ฟูจิตสึต่อยอดเทคโนโลยี AI ดึงข้อมูลซีทีสแกนของเคสผู้ป่วยที่คล้ายคลึงกัน มหาวิทยาลัยฮิโรชิม่าระบุ เทคโนโลยีใหม่มีความแม่นยำสูงในการดึงข้อมูลเคสผู้ป่วยที่คล้ายกัน

     บริษัท ฟูจิตสึ ลาบอราทอรี่ส์ จำกัด (Fujitsu Laboratories Ltd.) เปิดเผยถึงการพัฒนาเทคโนโลยีสำหรับการดึงข้อมูลเคสผู้ป่วยที่คล้ายคลึงกันจากฐานข้อมูลการตรวจด้วยเครื่องเอกซเรย์คอมพิวเตอร์ความเร็วสูง (Computed Tomography) หรือภาพซีที (CT) ที่ได้ถ่ายไว้ก่อนหน้านี้ เทคโนโลยีดังกล่าวเป็นผลงานการพัฒนาร่วมกับบริษัท ฟูจิตสึ อาร์แอนด์ดี เซ็นเตอร์ จำกัด (Fujitsu R&D Center Co., Ltd.) โดยทำหน้าที่ดึงข้อมูลภาพเงาที่ผิดปกติในลักษณะที่คล้ายคลึงกัน และทำการขยายภาพในแบบ 3 มิติ

       ปัจจุบัน มีเทคโนโลยีสำหรับการดึงข้อมูลเคสที่คล้ายคลึงกันโดยอ้างอิงภาพซีทีสำหรับโรคต่างๆ เช่น มะเร็งปอดระยะแรก ซึ่งภาพเงาที่ผิดปกติกระจุกตัวอยู่ที่จุดเดียว  อย่างไรก็ตาม สำหรับโรคปอดที่มีการแพร่กระจาย เช่น โรคปอดบวม ภาพเงาที่ผิดปกติจะกระจายทั่วอวัยวะในทุกทิศทาง ดังนั้นจึงจำเป็นที่จะต้องให้แพทย์ตรวจสอบยืนยันความคล้ายคลึงกันในแบบ 3 มิติ ทำให้ต้องใช้เวลาเพิ่มมากขึ้นในการหาข้อสรุป

       แต่ตอนนี้ ฟูจิตสึ ลาบอราทอรี่ส์ ได้พัฒนาเทคโนโลยีที่ใช้ปัญญาประดิษฐ์ (Artificial Intelligence หรือ AI) ซึ่งสามารถดึงข้อมูลเคสผู้ป่วยที่มีภาพเงาผิดปกติกระจายตัวในแบบ 3 มิติในลักษณะที่คล้ายกัน เทคโนโลยีนี้แยกภายในที่ซับซ้อนของอวัยวะเป็นส่วนๆ ผ่านการวิเคราะห์ภาพ และใช้เทคโนโลยีการเรียนรู้ของเครื่อง (Machine Learning) เพื่อจดจำภาพเงาที่ผิดปกติในแต่ละพื้นที่ ด้วยการแบ่งพื้นที่ของอวัยวะเป็นส่วนรอบนอก แกนหลัก ด้านบน ด้านล่าง ด้านซ้าย และด้านขวา และโฟกัสที่การกระจายตัวของภาพเงาผิดปกติในแต่ละพื้นที่ จึงสามารถดูสิ่งต่างๆ ได้ในแบบเดียวกันกับที่แพทย์ทำการตรวจสอบลักษณะที่คล้ายคลึงกันเพื่อวินิจฉัยโรค ในการศึกษาวิจัยร่วมกับศาสตราจารย์คาซูโอะ อาวาอิ จากแผนกรังสีวิทยาเพื่อการวินิจฉัย สถาบันและบัณฑิตวิทยาลัยวิทยาศาสตร์ชีวการแพทย์ มหาวิทยาลัยฮิโรชิม่า เทคโนโลยีนี้ได้รับการทดสอบโดยใช้ข้อมูลจริง และผลลัพธ์ที่ได้มีอัตราความแม่นยำสูงถึง 85% ในการดึงข้อมูลที่ดีที่สุดห้าอันดับแรก โดยเทียบกับคำตอบที่ถูกต้องตามที่แพทย์ได้ระบุไว้ คาดว่า เทคโนโลยีนี้จะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพในการตรวจวินิจฉัยสำหรับแพทย์ และอาจช่วยลดระยะเวลาที่ต้องใช้ในการระบุผลวินิจฉัยที่ถูกต้องสำหรับเคสผู้ป่วย ซึ่งในอดีตจะต้องใช้เวลานานมากในการตรวจสอบในอนาคต ฟูจิตสึ ลาบอราทอรี่ส์ จะดำเนินการทดลองภาคสนามโดยใช้ภาพซีทีสำหรับเคสผู้ป่วยที่หลากหลาย โดยมีจุดมุ่งหมายที่จะเพิ่มประสิทธิภาพการรักษาพยาบาล ด้วยการปรับใช้เทคโนโลยีนี้ร่วมกับโซลูชั่นที่เกี่ยวข้องจากบริษัทฟูจิตสึ

       จะมีการเปิดเผยรายละเอียดของเทคโนโลยีนี้ที่การประชุม Pattern Recognition and Media Understanding (PRMU) ซึ่งจะจัดขึ้นโดยสถาบันวิศวกรอิเล็กทรอนิกส์ สารสนเทศและการสื่อสาร มหาวิทยาลัยโทโฮคุ (เมืองเซ็นไดจังหวัดมิยางิ) ในวันที่ 22-23 มิถุนายน

ความเป็นมาของการพัฒนา

       จำนวนภาพซีทีสแกนที่สร้างขึ้นสำหรับการตรวจวินิจฉัยโรคเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง ขณะที่อุปกรณ์ภาพมีความซับซ้อนมากขึ้น ส่งผลให้แพทย์มีภาระงานเพิ่มขึ้นอย่างที่ไม่เคยมีมาก่อน โดยเฉพาะอย่างยิ่งเนื่องจากภาพซีทีสแกนสำหรับกลุ่มโรคปอดที่มีการแพร่กระจายมีสัดส่วนเปอร์เซ็นต์ที่สูงมากในบรรดาภาพซีทีสแกนทรวงอกทั้งหมด ตัวอย่างของกลุ่มโรคดังกล่าวได้แก่ ปอดบวมในผนังถุงลม และถุงลมโป่งพอง  การตีความและวินิจฉัยโดยอ้างอิงภาพซีทีเหล่านี้จะต้องอาศัยความรู้และประสบการณ์เป็นอย่างมาก และต้องใช้เวลาค่อนข้างนาน จึงก่อให้เกิดปัญหาต่อแพทย์ที่ทำการรักษา ด้วยเหตุนี้จึงมีความต้องการสำหรับเทคโนโลยีที่จะช่วยดึงข้อมูลเคสผู้ป่วยที่คล้ายคลึงกันจากในอดีต พร้อมด้วยข้อมูลการตรวจวินิจฉัยและการรักษาที่แพทย์สามารถใช้อ้างอิงในการตัดสินใจ และปรับปรุงประสิทธิภาพในการตีความและวินิจฉัย

ปัญหา

        ปัจจุบัน มีเทคโนโลยีที่ช่วยให้แพทย์สามารถระบุบริเวณโฟกัสในภาพสไลซ์ภาพหนึ่ง และดึงข้อมูลผู้ป่วยรายอื่นๆ ที่มีภาพสไลซ์ที่คล้ายคลึงกัน  เทคโนโลยีดังกล่าวมีประโยชน์ในกรณีที่ภาพเงาผิดปกติกระจุกตัวอยู่ที่จุดเดียว เช่น ในกรณีของมะเร็งปอดระยะแรก อย่างไรก็ตาม ในกรณีของโรคปอดที่มีการแพร่กระจาย ภาพเงาที่ผิดปกติจะกระจายทั่วอวัยวะในทุกทิศทาง ดังนั้น การดึงข้อมูลด้วยวิธีนี้จึงอาจพบเคสผู้ป่วยที่ดูเหมือนว่าคล้ายกันในบางภาพสไลซ์ แต่อาจไม่เหมือนกันในแบบ 3 มิติ ในกรณีเช่นนี้ แพทย์จะต้องตรวจสอบผลลัพธ์อีกครั้งเพื่อให้แน่ใจว่ามีความคล้ายกันในแบบ 3 มิติ ซึ่งจะต้องใช้เวลานานทีเดียวในการตรวจสอบ (รูปที่ 1)

รูปที่ 1: เทคโนโลยีที่มีอยู่สำหรับการดึงข้อมูลเคสผู้ป่วยที่คล้ายกัน

เกี่ยวกับเทคโนโลยีใหม่ที่เพิ่งได้รับการพัฒนา

      ฟูจิตสึ ลาบอราทอรี่ส์ ให้ความสนใจต่อวิธีการที่แพทย์ใช้ในการระบุความคล้ายกันของภาพซีที โดยมีการแบ่งอวัยวะออกเป็นส่วนต่างๆ ในรูปแบบ 3 มิติ เช่น ส่วนรอบนอก แกนหลัก ด้านบน ด้านล่าง ด้านซ้าย และด้านขวา รวมไปถึงวิธีการที่แพทย์ตรวจสอบการกระจายตัวของภาพเงาที่ผิดปกติในแต่ละพื้นที่ เพื่อให้สามารถตรวจสอบปัญหานี้ในลักษณะเดียวกันกับแพทย์ ฟูจิตสึ ลาบอราทอรี่ส์ จึงได้พัฒนาเทคโนโลยีที่ใช้ AI ซึ่งสามารถดึงภาพซีทีที่มีการกระจายตัวของภาพเงาที่ผิดปกติในแบบ 3 มิติ โดยใช้การวิเคราะห์ภาพเพื่อแบ่งพื้นที่ภายในอวัยวะโดยอัตโนมัติ ซึ่งอาจเป็นการยากที่จะระบุขอบเขตของพื้นที่ต่างๆ ด้วยตาเปล่า และมีการใช้เทคโนโลยี Machine Learning เพื่อระบุภาพเงาผิดปกติในแต่ละพื้นที่ เทคโนโลยีที่ใช้ในการระบุภาพเงาผิดปกติได้รับการพัฒนาร่วมกับบริษัท ฟูจิตสึ อาร์แอนด์ดี เซ็นเตอร์ จำกัด

รูปที่ 2: วิธีที่แพทย์ใช้ในการวิเคราะห์ภาพ

       ด้วยเทคโนโลยีนี้ จะมีการระบุภาพเงาที่ผิดปกติจากภาพซีทีโดยใช้ Machine Learning (รูปที่ 3(a))  จากนั้นด้วยการประเมินขอบเขตของส่วนแกนหลักและส่วนรอบนอกโดยอ้างอิงส่วนที่ชัดเจนของภาพซีทีที่เกี่ยวข้อง เทคโนโลยีนี้จะแบ่งปอดออกเป็นบริเวณแกนหลักและพื้นที่รอบนอก (รูปที่ 3(b)) ต่อจากนั้น ตามแกนของร่างกายในแนวขึ้นและลง เทคโนโลยีดังกล่าวจะสร้างภาพฮิสโตแกรม (รูปที่ 3(c)) ของจำนวนภาพเงาที่ผิดปกติตรงบริเวณส่วนแกนหลักและส่วนรอบนอก แล้วตรวจสอบการกระจายตัวแบบ 3 มิติของภาพเงาที่ผิดปกติ เพื่อดึงข้อมูลเคสผู้ป่วยที่คล้ายคลึงกัน

      รูปที่ 3: เทคโนโลยีที่พัฒนาขึ้นใหม่สำหรับการดึงข้อมูลเคสผู้ป่วยที่คล้ายกัน

ผลลัพธ์ที่ได้

     ในการศึกษาวิจัยร่วมกับศาสตราจารย์คาซูโอะ อาวาอิ จากแผนกรังสีวิทยาเพื่อการวินิจฉัย สถาบันและบัณฑิตวิทยาลัยวิทยาศาสตร์ชีวการแพทย์ มหาวิทยาลัยฮิโรชิม่า ผลลัพธ์ของการทดลองเพื่อประเมินผลแสดงให้เห็นว่า เมื่อมีการทดสอบเทคโนโลยีนี้โดยใช้ภาพซีทีของโรคปอดที่มีการแพร่กระจาย เทคโนโลยีนี้สามารถดึงข้อมูลเคสที่คล้ายกันได้อย่างแม่นยำราว 85% ในการดึงข้อมูลที่ดีที่สุดห้าอันดับแรก โดยเทียบกับคำตอบที่ถูกต้องตามที่แพทย์ได้ระบุไว้  คาดว่าเทคโนโลยีนี้จะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพของงานตรวจวินิจฉัย ซึ่งก่อนหน้านี้แพทย์ต้องทำงานดังกล่าวด้วยตนเอง เช่น การค้นหาข้อมูลเคสผู้ป่วยที่คล้ายคลึงกัน ทั้งยังอาจช่วยลดระยะเวลาการตรวจวินิจฉัยให้เหลือเพียง 1 ใน 6 ของเวลาที่เคยใช้ก่อนหน้านี้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับเคสผู้ป่วยที่มีความซับซ้อนและต้องใช้เวลานานในการตรวจสอบ

แผนการสำหรับอนาคต

      เทคโนโลยีนี้นอกจากจะนำไปใช้กับการวินิจฉัยโรคปอดที่มีการแพร่กระจายแล้ว ยังสามารถประยุกต์ใช้กับเทคนิคการวินิจฉัยภาพถ่ายทางการแพทย์อื่นๆ เช่น ภาพซีทีของศีรษะและกระเพาะอาหาร และภาพเอ็มอาร์ไอ (Magnetic Resonance Imaging - MRI) รวมไปถึงอัลตราซาวด์  ฟูจิตสึ ลาบาทอรี่ จะดำเนินการทดลองภาคสนามโดยใช้ภาพซีทีสำหรับเคสผู้ป่วยที่หลากหลาย โดยมีจุดมุ่งหมายที่จะเพิ่มประสิทธิภาพการรักษาพยาบาล ด้วยการปรับใช้เทคโนโลยีนี้ร่วมกับโซลูชั่นที่เกี่ยวข้องจากบริษัทฟูจิตสึ

      ความเห็นของศาสตราจารย์คาซูโอะ อาวาอิ จากแผนกรังสีวิทยาเพื่อการวินิจฉัย สถาบันและบัณฑิตวิทยาลัยวิทยาศาสตร์ชีวการแพทย์ มหาวิทยาลัยฮิโรชิม่า

      เราสามารถสาธิตให้เห็นถึงความเป็นไปได้ในการดึงข้อมูลภาพซีทีที่มีภาพเงาผิดปกติในลักษณะที่คล้ายคลึงกัน และการกระจายตัวในแบบ 3 มิติมีนัยยะที่สำคัญในทางการแพทย์ ในอนาคต เทคโนโลยีนี้จะช่วยให้แพทย์ได้รับข้อมูลที่มีประโยชน์ในทางการรักษา ด้วยการดึงภาพซีทีที่คล้ายกันจากเคสผู้ป่วยที่ยากแก่การตรวจวินิจฉัยและรักษา และเราคาดการณ์ว่าเทคโนโลยีนี้จะช่วยปรับปรุงความแม่นยำและประสิทธิภาพการรักษาพยาบาลได้เป็นอย่างมาก ด้วยการจัดกลุ่มภาพที่คล้ายคลึงกันในแง่ของสัณฐาน และตรวจสอบว่ามีความผิดปกติร่วมทางพันธุกรรมภายในกลุ่มเหล่านี้หรือไม่ เทคโนโลยีนี้อาจนำเสนอแนวคิดใหม่ๆ เกี่ยวกับโรคต่างๆ และขยายความเป็นไปได้ในการประยุกต์ใช้งานทางการแพทย์ที่หลากหลาย นับเป็นเทคโนโลยีที่เปี่ยมด้วยศักยภาพและมอบความหวังสำหรับอนาคตอย่างแท้จริง

เกี่ยวกับฟูจิตสึ

         ฟูจิตสึเป็นบริษัทชั้นนำด้านเทคโนโลยีสารสนเทศและการสื่อสาร (ไอซีที) ของญี่ปุ่น นำเสนอผลิตภัณฑ์ โซลูชั่น และบริการทางด้านเทคโนโลยีที่หลากหลาย  พนักงานของฟูจิตสึราว 155,000 คนให้บริการแก่ลูกค้าในกว่า 100 ประเทศทั่วโลก เราใช้ประโยชน์จากประสบการณ์ที่ยาวนานและพลังของเทคโนโลยีไอซีทีเพื่อสร้างสรรค์อนาคตของสังคมที่ดีกว่าร่วมกับลูกค้าของเรา บริษัท ฟูจิตสึ จำกัด (TSE: 6702) มีรายได้รวม 4.5 ล้านล้านเยน (40,000 ล้านดอลลาร์สหรัฐฯ) สำหรับปีงบประมาณสิ้นสุดวันที่ 31 มีนาคม 2560  ดูรายละเอียดเพิ่มเติมที่เว็บไซต์ http://www.fujitsu.com/

เกี่ยวกับฟูจิตสึ ลาบอราทอรี่ส์

        บริษัท ฟูจิตสึ ลาบอราทอรี่ส์ (Fujitsu Laboratories Ltd.) ก่อตั้งขึ้นเมื่อปี พ.ศ. 2511 เป็นบริษัทในเครือของฟูจิตสึ และเป็นหนึ่งในศูนย์วิจัยระดับชั้นนำของโลก ด้วยเครือข่ายห้องปฏิบัติการที่ครอบคลุมทั่วโลก ทั้งในญี่ปุ่น จีน สหรัฐฯ และยุโรป โดยดำเนินการศึกษาวิจัยพื้นฐานและเชิงประยุกต์ที่หลากหลายในส่วนที่เกี่ยวกับบริการแห่งอนาคต (Next-generation Services) เซิร์ฟเวอร์คอมพิวเตอร์ เครือข่าย อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ และวัสดุขั้นสูง ดูข้อมูลเพิ่มเติมได้ที่เว็บไซต์ see: http://www.fujitsu.com/jp/group/labs/en/