هوش مصنوعی در پزشکی طاها فرخ شاد
هوش مصنوعی در پزشکی طاها فرخ شاد
هوش مصنوعی در پزشکی
طاها فرخ شاد
TAHA farokhshad@gmail.com
چکیده : در این مقاله یک نگاه به هوش مصنوعی در پزشکی میپردازیم که چگونه میتوان با هوش مصنوعی در علم دارو سازی پیشرفت کنیم یا چگونه با کمک یک بازوی رباتیک میتوانیم یک عمل با خیال راحت داشته باشیم و میخوایم در این مقاله یک نگاه کلی به هوش مصنوعی در پزشکی بنداریم و هدف از این مقاله این است که مردم رو از هدف خلق هوش مصنوعی بدانند
کلمات کلیدی : هوش مصنوعی ، هوش مصنوعی در پزشکی …
مقدمه: (درک کردن هوش مصنوعی)
هوش مصنوعی (AI) یک رویکرد جایگزین کارآمد برای تکنیک‌های مدل‌سازی کلاسیک است. هوش مصنوعی به شاخه‌ای از علوم کامپیوتر اشاره دارد که ماشین‌ها و نرم‌افزارهایی را با هوش انسان‌مانند توسعه می‌دهد. در مقایسه با روشهای سنتی، هوش مصنوعی مزایایی را برای مقابله با مشکلات مرتبط با عدم قطعیت ارائه می‌دهد و کمک مؤثری برای حل چنین مشکلات پیچیده‌ای است. علاوه بر این، راه‌حل‌های مبتنی بر هوش مصنوعی جایگزین‌های خوبی برای تعیین پارامترهای طراحی مهندسی در مواقعی هستند که آزمایش امکان‌پذیر نیست، بنابراین منجر به صرفه‌جویی قابل توجهی از نظر زمان و تلاش انسان در آزمایش‌ها می‌شود. هوش مصنوعی همچنین میتواند فرآیند تصمیم‌گیری را سریع‌تر کند، نرخ خطا را کاهش دهد و کارایی محاسباتی را افزایش دهد.[1]
• بخش اول : هوش مصنوعی در پزشکی
کاربرد هوش مصنوعی در پزشکی دو شاخه اصلی دارد: مجازی و فیزیکی. مؤلفه مجازی با یادگیری ماشینی، (همچنین به نام یادگیری عمیق) نشان داده می شود که توسط الگوریتم های ریاضی که یادگیری را از طریق تجربه بهبود می بخشد، نشان داده می شود. سه نوع الگوریتم یادگیری ماشین وجود دارد: (1) بدون نظارت (توانایی یافتن الگوها)، (ب) نظارت شده (الگوریتم‌های طبقه‌بندی پیش‌بینی بر اساس مثال‌های قبلی)، و (3) یادگیری تقویتی (استفاده از توالی. [2]
• بخش دوم : هوش مصنوعی در توسعه دارو
فرآیند توسعه دارو مبتنی بر بازخورد از نتایج موجود به‌دست‌آمده از منابع مختلف مانند غربالگری ترکیبات و قطعات با کارایی بالا، مدل‌سازی محاسباتی و اطلاعات موجود در ادبیات شروع می‌شود. این فرآیند بین استقرا و قیاس متناوب است. که به عنوان فضای شیمیایی شناخته می‌شود، که تخمین زده می‌شود حدود 1060 مولکول مباشد] که هوش مصنوعی در خود جای داده است. هوش مصنوعی (AI) برای پیشبرد طراحی، شناسایی و ساخت نانوسیستم‌های دارورسانی آماده است. علاوه بر این، قدرت داده های بزرگ در حال تبدیل شدن به یک ابزار مرتبط برای انجام مهندسی معکوس و بهینه سازی مداوم این سیستم ها است. در این فصل، اجرای هوش مصنوعی در تحقیق و توسعه و ساخت سیستم های دارورسانی با تمرکز بر توسعه دارویی و کاربردهای نزدیک به بازار پوشش داده شده است. و در تصویر پایین توسعه دارو با کمک هوش مصنوعی دید
ساختارش چگونه است.[3],[4],[5]
شکل شماره 1_ توسعه دارو به کمک هوش مصنوعی
• بخش سوم : فناوری رباتیک در جراحی:
جراحی به کمک ربات، به عنوان یک رشته جدید و نوظهور، به طور ضعیفی در دسته جراحی با کمک کامپیوتر قرار گرفته است [5]، [17]. این تمایز ناشی از استفاده از یک ریزپردازنده است که حرکت را کنترل می کند و داده های حسی را پردازش می کند
مزایای دید سه بعدی و افزایش قدرت مانور ارائه شده توسط جراحی رباتیک در مدیاستن، که شامل بسیاری از ساختارهای حیاتی است، بسیار مهم است. کاربردهای بی شماری برای جراحی قلب وجود دارد، از جمله عروق مجدد قلب و ترمیم دریچه میترال، که برخی از اولین جراحی های روباتیک انجام شده بودند [7]. تیمکتومی رباتیک برای تیموما با تشخیص تومور و ساختارهای مجاور با هدایت فلورسانس کمک می کند [5]. لوبکتومی رباتیک برای سرطان ریه نیز در حال افزایش است،جراحی رباتیک اغلب از طریق سوراخ های ریز در پوست و سایر بافت ها انجام می شود. این روش جراحی کم تهاجمی نامیده می شود.[6],[7]
مزایای جراحی کم تهاجمی :
عوارض کمتر، مانند عفونت محل جراحی.
درد و از دست دادن خون کمتر.
بستری کوتاه‌تر در بیمارستان و بهبودی سریع‌تر.
• بخش چهاروم: اینترنت اشیاء در پزشکی
درک کوتاه از اینترنت اشیاء: دستگاه‌های پزشکی متصل به اینترنت محیطی را فراهم می‌کنند که قادر به دسترسی سریع به اطلاعات است. اطلاعات حیاتی بیمار میتواند از طریق ابر به ارائه‌دهندگان مراقبت‌های بهداشتی برای تجزیه و تحلیل و ارائه داروهای بی‌درنگ و مبتنی بر شواهد منتقل شود].18[ تقویت فناوری توسعه برنامه‌های کاربردی تلفن همراه را فراهم کرده است.
ابزار های پزشکی در اینترنت اشیا: امروزه، نیاز به دستگاه‌های مرتبط ممکن است در مشاغل مختلف یافت شود. اینترنت اشیاء طیف گسترده ای از کاربردها در مراقبت های بهداشتی دارد، از جمله نظارت از راه دور بر سلامت بیماران، ردیابی بیماران و تجهیزات در سازمان های مراقبت های بهداشتی، تخت های هوشمندی که اشغال را تشخیص می دهند، قرص های هوشمندی که مصرف داروی بیماران را نظارت می کنند و ارسال پیام های هشدار به مراقبین و غیره. on.21,22 اینترنت اشیا همچنین می تواند مسائل سلامتی خاص را در افراد شناسایی کند و زمانی که بیمار در حال حرکت است به سرعت به بحران های پزشکی پاسخ دهد. فناوری اینترنت اشیا، مانند سیستم‌های ردیابی تجهیزات، میتواند به کسب‌وکارهای مراقبت‌های بهداشتی در کاهش هزینه‌ها کمک کند. علاوه بر این، ممکن است به بیماران درمان مناسب ارائه دهد
مراحل و توزیع اینترنت اشیاء:
مرحله 1 – دستگاه های فیزیکی با سیم یا بی سیم به یکدیگر و/یا یک منطقه مرکزی متصل می شوند.
مرحله 2 – این دستگاه ها داده ها را از طریق حسگر از مجموعه داده های خارجی یا شبکه های اطلاعاتی جمع آوری می کنند.
مرحله 3 – این داده ها در یک شبکه ابری یا واسطه یا در خود دستگاه ذخیره می شوند.
مرحله 4 – در مرحله بعدی داده ها با استفاده از یادگیری ماشین یا هوش مصنوعی پردازش می شوند.
مرحله 5 – این داده های پردازش شده توسط دستگاه فیزیکی برای انجام وظیفه از پیش تعریف شده استفاده می شود
در تصویر پایین نحوه عملکرد اینترنت اشیا میشه دیده که یک معماری قوی در آن بکار رفته است. [8],[9]
شکل شماره دوم_مفهوم و ساختار معمار اینترنت اشیا
• بخش پنجم : هوش مصنوعی در تصویر یرداری(رایولوژیک)در پزشکی
یادگیری ماشینی، به عنوان زیرمجموعه‌ای از هوش مصنوعی که هوش مصنوعی سنتی نیز نامیده می‌شود، در تصویربرداری تشخیصی که از دهه 1980 شروع شد، استفاده شد. ]12[ کاربران ابتدا پارامترها و ویژگی‌های صریح تصویربرداری را بر اساس دانش متخصص از پیش تعریف می‌کنند. به عنوان مثال، اشکال، نواحی، هیستوگرام پیکسل های تصویر مناطق مورد علاقه (به عنوان مثال مناطق تومور) را می توان استخراج کرد.رادیولوژی تخصصی پزشکی تعدادی از پیشرفت‌های فنی بسیار مهم و تأثیرگذار را در گذشته تجربه کرده است که بر نحوه بکارگیری تصویربرداری پزشکی تأثیر گذاشته است .تصاویر پزشکی در تشخیص بسیاری از بیماریها به کار گرفته می.شوند با این حال تشخیص ناهنجاری ها توسط پزشک به راحتی صورت نمیگیرد زیرا تصاویر دارای نویز زیادی بوده و همچنین تجزیه و تحلیل دادههای آن بسیار پیچیده است؛ بنابراین روشهای هوش مصنوعی مانند پردازش تصویر و الگوریتم های یادگیری ماشین میتوانند بسیار مؤثر واقع شوند روشهای پردازش تصویر با ارتقاء کیفیت تصاویر مانند حذف نویز بهبود کنتراست و … وضوح مناطقی از تصویر که در جهت تشخیص ناهنجاریها مفید میباشند را افزایش میدهند. سپس روشهای یادگیری ماشین خصوصا یادگیری عمیق، این ناهنجاریها را دسته بندی کرده و بیماری را در صورت وجود شناسایی می کنند.[10],[11]
• بخش ششم : مزایا و معایب استفاده از هوش مصنوعی در پزشکی
مزایا:
داده های زمان واقعی را ارائه می دهد
ارها را ساده می کند
باعث صرفه جویی در زمان و منابع می شود
به تحقیق های پزشکی کمک می کند
ممکن است استرس پزشک را کاهش دهد
معایب:
یاز به نظارت انسانی دارد
ممکن است متغیرهای اجتماعی را نادیده بگیرد
ممکن است منجر به بیکاری شود
عدم دقت هنوز ممکن است
مستعد خطرات امنیتی [12]
نتیجه گیری : ما در این مقاله متوجه شدیم که هوش مصنوعی در کنار خطراطی که دارد خوبی هایم دارد بهتر است بجای اینکه از هوش مصنوعی ترسید جنبه مثبت آن را دید که چگونه میتواند به مردم در علم پزشکی یک خدمت واقعی راانجام دهد .
منابع:
[1] Emerging artificial intelligence methods in structural engineering
: hadi salehi , Rigoberto Burgueño
[2] Artificial intelligence in medicine
: Pavel Hamet , Johanne Tremblay
[3] Artificial intelligence in drug development: present status and future prospects
: Kit-Kay , Mallikarjuna , Rao Pichika
[4] Applications of artificial intelligence in drug delivery and pharmaceutical development.
: Stefano Colombo
[5] Application of Artificial Intelligence in the Clinical Laboratory: A Review for covid
: Mehdi Pooladi , Maliheh Entezari , ghazal soleymany, Farnaz Ghaemi , mehdi raie , Mahshad Kalantari
[6] Robotic technology in surgery: Past, present, and future.
: Thomas M. Krummel M.D. , David B. Camarillo M.S. , J.Kenneth Salisbury Jr. Ph.D
[7] Robotic surgery
: haven not
[8] Role of IOT in healthcare: Applications, security & privacy concerns
: Akshay Parihar , Jigna B. Prajapati , Bhupendra G. Prajapati , Pinalkumar Engineer , Arti Thakkar , Binti Trambadiya
[9] Internet of medical things: A systematic review
: Yudong Zhang , Jian Wang , Chenxi Huang , Shuihua Wang
[10] The role of artificial intelligence in medical imaging research
: haven not
[11] https://aims.sums.ac.ir//uploads/750/%DA%A9%D8%A7%D8%B1%D8%A8%D8%B1%D8%AF%D9%87%D8%A7%DB%8C%20%D9%87%D9%88%D8%B4%20%D9%85%D8%B5%D9%86%D9%88%D8%B9%DB%8C%20%D8%AF%D8%B1%20%D9%BE%D8%B2%D8%B4%DA%A9%DB%8C.pdf
: Homeira Shahrparast , Razieh Rezaei Qarabagh , Amir Fayyaz Heydari , Hossein Eftekhari
[12] Pros & Cons of Artificial Intelligence in Medicine
: haven not
