תוצאת חיפוש

 יישומי בינה מלאכותית ברפואה נפוצים בעשורים האחרונים. למידת מכונה, ענף של בינה מלאכותית, היא מתודולוגיה המאפשרת למחשבים ללמוד מתוך דוגמאות ולהסיק מסקנות על נתונים חדשים. ההתקדמות בבינה מלאכותית ובלמידת מכונה עשויה למלא תפקיד מרכזי בקבלת החלטות קליניות בשיקום, באבחון לקויות, בפיתוח ושיפור פרוטוקולים קיימים ובבניית תוכניות שיקום מותאמות אישית. בנוסף, יישומי בינה מלאכותית בשיקום עתידים להשתלב בטיפול לצורך שיפור הלקות בתפקודי הגוף ובהפעלת עזרים ממוחשבים, לפיצוי על תפקודי גוף שלא ניתן להשיבם (שימוש בממשקי אדם-מכונה).

השינוי בעולם הרפואה ובדור העתיד של הרופאים מחייב גם את עולם החינוך וההכשרה הרפואית להשתנות, שלא נמצא עצמנו נכחדים כמו הדינוזאורים, באמרתו המפורסמת של צ'רלס דרווין "לא החזק ביותר, או האינטליגנטי ביותר הוא ששורד, אלא זה המגיב בדרך הטובה ביותר לשינוי"

ברקית (גלאוקומה), המכונה גם "הגנב השקט של הראייה", היא מחלת עיניים כרונית המחוללת נזק הולך ומתקדם לעצב הראייה והיא הגורם המוביל בעולם לעיוורון  בלתי הפיך הניתן למניעה. הברקית פוגעת בשדה הראייה של המטופל ועלולה להביא לפגיעה משמעותית באיכות חייו. הטיפול במחלה מבוסס על הפחתת הלחץ התוך-עיני תוך שימוש בטיפות, לייזר או ניתוח. מבחינה היסטורית, הטיפול בברקית התנהל בגישת "צעד אחר צעד", כאשר הניתוחים נשמרו לשלבים המתקדמים של המחלה. בשני העשורים האחרונים ננקטת מגמה של התערבות מוקדמת יותר במהלך מחלת הברקית, בין אם באמצעות לייזר כטיפול ראשוני לפני שימוש בטיפות, בין אם בהפניה לניתוח בשלבים מוקדמים ובין אם באמצעות משתלים מפרישי תרופה. השינויים הללו הם דרמטיים, ובכוחם להביא לשיפור של ממש באיכות חיי המטופלים וביכולת לשמור על תפקודי הראייה שלהם. המטרות בסקירתנו הנוכחי הן להציג את הרקע לשינוי הפרדיגמה, את הצורך בו, את המקומות שבו הוא מתבטא כיום ואת המשמעויות הפוטנציאליות לאוכלוסיית המטופלים.

בעשורים האחרונים חלה התקדמות ניכרת באבחון הטרום לידתי. הכנסתם של מכשירי על-שמע בעלי תדירות גבוהה וכושר הפרדה גבוהה  אפשרו לקבוצות חוקרים בעולם לציין נוכחות ממצא על-שמע של כעין "קרום" בעורף העובר. קרום זה הוגדר בעל-שמע כ"שקיפות עורפית" (Nuchal translucency), והוא נועד להבהיר שאין זה תהליך  פתולוגי, אלא ממצא פיזיולוגי לשבועות 14-11 להיריון.

כיום ידוע ומקובל, ששקיפות עורפית מעובה  היא סמן רגיש וראשוני לאיתור תסמונת דאון וליקויים כרומוזומליים אחרים, מומי לב, ליקויים אנטומיים ואף תסמונות גנטיות שונות.

תצפיות נוספות העלו שורה של סמנים נוספים בעל-שמע ובהם היעדר עצם האף, תנגודת גבוהה לזרימת דם בצינור הוורידי (דוקטוס וונוזוס) ודלף על פני המסתם התלת צניפי (הטריקוספידלי) העשויים להעלות את הרגישות לאיתור תסמונת דאון. התקדמות הטכנולוגית, בליווי לשיפור המיומנות מאפשרת גם (במקביל לבדיקת השקיפות העורפית) לבצע סקירה אנטומית של אברי  העובר ולאתר מומים מבניים בשבועות אלו. במקביל התפתחו בדיקות סקר לאיתור סיבוכי היריון, ביניהם רעלת היריון וסקר שליה נעוצה.

ארגונים מקצועיים וחברות מדעיות בעולם מציעים כעת לשלב את מכלול הבדיקות שתוארו לעיל עם סקירת מערכות בחלון הזמן של שבועות 14-12 להיריון.

פרוטוקולים אלו שונים מהותית מהמקובל בישראל. בישראל עדיין לא הוטמעו חלק מבדיקות הסקר (רעלת היריון) ומבוצעות שתי בדיקות אנטומיות של העובר בלוח זמנים צפוף: שקיפות עורפית וכשבועיים-שלושה אחר כך סקירת מערכות מוקדמת.

חשוב שכל העוסקים בדימות על-שמע (אולטרסאונד) במיילדות יהיו ערים להתפתחויות וירכשו את המיומנות הנדרשת לבדיקות אלו. הטמעת הדגם של מרפאה רב תחומית הכוללת דימות ואיתור מוקדם של סיבוכי היריון תקדם את הרפואה המיילדותית בישראל.

הפתולוגיה היא חלק בלתי נפרד מהרצף האבחוני והטיפולי בעולם הרפואה, ויש לה חלק משמעותי בתהליכי  קבלת ההחלטות. תחום הפתולוגיה מוביל את עולם הרפואה המותאמת אישית, והוא ממלא תפקיד חשוב בתהליכים רבים הן בשדה הקליני והן בשדה הרפואה התרגומית.

פתולוגיה דיגיטלית היא תחום מתפתח שעשוי לתפוס בעתיד חלק משמעותי מצורת העבודה בפתולוגיה.

רעיונות שונים המכוונים לעיבוד דיגיטלי של דוגמאות רקמה קיימים מזה עשרות שנים, אך תחילת הפיתוחים המשמעותיים שאפשרו לפתולוגיה הדיגיטלית להתפתח למימדים שאנו רואים כיום (ועודם הולכים וגדלים), קרוב לוודאי שהחלה לפני מעט יותר מ-20 שנה – אז פותח הסורק הראשון שמסוגל לסרוק סלייד שלם, תחום שהלך והתפתח במהירות.

לצד החידושים הטכנולוגיים הללו, עולם הרפואה כולו מתקדם אל עבר גישות של רפואה מותאמת אישית, ושני אלה יחד מקדמים את עולם הפתולוגיה לכיוון המתבסס על פתולוגיה דיגיטלית – תחום שתופס נפחים הולכים וגדלים בעבודת הפתולוג. בראש ובראשונה התחום נותן תשתית לעבודת האבחון השגרתית, ועם התקדמותו יאפשר מיצוי מתקדם ומשופר של מידע מתוך אותן דגימות שעימן אנו עובדים כיום וקידום תחומים רבים, ביניהם רפואה מותאמת אישית, פיתוח תרופות חדשות, גילוי ביומרקרים ומטרות טיפוליות חדשות, מחקר אונקולוגי, מחקר אימונו-אונקולוגי ועוד.

בסקירה זו נדווח בקצרה על מהות הפתולוגיה הדיגיטלית, הפיתוח שלה, שיטות עיבוד מידע חדשות מבוססות בינה מלאכותית ולמידה עמוקה, יתרונות חסרונות ותפקידם של אלה בעשייה הקלינית ובמחקר הקליני והתרגומי כאחד, ונציג דוגמאות ליישום הרחב הנעשה בה.

ישראל נמצאת מתחת לממוצע העולמי של תמותה מסרטן הודות לאבחון מוקדם וטיפול מתקדם. למרות זאת, מדי שנה כ-30,000 מטופלים מאובחנים עם סרטן ו-11,000 נפטרים מן המחלה. חלק גדול מהמטופלים מאובחנים בשלב מתקדם של המחלה, כאשר כבר לא ניתן להציע ניתוח מרפא. גילוי והתערבות מוקדמים הוכחו כבעלי חשיבות גדולה ביותר בהפחתת תחלואה ותמותה מסרטן. אולם למרות שימוש קליני במספר מוגבל של טכנולוגיות, הרי שטכנולוגיות לאיתור ממאירות מוקדם ככל הניתן, עד כדי ניבוי ממאירות זמן רב לפני זיהויה הקליני, עדיין קיימות במסגרת פיתוח ומחקרים קליניים בלבד, כשהאתגר העיקרי הוא פיתוח בדיקה בעלת רגישות גבוהה מצד אחד, ומצד שני בעלת סגוליות (ספציפיות) מספקת למניעת בדיקות המשך מיותרות.

בשנים האחרונות, מספר טכניקות לחיזוי ממאירות הבשילו לכדי ניסויים קליניים ראשוניים, ומאמר זה סוקר את המתקדמות שבהן. בין הגישות הבולטות ניתן לציין בדיקת דם לאיתור מוטציות סרטניות או דפוסי מתילציה של דנ"א בזרם הדם, וכן יישום טכנולוגיות של למידת מכונה לחיזוי ממאירות על סמך סקירת תיקים רפואיים ממוחשבים ומעבר על בדיקות דימות.

הקדמה: מחלות לב וכלי דם הן גורם התמותה העיקרי בעולם. הביטויים השכיחים ביותר של מחלות אלו הם מחלת לב איסכמית ואוטם שריר הלב. למרות ההתקדמות בטיפול, לטיפולים הקיימים השפעות לוואי ומגבלות רבות.

כיום כבר ידוע כי לשיקום גופני השפעות מיטיבות על חולי לב, אך לא קיימת עדיין הגדרה מהו חלון הזמן המיטבי להתחלת השיקום לאחר אוטם שריר הלב.

בשנים האחרונות קיים עניין גובר בבחינת הקשר שבין מחלת לב איסכמית לדינמיקה המיטוכונדרית בתאי שריר הלב, השינויים המיטוכונדריים עלולים להוביל להאצת הנזק ללב, והטיפול בתרופות מבוססות פפטידים יכול להיות פתרון חדשני, יעיל ובטוח.

מטרת המחקר: בחינת היעילות של התערבות שיקומית או פולשנית לאחר אוטם שריר הלב, להערכת הזמן המיטבי להתחלת פעילות הגופנית לאחר אוטם, והערכת חשיבות התפקוד המיטוכונדרי בהיווצרות הנזק.

השערת המחקר: לפעילות גופנית מוקדמת ולשימוש בפפטיד יש השפעה מגנה ומיטיבה על הלב לאחר אוטם.

שיטות המחקר: 60 חולדות סווגו ל-6 קבוצות (n=10): 6 קבוצות עברו ניתוח לקשירת העורק השמאלי-קדמי היורד (LAD) ושחרורו לאחר 30 דקות, 3 קבוצות ביצעו אימון רצף-מתון לשמונה שבועות שהחלה בתזמונים שונים לאחר האוטם (שלושה, שבעה, ועשרים ואחת ימים מהאוטם), קבוצה נוספת, טופלה בהזרקה של פפטיד שתוכנן לעכב קשרי חלבון-חלבון לוויסות הדינמיקה  המיטוכונדרית 5 דקות לפני פתיחת העורק, קבוצה שעברה אוטם ללא טיפול, וקבוצה שעברה ניתוח דמה נקבעו כקבוצות בקרה.  הערכת התוצאות בוצעה בבחינת תפקוד המיטוכונדריה, אקוקרדיוגרפיה, סמנים דלקתיים וביוכימיים בדם, עקומות נפח/לחץ, מבחן מאמץ מירבי והיסטולוגיה.

תוצאות ומסקנות: פעילות גופנית או טיפול בפפטידים הביאו לתוצאות טובות יותר במדדי הפגיעה בלב בהשוואה לקבוצות הבקרה, ומצביעות על תזמון עדיף לטיפול ועל ההשפעה המיטוכונדרית בעקבות הפגיעה בלב.

בגיליון הנוכחי של 'הרפואה', רוכזה קבוצת מאמרי מחקר ומאמרי סקירה העוסקים ברפואה תרגומית. הנדון הוא מחקר ביו-רפואי, אשר "מתרגם" ממצאים שנתגלו במעבדה ליישומים מעשיים, כגון בדיקות אבחוניות מדויקות ומהירות יותר, פיתוח תרופות חדשות, ניתוחים שלא היו בעבר, ושינוי מדיניות בריאות. מחקר זה משלב תחומים שונים במדע וברפואה, תוך ניצול טכנולוגיות חדשות, והמטרה העיקרית היא שילוב מדעי של תחומים שונים במדע וברפואה לצורך שיפור רווחת הפרט והחברה. התנופה הגדולה לפיתוח הנושא ניתנה על ידי המכון הלאומי למחקר בארה"ב (NIH), שהקים לפני כשני עשורים מרכז לקידום מחקר תרגומי, ומאז התחום הולך ומתפתח ברחבי העולם. אחת הדוגמאות להצלחה כזאת היא הקמת מרכז לבדיקת רנ"א מעגלי ורנ"א משבש ((RNA interference הקשורים למחלות מטבוליות ונוירולוגיות שונות. ניתן לאתר רנ"א זה ולטפל בו. נמצאו עשרות גנים אשר אחראים למחלות נוירולוגיות כגון פרקינסון, והטיפול המתוכנן קשור להמצאת תרופות מבוססות רנ"א משבש.

בגיליון זה, מתפרסמים מחקרים וסקירות המבטאים את הרב-גוניות של המחקר התרגומי ואת העניין הרב שהתחום מעורר בקהילה הרפואית והמדעית.

הפתולוגיה היא חלק בלתי נפרד מהרצף האבחוני והטיפולי בעולם הרפואה, ויש לה חלק משמעותי בתהליכי  קבלת ההחלטות. תחום הפתולוגיה מוביל את עולם הרפואה המותאמת אישית, והוא ממלא תפקיד חשוב בתהליכים רבים הן בשדה הקליני והן בשדה הרפואה התרגומית.

פתולוגיה דיגיטלית היא תחום מתפתח שעשוי לתפוס בעתיד חלק משמעותי מצורת העבודה בפתולוגיה.

רעיונות שונים המכוונים לעיבוד דיגיטלי של דוגמאות רקמה קיימים מזה עשרות שנים, אך תחילת הפיתוחים המשמעותיים שאפשרו לפתולוגיה הדיגיטלית להתפתח למימדים שאנו רואים כיום (ועודם הולכים וגדלים), קרוב לוודאי שהחלה לפני מעט יותר מ-20 שנה – אז פותח הסורק הראשון שמסוגל לסרוק סלייד שלם, תחום שהלך והתפתח במהירות.

לצד החידושים הטכנולוגיים הללו, עולם הרפואה כולו מתקדם אל עבר גישות של רפואה מותאמת אישית, ושני אלה יחד מקדמים את עולם הפתולוגיה לכיוון המתבסס על פתולוגיה דיגיטלית – תחום שתופס נפחים הולכים וגדלים בעבודת הפתולוג. בראש ובראשונה התחום נותן תשתית לעבודת האבחון השגרתית, ועם התקדמותו יאפשר מיצוי מתקדם ומשופר של מידע מתוך אותן דגימות שעימן אנו עובדים כיום וקידום תחומים רבים, ביניהם רפואה מותאמת אישית, פיתוח תרופות חדשות, גילוי ביומרקרים ומטרות טיפוליות חדשות, מחקר אונקולוגי, מחקר אימונו-אונקולוגי ועוד.

בסקירה זו נדווח בקצרה על מהות הפתולוגיה הדיגיטלית, הפיתוח שלה, שיטות עיבוד מידע חדשות מבוססות בינה מלאכותית ולמידה עמוקה, יתרונות חסרונות ותפקידם של אלה בעשייה הקלינית ובמחקר הקליני והתרגומי כאחד, ונציג דוגמאות ליישום הרחב הנעשה בה.

ישראל נמצאת מתחת לממוצע העולמי של תמותה מסרטן הודות לאבחון מוקדם וטיפול מתקדם. למרות זאת, מדי שנה כ-30,000 מטופלים מאובחנים עם סרטן ו-11,000 נפטרים מן המחלה. חלק גדול מהמטופלים מאובחנים בשלב מתקדם של המחלה, כאשר כבר לא ניתן להציע ניתוח מרפא. גילוי והתערבות מוקדמים הוכחו כבעלי חשיבות גדולה ביותר בהפחתת תחלואה ותמותה מסרטן. אולם למרות שימוש קליני במספר מוגבל של טכנולוגיות, הרי שטכנולוגיות לאיתור ממאירות מוקדם ככל הניתן, עד כדי ניבוי ממאירות זמן רב לפני זיהויה הקליני, עדיין קיימות במסגרת פיתוח ומחקרים קליניים בלבד, כשהאתגר העיקרי הוא פיתוח בדיקה בעלת רגישות גבוהה מצד אחד, ומצד שני בעלת סגוליות (ספציפיות) מספקת למניעת בדיקות המשך מיותרות.

בשנים האחרונות, מספר טכניקות לחיזוי ממאירות הבשילו לכדי ניסויים קליניים ראשוניים, ומאמר זה סוקר את המתקדמות שבהן. בין הגישות הבולטות ניתן לציין בדיקת דם לאיתור מוטציות סרטניות או דפוסי מתילציה של דנ"א בזרם הדם, וכן יישום טכנולוגיות של למידת מכונה לחיזוי ממאירות על סמך סקירת תיקים רפואיים ממוחשבים ומעבר על בדיקות דימות.

הקדמה: מחלות לב וכלי דם הן גורם התמותה העיקרי בעולם. הביטויים השכיחים ביותר של מחלות אלו הם מחלת לב איסכמית ואוטם שריר הלב. למרות ההתקדמות בטיפול, לטיפולים הקיימים השפעות לוואי ומגבלות רבות. כיום כבר ידוע כי לשיקום גופני השפעות מיטיבות על חולי לב, אך לא קיימת עדיין הגדרה מהו חלון הזמן המיטבי להתחלת השיקום לאחר אוטם שריר הלב. בשנים האחרונות קיים עניין גובר בבחינת הקשר שבין מחלת לב איסכמית לדינמיקה המיטוכונדרית בתאי שריר הלב, השינויים המיטוכונדריים עלולים להוביל להאצת הנזק ללב, והטיפול בתרופות מבוססות פפטידים יכול להיות פתרון חדשני, יעיל ובטוח.

מטרת המחקר: בחינת היעילות של התערבות שיקומית או פולשנית לאחר אוטם שריר הלב, להערכת הזמן המיטבי להתחלת פעילות הגופנית לאחר אוטם, והערכת חשיבות התפקוד המיטוכונדרי בהיווצרות הנזק.

השערת המחקר: לפעילות גופנית מוקדמת ולשימוש בפפטיד יש השפעה מגנה ומיטיבה על הלב לאחר אוטם.

שיטות המחקר: 60 חולדות סווגו ל-6 קבוצות (n=10): 6 קבוצות עברו ניתוח לקשירת העורק השמאלי-קדמי היורד (LAD) ושחרורו לאחר 30 דקות, 3 קבוצות ביצעו אימון רצף-מתון לשמונה שבועות שהחלה בתזמונים שונים לאחר האוטם (שלושה, שבעה, ועשרים ואחת ימים מהאוטם), קבוצה נוספת, טופלה בהזרקה של פפטיד שתוכנן לעכב קשרי חלבון-חלבון לוויסות הדינמיקה  המיטוכונדרית 5 דקות לפני פתיחת העורק, קבוצה שעברה אוטם ללא טיפול, וקבוצה שעברה ניתוח דמה נקבעו כקבוצות בקרה.  הערכת התוצאות בוצעה בבחינת תפקוד המיטוכונדריה, אקוקרדיוגרפיה, סמנים דלקתיים וביוכימיים בדם, עקומות נפח/לחץ, מבחן מאמץ מירבי והיסטולוגיה.

תוצאות ומסקנות: פעילות גופנית או טיפול בפפטידים הביאו לתוצאות טובות יותר במדדי הפגיעה בלב בהשוואה לקבוצות הבקרה, ומצביעות על תזמון עדיף לטיפול ועל ההשפעה המיטוכונדרית בעקבות הפגיעה בלב.

בגיליון הנוכחי של 'הרפואה', רוכזה קבוצת מאמרי מחקר ומאמרי סקירה העוסקים ברפואה תרגומית. הנדון הוא מחקר ביו-רפואי, אשר "מתרגם" ממצאים שנתגלו במעבדה ליישומים מעשיים, כגון בדיקות אבחוניות מדויקות ומהירות יותר, פיתוח תרופות חדשות, ניתוחים שלא היו בעבר, ושינוי מדיניות בריאות. מחקר זה משלב תחומים שונים במדע וברפואה, תוך ניצול טכנולוגיות חדשות, והמטרה העיקרית היא שילוב מדעי של תחומים שונים במדע וברפואה לצורך שיפור רווחת הפרט והחברה. התנופה הגדולה לפיתוח הנושא ניתנה על ידי המכון הלאומי למחקר בארה"ב (NIH), שהקים לפני כשני עשורים מרכז לקידום מחקר תרגומי, ומאז התחום הולך ומתפתח ברחבי העולם. אחת הדוגמאות להצלחה כזאת היא הקמת מרכז לבדיקת רנ"א מעגלי ורנ"א משבש ((RNA interference הקשורים למחלות מטבוליות ונוירולוגיות שונות. ניתן לאתר רנ"א זה ולטפל בו. נמצאו עשרות גנים אשר אחראים למחלות נוירולוגיות כגון פרקינסון, והטיפול המתוכנן קשור להמצאת תרופות מבוססות רנ"א משבש.

בגיליון זה, מתפרסמים מחקרים וסקירות המבטאים את הרב-גוניות של המחקר התרגומי ואת העניין הרב שהתחום מעורר בקהילה הרפואית והמדעית.

הבינה המלאכותית הוצגה לראשונה בשנת 1956 ומהווה מרכיב מרכזי במהפכה התעשייתית הרביעית בתולדות האנושות. עם הזמן הפכה שיטה זו לשיטה המועדפת לניתוח תמונות רפואיות. כיום, היישומים של בינה מלאכותית בתחום הרפואה בכלל ורפואת עיניים בפרט מגוונים וכוללים אבחון ומעקב אחר התפתחות מחלות עיניות. לדוגמה, אלגוריתמים של בינה מלאכותית יכולים לזהות אקטזיות וסימנים פרה-קליניים של קרטוקונוס (קרנית חרוטית) באמצעות צילומים ופלט נתונים ממיפויי קרנית שונים.

למידת מכונה (Machine Learning) היא טכניקה ספציפית ליישום של בינה מלאכותית. היא מוגדרת כסדרה של שיטות אוטומטיות לזיהוי דפוסים ותבניות במידע נתון ומתן תחזית עתידית. טכנולוגיה זו יושמה לראשונה כבר בשנות השמונים של המאה הקודמת. למידה עמוקה ((Deep Learning היא סוג מתקדם של למידת מכונה בהשראת מידול פעולת המוח האנושי, הבנויה כשכבות שכל אחת אחראית על זיהוי תבניות ובכך מצליחה למדל תופעות מורכבות. היתרון המשמעותי של למידה עמוקה ברפואה הוא בכך שהיא מאפשרת מעקב וניטור זול ויעיל. למידה עמוקה נמצאת בשימוש במעקב במחלות עיניים כגון רטינופתיה סוכרתית, ניוון מקולרי תלוי גיל, גלאוקומה (ברקית), ירוד (קטרקט) ורטינופתיה של הפגות. מחלות אלה ואחרות דורשות מעקב תכוף על מנת לבחון שינויים לאורך זמן. טכנולוגיית מחשוב זו היא אמנם בעלת חשיבות רבה לזיהוי ודירוג מחלות עיניים שונות אך זקוקה עדיין למספר אישורים קליניים נוספים על מנת שתוכל להוות עזר רשמי בשימוש נרחב ליכולת אבחנתית אנושית.