الأنباط -
يعاني ملايين الأشخاص حول العالم من آلام أسفل الظهر، التي تعد أحد أكثر اضطرابات الجهاز العضلي الهيكلي شيوعا، وأحد أبرز أسباب الإعاقة وفقدان الإنتاجية.
ولمعالجة هذه المشكلة، طوّر باحثون من جامعة فلوريدا أتلانتيك ومعهد ماركوس لعلوم الأعصاب في مستشفى بوكا راتون الإقليمي التابع لمؤسسة "بابتيست هيلث"، نظاما ثوريا يجمع بين الذكاء الاصطناعي والميكانيكا الحيوية لإنشاء نماذج افتراضية دقيقة للعمود الفقري القطني، تحاكي حركته وتكشف مناطق الضغط الميكانيكي التي تسبب الألم أو الخلل.
ويمثل هذا النظام أول خط مؤتمت بالكامل لتحليل العناصر المحدودة الخاصة بالعمود الفقري، حيث يدمج أدوات التعلم العميق مثل nnUNet وMONAI مع برامج المحاكاة البيوميكانيكية المتقدمة مثل GIBBON وFEBio.
وكشفت الدراسة أن التقنية الجديدة قلّصت زمن إعداد النماذج بنسبة 97.9%، من أكثر من 24 ساعة إلى نحو 31 دقيقة فقط، دون فقدان الدقة. ويتيح ذلك للأطباء إجراء محاكاة سريعة وشخصية تدعم التخطيط الجراحي، وتحسّن زراعة العمود الفقري، وتساهم في الكشف المبكر عن أمراض العمود الفقري التنكسية.
وأظهرت الاختبارات أن العمود الفقري الافتراضي استجاب كالحقيقي تماما، سواء من حيث حركة الأقراص أو شد الأربطة أو الضغط أثناء الانحناء والتمدد.
وقال الدكتور ماوهوا لين، الأستاذ المساعد في قسم الهندسة الطبية الحيوية بجامعة فلوريدا أتلانتيك: "نهجنا قادر على تحويل صور الأشعة المقطعية أو الرنين المغناطيسي مباشرة إلى نماذج دقيقة للغاية للعمود الفقري، مصممة خصيصا لكل مريض".
وأضاف الدكتور فرانك د. فريونيس، رئيس قسم جراحة المخ والأعصاب في معهد ماركوس: "النمذجة الآلية للعمود الفقري القطني تحدث فرقا حاسما في التخطيط قبل العمليات، إذ تمكّن من التنبؤ بالمضاعفات، وتحسين تصميم الزرعات، وتقليل المخاطر الجراحية، مع تعزيز الدقة وسرعة القرار الطبي".
وأكدت الدكتورة ستيلا باتالاما، عميدة كلية الهندسة وعلوم الحاسوب بجامعة فلوريدا أتلانتيك، أن النتائج تبرز الإمكانات الكبيرة للتكامل بين الطب والهندسة، قائلة: "هذا العمل لا يوسع حدود الابتكار فحسب، بل يقدم أيضا حلولا عملية تحسن حياة المرضى وتعيد تعريف رعاية العمود الفقري".
نشرت الدراسة في مجلة World Neurosurgery.
Xi Jinping's new Long March
