دنيا

طالبة دكتوراه تطور نظاماً إلكترونياً يشخص مرض سرطان الرئة

فاطمة طاهر تشرح عمل النظام الإلكتروني

فاطمة طاهر تشرح عمل النظام الإلكتروني

طالبة الدكتوراه في جامعة خليفة للعلوم والتكنولوجيا والبحوث في الشارقة المواطنة فاطمة طاهر، واحدة ممن جسدوا فكرهم وخيالهم وعلمهم ووقتهم من أجل تطويع التكنولوجيا لخدمة الطب، عبر تطوير أنظمة إلكترونية حاسوبية جديدة تسهل على الأطباء عملهم في تشخيص الإصابة بسرطان الرئة، وتحديد المرحلة التي وصل إليها المرض.

منذ أن كانت فاطمة طاهر طالبة على مقاعد الثانوية العامة في المدرسة، وهي من الطالبات الأوائل في تحصيلهن الدراسي، وعندما همت بدخول الجامعة اختارت أن تدرس علوم الحاسوب في جامعة الشارقة، لأنها وجدت فيه ما يشبع ميولها ورغبتها في مواكبة عالم التكنولوجيا وفهم مكنوناته وآلية التعامل معه، ومن ثم شرعت بإكمال درجة الماجستير في نفس التخصص في جامعة الشارقة، والتحقت بجامعة خليفة لتكمل دراسة الدكتوراه في تخصص آخر، وهو هندسة الحاسوب، والتي ستنتهي منها قريبا خلال الأشهر القريبة المقبلة.
فكرة المشروع
لم تكتف فاطمة بمرحلة الماجستير لإكمال موضوع أطروحتها، بل باشرت إتمامه خلال مرحلة الدكتوراه، وذلك لما له من أهمية وضرورة وما يتطلبه من جهد ووقت وبحوث مستفيضة. حول مشروعها، تقول فاطمة «يعد سرطان الرئة من السرطانات المميتة في العالم، ونسبة الشفاء فيه ضئيلة جدا إذا تم اكتشافه مؤخرا، بينما إذا تم اكتشافه مبكرا، فإن نسبة الشفاء تعتبر كبيرة جدا ومؤكدة، ومن أجل مساعدة الأطباء على التشخيص المبكر لهذا المرض قمت مع الأساتذة المشرفين على أطروحتي بتطوير نظام لتشخيص سرطان الرئة مبكرا، بناء على تحليل صور اللعاب باستخدام الحاسوب، وأحضرنا هذه الصور من مركز طوكيو لتشخيص سرطان الرئة في اليابان وعددها 100 صورة، لتعذر حصولنا على صور تفي بالغرض من مستشفيات الدولة، حيث يعمل النظام على تحليل صور مكونات اللعاب وكشف الخلايا السرطانية، وتحديد مراحل السرطان في هذه الخلايا هل هو في البداية، أو في المرحلة المتوسطة أو مرحلة متقدمة».
وحول مراحل العمل على المشروع، الذي امتد على مدار أكثر من 5 سنوات، توضح فاطمة «بداية عندما فكرت بأن أختار موضوعا مميزا لأطروحتي في الماجستير، وخطر لي أن أطور برامج تخدم المجال الطبي، لم يكن لدي أدنى معلومة عن سرطان الرئة على وجه الخصوص، ما جعلني أبدأ من الصفر في عملية البحث والتنقيب عن طبيعة هذا المرض وما يميز الخلايا السرطانية فيه، والتقنيات المستخدمة في علاجه حول العالم، فقرأت الكثير عن ذلك، وتواصلت مع أصحاب الاختصاص لتزويدي بما لديهم من معلومات، وبعد أن أجريت دراسة مكثفة وجدت أن معظم المستشفيات حول العالم تقوم بأخذ عينات من لعاب المريض وتمزجها بصبغة معينة ومن ثم تفحصها تحت المجهر، والذي يقوم بدوره بتصوير الخلايا التي تحتوي عليها العينات من خلال كاميرا مدمجة داخل المجهر، وإظهار تلك الصور على شاشة الحاسوب، فيقوم الطبيب بالنظر إلى تلك الصور الإلكترونية، ويأخذ وقتاً وجهداً من أجل تحديد هل هذه الخلايا مصابة بمرض سرطان الرئة، أم لا، ما يعني أن مهمة الحاسوب هو إظهار صور المجهر فقط، الأمر الذي جعلني أحدد هدفي في أن أطور مهمة الحاسوب في مساعدة الطبيب على التشخيص السليم والدقيق في أقصر وقت ممكن وأقل جهد مبذول، فالطبيب عندما يشخص مجموعة صور لمرضى يصاب بالإرهاق وضعف التركيز نتيجة الألوان التي أضفتها الصبغة على الصور، وتعتبر غير مريحة للعين، وإنما تضاف لتساعده في النواة عن السيتوبلازم الموجود في الخلية».
آلية عمل النظام
حول آلية عمل النظام، تقول فاطمة «بعد تجميع صور البصاق باستخدام الكاميرا الرقمية، بحيث تكون موصولة بجهاز الميكروسكوب لتلتقط صوراً لخلايا البصاق بعد إعدادها، وهي خلايا لا ترى بالعين المجردة، وتكون الصور ملونة، يبدأ عمل النظام الذي طورته مع المشرفين على أطروحتي (البروفيسور حسين الأحمد والدكتور نوفل ورقي) على الحاسوب من هذه المرحلة، حيث يقوم النظام بتقسيم هذه الصور إلى أجزاء حتى نقوم بدراسة كل جزء على حدة، وحتى نحصل على النواة والسيتوبلازم لوحدهما، فلا بد من تنقية الصور ومعالجتها من وجود الخلايا غيرالحية، لذا لابد من التخلص منها أولا، لذلك قمنا بتطوير قناع يعمل على التخلص من هذه الخلايا الميتة، وتبقى لنا صورة النواة والسيتوبلازم المحيط بها، حيث تفيد هذه العملية في إعطاء نتائج أكثر وضوحا ودقة، تلا ذلك عملية أو مرحلة تقسيم الصور، أو فصل النواة عن السيتوبلازم لدراسة خصائص كل منهما على حدة، حيث تظهر النواة باللون الأحمر والسيتوبلازم باللون الأصفر، وتعتبر هذه المرحلة من أهم المراحل وأصعبها عند تحليل أي صورة، بل لابد من هذه المرحلة لأنه لولا تقسيم الصور، لما استطعنا أن ندرس خواصها».
تشير فاطمة إلى أنها استعانت بعد مرحلة فصل النواة عن السيتوبلازم في الخلايا بالدكتور محمد الحمصي، المتخصص في علم الخلايا في كلية الطب في جامعة الشارقة، والذي قدم لها تفصيلا واضحا عن شكل الخلايا المصابة بسرطان الرئة ولونها وزواياها وما يميزها عن الخلايا السليمة، لتستفيد من ذلك في المرحلةالتالية، وهي مرحلة تحليل الصور واستخراج خواصها.

تصنيف البيانات

بناء على المعلومات الطبية التي حصلت عليها من متخصص في علم الخلايا، بالإضافة إلى الخواص التي توصلت إليها فاطمة طاهر وفريقها المساند للخلايا المصابة خلال المراحل السابقة، شرعت ببناء قواعد بيانات تدخل عبرها جميع الاحتمالات المتوقعة للخلايا المصابة بسرطان الرئة والموجودة في 100 صورة حقيقية لأشخاص مصابين وأصحاء حصلت عليها من اليابان، وسيلي ذلك مرحلة التصنيف التي سيستطيع فيها النظام بعد أن يحدد هل الخلية مصابة أم لا، ليستطيع الأطباء في المستشفيات والمراكز الخاصة بسرطان الرئة الحصول على سرعة التشخيص، ويكون كرأي ثان يمكن الرجوع إليه، خاصة أن هذا النظام قام بتحليل جميع الصورة المدخلة إليه حتى المعقدة منها والتي لم يستطع أخصائي الخلايا السرطانية من التعرف عليها.
وحول الصعوبات التي واجهتها في مشروعها البحثي، تقول فاطمة «واجهنا صعوبات جمة في الحصول على صور لعينات أخذت من بصاق مرضى تم فحصهم وعلاجهم في مستشفيات الدولة الحكومية، حيث كانت تلك المستشفيات تتحجج بأن ذلك يخالف خصوصية المريض وحقوقه، على الرغم من عدم حاجتنا لمعرفة من هو هذا المريض، وإنما نود الاستفادة من حالته المريضة في تطوير النظام، فنحن قمنا بعمل دراسة على 100 صورة من خارج الدولة، وبالتأكيد ستكون دراستنا وبحثنا ذا نتائج أقوى لو أننا وجدنا صورا أكثر وحالات مرضية متنوعة، كما أن كل مرحلة من مراحل تطوير النظام لم تكن بالهينة خصوصا عملية تطوير برنامج لفصل النواة عن السيتوبلازم في الخلايا، حيث وجدنا أن بعض الخلايا يتداخل فيها هذان العنصران مما صعب، وجعلنا نبحث عن طرق جديدة وبرامج مختلفة للتغلب على هذه المشكلة، وما أقوم به حاليا من بناء قواعد بيانات أجمع فيها جميع الاحتمالات للخلايا المصابة أمر معقد، ويتطلب مني الكثير من الدقة والتركيز والصبر».
وتتوجه فاطمة إلى جامعة خليفة للعلوم والتكنولوجيا والبحوث بالشكر، لأنها قدمت لها منحة دراسية لإكمال الدكتوراه، وهيأت لها جميع السبل لتساعدها في إجراء بحوثها، سواء من خلال مختبرات الحاسوب المتطورة في الجامعة، أو من خلال التكفل بإرسالها إلى عدة مؤتمرات خارج الدولة كما في الولايات المتحدة وإسبانيا، من أجل الاطلاع على أحدث التقنيات المتبعة في معالجة الصور بوجه عام والصور الطبية بوجه خاص عن طريق الحاسوب.