ดวงตาเป็นหน้าต่างแห่งดวงใจ – นักวิจัยพัฒนาแอพตรวจมะเร็งและอัลไซเมอร์จากการสแกนดวงตา

ความก้าวหน้าของเทคโนโลยีการวิเคราะห์ภาพถ่ายในปัจจุบันนั้นก่อให้เกิดการประยุกต์ใช้ที่น่าสนใจ และมีประโยชน์ต่อผู้ใช้ทั่วไปมากขึ้นเรื่อยๆ ถึงขั้นที่ว่าทุกวันนี้ โลกเรามีซอฟต์แวร์ที่สามารถตรวจพบโรคร้ายแรงอย่างมะเร็งตับอ่อนและอัลไซเมอร์ผ่านการสแกนภาพดวงตาแล้ว

โปรเจคแรกในการตรวจจับโรคมะเร็งตับอ่อนนั้นเป็นแอพพลิเคชั่นในโทรศัพท์สมาร์ทโฟนซึ่งถูกพัฒนาขึ้นโดยทีมวิจัยจากมหาวิทยาลัยวอชิงตัน แอพ BillScreen ดังกล่าวทำงานด้วยการจับตาดูค่าของสาร bilirubin ที่จะถูกผลิตขึ้นเมื่อร่างกายมีอาการดีซ่านซึ่งส่งผลให้ผิวหนังและตามีสีเหลืองผิดปกติ โดยการเพิ่มขึ้นของ bilirubin ในกระแสเลือดนั้นเป็นหนึ่งในอาการเริ่มแรกของมะเร็งตับอ่อน

แอพ BillScreen นี้ทำงานผ่าน 3 ขั้นตอนง่ายๆ ได้แก่การให้ผู้ใช้ถ่ายภาพตัวเอง หรือที่เรียกกันว่าเซลฟี่ (selfie) ภายใต้เงื่อนไขข้อใดข้อหนึ่งต่อไปนี้ 1) ใช้กล่องกระดาษเพื่อบังแสงที่อาจทำรูปเพี้ยนไป หรือ 2) ถ่ายภาพคู่กับกระจกแก้วที่มีสีเพื่อใช้ในการอ้างอิงสี

เมื่อซอฟต์แวร์ได้รับภาพจากผู้ใช้ มันจะทำการจำแนกส่วนที่เป็นตาขาวออกจากส่วนอื่นๆของภาพ ในเวอร์ชั่นที่ได้ทำ clinical trial ไปแล้วนั้น ซอฟต์แวร์ทำการจำแนกภาพส่วนด้วยอัลกอริทึม GrabCut ที่ถูกพัฒนาขึ้นโดย Microsoft Research ในขณะที่เวอร์ชั่นใหม่ล่าสุดทางทีมได้เปลี่ยนมายืมมือเทคนิค convolutional neural network แทน

ขั้นตอนสุดท้ายของการทำงานของแอพคือการป้อนข้อมูลภาพที่ได้รับจากผู้ใช้ไปยังอัลกอริทึม machine learning เพื่อตรวจว่าผู้ใช้มีแนวโน้มที่จะมีระดับ bilrubin สูงหรือไม่

สำหรับการทดลอง clinical trial ที่ผ่านมาในกลุ่มตัวอย่าง 70 คน BillScreen สามารถตรวจจับผู้ที่มีความเสี่ยงได้โดยมีอัตรา sensitivity (true positive) ร้อยละ 89.7 และมีความแม่นยำ (accuracy) อยู่ที่ร้อยละ 96.8

แม้การทดลองเพียงหนึ่งครั้งจะยังไม่สามารถการันตี BillScreen ในฐานะเครื่องมือวินิจฉัยโรคได้ แต่ทางทีมวิจัยก็หวังว่ามันจะกลายมาเป็นสิ่งที่ช่วยให้แพทย์สามารถเฝ้าระวังอาการของผู้ป่วยด้วยขั้นตอนง่ายๆแทนที่การเจาะเลือดตรวจได้ในเบื้องต้น

โปรเจคที่ 2 ที่ทำการตรวจจับโรคอัลไซเมอร์ระยะเริ่มต้นนั้นเป็นผลงานของนักวิจัยในการร่วมมือระหว่างโรงพยาบาลและสถาบันวิจัย Cedars-Sinai และบริษัท NeuroVision Imaging LLC ที่ได้พัฒนาระบบกล้องและวิเคราะห์ภาพถ่ายรูม่านตาผ่านกล้อง ophthalmic ที่ใช้ในโรคเกี่ยวกับตา โดยการทดลองต้นแบบของระบบนี้ได้รับการตีพิมพ์ลงในวารสาร JCI Insight ด้วย

ทีมวิจัยจาก Cedars-Sinai ค้นพบในปี 2010 ว่าโปรตีนสะสม Beta-amyloid ในพื้นที่บางส่วนของจอตานั้นสามารถบ่งชี้ถึงโรคอัลไซเมอร์ระยะเริ่มต้นได้ การค้นพบในครั้งนี้กลายมาเป็นจุดกำเนิดของบริษัท NeuroVision ที่ปัจจุบันมีระบบสแกนม่านตาผ่านฟิลเตอร์บนกล้อง laser ophthalmoscope ที่สามารถจับสัญญาณ fluorescence ที่ถูกส่งออกมาจากคราบโปรตีนสะสมเหล่านั้นได้ พร้อมทั้งซอฟต์แวร์วิเคราะห์ภาพถ่ายจอตาขั้นสูง

NeuroVision จะทำการทดลอง clinical trial ระบบดังกล่าาวนี้ในประเทศสหรัฐฯ ทวีปยุโรป และออสเตรเลีย และจะมีการเปรียบเทียบระบบกับระบบวินิจฉัยอัลไซเมอร์อื่นที่เป็นมาตรฐานอยู่ในปัจจุบัน โดยทางทีมวิจัยของ Cedars-Sinai และ NeuroVision เชื่อว่าในอนาคตระบบวินิจฉัยดังกล่าวจะสามารถทำงานร่วมกับกล้องที่ราคาถูกและทั่วไปกว่านี้ได้