تطوير تطبيق للكشف عن سرطان الرئة لصالح شركة bioAffinity Technologies

ملخص المشروع

عقدت ساينس سوفت شراكة تقنية مع إحدى الشركات الأميركية الرائدة في مجال التقنية الحيوية، وفي غضون شهرين فقط قدمنا للشركة تطبيقًا يعمل على أجهزة سطح المكتب للكشف عن سرطان الرئة. ويضمن التطبيق إصدار تقارير تشخيصية شاملة بكفاءة تامة بنسبة 100% بناءً على تحليل بيانات قياس التدفق الخلوي.

نبذة عن bioAffinity Technologies

bioAffinity Technologies هي شركة متخصصة في التقنية الحيوية، يقع مقرها في ولاية تكساس الأميركية، تركز على تطوير الاختبارات التشخيصية للكشف المبكر عن حالات سرطان الرئة والأمراض الرئوية الأخرى، مثل الانسداد الرئوي المزمن والربو، وذلك باستخدام تقنية قياس التدفق الخلوي.

أرادت الشركة تسريع دخولها في سوق منتجات البرمجيات، واحتاجت إلى شريك تقني معتمد بشهادة الأيزو 13485 لتطوير برمجيات الأجهزة الطبية للكشف عن سرطان الرئة. وقد طورت الشركة خوارزمية خاصة بها لتعلم الآلة باستخدام لغة البرمجة R، والتي استُخدمت في تجربة التحقق من فعالية اختبار Cypath® Lung، وهو اختبار غير جراحي للكشف المبكر عن سرطان الرئة.

كانت الشركة تحتاج إلى المساعدة لتحويل خوارزميتها إلى تطبيق متكامل لتحليلات البيانات، يعمل على أجهزة الكمبيوتر المكتبية.

تصميم حل برمجي للكشف عن سرطان الرئة

اختارت bioAffinity Technologies شركة ساينس سوفت لتنفيذ المشروع، لامتلاكنا نظامًا متكاملًا لإدارة الجودة معتمدًا بشهادة الأيزو، ولخبرتنا الواسعة في تقديم طلبات FDA 501(k) لاعتماد برمجيات الأجهزة الطبية من إدارة الغذاء والدواء الأميركية، وكذلك طلبات الحصول على علامة المطابقة الأوروبية (CE). وفي غضون أسبوع واحد فقط، شكلت ساينس سوفت فريقًا مكونًا من مدير المشروع ومطور شامل يتمتع بمهارات احترافية في تصميم الحلول. ولأن العميل كان لديه رؤية واضحة تمامًا لنطاق المشروع، ولديه متطلبات برمجية صارمة، اقترح مدير المشروع اتباع «نهج الشلال» للتطوير التسلسلي للبرمجيات.

تضمنت مرحلة الاستكشاف خطوتين:

• تحليل المتطلبات: درس مصمم الحلول متطلبات العميل والوظائف البرمجية المطلوبة والنص البرمجي المكتوب بلغة R لقياس التدفق الخلوي بعناية، كما ناقش تفاصيل الخوارزمية مع الفريق التقني والعلمي لدى شركة العميل.
• تخطيط البنية البرمجية والمجموعة التقنية: بفضل توافر معلومات كافية عن المشروع، انتقل مصمم الحلول سريعًا إلى مرحلة تخطيط البنية البرمجية والمجموعة التقنية لتطبيق سطح المكتب. واختار خبيرنا كتابة المنطق التشغيلي الأساسي للتطبيق بلغة البرمجة C++، وذلك لكفاءتها في معالجة البيانات الكثيفة والحسابات المعقدة. وكان من المخطط أن يستخدم التطبيق لغة R للتواصل مع النص البرمجي للتحليلات، ومعايير المستوى الصحي السابع (HL7) لمعالجة معلومات المرضى من نظام معلومات المختبر (LIS) بطريقة آمنة.

تطوير تطبيق الكشف عن سرطان الرئة في غضون شهرين فقط

في غضون شهرين فقط بعد موافقة العميل على النموذج الأوَّلي لبرمجيات الرعاية الصحية، أتمت ساينس سوفت تنفيذ تطبيق سطح المكتب. يستفيد نظام التشخيص من الوظائف البرمجية للتطبيق الجديد على النحو التالي:

• يعمل تطبيق الكشف عن سرطان الرئة على حاسوب المختبر المتصل بمقياس التدفق الخلوي. يحلل المقياس الأحداث الخلوية في عينة بلغم المريض، ويرسل مجموعة من الملفات الناتجة إلى محرك شبكة آمن يمكن الوصول إليه من حاسوب مختبر.
• يضيف تطبيق سطح المكتب مسار الملفات الناتجة إلى النص البرمجي المكتوب بلغة R للكشف عن حالات الإصابة بالسرطان.
• يتلقى تطبيق سطح المكتب رسالة HL7 تتضمن بيانات المرضى الضرورية (مثل، العمر) من قاعدة بيانات نظام معلومات المختبر، التي تعد ضرورية لتوجيه نتائج التشخيص.
• يحول النظام رسالة HL7 التي تحتوي على بيانات المريض إلى معطيات إدخال النص البرمجي المكتوب بلغة R.
• يبدأ تطبيق سطح المكتب تنفيذ نص تحليل البيانات، ويقدم تفسيرًا لنتائج تشخيص سرطان الرئة.
• بعدها، يرسل التطبيق النتائج في صيغة رسالة HL7 إلى نظام معلومات المختبر.

أعَدَّ خبيرنا في الامتثال التنظيمي الوثائق التقنية لبرمجيات الكشف عن سرطان الرئة وفقًا لمتطلبات لائحة التشخيص المختبري (IVDR).

بعد إجراء اختبار قبول المستخدم، كان العميل راضيًا تمامًا عن أداء تطبيق سطح المكتب، وبدأت ساينس سوفت نشره.

القيمة التي حققناها لشركة bioAffinity Technologies

• تطوير تطبيق لسطح المكتب في غضون شهرين فقط.
• وثائق تقنية جاهزة لتقديم طلب الامتثال للائحة التشخيص المختبري (IVDR).
• إصدار تقارير تشخيصية شاملة بكفاءة تامة بنسبة 100%.
• أظهر الحل التشخيصي دقة ملحوظة في تحديد الحالات المصابة بسرطان الرئة، إذ بلغت نسبة الدقة 92% في تحديد الحالات الإيجابية و87% في تحديد الحالات السلبية، وذلك بين المرضى ذوي المخاطر العالية الذين يعانون من عقيدات رئوية صغيرة بحجم أقل من 20 ملليمترًا. كما أظهر أيضًا دقة بنسبة 82% في تحديد الحالات المصابة و88% في تحديد الحالات السلبية لجميع أحجام عقيدات الرئة.

التقنيات ومتطلبات الامتثال

C++, R, HL7, Docker, IVDR.