناوری‌های نوین به شمار می‌آیند که با استفاده از داده‌های بزرگ آموزش می‌بینند و دقت و قابلیت اطمینان خود را در طول زمان بهبود می‌بخشند. در سم‌شناسی پزشکی، این تکنولوژی‌ها به تازگی برای تشخیص و درمان استفاده می‌شوند

در این پژوهش مطالعه‌ای روی بیش از ۲۰۰ هزار بیمار مسموم در آمریکا صورت گرفته است. در این مطالعه از شبکه‌های عصبی یادگیری عمیق برای تشخیص مسمومیت‌های حاد با مواد مختلفی مانند استامینوفن، دیفن‌هیدرامین، آسپیرین، بلاک‌کننده‌های کانال کلسیم، سولفونیل‌اوره‌ها، بنزودیازپین‌ها، بوپروپیون و لیتیوم استفاده شده است.

بر مبنای این مطالعات، دو مدل شبکه عصبی یادگیری عمیق با استفاده از نرم‌افزارهای مخصوص ساخته شدند.

نتایج پژوهش

هر دو مدل عملکرد بسیار خوبی داشتند و دقت بالای ۸۳ درصد را نشان دادند. این مدل‌ها در تشخیص مسمومیت با لیتیوم، سولفونیل‌اوره‌ها، دیفن‌هیدرامین و بلاک‌کننده‌های کانال کلسیم بسیار موثر بودند.

پیامدها و مسیرهای آینده

این مطالعه یک گام مهم به سوی استفاده از هوش مصنوعی در سم‌شناسی پزشکی است.هوش مصنوعی و شبکه‌های عصبی یادگیری عمیق با تشخیص دقیق مسمومیت‌های حاد می‌توانند به پزشکان در تشخیص سریع‌تر و دقیق‌تر کمک کنند و در نهایت فرایند درمان بیماران را بهبود بخشند.

مزایا، چالش‌ها و محدودیت‌های پژوهش

- بهبود دقت تشخیص: توانایی تشخیص دقیق‌تر عوامل مختلف مسمومیت بر اساس ویژگی‌های بالینی.

- مداخلات به موقع: تشخیص سریع‌تر می‌تواند منجر به درمان‌های مناسب‌تر و به موقع‌تر شود.

- پشتیبانی برای پزشکان غیرمتخصص: این مدل‌ها می‌توانند به عنوان یک ابزار تصمیم‌گیری برای پزشکانی که تخصصی در سم‌شناسی ندارند، عمل کنند.

- کاربرد بالینی: نیاز به توسعه و اعتبارسنجی بیشتر برای ادغام این مدل‌ها در عمل بالینی روزمره وجود دارد.

نتیجه‌گیری

استفاده از هوش مصنوعی و شبکه‌های عصبی یادگیری عمیق در سم‌شناسی پزشکی، روندی بسیار امیدوارکننده است. این مدل‌ها می‌توانند به طور قابل توجهی فرآیند تشخیص مسمومیت حاد را بهبود بخشند.

مطالعات آینده باید دامنه مواد مورد بررسی را گسترش دهند، نتایج آزمایش‌های تشخیصی را در نظر بگیرند و عملکرد مدل‌ها را به صورت پیش‌نگر بررسی کنند. با پیشرفت‌های مداوم، ابزارهای مبتنی بر هوش مصنوعی می‌توانند به یک ابزار قدرتمند در مدیریت بالینی مسمومیت‌ها تبدیل شوند و به تصمیم‌گیری پزشکان کمک کنند.

گفت‌وگویی برای تشریح ابعاد پژوهش به زبانی ساده

در ارتباط با این پژوهش، دکتر مهرپور فوق تخصص سم شناسی بالینی و پژوهشگر این حوزه در دانشگاه فلوریدا آمریکا در گفت‌وگویی مجازی پاسخگوی پرسش‌های پژوهشگر ایرنا شده است.

در بخشی از پژوهش بیان شده که مسمومیت‌های حاد با لیتیوم، مسدودکننده‌های کلسیم و ... صورت می‌گیرد. دکتر مهرپور درباره این مسمومیت‌ها، علائم و عوارض آن بیان می‌دارد: بلاک‌کننده‌های کلسیم داروهایی هستند که جریان کلسیم به داخل سلول‌های قلب و دیواره‌های عروق خونی را مسدود می‌کنند. این داروها معمولاً برای درمان فشار خون بالا، آریتمی (ضربان نامنظم قلب)، و آنژین (درد قفسه سینه) استفاده می‌شوند. برخی از این داروها شامل آملودیپین، نیفدیپین و وراپامیل هستند.

مصرف بیش از حد یا مسمومیت با بلاک‌کننده‌های کلسیم می‌تواند عوارض جدی و خطرناکی داشته باشد از جمله:

۱. افت شدید فشار خون: این داروها می‌توانند باعث افت شدید فشار خون شوند که ممکن است منجر به سرگیجه، ضعف و غش کردن شود.

۲. ضربان قلب نامنظم: بلاک‌کننده‌های کلسیم می‌توانند باعث آهسته یا نامنظم شدن ضربان قلب شوند که می‌تواند به مشکلات جدی قلبی منجر شود.

۳. نارسایی قلبی: مصرف بیش از حد این داروها می‌تواند باعث نارسایی قلبی شود که در آن قلب قادر به پمپاژ موثر خون نیست.

۴. سرگیجه و سردرد: از عوارض معمول مصرف بیش از حد این داروها هستند.

۵. تهوع و استفراغ: این داروها می‌توانند سیستم گوارشی را تحت تأثیر قرار داده و باعث تهوع و استفراغ شوند.

مسمومیت با لیتیوم هم دارای علائمی است مانند تهوع و استفراغ، اسهال، لرزش دست‌ها، خواب‌آلودگی و گیجی، مشکلات تعادلی و عدم هماهنگی، تشنج و نارسایی کلیه. پیامدهای این مسمومیت هم آسیب به کلیه، اختلالات عصبی دائمی، کما و مرگ در موارد شدید است که به علل مصرف بیش از حد داروهای تجویز شده، تداخل با داروهای دیگرو کم‌آبی بدن پیش می‌آید.

نتایج مطالعات سم‌شناسی در ایران نشان می‌دهد که مسمومیت‌های حاد در کشور ما یک مشکل بهداشتی جدی است و نیاز به توجه بیشتری برای پیشگیری و درمان دارد

مسمومیت با دیفن‌هیدرامین (Benadryl) هم علائمی دارد که عبارتند از خشکی دهان، گشادی مردمک‌ها، خواب‌آلودگی شدید و گیجی، سرگیجه، اضطراب و تشنج و اختلالات قلبی با پیامدهای تشنج، اختلالات قلبی و تنفسی، کما و مرگ در موارد شدید. علت‌ها هم عبارتند از مصرف بیش از حد داروهای ضدحساسیت و مصرف دارو برای تسکین درد یا خواب‌آوری بیش از حد مجاز

علائم مسمومیت با استامینوفن (Tylenol) هم تهوع و استفراغ درد در ناحیه شکم، عرق کردن و خستگی و ضعف است که پیامدهایی مانند نارسایی کبد، آسیب به کلیه‌ها و مرگ در موارد شدید به بار می‌آورد. علت‌ها هم عبارتند از مصرف بیش از حد داروهای تسکین‌دهنده درد و استفاده نادرست از داروهای چندگانه حاوی استامینوفن.

مسمومیت با آسپیرین هم علائمش تهوع و استفراغ، زنگ زدن گوش‌ها، تنفس سریع و سرگیجه است که نارسایی کلیه، نارسایی تنفسی و مرگ در موارد شدید را به دنبال دارد.

مسمومیت با بلاک‌کننده‌های کانال کلسیم، سولفونیل‌اوره‌ها، بنزودیازپین‌ها، بوپروپیون (Wellbutrin) و مصرف بیش از حد داروهای ضد افسردگی هم علایم، علل و تبعات نسبتا مشابهی با آنچه ذکر شد به همراه می‌آورد.

مهرپور در پاسخ به این سوال که در مورد مسمومیت‌های حاد در ایران چه پژوهش‌‎هایی صورت گرفته و چه آماری در دست است چنین توضیح می‌دهد: در ایران، میزان مسمومیت‌های حاد به طور گسترده‌ای مورد بررسی قرار گرفته است. چندین مطالعه نشان داده‌اند که مسمومیت‌های حاد یک مشکل بهداشتی عمده در این کشور است. برخی از یافته‌های کلیدی از این مطالعات عبارتند از:

۱. مطالعه در مشهد (۲۰۱۳-۲۰۰۴)

طی این ۱۰ سال میزان وقوع مسمومیت‌های حاد به طور میانگین ۳۰۴۹ نفر در سال بوده است. در این دوره، ۴۴۳۴۰ بیمار مسموم به بیمارستان مراجعه کرده‌اند و میزان کلی مرگ و میر ناشی از مسمومیت ۱.۳ درصد بوده است. (Asadi & Afshari, ۲۰۱۶)

۲- مطالعه در تهران (۲۰۰۵-۲۰۰۴)

در این مطالعه ۱۱۴۶۵ مورد مسمومیت ثبت شده که ۵۱% از بیماران زن و ۴۹% مرد بوده‌اند. عمده مسمومیت‌ها عمدی (۷۴%) بوده و مسمومیت‌های تصادفی (۲۶%) نیز شامل مواد مخدر بوده است. (H. H. Moghadam et al., ۲۰۰۸)

۳. مطالعه در شرق ایران (۲۰۱۷-۲۰۱۰)

در این مطالعه ۸۹۷ مورد مسمومیت حاد بررسی شده که عمدتا ناشی از داروها (۴۵.۸%) و مواد شیمیایی (۱۳.۳%) بوده است. (Naseri et al., ۲۰۲۰)

نتایج این مطالعات نشان می‌دهد که مسمومیت‌های حاد در ایران یک مشکل بهداشتی جدی است و نیاز به توجه بیشتری برای پیشگیری و درمان دارد.

منبع:

امید مهرپور و همکاران، «تشخیص مسمومیت‌های حاد با آزمون شبکه یادگیری عمیق»، مجله دیدگاه کارشناسان متابولیسم دارو و سم‌شناسی، جلد ۱۹، شماره ۶، انتشار در جولای ۲۰۲۳