อัลกอริทึม AI ใหม่ ตรวจหาอัลไซเมอร์ระยะแรกจากภาพสแกนสมองได้แม่นยำเกือบ 100%

ทีมนักวิจัยจาก Kaunas University of Technology ในลิทัวเนีย ประสบความสำเร็จในการพัฒนาเทคโนโลยี AI เพื่อตรวจหาโรคอัลไซเมอร์ด้วยปัญญาประดิษฐ์ โดยการวิเคราะห์ภาพสแกนสมองแบบ fMRI (Functional MRI) ของกลุ่มตัวอย่าง 138 ราย 

ทีมวิจัยพบว่า อัลกอริธึม AI ใหม่นี้ สามารถทำงานได้ดีกว่าการวิเคราะห์แบบเดิมทั้งในแง่ความแม่นยำ (Accuracy) ความอ่อนไหว (Sensitivity) และความจำเพาะ (Specificity) โดยเทคโนโลยีการวิเคราะห์ภาพสแกนสมองด้วยปัญญาประดิษฐ์และกระบวนการเรียนรู้เชิงลึก (Deep Learning) นี้ ใช้เวลาในการทำงานน้อยกว่าการวิเคราะห์โดยผู้เชี่ยวชาญทางการแพทย์ ซึ่งต้องมีความรู้เฉพาะทางเกี่ยวกับการเปลี่ยนแปลงของสมองที่เกี่ยวข้องกับโรคอัลไซเมอร์

ความสำเร็จในการคิดค้นปัญญาประดิษฐ์ครั้งนี้ อาจพลิกโฉมหน้าการตรวจหาสัญญาณของโรคอัลไซเมอร์และโรคสมองเสื่อมในอนาคตอันใกล้นี้ เพราะข้อมูลขององค์การอนามัยโลก (WHO) ระบุว่า โรคอัลไซเมอร์เป็นสาเหตุที่พบบ่อยที่สุดของภาวะสมองเสื่อม และมีส่วนทำให้เกิดภาวะสมองเสื่อมได้ถึง 70% ดังนั้นหากเทคโนโลยีช่วยให้เราตรวจพบโรคอัลไซเมอร์ในระยะเริ่มต้นได้ ก็จะช่วยให้ผู้ป่วยได้รับการดูแลและป้องกันการเสื่อมของสมองได้ตั้งแต่เนิ่น ๆ เพื่อให้อาการเสื่อมของสมองมีอัตราช้าลง และช่วยให้คุณภาพชีวิตดีขึ้นในระยะยาว

©CDC/Unsplash

รู้เร็ว ชะลอโรค ลดค่าใช้จ่าย
ปัจจุบันมีประชากรโลกราว 24 ล้านคนที่ได้รับผลกระทบจากโรคอัลไซเมอร์ และคาดว่าตัวเลขดังกล่าวจะเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่าเนื่องจากอัตราการเพิ่มของประชากรสูงอายุ การเติบโตของสังคมผู้สูงวัยจะทำให้โรคนี้สร้างภาระด้านสาธารณสุขที่มีค่าใช้จ่ายสูงในอนาคต โดยปัจจุบันค่าใช้จ่ายทั่วโลกในการดูแลสุขภาพและการดูแลระยะยาวสำหรับผู้ที่เป็นโรคอัลไซเมอร์หรือภาวะสมองเสื่อมในรูปแบบอื่น ๆ อยู่ที่ประมาณ 605 พันล้านเหรียญสหรัฐ หรือกว่าสองแสนล้านบาท ซึ่งเทียบเท่ากับ 1% ของจีดีพีหรือผลิตภัณฑ์มวลรวมภายในประเทศของโลก

นอกจากนี้ยังมีการประมาณการว่า ผู้ป่วยโรคอัลไซเมอร์แต่ละคนจะต้องมีสมาชิกในครอบครัว 1-4 คนทำหน้าที่เป็นผู้ดูแล ซึ่งจากสถิติปี 2016 ของสหรัฐอเมริกาพบว่า คนในครอบครัวและเพื่อนจำนวน 15.9 ล้านคนที่ให้การดูแลและช่วยเหลือผู้ป่วยโรคอัลไซเมอร์และภาวะสมองเสื่อมในรูปแบบอื่นๆ ไม่ได้รับค่าตอบแทน และต้องใช้เวลารวมกันถึง 18.2 พันล้านชั่วโมง 

“ที่ผ่านมา ผู้เชี่ยวชาญทางการแพทย์ทั่วโลกพยายามที่จะสร้างความตระหนักรู้เกี่ยวกับการวินิจฉัยโรคอัลไซเมอร์ในระยะเริ่มต้น ซึ่งจะทำให้ผู้ได้รับผลกระทบได้รับประโยชน์จากการรักษามากขึ้น นี่จึงเป็นอีกหนึ่งในประเด็นสำคัญที่สุดที่ทำให้ Modupe Odusami นักศึกษาปริญญาเอกจากไนจีเรียเลือกทำวิจัยในหัวข้อนี้” Rytis Maskeliunas นักวิจัยจากภาควิชาวิศวกรรมมัลติมีเดียที่ Kaunas University of Technology และอาจารย์ที่ปรึกษาของ Odusami กล่าว

จริงอยู่ว่า ก่อนหน้านี้เคยมีนักวิจัยพยายามจะวิเคราะห์อาการเริ่มต้นของโรคอัลไซเมอร์โดยใช้ข้อมูลภาพสแกนสมองในลักษณะเดียวกัน แต่ Rytis Maskeliunas อธิบายว่า ความสำเร็จของการวิจัยและพัฒนาปัญญาประดิษฐ์ในครั้งนี้ก็คือ “ประสิทธิภาพ” ในการวิเคราะห์ของอัลกอริทึมซึ่งมีความแม่นยำมากกว่า 99%

©Dario Valenzuela/Unsplash

ผู้ช่วยปัญญาประดิษฐ์ เพื่อคุณภาพชีวิตที่ดีกว่า
โดยทั่วไป สัญญาณแรก ๆ ของโรคอัลไซเมอร์คือความบกพร่องทางสติปัญญาระดับอ่อน ๆ หรือ Mild Cognitive Impairment (MCI) ซึ่งเป็นระยะเริ่มต้นของการสูญเสียความทรงจำหรือการสูญเสียความสามารถทางปัญญาอื่น ๆ โดยมักจะไม่มีอาการชัดเจน แต่สามารถตรวจพบได้ด้วยการสร้างภาพสมอง (Neuroimaging) อย่างไรก็ตาม การจะตรวจพบได้ต้องอาศัยความเชี่ยวชาญเฉพาะทางของแพทย์ และต้องใช้เวลาในการวิเคราะห์วินิจฉัย ดังนั้นการนำเทคโนโลยี AI และ Deep Learning เข้ามาพัฒนาระบบวิเคราะห์ข้อมูลจากภาพสแกนสมอง จึงช่วยลดระยะเวลาการทำงานของบุคลากรทางการแพทย์ได้มาก

หัวหน้าทีมวิจัยกล่าวว่า อัลกอริทึมปัญญาประดิษฐ์นี้สามารถนำไปพัฒนาต่อยอดให้อยู่ในรูปแบบของซอฟต์แวร์ เพื่อใช้ในการวิเคราะห์ภาพสแกนสมองเบื้องต้นของผู้ป่วยที่มีแนวโน้มเป็นโรคอัลไซเมอร์ เช่น ผู้ที่มีอายุมากกว่า 65 ปี ผู้ที่เคยได้รับบาดเจ็บทางสมอง หรือผู้ที่มีความดันโลหิตสูง ฯลฯ และแจ้งเตือนบุคลากรทางการแพทย์เกี่ยวกับความผิดปกติ ซึ่งอาจเกี่ยวข้องกับการเป็นอัลไซเมอร์ในระยะแรก

นอกจากนี้ การค้นพบสัญญาณที่บ่งชี้ถึงอาการเริ่มแรกของอัลไซเมอร์ (MCI) ด้วยอัลกอริทึมปัญญาประดิษฐ์นี้ ยังอาจเป็นตัวบ่งชี้ว่า ผู้ที่เข้ารับการตรวจมีอาการของโรคอื่น ๆ ที่เกี่ยวข้อง และยังนำเทคโนโลยีไปประยุกต์รวมเข้ากับระบบการวิเคราะห์ที่ซับซ้อนมากขึ้นได้ด้วย เช่น การติดตามการเคลื่อนไหวของดวงตา การอ่านใบหน้า การวิเคราะห์เสียง ฯลฯ ซึ่งกลุ่มเสี่ยงสามารถใช้ในการตรวจสอบด้วยตนเองได้ ปัญญาประดิษฐ์นี้จึงเป็นเสมือนตัวช่วยที่จะทำให้ผู้ที่มีอาการเริ่มแรกรู้ตัวได้เร็ว และเข้าสู่ขั้นตอนการประเมินโดยผู้เชี่ยวชาญทางการแพทย์ต่อไปได้ทันการณ์นั่นเอง

©Cristina Gottardi/Unsplash

อย่างไรก็ตาม แม้ว่าเทคโนโลยีนี้สามารถช่วยให้แพทย์วินิจฉัยโรคอัลไซเมอร์ได้รวดเร็วขึ้น แต่ Maskeliunas ย้ำว่าปัญญาประดิษฐ์ยังไม่สามารถทดแทนผู้เชี่ยวชาญทางการแพทย์ได้ "เทคโนโลยีสามารถช่วยให้ผู้ที่มีความเสี่ยงสามารถเข้ารับการตรวจวินิจฉัยและได้รับความช่วยเหลือได้ทันท่วงทีมากขึ้น แม้จะไม่สามารถมาแทนที่แพทย์ได้อย่างแท้จริงในเร็ว ๆ นี้" 

ทั้งนี้ ปัจจุบันมียารักษาอาการอัลไซเมอร์ซึ่งแม้จะไม่ช่วยให้ผู้ป่วยหายขาด แต่ก็ช่วยให้อาการอัลไซเมอร์ทรงตัวและไม่แย่ลงเร็ว นอกจากการรักษาโดยการใช้ยาแล้ว หากผู้ป่วยอัลไซเมอร์ดูแลสุขภาพตามคำแนะนำของแพทย์อย่างสม่ำเสมอ เช่น การออกกำลังกาย การทำกิจกรรมร่วมกับผู้อื่น การพักผ่อนให้เพียงพอ ฯลฯ ก็จะช่วยประคองการเสื่อมของสมองได้

ที่มา :
บทความ “AI Can Predict Possible Alzheimer’s With Nearly 100 Percent Accuracy” (3 กันยายน 2021) จาก neurosciencenews.com 
บทความ “Alzheimer’s Disease Statistics” จาก alzheimersnewstoday.com
งานวิจัย “Analysis of Features of Alzheimer's Disease: Detection of Early Stage from Functional Brain Changes in Magnetic Resonance Images Using a Finetuned ResNet18 Network” (10 มิถุนายน 2021) โดย Modupe Odusami จาก pubmed.ncbi.nlm.nih.gov

เรื่อง : ณัฏฐนิช ตัณมานะศิริ