رباتیک در غربالگری ، تشخیص و درمان سرطان پستان
به گزارش مدرن مد ـ پزشکی بهواسطة هوش مصنوعی، درحال تحولی عظیم است و فرصتهای جدیدی را برای تشخیص و درمان بیماریهای مختلف فراهم میآورد. یکی از زمینههایی که هوش مصنوعی در آن، نوید تغییرات مثبت میدهد، شناسایی و بررسی بیماریهای پستان است که از رایجترین انواع سرطانها در زنان به شمار میآید.
اهمیت تشخیص زودهنگام و نقش هوش مصنوعی
تشخیص زودهنگام برای درمان موفقیتآمیز ضروری است و فناوریهای هوش مصنوعی، مانند الگوریتمهای یادگیری ماشین، به کارشناسان پزشکی این امکان را میدهند که ماموگرافیها و دیگر تصاویر پزشکی را با دقت و کارایی بیشتری تجزیهوتحلیل کنند، تا ناهنجاریهای پستان را شناسایی و توصیف کنند.
الگوریتمهای هوش مصنوعی روی مجموعههای وسیعی از تصاویر پزشکی آموزش میبینند، تا الگوهایی را شناسایی کنند که نشاندهندة وجود سرطان پستان هستند. این الگوریتمها قادرند تغییرات جزئی در بافت پستان را شناسایی کنند که ممکن است چشم غیرمسلح آنها را نبیند و به این ترتیب، دقت تشخیص را افزایش میدهند.
اولویتبندی موارد و درمان شخصیسازیشده
هوش مصنوعی به اولویتبندی موارد براساس احتمال بدخیمی کمک میکند و به رادیولوژیستها اجازه میدهد تا روی موارد نگرانکنندهتر تمرکز کنند. همچنین، هوش مصنوعی با تجزیهوتحلیل سوابق پزشکی، دادههای تصویربرداری و اطلاعات ژنتیکی بیماران، در ایجاد برنامههای درمانی شخصیسازیشده برای بیماران مبتلا به سرطان پستان، به متخصصان پزشکی کمک میکند. این رویکرد هدفمند در درمان، میتواند به بهبود نتایج بیماران و کاهش ریسک درمانهای غیرضروری یا عوارض جانبی منجر شود.
مشارکت در تحقیقات و توسعة دارو
علاوهبر کمک به تشخیص و درمان، هوش مصنوعی همچنین به تحقیقات سرطان پستان و توسعة داروها کمک میکند. با تجزیهوتحلیل مجموعههای وسیع دادههای ژنتیکی و بالینی، هوش مصنوعی میتواند در شناسایی اهداف دارویی جدید و توسعة گزینههای درمانی مؤثرتر برای بیماران مبتلا به سرطان پستان، به محققان کمک کند. این فرایند میتواند تسریع در کشف دارو و عرضة درمانهای جدید به بازار را بههمراه داشته باشد.
تأثیرات تحولآفرین و چشمانداز آینده
ادغام فناوریهای هوش مصنوعی در تشخیص و درمان سرطان پستان، رویکرد مدیریت این بیماری را بهطور بنیادین تغییر میدهد. با ارائة مراقبتهای دقیقتر و شخصیسازیشده، هوش مصنوعی به بهبود نتایج بیماران و کاهش فشار بر سیستمهای بهداشتی کمک میکند. درحالیکه چالشهایی مانند حفظ حریم خصوصی دادهها و رسیدگی به سوگیریهای الگوریتمی همچنان وجود دارد، مزایای هوش مصنوعی در مراقبت از سرطان پستان انکارناپذیر است.
همانطور که هوش مصنوعی به پیشرفت خود ادامه میدهد، میتوانیم به پیشرفتهای بیشتری در بهبود کیفیت زندگی افرادی که به سرطان پستان مبتلا شدهاند، امیدوار باشیم.
این پژوهش تأثیر هوش مصنوعی را در شناسایی و تشخیص بیماریهای پستان و پیشرفتهای کنونی این حوزه بررسی میکند و بر دو کاربرد اصلی هوش مصنوعی در بیماریهای پستان تمرکز دارد: رباتهای جراحی و ابزارهای پایش از راه دور که در شکل 1، برای تشخیص زودهنگام، نشان داده شدهاند. با افزایش دقت و کارایی در تشخیص بیماریهای پستان، هوش مصنوعی درحال تحول بخش مراقبتهای بهداشتی و بهبود نتایج بیماران است.
استفاده از هوش مصنوعی در رباتهای جراحی، امکان انجام روشهای دقیقتر و کمترتهاجمی را فراهم میآورد، درحالیکه ابزارهای پایش از راه دور، به متخصصان بهداشتی اجازه میدهند تا تغییرات در سلامت پستان را در طول زمان رصد کنند، این پیشرفتهای فناوری امکان جدیدی برای بهبود تشخیص و درمان بیماریهای پستان فراهم میکنند و در نهایت، کیفیت مراقبتهای ارائهشده به بیماران را ارتقا میبخشند.
شکل 1. رباتهای هوش مصنوعی برای تشخیص زودهنگام بیماریهای پستان
رباتیک جراحی بهطور کامل، چشمانداز جراحیهای کمتهاجمی برای بیماریهای پستان، بهویژه سرطان پستان، را متحول کرده است. این رباتهای پیشرفته به الگوریتمهای هوش مصنوعی پیشرفتهای مجهز شدهاند که دقت و صحت فرایندهای جراحی را بهطور قابل توجهی افزایش میدهند و در عین حال، احتمال وقوع عوارض را کاهش میدهند. با ارائة راهنماییهای لحظهای به جراحان، تحلیل دادههای تصویربرداری و اطمینان از دقت، رباتهای جراحی بهطور یکپارچه در حوزة اتاقهای عمل جا افتادهاند و به ابزارهای ضروری برای موفقیت در جراحیهای سرطان پستان تبدیل شدهاند.
استفاده از رباتهای جراحی در جراحیهای سرطان پستان، در سالهای اخیر بهطور مداوم افزایش یافته است؛ زیرا قابلیتها و عملکردهای آنها همچنان درحال پیشرفت و بهبود است. این رباتها بهطور خاص، برای همکاری با جراحان باتجربه طراحی شدهاند تا از مهارت و دانش آنها برای ارتقای کیفیت مراقبت از بیماران بهره ببرند. با کمک الگوریتمهای هوش مصنوعی پیشرفته، رباتهای جراحی قادر به انجام حرکات پیچیده با دقت بیسابقهای هستند و اطمینان میدهند که نتایج جراحی به حداکثر موفقیت میرسند.
یکی از مزایای عمدة بهکارگیری رباتهای جراحی در جراحیهای سرطان پستان، توانایی آنها در ارائة راهنماییهای لحظهای به جراحان است. با استفاده از حسگرها و فناوریهای تصویربرداری پیشرفته، این رباتها در تجزیهوتحلیل آناتومی بیمار ماهرند و بازخورد دقیقی دربارة بهترین مسیر اقدام برای جراح، در طول عمل ارائه میدهند. این راهنماییهای لحظهای تضمین میکنند که جراح میتواند با دقت و سهولت از میان ساختارهای آناتومیکی پیچیده عبور کند و در نتیجه، به نتایج بهتری دست یابد.
علاوه بر این، در تجزیهوتحلیل دادههای تصویربرداری در طول جراحیهای سرطان پستان، رباتهای جراحی نقش اساسی ایفا میکنند. با پردازش فوری دادههای تصویربرداری، این رباتها میتوانند بهسرعت، هرگونه ناهنجاری یا نارسایی موجود در آناتومی بیمار را شناسایی کنند. این اطلاعات حیاتی سپس به جراح منتقل میشود و به او دربارة مناسبترین رویکرد برای انجام عمل، قدرت تصمیمگیری آگاهانه میدهد. با بهرهگیری از توان هوش مصنوعی، رباتهای جراحی فرایند تصمیمگیری را تسریع و تضمین میکنند که جراحی با دقت و کارایی بهینه انجام میشود.
علاوهبر ارائة راهنماییهای لحظهای و ارزیابی دادههای تصویربرداری، رباتهای جراحی در تضمین اینکه مراحل جراحی با حداکثر دقت انجام شوند، متخصص هستند. با اتکا بر فناوری رباتیک پیشرفته، این رباتهای پیچیده میتوانند حرکات پیچیده را با دقت بینظیری انجام دهند و اطمینان حاصل کنند که نتایج جراحی تا حد امکان، موفقیتآمیزند. این سطح بیسابقه از دقت، نهتنها خطر عوارض را در طول عمل کاهش میدهد، بلکه استاندارد کلی مراقبت ارائهشده به بیمار را نیز ارتقا میبخشد.
نظارت از راه دور بر بیماری سرطان پستان
نظارت از راه دور، جزئی حیاتی در مدیریت بیماریهای پستان است و فناوریهای هوش مصنوعی نقش تحولآفرینی در مراقبتهای بهداشتی ایفا میکنند. سیستمهای نظارت از راه دور مبتنیبر هوش مصنوعی، به ارائهدهندگان خدمات بهداشتی این امکان را میدهند که بهطور نزدیکتری، دادههای سلامت بیماران را زیرنظر داشته باشند، پیشرفت علائم را پیگیری کنند و از راه دور، اطمینان حاصل کنند که بیماران به درمان خود پایبندند. این رویکرد نوآورانه، مداخلات بهموقع، مراقبت شخصیسازیشده، پیشبینی پیشرفت بیماری و توصیههای درمانی متناسب با دادههای سلامت فردی و تاریخچة پزشکی بیماران را تسهیل میکند.
استفاده از هوش مصنوعی در سیستمهای نظارت از راه دور، بهطور چشمگیری کارایی و اثربخشی مدیریت این بیماریها را بهبود بخشیده است. از طریق جمعآوری و تحلیل مداوم دادهها، الگوریتمهای هوش مصنوعی میتوانند الگوها و روندهایی را شناسایی کنند که نشاندهندة پیشرفت بیماری یا پایبندنبودن به درمان هستند. این رویکرد پیشگیرانه، به ارائهدهندگان خدمات بهداشتی این امکان را میدهد که زودتر مداخله کنند، برنامههای درمانی را متناسب با آن تنظیم و نتایج را بهینهسازی کنند.
علاوهبر این، سیستمهای نظارت از راه دور مبتنیبر هوش مصنوعی، میتوانند مراقبت شخصیسازیشده را با استفاده از دادههای خاص بیمار، مانند ژنتیک، عوامل سبک زندگی و تاریخچة درمان، ارائه کنند. با استفاده از این اطلاعات، الگوریتمهای هوش مصنوعی میتوانند توصیههایی برای مدیریت بیماری و گزینههای درمانی ایجاد کنند.
مزیت کلیدی سیستمهای پایش از راه دور مبتنیبر هوش مصنوعی، توانایی آنها در افزایش مشارکت بیماران و رعایت برنامههای درمانی است. با ارائة یادآوریهای شخصیسازیشده، هشدارها و منابع آموزشی، سیستمهای پایش از راه دور مبتنیبر هوش مصنوعی، به بیماران کمک میکنند تا در برنامههای درمانی خود باقی بمانند و به نتایج سلامتی بهتری دست یابند.
با تحلیل مداوم دادههای بیماران و ارائة بینشهایی دربارة پیشرفت بیماری و گزینههای درمانی، این سیستمها به ارائهدهندگان خدمات بهداشتی اجازه میدهند تا تصمیمات آگاهانه و شخصیسازیشده اتخاذ کنند. این موضوع به بهبود نتایج درمانی، کاهش هزینههای بهداشتی و افزایش رضایت بیماران منجر میشود.
در نتیجه، سیستمهای پایش از راه دور مبتنیبر هوش مصنوعی، درحال تغییر مدیریت بیماریهای پستان هستند و به ارائهدهندگان خدمات بهداشتی این امکان را میدهند که دادههای سلامتی بیماران را پایش، پیشرفت بیماری را پیشبینی و گزینههای درمانی شخصیسازیشده را توصیه کنند.
طراحی سیستمهای رباتیک از راه دور برای معاینة پستان
معاینة پستان مرحلهای کلیدی در شناسایی رشد خوشخیم یا بدخیم ناشی از بیماری پستان است. شناسایی و ارزیابی دقیق و قابل اعتماد ضایعات قابل لمس برای دستیابی به نتایج بهداشتی بهینه، ضروری است.
با توجه به تعداد زنانی که هرساله به سرطان پستان مبتلا میشوند، سیستمهای رباتیکی که میتوانند معاینات پستان را با درجة زیادی از اطمینان و استقلال انجام دهند، بار کاری را کاهش میدهند و معاینات بالینی پستان را قابل دسترستر میکنند.
در حین پالپیشن پستان، پزشک عمدتاً از اطلاعات بصری و بازخورد لمسی از نوک انگشتان خود برای ارزیابی ویژگیهای تومور استفاده میکند. سیستمهای رباتیک برای تشخیص ضایعات، به توانایی «احساسکردن» (بازخورد لمسی) و برای ایجاد مسیر، به «دیدن» (بازخورد بصری) نیاز دارند که شبیه به مسیری باشد که پزشک استفاده میکند.
کاتو و همکارانش در سال ۱۹۸۸، اولین ربات برای پالپیشن پستان را تهیه کردند. برای اندازهگیری عمق فرورفتگی، از میلههای حسگری استفاده کردند که بهصورت عمودی، به داخل پستان فشار داده میشدند. سازندگان، این ربات را روی شانزده بیمار آزمایش کردند و توانستند تومورهای بزرگتر از ۱۵×۱۵ میلیمتر مربع را تشخیص دهند. با اینکه امروزه، قابلیتهای فناوری بهطور قابلتوجهی از آنچه آنها استفاده میکردند، فراتر رفته است، اصل طراحی حس لمسی در مطالعاتی که بهتازگی انجام شده، قابل مشاهده است.
تنش برای تمایز بافت: اندازهگیری رفتار ویسکوالاستیک
مطالعات نشان دادهاند که بافتهای نرم مختلف، هنگام اعمال نیروهای خارجی، خواص متفاوتی دارند. روابط احتمالی بین تنشهای اعمالشده و عوامل الاستیک غیرخطی و ویسکوالاستیک گزارش شده است و اینها میتوانند به تفکیک بافتهای سرطانی و عادی کمک کنند.
مطلعهای رابطة بین تغییرات در چهار عامل ویسکوالاستیک غیرخطی و ساختار بافت در بافت سینة خوک را بررسی کرده است. سه نمونة بافت (چربی، فیبروگلانولار و عضله) بهشکل استوانهای بریده شدند و به آنها نیرو اعمال شد. نتایج تفاوتهای معناداری را در عوامل ویسکوالاستیک غیرخطی بین سه نمونه نشان داد که به قابلیت مناسب چهار عامل پیشنهادی برای تمایز نوع بافت پستان اشاره دارد. به گفتة نویسندگان این تحقیق، این اطلاعات میتواند مبنای نوعی سیستم پالپیشن رباتیک باشد که برای ایجاد فشار روی پستان و تشخیص تومورهای بدخیم و خوشخیم، از دو پروب استفاده کند.
نمونهبرداری از پستان با کمک رباتیک
نمونهبرداری از پستان روشی قابل اعتماد، مقرونبهصرفه و حداقلتهاجمی، برای ارزیابی بافتشناسی رشدهای غیرعادی مشکوک است. این فرایند تحت هدایت ماموگرافی، سونوگرافی یا امآرآی انجام میشود و معمولاً با استفاده از دستگاه دستی یا استریوتاکتیک انجام میگیرد. این کار فرایند سادهای به نظر میرسد، اما به سطح بالایی از آموزش پزشک نیاز دارد. زاویه ورود سوزن نمونهبرداری میتواند در کیفیت تصویر، تأثیر بگذارد. ارزیابی دقیق عمق این سوزن ضروری است، تا از ایجاد پنوموتوراکس توسط گان نمونهبرداری جلوگیری شود.
نمونهبرداری هدایتشده با امآرآی نیز با چالشهای خاصی همراه است. برخلاف ماموگرافی و سونوگرافی، اپراتور در نمونهبرداری هدایتشده با امآرآی قادر به دریافت بازخورد آنی دربارة ضایعات و موقعیت سوزن نیست. این موضوع میتواند مشکلساز باشد؛ زیرا ضایعة هدف ممکن است بهدلیل حرکات طبیعی بدن جابهجا شود. معمولاً برای افزایش احتمال بهدستآوردن نمونه، از سوزنهای بزرگ استفاده میشود، اما این سوزنها ممکن است بهدلیل اندازهشان، باعث آسیب بیشتر به بافت و ناراحتی بیمار شوند. همچنین بیماران چندین بار به داخل و خارج از اسکنر منتقل میشوند.
این چالشها ضرورت سیستمهای رباتیکی را که میتوانند در هدفگیری ضایعات تحت هدایت سونوگرافی یا در فضای محدود تحت هدایت امآرآی به پزشک کمک کنند، نشان میدهند. درحالیکه چندین ربات نمونهبرداری پیشنهاد شده است، این بخش بهطور خاص، بر رباتهایی که برای نمونهبرداری پستان ساخته شدهاند، تمرکز دارد.
در مقاله آینده، دربارة نمونهبرداری از پستان با کمک رباتیک، با جزئیات بیشتری صحبت خواهیم کرد.
References
1. Khanna. R, Shah. E, “Robotics in Screening, Diagnosis and Treatment of Breast Cancer: A Perspective View”, Clinical Breast Cancer, Vol. 24, No. 1, 17–26 © 2023.
2. Raeei. M, “Artificial Intelligence in Action: Improving Breast Disease Management through Surgical Robotics and Remote Monitoringinteligencia Artificial en Acción: Mejorando el Manejo de Enfermedades de Mama a Través de la Robótica Quirúrgica y el Monitoreo Remoto”, Medicina Clínica Práctica Volume 7, Issue 4, October–December 2024.
