ส่องนวัตกรรม 'เอไอตรวจโควิดกลายพันธุ์' แม่นยำสูง 99%

ปัจจุบัน 'โควิด-19' สายพันธุ์อังกฤษ เป็นสายพันธุ์ที่แพร่กระจายอย่างรวดเร็วในขณะนี้ นอกจากนี้ ยังเริ่มพบการระบาดของ 'สายพันธุ์อินเดีย' ที่แคมป์คนงานหลักสี่ กระจายสู่หลายจังหวัด รวมถึง สายพันธุ์แอฟริกาใต้ ที่พบใน อ.ตากใบ จ.นราธิวาส การวิเคราะห์สายพันธุ์ได้อย่างรวดเร็ว จะช่วยให้การควบคุมโรคเป็นไปได้อย่างทันท่วงที

ที่ผ่านมา กรมวิทยาศาสตร์การแพทย์ และเครือข่ายห้องปฏิบัติการของมหาวิทยาลัย เช่น จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย คณะแพทยศาสตร์โรงพยาบาลรามาธิบดี มหาวิทยาลัยสงขลานครินทร์ ได้ทำการเฝ้าระวังการเปลี่ยนแปลงสายพันธุ์เชื้อไวรัสก่อโรค 'โควิด-19' ในประเทศ เก็บข้อมูลเฝ้าระวังสายพันธุ์ เพื่อสามารถนำข้อมูลไปใช้ประโยชน์ต่อการควบคุมป้องกันโรค การรักษา และการวิจัยพัฒนาองค์ความรู้ต่างๆ ในประเทศ

จากการสุ่มตรวจเฝ้าระวังสายพันธุ์เชื้อไวรัสซาร์ส-โควี-2 (SARS-CoV-2) ตั้งแต่เดือน เมษายน-มิถุนายน 2564 รวมจำนวน 4,185 ราย พบว่า สายพันธุ์อัลฟา (อังกฤษ) มีการพบมากที่สุดในประเทศไทย จำนวน 3,703 ราย คิดเป็นร้อยละ 88.48 สายพันธุ์เดลตา (อินเดีย) จำนวน 348 ราย คิดเป็นร้อยละ 8.32 สายพันธุ์ดั้งเดิม (B.1 (dade G), B.1 (dade GH), B.1.1.1 (dade GR) จำนวน 98 ราย คิดเป็นร้อยละ 2.34 สายพันธุ์เบตา (แอฟริกาใต้) จำนวน 26 ราย คิดเป็นร้อยละ 0.62 สายพันธุ์ B.1.524 จำนวน 10 ราย คิดเป็นร้อยละ 0.24

การตรวจวิเคราะห์การกลายพันธุ์ของ 'โควิด-19' ใน 1 ตัวอย่าง ซึ่งต้องถอดรหัสพันธุกรรมมาวิเคราะห์ ใช้การคำนวณนาน 1-2 ชั่วโมง ล่าสุด สถาบันเทคโนโลยีพระจอมเกล้าเจ้าคุณทหารลาดกระบัง ('สจล.') ร่วมกับ โรงพยาบาลรามาธิบดี และคณะแพทยศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหิดล พัฒนาเทคโนโลยี 'เอไอตรวจโควิดกลายพันธุ์' เพื่อให้แพทย์สามารถตรวจหาสายพันธุ์โควิดได้อย่างแม่นยำ และพร้อมส่งต่อผู้ป่วยเพื่อเข้ารับการรักษาได้รวดเร็วยิ่งขึ้น 

ข่าวที่เกี่ยวข้อง

• 'สจล.' ส่งมอบ 'รถเก็บเชื้อชีวนิรภัย' ตรวจโควิดเร็วขึ้น 3 เท่า    
• สจล.รุดพัฒนานวัตกรรมช่วยแพทย์สู้โควิด โชว์ 'เอไอวัดสัญญาณชีพทางไกล'
• 9 นวัตกรรมสจล.ช่วยผู้ป่วยโควิด-19

 

• ตรวจ 'โควิด-19' ได้ 8 สายพันธุ์

รศ.ดร.ศิริเดช บุญแสง คณบดีคณะเทคโนโลยีสารสนเทศ สถาบันเทคโนโลยีพระจอมเกล้าเจ้าคุณทหารลาดกระบัง (สจล.) อธิบายว่า สถานการณ์การแพร่ระบาดที่ผ่านมา ตรวจพบสายพันธุ์ไวรัสก่อโรค 'โควิด-19' จำนวนมาก การแพร่ระบาดของ 'โควิด-19' เปลี่ยนไป พบการ 'กลายพันธุ์' ไม่ว่าจะสายพันธุ์อังกฤษ 'สายพันธุ์อินเดีย' และแอฟริกาใต้ ทำให้ลักษณะการศึกษาเปลี่ยน คนไข้จะอยู่ในรพ.นานขึ้น อย่างไรก็ตาม ที่ผ่านการวิเคราะห์โควิด 'กลายพันธุ์' ใช้การคำนวณนาน 1-2 ชั่วโมง ต่อ 1 ตัวอย่าง

สจล. โดยคณะแพทยศาสตร์ มีความร่วมมือกับ ศ.เกียรติคุณ ดร.วสันต์ จันทราทิตย์ หัวหน้าศูนย์จีโนมทางการแพทย์ คณะแพทยศาสตร์ โรงพยาบาลรามาธิบดี มหาวิทยาลัยมหิดล ทำการศึกษาว่าจะทำอย่างไรให้ลดเวลาลง ซึ่งต้องใช้ เอไอเข้ามาช่วย เป็นที่มาของการพัฒนา 'เอไอตรวจโควิดกลายพันธุ์'

• ตรวจเชื้อ 'กลายพันธุ์' แม่นยำใน 30 วินาที

ประสิทธิภาพเทคโนโลยี ดังกล่าวมีด้วยกัน 2 ส่วน คือ 1. สามารถบ่งชี้สายพันธุ์ของเชื้อ 'โควิด-19' ได้ถึง 8 สายพันธุ์  อาทิ สายพันธุ์ B.1.1.7 จากอังกฤษ สายพันธุ์ B.1.351 จากแอฟริกาใต้ สายพันธุ์ B.1.1.28 หรือ P1 จากบราซิล สายพันธุ์ B.1.617.1, B.1.617.2 และ B.1.617.3 จากอินเดีย สายพันธุ์ที่ระบาดในชุมชน B.1.36.16 จาก สมุทรสาคร ปทุมธานี และ กทม.

ซึ่งช่วยแพทย์ลดขั้นตอนการวิเคราะห์ แยกแยะ และคาดการณ์การกระจายตัวของสายพันธุ์ต่าง ๆ ได้อย่างมีประสิทธิภาพ โดยล่าสุดสามารถตรวจเจอโควิดสายพันธุ์ลูกผสม อินเดีย-อังกฤษ ได้แล้ว และ 2. ตรวจตำแหน่งที่กลายพันธุ์ของเชื้อไวรัส 'โควิด-19' ด้วยการค้นหาตำแหน่ง 'กลายพันธุ์' ที่เป็นที่น่ากังวล (Variant of Concern; VOCs) ซึ่งมีความถูกต้องถึง 99% ใน 30 วินาที

• การทำงาน 'เอไอตรวจโควิดกลายพันธุ์'

ทั้งนี้ ขั้นตอนการทำงาน ประกอบด้วย 3 ขั้นตอน คือ 1. นำเข้าข้อมูลสารพันธุกรรมทั้งหมด หรือจีโนมที่ได้ทั้งแบบเดี่ยว หรือแบบหลาย ๆ จีโนมพร้อมกัน เข้าโปรแกรม 2. วิเคราะห์สายพันธุ์ของเชื้อ'โควิด-19' และ 3. ประมวลผลในรูปแบบชื่อของสายพันธุ์ (กรณีตรวจพบเชื้อกลายพันธุ์จะแสดงผลเป็นสีแดง พร้อมแสดงตำแหน่งกลายพันธุ์ (VOCs) บนจีโนม แต่หากไม่พบเชื้อจะเป็นสีเทา)

“ง่ายๆ คือ เอารหัสพันธุกรรมมาเรียงเป็นบาร์โค้ด และเข้ากระบวนการเอไอ แยกว่าแต่ละตัวอย่างที่เข้ามาเป็นสายพันธุ์ชนิดไหน สามารถแสดงผลออกมาได้ใช้เวลาประมาณ 1,000 ตัวอย่าง ภายใน 30 วินาที  ซึ่งเทคโนโลยีดังกล่าว มีประโยชน์อย่างมาก เช่น ตอนที่ตรวจพบสายพันธุ์แอฟริกาใต้ที่ อ.ตากใบ จ.นราธิวาส หากวันนั้น อาจารย์วสันต์ไม่ตรวจพบ แล้วปล่อยให้แอฟริกาใต้แพร่เข้ามาจะเกิดขึ้นกับไทย”

“การที่เราเห็นตรวจพบก่อนล่วงหน้า จะมีส่วนช่วยให้ กระทรวงสาธารณสุข จำกัดการระบาดอยู่ในขอบเขต นอกจากนี้ ยังได้ทดลองจีโนมผสมกันระหว่างอังกฤษและอินเดีย หมายความว่าหากมีสายพันธุ์อินเดีย และสายพันธุ์อังกฤษผสมกัน โปรแกรมจะสามารถตรวจเจอก่อน ทำให้สามารถป้องกันได้เร็วขึ้น เป็นจุดเด่นที่เอไอช่วยตรวจพบสายพันธุ์ต่างๆ ได้รวดเร็ว” รศ.ดร.ศิริเดช กล่าว

สำหรับนวัตกรรมนี้ อยู่ระหว่างลงนามบันทึกข้อตกลงความร่วมมือ (MOU) และยื่นจดสิทธิบัตรร่วมกันระหว่างหน่วยงาน ได้แก่ 'สจล.' โรงพยาบาลรามาธิบดี และคณะแพทยศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหิดล ก่อนจะขยายผลในการถ่ายทอดนวัตกรรมแก่หน่วยงานที่สนใจเป็นลำดับต่อไป

• 'สจล.' เดินหน้า พัฒนานวัตกรรมการแพทย์

ด้าน ศ.นพ.อนันต์ ศรีเกียรติขจร คณบดี คณะแพทยศาสตร์ สถาบันเทคโนโลยีพระจอมเกล้าเจ้าคุณทหารลาดกระบัง (สจล.) กล่าวเสริมว่า 'สจล.' ได้เดินหน้าพัฒนานวัตกรรมการแพทย์ หรือ Health Tech เพื่อรองรับการรักษาในยุคดิจิทัล ผ่านการประยุกต์ใช้เทคโนโลยีเอไอ (AI) ไอโอที (IoT) มาช่วยในการรักษาทางการแพทย์ โดยในวิกฤต 'โควิด-19' นักวิจัย 'สจล.' สามารถพัฒนานวัตกรรมเอไอได้อย่างน่าสนใจและมีประสิทธิภาพในการรักษาที่สูง อาทิ 'เอไอตรวจโควิดกลายพันธุ์' ครั้งแรกของโลก ที่สามารถตรวจพบและระบุตำแหน่งโควิด 'กลายพันธุ์' ที่น่ากังวล (VOCs) ได้ถึง 8 สายพันธุ์ และล่าสุดสามารถตรวจเจอโควิดสายพันธุ์ลูกผสม อินเดีย-อังกฤษ ได้

นอกจากนี้ ยังมี “Cloud Design วัดสัญญาณชีพ ครั้งแรกของไทย” ที่ช่วยให้แพทย์สามารถติดตามอาการผู้ป่วย ณ โรงพยาบาลสนาม ได้แบบใกล้ชิดและไร้การสัมผัส “แอปฯ ตรวจเชื้อโควิดแบบเรืองแสง” ช่วยแพทย์รู้ผลผู้ติดเชื้อใน 45 นาที เร็วกว่าการตรวจผ่านห้องแลปถึง 3 เท่า และ “เมนูกระตุ้นภูมิคุ้มกัน-ป้องกันโควิด” ที่มีสมุนไพรไทยเป็นองค์ประกอบในอาหาร ให้สาระสำคัญที่มีส่วนเสริมภูมิคุ้นกันและป้องกันโควิดจำนวนมาก