این مسئله به سفارش بیمارستان دانشگاه پزشکی هانوی و توسط بویی ون سون (متولد ۲۰۰۰، اهل تان هوآ)، مهندس جدید دانشگاه علوم و فناوری هانوی، ظرف ۳ سال و تحت راهنمایی دکتر نگوین هونگ کوانگ، رئیس دپارتمان تحقیقات انفورماتیک زیست‌پزشکی، مرکز تحقیقات بین‌المللی هوش مصنوعی (BK.AI)، انجام شد.

بویی ون سان دانشجوی مهندسی کامپیوتر است. سان به دلیل اشتیاقش به تحقیق، از سال دوم دانشگاه، برای پیوستن به آزمایشگاه انفورماتیک زیست‌پزشکی دکتر نگوین هونگ کوانگ درخواست داد. در اینجا، این دانشجوی پسر فرصتی برای یادگیری در مورد برخی از مشکلات مربوط به کاربرد هوش مصنوعی در حوزه پزشکی مانند رمزگشایی ژن‌ها، یافتن پاسخ‌های دارویی، پردازش تصویر و غیره دارد.

در حالی که بیشتر همکلاسی‌هایش تمایل دارند در وب‌سایت‌ها و اپلیکیشن‌ها کار کنند، به گفته‌ی سان، تمرکز بر هوش مصنوعی در حوزه‌ی زیست‌پزشکی نیز با مشکلات زیادی همراه است.

«علاوه بر تحقیق و شرکت در دوره‌های هوش مصنوعی، مجبور شدم دانش مربوط به توالی‌یابی ژن، DNA، mRNA، فرآیند آزمایش PCR و... را نیز برای خدمت به تحقیقات، دوباره بیاموزم.»

z5128872607157 11c22f4820fddb63dec840e09be6ea28.jpg
بویی ون سون (متولد ۲۰۰۰، اهل تان هوآ ) به تازگی از دانشگاه علوم و فناوری هانوی فارغ‌التحصیل شده است.

سان در اولین حضورش در آزمایشگاه، تحت راهنمایی معلمش، در یافتن داروهای جدید برای مقابله، پیشگیری و مهار سلول‌های سرطانی مشارکت داشت. علاوه بر این، این دانشجوی پسر همچنین در زمینه پردازش تصویر و شناسایی پنل‌های معیوب در پنل‌های خورشیدی نیز به حل مسائل پرداخت.

در اواسط سال ۲۰۲۲، معلم سان از او خواست تا در پروژه‌ای که توسط بیمارستان دانشگاه پزشکی هانوی سفارش داده شده بود، در رابطه با «تعیین شفافیت پشت گردن جنین با استفاده از تصاویر سونوگرافی» شرکت کند.

برای درک کامل اصطلاحات فنی، سان مجبور شد ۲ ماه را صرف صحبت با پزشکان بیمارستان کند و فیلم‌های سونوگرافی جنین را تماشا کند تا فرآیند اندازه‌گیری شفافیت پشت گردن را درک کند. به تدریج، سان معنی، هدف موضوع و نحوه‌ی به‌کارگیری نتایج تحقیقات در زندگی واقعی را درک کرد.

به گفته‌ی سون، تعیین پهنای شفافیت پشت گردن می‌تواند به پزشکان کمک کند تا ناهنجاری‌های جنینی را قبل از تولد تشخیص دهند. با این حال، اندازه‌گیری سونوگرافی شفافیت پشت گردن در حال حاضر هنوز به صورت دستی انجام می‌شود. این تکنیک به تجربه‌ی پزشک بستگی دارد، بنابراین خطاهای بالقوه‌ی زیادی وجود دارد.

سون گفت: «گاهی اوقات فقط یک خطای ۰.۱ تا ۰.۲ میلی‌متری می‌تواند منجر به نتایج تشخیصی متفاوتی شود و در نتیجه بر روند مشاوره برای زنان باردار تأثیر بگذارد.»

بنابراین، این دانشجوی مرد زمانی را صرف تحقیق در مورد مجموعه داده‌هایی شامل حدود ۱۲۰۰ تصویر سونوگرافی جنین کرد که توسط پزشکان برجسته بیمارستان دانشگاه پزشکی هانوی با ناحیه شفاف پشت گردن برچسب‌گذاری شده بودند و همزمان مدل‌های یادگیری عمیق و الگوریتم‌های پردازش تصویر مناسب برای این مشکل را ساخت و توسعه داد. با این حال، در ابتدا، نتایج خیلی امیدوارکننده نبودند.

111fwefwe.jpg

«یک دوره ۲-۳ هفته‌ای وجود داشت، من مدل‌های پیشرفته پردازش تصویر زیادی را امتحان کردم اما هنوز نتوانستم نتایج را بهبود ببخشم. مطالعاتی در جهان با استفاده از هوش مصنوعی برای اندازه‌گیری فضای شفاف پشت گردن انجام شده است، اما هیچ مطالعه‌ای که به وضوح فضای شفاف پشت گردن و عرض آن را به میلی‌متر نشان دهد، وجود نداشته است.» سون گفت.

هر بار که آنها نمی‌توانستند مسیر جدیدی پیدا کنند، معلم و دانش‌آموز مجبور بودند با هم بنشینند تا هر مرحله از الگوریتم را «حل» کنند و بهبود بخشند. به گفته دکتر نگوین هونگ کوانگ، سان فردی پیگیر و سخت‌کوش است. برای حل آن مسئله، سان در واقع مجبور شد تقریباً 20 زیرمسئله مختلف را حل کند.

دکتر کوانگ گفت: «هرچه سان بیشتر کار کند، مشکلات بیشتری پیش می‌آید که باید حل شوند و او به طور فعال آنها را اجرا می‌کند، که به لطف آن نتایج روز به روز بهبود می‌یابد.»

پس از نزدیک به ۲ سال تحقیق، بویی ون سون روش جدیدی را برای تعیین و اندازه‌گیری شفافیت پشت گردن جنین با استفاده از تصاویر سونوگرافی دوبعدی با خطای ۰.۴ میلی‌متر در مقایسه با روش اندازه‌گیری دستی پزشک ارائه داده است. این روش اندازه‌گیری به کاهش هزینه و تلاش پزشکان در انجام اندازه‌گیری کمک می‌کند و به عنوان مبنایی برای پزشکان عمل می‌کند تا بتوانند فرآیند اندازه‌گیری سونوگرافی خود را دوباره بررسی کنند.

نتایج تحقیقات سان همچنین در بیمارستان دانشگاه پزشکی هانوی آزمایش و به عنوان عملی ارزیابی شد. سان سپس این نتایج را به مسابقه تحقیقات دانشجویی دانشگاه علوم و فناوری هانوی آورد و جایزه دوم را کسب کرد.

۱۶۹۲۷۵۶۹۲۷۵۹۹ ۱gẻg.png
بویی ون سون و دکتر نگوین هونگ کوانگ - رئیس دپارتمان تحقیقات انفورماتیک زیست‌پزشکی، مدرس دپارتمان مهندسی کامپیوتر، دانشگاه علوم و فناوری هانوی.

به گفته‌ی سون، اگرچه این یک مطالعه‌ی جدید بود، اما دقت روش در آن زمان مطلق نبود.

بنابراین، پس از مسابقه، سان به توسعه و بهبود الگوریتم ادامه داد. این دانشجوی پسر یک وب‌سایت و اپلیکیشن را مستقیماً روی گوشی ساخت. فقط تصویر را در سیستم آپلود کنید، مدل داده‌های مربوط به شفافیت پشت گردن، آستانه ایمنی، را تنها در ۵ تا ۷ ثانیه به طور دقیق اندازه‌گیری می‌کند. این روش همچنین می‌تواند مواردی را که تشخیص آنها در تصاویر سونوگرافی تار و نامشخص دشوار است، مدیریت کند و خطاهای غیرضروری را در طول فرآیند اندازه‌گیری سونوگرافی به حداقل برساند.

با مشاهده نتایج مثبت، بویی ون سون و دانشجویش یک مقاله تحقیقاتی علمی را برای ارسال به مجله بین‌المللی انفورماتیک زیست‌پزشکی تکمیل کرده‌اند. با این حال، سون همچنین تأیید کرد که این مدل جایگزین پزشکان نمی‌شود، بلکه تنها یک ابزار کمکی برای پزشکان است تا مبنایی برای تعیین دقیق‌تر محدوده نور داشته باشند.

دکتر نگوین هونگ کوانگ، که در سال دوم همکاری با سان را آغاز کرد، او را فردی علاقه‌مند به تحقیقات علمی ارزیابی کرد. اولین وظایفی که در آزمایشگاه به او محول شد، برنامه‌نویسی کاربردی و برنامه‌نویسی وب بود که سان آنها را بسیار سریع و کارآمد انجام داد. پس از آن، به دلیل اشتیاق سان به هوش مصنوعی، او به تحقیق، پیاده‌سازی و حل مسائل محول شده پرداخت.

دکتر نگوین هونگ کوانگ ارزیابی کرد: «با مطالعه‌ی «تعیین شفافیت پشت گردن جنین با استفاده از تصاویر سونوگرافی»، دقت فعلی مدل معادل دقت پزشکان سونوگرافی پیشرو در ویتنام امروزی است. با این حال، به‌کارگیری عملی آن به عوامل مرتبط با رویه‌های عملیاتی بیمارستان و رویه‌های معاینه و درمان پزشکی وزارت بهداشت بستگی زیادی دارد.»

سخنان مهندس جدید دانشگاه علم و فناوری در قدردانی از مادر کشاورزش، قلب میلیون‌ها نفر را تحت تأثیر قرار داد . پدرش زود درگذشت و مادرش را تنها گذاشت تا فرزندانش را بزرگ کند و آموزش دهد. تین آن و برادرش همیشه تلاش می‌کردند تا مدرک مهندسی خود را از دانشگاه علم و فناوری هانوی دریافت کنند.