นวัตกรรมการแพทย์แม่นยำ ‘เคมบริดจ์’ รู้ความต้องการ O2 ตั้งแต่เชื้อยังไม่ลงปอด ด้วยการใช้ AI วิเคราะห์แบบรายบุคคล

การแสวงหาหนทางในการต่อสู้กับโควิด-19 ของมวลมนุษยชาตินั้น พบเจอกับปัญหามากมายหลายอย่าง ทั้งข้อจำกัดทางสถิติ การทดลอง วิธีการคำนวณและประเมินผลการทดลอง ปัจจัยเหล่านี้ส่งผลโดยตรงต่อการพัฒนาวัคซีน ยาต้านไวรัส การตรวจเชื้อ ตลอดจนการรักษา

ทว่า ขณะนี้เหล่านักวิทยาศาสตร์พยายามในการแสวงหาหนทางในการต่อสู้แบบใหม่ และได้ดึงศักยภาพของ “ปัญญาประดิษฐ์” (Artificial Intelligence) หรือ “AI” เข้ามาช่วยในการประมวลผลข้อมูลขนาดใหญ่ (Big Data)

แน่นอนว่า การทำ DATA analysis จากข้อมูล Big DATA ของโควิด-19 อย่างครอบคลุม จะช่วยให้เราเข้าใจโควิด และนำไปสู่การรับมือได้อย่างมีประสิทธิภาพ

ในปัจจุบัน ทิศทางของแวดวงทั้งการศึกษาและอุตสาหกรรมสุขภาพเริ่มหันมาใช้ Big DATA และ AI ในการช่วยประเมินและวิเคราะห์ข้อมูลกันเป็นจำนวนมาก เช่น การใช้ AI วิเคราะห์หรือวินิจฉัยโรคเบื้องต้นแทนแพทย์ ซึ่งช่วยลดภาระงานบุคลากรสาธารณสุข หรือการใช้ AI ในการวิเคราะห์ผลทดลอง ผลจากรังสีวิทยา เพื่อช่วยในการวินิจฉัยโรคแม่นยำมากขึ้น

ตัวอย่างที่เห็นได้ชัดคือ การใช้ AI มาช่วยประเมินและพยากรณ์อาการที่เกี่ยวกับโรคหัวใจและหลอดเลือดก่อนที่จะเกิดอันตราย หรือการใช้ AI เข้ามาประเมินผลการรักษาผู้ป่วยในลักษณะ “การแพทย์แม่นยำ” สำหรับผู้ป่วยแต่ละราย

ท่ามกลางสถานการณ์โควิด-19 ที่คุกคามทั่วโลก AI กำลังถูกหยิบยกขึ้นมาเป็น “อาวุธหนัก” ในการสู้รบในครั้งนี้

ในช่วงระยะแรกของการระบาด AI ถูกนำมาช่วยในการวิเคราะห์และศึกษา DNA ของเชื้อ SARS-CoV-2 เพื่อที่จะเข้าใจมันได้มากขึ้น หรือโดยมากก็มักจะนำใช้ดูแลผ่านแอปพลิเคชั่นเพื่อการบริหารจัดการข้อมูลผู้ป่วยเบื้องต้น

แต่ในขณะนี้ AI ถูกนำมาใช้เพื่อ “ช่วยชีวิตผู้ป่วย” เป็นที่เรียบร้อยแล้ว

ล่าสุดงานวิจัยหัวข้อ “Federated learning for predicting clinical outcomes in patients with COVID-19” ที่เผยแพร่โดย มหาวิทยาลัยเคมบริดจ์ สหราชอาณาจักร เมื่อวันที่ 15 ก.ย. 2564 อันเป็นผลมาจากการพัฒนาร่วมกันของทีมนักวิจัยทั่วโลก ร่วมกับบริษัทด้าน IT ชั้นนำอย่าง NVIDIA ได้เริ่มทดลองนำ AI เข้ามาใช้ในการวิเคราะห์และรักษาโควิด-19 และผลลัพธ์ที่ได้ก็เป็นที่น่าสนใจเป็นอย่างมาก

ก่อนอื่นต้องทำความเข้าใจก่อนว่า อาการของการติดเชื้อโควิด-19 นั้น โดยมากมักจะส่งผลต่อการทำงานของปอด ทำให้เกิดอันตรายต่อร่างกายและชีวิต และที่สำคัญคือในทางการแพทย์เราไม่สามารถที่จะคาดเดาได้ว่า “โควิดจะลงปอด” เมื่อไหร่ และเมื่อลงปอดไปแล้ว การรักษาก็มีความยากค่อนข้างสูง

AI ที่ทีมวิจัยนี้สร้างขึ้นมา ได้เข้ามาทำหน้าที่ประเมินอาการตรงจุดนี้ โดยใช้เทคนิคที่เรียกว่า “Federated Learning” ซึ่งเป็นการรวบรวมข้อมูลทั้งจากข้อมูลโดยทั่วไปของผู้ป่วย ไม่ว่าจะเป็นน้ำหนัก ส่วนสูง อาการโดยทั่วไป และผลของการเอ็กซร์ย์ปอด จากผู้ป่วย 10,000 ราย ทุกทวีปทั่วโลก มาทำการประมวลโดย AI เพื่อหา “จุดต่าง-จุดร่วม” ข้อมูลกลางเชิงสถิติ และนำมาใช้ในการรักษาผู้ป่วย

สิ่งที่ AI ทำได้จาก Federated Learning คือการสามารถที่จะ “ประเมินความต้องการออกซิเจน” ของผู้ป่วยได้อย่างแม่นยำภายใน 24 ชั่วโมงหลังจากการเข้ารับการรักษาว่า ผู้ป่วยนั้นต้องการออกซิเจนเท่าไหร่ในการพยุงอาการและดูแลปอด

อธิบายโดยง่ายก็คือ AI จะไปเก็บรวบรวมข้อมูลจากผู้ป่วยโควิด-19 ที่มีความแตกต่าง-หลากหลาย ไว้เป็น Big Data จากนั้นก็ทำการวิเคราะห์ได้เลยว่า ผู้ป่วยที่มีอายุเท่านี้ ส่วนสูง-น้ำหนัก หรืออาการแบบนี้ๆ สมควรจะได้รับออกซิเจนเท่าใด และได้รับต่อไปนานเท่าใด

การประเมินออกซิเจนที่ถูกต้องจะช่วยให้สามารถรู้ได้ว่า ความต้องการที่เหมาะสมของผู้ป่วยแต่ละรายเท่าไร และสามารถที่จะบริหารจัดการทรัพยากรออกซิเจนที่กำลังขาดแคลนได้

เพราะที่ผ่านมา ในหลายพื้นที่ทั่วโลกกำลังประสบปัญหาเครื่องช่วยหายใจหรือออกซิเจนที่ไม่เพียงพอต่อผู้ป่วย เพราะไม่รู้ว่าใครต้องการบ้าง หรือใครต้องการเท่าไหร่ ทำให้หลายครั้งเกิดการใช้การบริหารจัดการออกซิเจนผิดพลาด และทำให้ขาดแคลน

ทว่า การที่ AI สามารถประเมินผู้ป่วยได้ว่า ใครต้องการและต้องการจำนวนเท่าใด จะทำให้ลดภาวะการขาดแคลนตรงนี้ได้ และสามารถที่จะมีออกซิเจนใช้อย่างทั่วถึงและเพียง

Federated Learning ตอนนี้ยังอยู่ในช่วงการทดลองใช้ในเรื่องออกซิเจน แต่ในอนาคตมีความเป็นไปได้สูงที่จะสามารถนำไปใช้ช่วยรักษาอาการอื่นๆ ของโควิด-19 หรืออาการเจ็บป่วยอื่นที่เกิดขึ้นกับมนุษย์ในปัจจุบันได้

สำหรับประเทศไทย คณะแพทย์ศาสตร์ศิริราชพยาบาล มหาวิทยาลัยมหิดล ร่วมมือกับกระทรวงดิจิตัลเพื่อเศรษฐกิจและสังคม และบริษัท หัวเว่ย เทคโนโลยี ประเทศไทย (จำกัด) ได้เริ่มทำการนำ AI มาใช้กับเรื่องโควิด-19 แล้วเช่นกัน โดยใช้ AI มาช่วยแพทย์วินิจฉัยผลตรวจ CT ของผู้ป่วย ซึ่งมีความเร็ว 25 วินาที ต่อเคส ทำให้แพทย์สามารถทำงานได้อย่างรวดเร็วและแม่นยำมากขึ้น ส่งผลต่อการรักษาโควิด-19 ที่มีประสิทธิภาพ

สามารถกล่าวได้ว่า AI คือตัวช่วยสำคัญและเป็นอีกหนึ่งความหวังของมนุษยชาติในการฝ่าวิกฤติโรคระบาดในครั้งนี้

อ้างอิง
https://www.newswise.com/coronavirus/world-first-for-ai-and-machine-learning-to-treat-covid-19-patients-worldwide
https://weather.com/en-IN/india/coronavirus/news/2021-09-16-ai-decides-oxygen-for-covid-patient
https://www.bmj.com/AIcovid19
https://mahidol.ac.th/th/2020/ai-5g-covid19/
https://www.indiatoday.in/coronavirus-outbreak/story/new-ai-tool-can-help-treat-covid-19-patients-globally-study-1853612-2021-09-16
https://www.dw.com/en/covid-artificial-intelligence-in-the-pandemic/a-58171146
https://www.cam.ac.uk/research/news/world-first-for-ai-and-machine-learning-to-treat-covid-19-patients-worldwid