4 เทคโนโลยีเอไอทางการแพทย์
ความหวังใหม่ในการรักษา

MAY 12, 2021

ในทศวรรษที่ผ่านมานี้ ความก้าวหน้าของเทคโนโลยีและเอไอได้ค่อย ๆ เปลี่ยนโลกของการแพทย์ไปทีละนิด และสร้างนวัตกรรมใหม่ ๆ ที่ช่วยทุ่นแรงแพทย์และเพิ่มประสิทธิภาพในการรักษาได้อย่างไม่น่าเชื่อ

อัลกอริธึมของเอไอที่สามารถประมวลผลข้อมูลจำนวนมหาศาลได้ช่วยให้แพทย์สามารถวินิจฉัยโรคได้อย่างแม่นยำขึ้น เอไอสามารถช่วยมนุษย์คิดค้นยาใหม่ ๆ ไม่ว่าจะเป็นการคิดค้นยาแบบ Personalised ที่นำเอาประวัติทางการรักษา ข้อมูลทางร่างกาย พฤติกรรม สภาพแวดล้อมมาคิดคำนวณเพื่อสร้างยาใหม่ หรือแม้แต่คาดเดาไว้ก่อนได้เลยว่าคนคนนี้อาจป่วยเป็นโรคอะไรจากพฤติกรรม และให้ยาป้องกันไว้ และล่าสุดเทคโนโลยีใหม่ของ Facebook AI ที่ใช้เอไอจับคู่ยาหลายล้านชนิดบนโลก กำหนดปริมาณอย่างแม่นยำ และสร้างยาใหม่ที่มีประสิทธิภาพกว่าเดิมได้

 

แค่ตัวอย่างที่ยกมานี้ก็เห็นกันแล้วใช่มั้ยล่ะครับว่าเอไอจะเปลี่ยนวงการแพทย์ไปได้มากแค่ไหน และช่วยรักษาชีวิตคนไว้ได้อีกมากเท่าไหร่ วันนี้ Sertis เลยอยากพาทุกคนมารู้จักกับอีก 4 เทคโนโลยีล้ำของการใช้เอไอกับการแพทย์ที่เป็นความหวังใหม่ให้เรา

2021_05_May_Deep_AI_1_Artboard 2 (1).jpg

AI เชื่อมสมองคนไข้กับเครื่องจักร คืนความสามารถให้ผู้ป่วยอัมพาต

เทคโนโลยี Brain-computer Interface (BCI) คือเทคโนโลยีที่บูมมากขึ้นเรื่อย ๆ ในช่วงไม่กี่ปีมานี้ หลายคนอาจรู้จักเทคโนโลยีนี้จากข่าวที่เป็นที่ฮือฮากันไปเมื่อต้นปี เมื่ออีลอน มักส์ (Elon Musk) สามารถทดลองให้ลิงเล่นวิดีโอเกมด้วยสมองได้สำเร็จ สรุปง่าย ๆ เทคโนโลยี BCI คือการเชื่อมต่อสมองของเราเข้ากับเครื่องจักร ทำให้เราสามารถควบคุมและสั่งการเครื่องจักรผ่านความคิดได้ 

ซึ่งประโยชน์ของเทคโนโลยีนี้คือสามารถช่วยคืนความสามารถให้ผู้ป่วยที่สูญเสียความสามารถในการพูด หรือเคลื่อนไหวเนื่องจากความผิดปกติของระบบประสาท ทำให้ไม่สามารถมีปฏิสัมพันธ์กับผู้อื่นได้ หากเราสามารถใช้เทคโนโลยี BC มาช่วยให้ผู้ป่วยสั่งการได้ผ่านสมองและมีปฏิสัมพันธ์กับผู้อื่นทางเครื่องจักร เช่นสั่งการทางสมองให้เครื่องจักรพิมพ์ข้อความเพื่อสื่อสาร ก็เท่ากับว่าเราสามารถช่วยฟื้นคืนความสามารถในการปฏิสัมพันธ์ให้ผู้ป่วยที่เกือบจะหมดหวังได้ แม้แนวคิดนี้จะมีมานานหลายปีแล้ว แต่การสร้างอุปกรณ์ที่สามารถเชื่อมต่อสมองกับเครื่องจักรโดยตรงโดยไม่ต้องผ่านการควบคุมนั้นยังเป็นเรื่องใหม่มาก แต่ตอนนี้เทคโนโลยีของเราใกล้ถึงฝั่งฝันแล้ว

 

เมื่อเดือนเมษายนที่ผ่านมา นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยบราวน์ได้สาธิตการใช้อุปกรณ์ไร้สายที่สามารถรับส่งข้อมูลจำนวนมากระหว่างสมองกับเครื่องจักรได้ ซึ่งถือเป็นก้าวที่สำคัญมากในการพัฒนาอุปกรณ์ BCI ที่สามารถปลูกถ่ายลงในร่างกายมนุษย์ได้ ซึ่งนี่นับว่าเป็นอุปกรณ์แบบไร้สายเครื่องแรกที่ผลิตได้สำเร็จ ซึ่งผู้ร่วมสาธิตในครั้งนี้เป็นคนไข้ที่มีภาวะแขนขาอ่อนแรงและอัมพาต การใช้เทคโนโลยี BCI ทำให้สมองสามารถส่งสัญญาณต่าง ๆ ไปที่เครื่องจักรได้อย่างแม่นยำและรวดเร็ว โดยตัวเซนเซอร์ที่ได้รับการติดตั้งไว้บริเวณหัว จะรับสัญญาณจากขั้วอิเล็กโทรดที่อยู่ในสมองส่วนคอร์เท็กซ์ ซึ่งผลการทดลองพบว่าผู้ทดลองสามารถสั่งการจากสมองในการชี้เคอร์เซอร์ คลิก และพิมพ์บนแท็บเล็ตได้

2021_05_May_Deep_AI_1_Artboard 3.jpg

AI ช่วยวินิจฉัยโรคได้ผ่านภาพเซลฟี่

 

ทุกวันนี้นอกจากสมาร์ทโฟนในมือเราจะล้ำขึ้นเรื่อย ๆ แล้ว กล้องของสมาร์ทโฟนนั้นก็มีคุณภาพที่ดีขึ้นเรื่อย ๆ เช่นกัน ซึ่งเหล่านักวิจัยก็เห็นประโยชน์จากภาพเซลฟีที่เราถ่ายผ่านกล้องเหล่านี้ จึงคิดค้นวิธีนำเอไอมาช่วยวิเคราะห์โรคต่าง ๆ จากภาพเซลฟีของเรา 

 

แน่นอนว่าด้วยความชัดของกล้อง การวินิจฉัยโรคทางด้านผิวหนังและดวงตานั้นสามารถใช้เอไอมาช่วยวินิจฉัยผ่านรูปภาพได้ไม่ยากแน่นอน แต่ล่าสุดนี้ได้เกิดความหวังใหม่ในการสร้างเทคโนโลยีที่ช่วยให้แพทย์สามารถวินิจฉัยโรคหัวใจผ่านภาพเซลล์ฟีได้ โดยจากงานวิจัยที่ตีพิมพ์บน European Heart Journal แสดงให้เห็นว่าเขาสามารถใช้โมเดลดีพเลิร์นนิงในการตรวจจับสัญญาณของโรคประเภทที่เกิดจากหลอดเลือดแดงโคโรนารีที่เลี้ยงกล้ามเนื้อหัวใจตีบตันได้ ซึ่งโรคหัวใจก็เป็นหนึ่งในนั้น โดยใช้โมเดลแบบ convolutional neural network model และเทรนให้โมเดลสามารถตรวจจับสัญญาณของโรคที่แสดงออกมาผ่านใบหน้าของผู้ป่วย เช่น ตีนกา ผมหงอก คอเลสเตอรอลที่แสดงให้เห็นบนผิวหนังรอบดวงตา เป็นต้น โดยใช้ข้อมูลจากผู้ป่วยกว่า 5,796 คนในการเทรนโมเดล ซึ่งผลการทดลองพบว่าโมเดลสามารถคาดการณ์ได้แม่นยำถึง 50 เปอร์เซ็นต์

 

เทคโนโลยีนี้ไม่เพียงแต่ช่วยให้กระบวนการวินิจฉัยโรครวดเร็วขึ้น และทำการรักษาได้ทันท่วงที แต่ยังช่วยให้ผู้ป่วยในพื้นที่ห่างไกล หรือผู้ป่วยด้อยโอกาสมีได้รับการรักษาอย่างทั่วถึงขึ้น เนื่องจากแค่ส่งรูปเซลฟีมาให้หมอก็เพียงพอแล้ว

2021_05_May_Deep_AI_1_Artboard 4.jpg

AI ควบคุมหุ่นยนต์ผ่าตัด พร้อมสร้างเทคโนโลยีผ่าตัดทางไกล

 

การรักษาทางไกลเป็นสิ่งที่วงการแพทย์และเทคโนโลยีพัฒนากันมานาน แต่การเข้ามาของวิกฤติโควิด-19 นั้นเป็นตัวเร่งชั้นดีที่ทำให้วงการแพทย์ต้องเร่งพัฒนาเทคโนโลยีเหล่านี้ให้ใช้งานได้จริง เพราะโรคระบาดทำให้บุคลากรทางการแพทย์ขาดแคลนอย่างหนัก และการสัมผัสทางกายหรือเดินทางไปรักษาที่โรงพยาบาลก็เป็นเรื่องที่เสี่ยง และแน่นอนว่าเทคโนโลยีที่โตตามกันมาคือการใช้หุ่นยนต์ผ่าตัด และการผ่าตัดทางไกลซึ่งคงจะได้เห็นกันชินตาในเร็ว ๆ นี้ 

 

ก่อนหน้านี้หุ่นยนต์ผ่าตัดที่ใช้กันในท้องตลาดมักเรียนรู้จากข้อมูลรูปภาพทางการแพทย์ แต่เมื่อเกิดปัญหาระหว่างผ่าตัดขึ้นมา หุ่นยนต์เหล่านี้ก็แทบจะช่วยอะไรไม่ได้เลย FAROS คือหนึ่งในโปรเจ็กต์ที่กำลังพัฒนาหุ่นยนต์ให้มีประสาทสัมผัสที่เหมือนคน โดยพัฒนาให้หุ่นยนต์สามารถมองเห็น ได้ยิน รู้สึก และเคลื่อนไหวได้เทียบเท่าหรืออาจจะเหนือกว่าความสามารถของแพทย์ที่ทำการผ่าตัด หุ่นยนต์จะได้รับการติดตั้งเซนเซอร์ที่ช่วยให้มีความสามารถด้านประสาทสัมผัส และใช้เอไอในการควบคุมให้เรียนรู้พฤติกรรม วิธีการ และแนวคิดของแพทย์ผ่าตัดได้แบบอัตโนมัติ ทำให้หุ่นยนต์สามารถประเมินสถานการณ์และทำการผ่าตัดได้อัตโนมัติ ถือเป็นหุ่นยนต์ผ่าตัดรุ่นต่อไปที่จะทำหน้าที่เหมือนหมอคนหนึ่งได้เลย

 

หากยังไม่อยากใช้หุ่นยนต์แทนทั้งหมด เทรนด์การทำการผ่าตัดทางไกลโดยแพทย์เป็นผู้ควบคุมหุ่นยนต์ก็เป็นสิ่งที่ทำได้แล้วผ่านการใช้เทคโนโลยี Augmented Reality (AR) หรือผ่านกล้องสามมิติ และควบคุมหุ่นยนต์ให้ผ่านตัดเสมือนตัวแพทย์อยู่ที่นั่นเอง การพัฒนาของสัญญาณ 5G นั้นสามารถช่วยลดปัญหาเรื่องความล่าช้าหรือสัญญาณที่สะดุดได้ จึงนับว่าเป็นเทคโนโลยีที่มีหวังมาก นอกจากจะช่วยอำนวยความสะดวกในการผ่าตัดช่วงที่บุคลากรขาดแคลนแล้ว ยังช่วยเพิ่มโอกาสในการรักษากับแพทย์ผู้เชี่ยวชาญให้กับคนในพื้นที่ห่างไกลอีกด้วย

2021_05_May_Deep_AI_1_Artboard 5.jpg

AI ควบคุมพันธุกรรม อาจปรับแต่งคนได้แบบเครื่องจักร

 

การรักษาและปรับแต่งทางพันธุกรรมนั้นเป็นอีกหนึ่งวิธีในการรักษาโรคทางพันธุกรรม และโรคที่รักษาหายยากอย่างเช่น มะเร็ง การเข้ามาของเอไอช่วยให้การปรับแต่งและรักษาความผิดปกติของพันธุกรรมทำได้ง่ายและมีประสิทธิภาพมากขึ้น โดยเอไอจะเข้ามาช่วยในการวิเคราะห์ข้อมูลดีเอ็นเอของผู้ป่วย ตรวจหาความผิดปกติที่ก่อให้เกิดโรคในระดับพันธุกรรม และคาดการณ์โรคต่าง ๆ ที่อาจจะเกิดขึ้นได้ ซึ่งนี่เป็นสิ่งที่มนุษย์ทำเองได้ยากและช้ามากหากไม่ได้รับความช่วยเหลือจากเอไอ

 

และหากวิเคราะห์และคาดการณ์ได้แม่นยำ เราก็สามารถรักษาโรคต่าง ๆ โดยการแปลงยีน ถ่ายยีนเข้าไปในเซลล์ หรือแม้แต่เอายีนที่มีปัญหาออก หรือที่เรียกว่าการดัดแปลงพันธุกรรม 

มหาวิทยาลัยฮาร์วาร์ด Google และ U.S. Biotech Dyno Therapeutics ได้ร่วมกันพัฒนาวิธีในการใส่ไวรัส adeno-associated viral (AAV) ข้าไปในเซลล์เพื่อรักษายีนที่ผิดปกติ ไวรัสนี้เป็นไวรัสที่ไม่ก่อโรค ในทางกลับกันช่วยรักษาโรคได้ ทีมนักวิจัยได้ใช้เอไอในการสร้างและตัดแต่งไวรัสนี้ ทำให้ไวรัสใช้งานได้ และเลี่ยงการถูกทำลายโดยระบบภูมิคุ้มกันของมนุษย์

 

หน้าที่หลักของเอไอคือการทำให้การคาดการณ์ยีนที่ผิดปกติ และการปรับแต่งยีนทำได้แม่นยำมากขึ้น เพื่อให้การรักษาโรคด้วยการปรับแต่งยีนทำได้อย่างมีประสิทธิภาพ แต่คำถามหลักคือ หากการปรับแต่งยีนทำได้มีประสิทธิภาพมากขึ้นเรื่อย ๆ เราก็จะสามารถปรับแต่งให้เป็นไปตามใจ ป้องกันทุกโรคที่จะเกิด ซึ่งบางครั้งอาจไม่ได้ทำเพื่อการรักษาโรค แต่อาจทำเพื่อจุดประสงค์อื่น ๆ ที่ไม่เหมาะสมก็เป็นไปได้ และหากเราปรับแต่งร่างกายเราได้เหมือนเครื่องจักร แล้วความเป็นมนุษย์ตามวัฏจักรธรรมชาติของเรายังคงมีอยู่ไหม นี่คือคำถามที่น่าจับตามอง

In recent years, artificial intelligence (AI) has been slowly transforming the medical world. AI technologies allow us to invent innovations that save time and labor and improve treatment efficiency. For example, AI algorithms can process big data and help speed up and increase diagnostic accuracy. AI helps invent new medicines such as personalised medicine, a customised drug developed based on individual medical records, biology, behaviors, and environments. This technology can even help predict which disease individuals tend to have and provide them with preventive medicine. Recently, Facebook AI has also launched open-source AI that can predict combinations of existing drugs that can cure more complex diseases.

 

These examples show how AI can transform medicine and save more lives. Sertis would like to introduce 4 uses of AI in medicine that can be promising hope for the future. 

2021_05_May_Deep_AI_1_Artboard 2 (1).jpg

People with paralysis can communicate again with the help of Brain-Computer Interface.

 

Some of us may recognise the Brain-Computer Interface (BCI) technology from the news of Elon Musk's success in using this technology to make a monkey play video games with its brain. To put it simply, BCI is a technology that connects our brain to the computer, and we can control the machine with our brain.

 

With BCI, doctors have the hope to restore the paralysed’s ability to communicate again, using a computer as a medium. For example, patients can use their brains to control the computer and type what they want to say. In the past April, researchers from Brown University demonstrated a wireless high-bandwidth BCI interface, making it the first wireless BCI interface in the world. It is a big step towards implantable BCI devices. The participants with paralysis show that their brains can send signals to the wireless transmitter, allowing them to click and type on a computer.

2021_05_May_Deep_AI_1_Artboard 3.jpg

AI can detect heart disease via your Selfies.

 

Not only are smartphones getting more and more advanced, but also are their cameras too. With these advanced cameras and the help of AI, doctors can detect the disease as heart diseases via our selfies. Detecting dermatitis and eye diseases in selfies are a piece of cake for AI. Nonetheless, when it comes to the ability to detect heart diseases, it is groundbreaking.

 

The research published in European Heart Journal reported that the researchers successfully used a deep learning model to detect coronary artery diseases (CAD) (Heart disease is one of them). They use a convolutional neural network model, trained by data from 5.796 patients, to detect physical signals including wrinkles, grey hair, and yellow deposits of cholesterol around eyelids. The result is 80% accuracy. This innovation not only speeds up the diagnoses and provides the treatment in time, but it also increases an opportunity for patients in underserved regions to access better treatments.

2021_05_May_Deep_AI_1_Artboard 4.jpg

AI robotic surgery will improve Telesurggery and build the future of medicine

Telemedicine has been developed for a long time, but the Covid-19 pandemic has caused its surge. Going to the hospital seems risky, and people have to avoid physical contact. Telemedicine is an answer, and the following of robotic surgery and telesurgery are unavoidable.

 

Even though robotic surgery has been around for a long time, the previous robot learned only from medical images. As a result, when emergencies occurred during the surgery, the robot was almost useless. FAROS is a robotic surgery project that focuses on developing medical robots with human-like senses. The robot will have abilities to see, hear, feel, and move equally with human surgeons. It will be equipped with sensors, and AI will control its ability to learn from situations. Therefore, The robot will be able to automatically evaluate the situation and perform the surgery just like real human surgeons.

 

Telesurgery will also be an efficient alternative if patients still need to rely on humans. Surgeons can perform telesurgery via the robot. Augmented Reality (AR) or 3D camera allows surgeons to see what the robot sees and act as if they are there themselves. The 5G does help a lot to accommodate real-time communication. This technology can help when doctors are scarce and provide more opportunities for patients in remote areas.

2021_05_May_Deep_AI_1_Artboard 5.jpg

AI to improve gene editing will lead us towards the era of Superhuman soon.

 

Gene editing is another option for curing genetic diseases such as cancer. AI helps improve the accuracy and efficiency of gene editing. It analyses the patient's DNA and finds the abnormalities that cause the diseases. It can even make predictions about future possibilities.

 

If we get an accurate analysis from AI, we can cure diseases like cancer by editing and inserting the correct genes. Harvard University, Google, and U.S. Biotech Dyno Therapeutics have developed the method to insert adeno-associated viral (AAV) capsids into cells to cure genetic disorders. They used AI to design the AAV virus that is better at evading the immune system to cure the diseases.

 

However, if this technology develops to the point that we can correct our genes as much as we want, what will happen? We may have the ability to prevent every disease, but can we be sure that all is for the therapeutic purpose? If we can fix every part of our gene like a machine, does that affect our nature and humanity? These are questions that are worth asking.

References:

Related Posts