הבינה המלאכותית בלב הרפואה: כיצד אלגוריתמים חכמים תורמים לפענוח בדיקות אק"ג

במסגרת מחקר פורץ דרך, שהתפרסם לאחרונה בכתב העת המדעי npj Digital Health מקבוצת Nature, הצליחו חוקרים מהטכניון להוכיח כי בינה מלאכותית יכולה לא רק לנתח תרשימי אק"ג, אלא גם להסביר את ממצאיה בצורה המובנת לרופאים - מה שמקרב את התחום צעד נוסף לעבר שילוב רחב היקף של AI בשירות הרפואה המודרנית.

המחקר, שנערך בשיתוף פעולה בין הפקולטה להנדסה ביו-רפואית לבין הפקולטה למדעי המחשב ע"ש טאוב בטכניון, בהובלת פרופ' יעל יניב, ד"ר ודים גלינר ופרופ' אסף שוסטר, ממומן על ידי משרד המדע ורשות החדשנות.

מאתגר את "תיבת השחור" של הבינה המלאכותית

בעוד בדיקות אק"ג נחשבות לאחד הכלים הזמינים והחשובים ביותר לזיהוי מחלות לב, השימוש בבינה מלאכותית לניתוח בדיקות אלו נתקל באתגר מרכזי: חוסר יכולת להסביר כיצד התקבלו הממצאים. מערכות AI רבות מתפקדות כ"קופסה שחורה", ובכך מקשות על רופאים להסתמך עליהן באופן מלא.
החוקרים בטכניון פיתחו אלגוריתם חדשני שמספק לא רק ניתוח של התרשים, אלא גם הסבר מפורט, כך שהרופאים יוכלו להבין ולהעריך את תהליך קבלת ההחלטות של המערכת.

כלי חכם ומדויק - גם בתנאים לא אידיאליים

אחד החידושים המרכזיים במחקר הוא השימוש במטריצת יעקוביאן - כלי מתמטי מתקדם שמאפשר לאלגוריתם לזהות ולהתמקד בדיוק בפרטים הקריטיים בתוך תרשים האק"ג, גם כאשר הוא מטושטש, מצולם בזווית או מושפע מהפרעות רקע.
במבחנים קליניים שנערכו, הצליחה המערכת לזהות מאפיינים קליניים מהותיים - דוגמת חוסר בגל P, המאפיין הפרעת קצב עלייתית - בדיוק גבוה במיוחד: מתאם ממוצע של 0.94-0.96 עם קרדיולוגים בכירים.

לקראת עתיד רפואי מוסבר ואמין יותר

ד"ר ודים גלינר, שפיתח את הכלי במסגרת קבוצת המחקר בטכניון, הדגיש את חשיבות היכולת של המערכת לא רק לזהות מצבים רפואיים, אלא גם להסביר מדוע מצבים מסוימים אינם מופיעים בבדיקה - מה שמעניק לרופאים תחושת ביטחון גדולה יותר בשימוש בטכנולוגיה.
לדברי פרופ' אסף שוסטר, "מערכות AI שמספקות הסברים ברורים, ולא רק תוצאות, צפויות להפוך לכלים קליניים מרכזיים - במיוחד בסביבות שבהן המשאבים מוגבלים".

שילוב מושכל של בינה מלאכותית בקליניקה

המחקר מהווה אבן דרך משמעותית בדרך לשילוב מערכות בינה מלאכותית בשגרת העבודה הקלינית. היכולת לנתח ולהסביר תוצאות אק"ג בצורה אמינה וברורה פותחת אפשרות לשיפור מהיר של אבחונים רפואיים - גם במקומות נידחים - ומחזקת את מעמדה של הבינה המלאכותית ככלי עזר מהותי, ולא תחליף, למקצוע הרפואה.