การพัฒนาอัลกอริทึมปัญญาประดิษฐ์ในการตรวจสอบโรคลมชัก
เอไอ หรือ ปัญญาประดิษฐ์ คือสิ่งที่เริ่มได้ยินกันจนคุ้นหูในช่วงหลัง ที่ผ่านมาเราอาจรู้สึกว่าสิ่งนี้เป็นภัยคุกคามมากขึ้นเรื่อยๆ เมื่อมีแนวคิดในการนำจักรกลมาแทนที่มนุษย์ในหลายอาชีพ แต่มุมมองของเราอาจเปลี่ยนไป เมื่อปัญญาประดิษฐ์กำลังถูกนำมาใช้ในการแพทย์
ปัจจุบันปัญญาประดิษฐ์ได้รับการพัฒนาแพร่หลายมากขึ้นในหลายวงการ ตั้งแต่แวดวงไอที, การตลาด, งานเขียน หรือแม้แต่ศิลปะ ตลาดแรงงานบางส่วนเริ่มทยอยถูกทดแทนด้วยการมาถึงของเทคโนโลยี เอไอเริ่มพัฒนาตัวเองจนสามารถทำงานได้มีประสิทธิภาพใกล้เคียงมนุษย์ จนคนจำนวนมากเริ่มรู้สึกว่าปัญญาประดิษฐ์กำลังเป็นภัยคุกคาม
แต่เป็นมุมมองด้านเดียวเมื่อปัจจุบันมีการพัฒนาอัลกอริทึมเอไอรูปแบบใหม่ กำลังถูกนำมาใช้ภายในวงการแพทย์ เพื่อนำมาส่งเสริมการวิเคราะห์ข้อมูลละเอียดอ่อน เช่น การตรวจสอบเยื่อหุ้มสมอง เพื่อค้นหาความผิดปกติจำเพาะซึ่งอาจนำไปสู่การค้นพบโรคลมชักได้รวดเร็วและแม่นยำยิ่งขึ้น
แต่คงต้องอธิบายเสียก่อนว่า โรคลมชักคืออะไร และทำไมจึงต้องมีการใช้ปัญญาประดิษฐ์เพื่อวิเคราะห์เฉพาะเจาะจง
โรคลมชัก โรคทางสมองที่อันตรายแบบไม่ทันตั้งตัว
โรคลมชัก ถือเป็นโรคที่เกิดขึ้นได้กับทุกเพศทุกวัย โดยมีปัจจัยสำคัญคือกระแสไฟฟ้าในสมองทำงานผิดปกติ ทำให้ผู้ป่วยมักแสดงออกทางร่างกายแบบผิดปกติซึ่งไม่สามารถควบคุมได้ เพราะสิ่งเหล่านี้อยู่นอกเหนือการทำงานของสมองและมักเกิดขึ้นโดยไม่รู้ตัว
สาเหตุหลักของโรคลมชักที่ทำให้เกิดความผิดปกติต่อกระแสไฟฟ้าในสมองเกิดได้จากหลายสาเหตุ ตั้งแต่
- โรคทางพันธุกรรมบางประเภท
- ภาวะสมองพิการแต่กำเนิด
- อุบัติเหตุทำให้เกิดอาการบาดเจ็บในสมอง
- การติดเชื้อในสมองบางชนิด เช่น ไข้สมองอักเสบ
- ภาวะสมองขาดออกซิเจน
- เนื้องอกหรือมะเร็งในสมอง
- โรคหลอดเลือดสมอง เช่น หลอดเลือดสมองตีบ/อุดตัน
- บางครั้งอาการชักก็สามารถพบและไม่สามารถหาสาเหตุได้
ความรุนแรงของโรคจะแปรผันตามความผิดปกติในการทำงานของสัญญาณไฟฟ้า ยิ่งเกิดความผิดปกติเป็นวงกว้างอาการจะยิ่งรุนแรง แต่มักเกิดขึ้นเป็นระยะสั้นๆ ในช่วงเวลาจำกัดไม่กี่นาที สามารถเกิดขึ้นได้กะทันหันก่อนหายไปเองแต่มักเกิดขึ้นซ้ำ โดยจะรูปแบบอาการของลมชัก ตัวอย่างเช่น
- อาการชักแบบเกร็งกระตุกทั้งตัว
เรารู้จักอาการนี้ในฐานะ ลมบ้าหมู เกิดจากกระสไฟฟ้าผิดปกติรบกวนการทำงานของสมองทั้งหมด มีอาการเกร็งทั้งตัว ส่งเสียงอย่างไม่ตั้งใจ, หมดสติ, หน้าเขียว, กัดลิ้น, ปัสสาวะราด จนถึงการหยุดหายใจชั่วคราว รวมถึงอาจมีน้ำลายไหลเป็นฟอง สักพักจึงเริ่มหายใจได้เอง รู้สึกตัว และมีอาการสับสนอ่อนเพลีย
- อาการชักเฉพาะที่
อาการนี้สามารถเกิดได้ทั้งแบบรู้และไม่รู้ตัว จากกระแสไฟฟ้าในสมองผิดปกติจนทำให้การควบคุมร่างกายรวน นำไปสู่อาการชา, สั่นกระตุกของใบหน้าหรือแขนข้างใดข้างหนึ่งซ้ำๆ, คลื่นไส้, ปวดท้อง, หูแว่ว, เห็นภาพหลอน ไปจนหัวใจเต้นผิดจังหวะ
- อาการชักเหม่อลอย
สามารถเกิดขึ้นได้หลังจากอาการชักชนิดอื่น หรือเกิดขึ้นเมื่อเกิดการหายใจเร็วลึกเกินไป โดยมีอาการเหม่อนิ่ง, ตาลอย, ตาค้าง, ไม่มีสติชั่วขณะ อาจมีการขยับปากหรือมือไปมาโดยไม่รู้ตัว โดยระหว่างนั้นผู้ป่วยจะไม่สามารถจดจำเหตุการณ์เมื่ออาการกำเริบได้
- อาการชักกล้ามเนื้ออ่อนแรง
เมื่อเกิดอาการจะทำให้กล้ามเนื้ออ่อนแรงในขณะเกิดอาการชัก เหมือนร่างกายหมดแรงและไม่สามารถควบคุมร่างกายได้อย่างกะทันหัน ในกรณีร้ายแรงอาจถึงขั้นหมดสติกลางอากาศ ทำให้เกิดการหกล้มและอาจเป็นอันตรายแก่ผู้ป่วย
ในกรณีมีความรุนแรงโรคลมชักอาจทำให้เกิดอาการชักเฉพาะที่ เมื่อเกิดอาการชักบ่อยขึ้นเกิน 4 ครั้ง/เดือน จะทำให้เกิดผลกระทบกับร่างกายจนถึงอาการทางสมอง อาจนำไปสู่การเต้นของหัวใจผิดปกติ หรือโรคทางสมองชนิดอื่นเมื่อเกิดการกำเริบบ่อยครั้ง
โชคดีโรคลมชักอยู่ในขอบเขตสามารถรักษาให้หายขาดได้ โดยเริ่มจากการสาเหตุหรือปัจจัยที่ทำให้เกิดอาการชัก แล้วพยายามหลีกเลี่ยงสิ่งนั้นเพื่อบรรเทาอาการ แต่หากไม่สามารถทำได้ แพทย์อาจพิจารณาให้รับยากันชักที่มีคุณสมบัติกดสมองส่วนที่เป็นปัญหาเพื่อลดอาการ รวมถึงเข้ารับการผ่าตัดเพื่อแก้ไขความผิดปกติที่เกิดขึ้น
ปัญหาสำคัญของโรคนี้คือ บางครั้งผู้ป่วยไม่ทราบว่าตัวเองมีอาการชัก ด้วยอาการหมดสติหรือเกิดขึ้นโดยไม่รู้ตัว อีกทั้งการวิเคราะห์วินิจฉัยโรคไม่สามารถทำได้ง่ายนัก โดยเฉพาะส่วนที่เกิดจากอาการบาดเจ็บหรือความเสียหายทางสมองในบางครั้ง แม้จะมีการตรวจคลื่นไฟฟ้าในสมองรวมถึง MRI ยังไม่พบความผิดปกติ เป็นเหตุให้ผู้ป่วยไม่อาจรับการรักษาที่ถูกต้อง
แต่ทั้งหมดกำลังจะเปลี่ยนไปเมื่อมีการใช้ปัญญาประดิษฐ์เข้ามาร่วมวิเคราะห์ผู้ป่วยโรคลมชัก
สู่มิติใหม่แห่งวงการแพทย์ การใช้เอไอช่วยวินิจฉัยผู้ป่วย
ผลงานนี้เกิดจากทีมวิจัยของ University College London ได้พัฒนาอัลกอริทึมปัญญาประดิษฐ์ให้สามารถตรวจจับเซลล์ประสาทที่เกิดการผิดปกติ โดยเฉพาะบริเวณกลีบสมองเปลือกหน้าที่เรียกว่า Focal Cortical Dysplasia(FCD) หนึ่งในต้นตอสำคัญที่ทำให้เกิดอาการชักนำไปสู่การเกิดโรคลมชัก อีกทั้งยังอาจทำให้เกิดการดื้อยากันชักได้ในผู้ป่วยบางราย
การรักษาโรคลมชักตามปกติทำได้โดยอาศัยการใช้ยากันชัก แต่เมื่อการใช้ยาไม่ได้ผลวิธีสุดท้ายที่เหลือคือการผ่าตัด แต่การระบุความเป็นไปได้ของการเกิดโรคลมชักรวมถึงอาการดื้อยาทำได้ไม่ง่ายนัก แม้มีการสแกนสมองผ่านระบบ MRI เพื่อตรวจสอบแต่การระบุอาการป่วยบางครั้งยังเกิดความคลุมเครือ แม้จะเป็นแพทย์เฉพาะทางเองก็คาม
การพัฒนาอัลกอริทึมนี้จึงมีความสำคัญในการตรวจสอบแนวโน้มการเป็นโรคลมชักจากผู้ป่วยในระยะเริ่มแรก อีกทั้งยังสามารถตรวจสอบหาโรคลมชักที่มีคุณสมบัติดื้อยาเป็นการเฉพาะ เพื่อให้แพทย์ผู้เชี่ยวชาญนำไปประกอบการตัดสินใจ และสามารถประเมินวิธีรักษาแก่ผู้ป่วยอย่างเหมาะสมต่อไป
โดยการพัฒนาอัลกอริทึมเพื่อทำการประมวลผลในโครงการ Multicentre Epilepsy Lesion Detection project (MELD) นี้ เกิดจากการรวบรวมข้อมูลการสแกนสมองของคนไข้กว่า 1,000 รายจากศูนย์รักษาลมชักกว่า 22 แห่ง ซึ่งมีรายงานตรวจพบ FCD สาเหตุนำไปสู่อาการโรคลมชักของผู้ป่วย และตรวจสอบพื้นที่ในสมองอีกกว่า 300,000 แห่งมาเป็นฐานข้อมูลในการพัฒนา
หลังผ่านการพัฒนาที่สุดอัลกอริทึม MELD ก็ถูกนำมาใช้งานในการประเมินคนไข้กลุ่มอาสาสมัคร โดยสามารถตรวจพบ FCD จากผู้ป่วยได้มากถึง 67% จากกลุ่มตัวอย่าง ในจำนวนนี้มีคนที่ปัญญาประดิษฐ์สามารถค้นพบความผิดปกติซึ่งถูกแพทย์เฉพาะทางมองข้ามถึง 63% เลยทีเดียว
นี่จึงเป็นส่วนสำคัญเมื่อปัญญาประดิษฐ์สามารถช่วยให้แพทย์ตัดสินใจและทำงานได้ง่ายขึ้น อัลกอริทึม MLED ประเมินความเสี่ยงของผู้ป่วยได้อย่างแม่นยำและช่วยค้นหาร่องรอยโรคที่ซ่อนอยู่ นำไปสู่การรักษาผู้ป่วยโรคลมชักอย่างถูกวิธี ช่วยให้พวกเขากลับมาใช้ชีวิตตามปกติได้รวดเร็วและเข้าถึงการรักษาสะดวกขึ้นในอนาคต
แน่นอนว่าปัญญาประดิษฐ์ดังกล่าวยังอยู่ในขั้นตอนการวิจัย จำเป็นต้องได้รับการพัฒนาเพิ่มเติมเพื่อให้สามารถทำงานได้ละเอียดและแม่นยำยิ่งขึ้น อีกทั้งถึงแม้จะมีประสิทธิภาพเพียงไรก็จำเป็นต้องมีแพทย์ทำการประเมินร่วมเพื่อประกอบการตัดสินใจ
แต่ในอนาคตเราอาจพัฒนาปัญญาประดิษฐ์ให้สามารถวิเคราะห์โรคที่ซับซ้อนยิ่งกว่า ซึ่งอาจช่วยให้เราสามารถตรวจพบโรคร้ายได้เร็วขึ้น โดยเฉพาะโรคร้ายแรงประเภทมะเร็ง การวิเคราะห์ที่แม่นยำเป็นไปได้ว่าอาจช่วยให้ผู้ป่วยทำการรักษาตัวแต่เนิ่นๆ เพิ่มโอกาสในการรักษาและรอดชีวิตให้แก่ผู้ป่วยมากขึ้นได้เช่นกัน
คงต้องรอดูต่อไปว่าการพัฒนาปัญญาประดิษฐ์นี้จะสามารถช่วยในการวิเคราะห์โรคชนิดใดเพิ่มเติมในอนาคต
ที่มา
https://www.petcharavejhospital.com/en/Article/article_detail/epilepsy-detail
https://www.ram-hosp.co.th/news_detail/612
https://academic.oup.com/brain/advance-article/doi/10.1093/brain/awac224/6659752?login=false
https://interestingengineering.com/health/ai-algorithm-epilepsy-treatment
