แอปสมาร์ทโฟนช่วยประเมินโลหิตจางจากภาพถ่ายหนังตาผู้ป่วย

---

แพทย์วินิจฉัยภาวะโลหิตจางได้อย่างถูกต้องด้วยการใช้การตรวจเลือดเพื่อวัดฮีโมโกลบิน แต่การมองที่ด้านหลังของหนังตาผู้ป่วยอาจเป็นทางเลือกที่ดีถ้าคุณรู้ว่าเนื้อเยื่อควรจะแดงแค่ไหน ขณะนี้คณะทำงานที่ Purdue University ได้พัฒนาเทคโนโลยีที่ช่วยให้แพทย์ใช้ภาพหนังตาด้านในจากโทรศัพท์สมาร์ทโฟนเพื่อให้ได้ผลที่แม่นยำอย่างไม่น่าเชื่อของระดับฮีโมโกลบินในเลือดโดยอัตโนมัติ คาดว่าในไม่ช้านี้จะบูรณาการความสามารถนี้เข้าไปในแอปที่จะทำการวิเคราะห์ภาพที่จำเป็น
          แอปบนสมาร์ทโฟนนำออกมาใช้งานได้แม้ในบางพื้นที่ที่ห่างไกลและขาดแคลนทรัพยากรบนโลกนี้  แม้ในประเทศที่มีการตรวจเลือดพร้อมอยู่แล้ว  การตรวจที่รวดเร็ว ณ จุดรักษาพยาบาลซึ่งจะให้ประมาณการระดับฮีโมโกลบินที่แม่นยำมากนั้นจะเป็นประโยชน์อย่างยิ่งกับผู้ป่วยในหลายๆ กรณี
          แพทย์สามารถทราบว่าผู้ป่วยรายนั้นมีภาวะโลหิตจางหรือไม่ ด้วยการดึงหนังตาลงมาและพิจารณาอาการแดงของหนังตา ซึ่งจะชี้ให้เห็นจำนวนของเซลล์เม็ดเลือดแดง
          แม้แต่ตาของแพทย์เองยังไม่แม่นยำพอที่จะให้คำวินิจฉัยได้หากไม่มีตัวอย่างเลือดจากผู้ป่วย
          วิศวกรที่ Purdue University ได้พัฒนาซอฟต์แวร์ที่จะช่วยบุคลากรทางการแพทย์ในการถ่ายภาพจากหนังตาด้านในของผู้ป่วยด้วยโทรศัพท์สมาร์ทโฟน และได้รับข้อมูลจำนวนฮีโมโกลบินซึ่งเป็นโปรตีนในเซลล์เม็ดเลือดแดงใกล้เคียงความถูกต้องได้ในทันที
          คณะผู้วิจัยกำลังทำงานเพื่อการฝังซอฟต์แวร์ลงในแอปของโทรศัพท์มือถือที่อยู่ระหว่างการพัฒนา  
          แอปสามารถช่วยให้มีการวินิจฉัยโรคและการรักษาได้เร็วขึ้นหรือช่วยให้ผู้ป่วยได้จัดการกับภาวะผิดปกติของเลือดได้ดีขึ้นเมื่ออยู่บ้าน  แอปนี้ยังจะช่วยสถานพยาบาลในประเทศกำลังพัฒนาให้รักษาผู้ป่วยได้ดีขึ้นในสถานการณ์ที่ไม่มีโครงสร้างพื้นฐานในการตรวจทดสอบเลือด
          มีการอธิบายซอฟต์แวร์นี้ในรายงานที่เผยแพร่ในวารสาร Opticaโดย The Optical Society
          การตรวจฮีโมโกลบินในเลือดเป็นงานที่ปฏิบัติเป็นประจำตามความจำเป็นที่หลากหลายของผู้ป่วย ตั้งแต่การคัดกรองสถานะทางสุขภาพทั่วไปเพื่อประเมินความผิดปกติของเลือดจนถึงตรวจหาภาวะเลือดออกหลังจากเกิดแผลบาดเจ็บ
          “เทคโนโลยีนี้จะไม่เข้ามาแทนที่การตรวจเลือดที่ทำมาแต่เดิม แต่จะให้จำนวนฮีโมโกลบินที่สามารถเปรียบเทียบได้รวมทั้งไม่ต้องมีการแทงเข็มเข้าร่างกายและให้ผลแบบเรียลไทม์” Young Kin รองศาสตราจารย์สาขาวิศวกรรมชีวการแพทย์ที่ Purdue University กล่าว
          “ขึ้นอยู่กับระบบของโรงพยาบาล โดยอาจจะใช้เวลา 2-3 ชั่วโมงเพื่อให้ได้ผลการตรวจเลือด ในบางสถานการณ์อาจจะต้องตรวจเลือดหลายครั้ง ซึ่งทำให้มีการเสียเลือดมากขึ้น”
          วิธีใหม่นี้เป็นเทคนิคที่ใช้กันทั่วไปที่สามารถพกพาไปได้ เรียกว่า การวิเคราะห์สเปกโทรสโกปี (spectroscopic analysis) ซึ่งจะตรวจหาฮีโมโกลบินด้วยวิธีการเฉพาะซึ่งจะมีการดูดซับแสงที่สามารถมองเห็นได้  สเปกตรัม (spectrum) ของสัญญาณแสงที่ปรากฏออกมาจะให้ผลการวัดปริมาณฮีโมโกลบินในเลือดอย่างถูกต้อง
          คณะทำงานของ Kim ได้พัฒนาอัลกอริธึมโดยใช้วิธีที่เรียกว่า สเปกโทรสโกปีความคมชัดพิเศษ (super-resolution spectroscopy) เพื่อแปลงภาพจากสมาร์ทโฟนให้เป็นสัญญาณสเปกตรัทดิจิตัลความคมชัดสูง  อัลกอริธึมคำนวณอีกชุดหนึ่งจะตรวจหาและใช้สัญญาณเหล่านี้เพื่อแสดงปริมาณของฮีโมโกลบินในเลือด
          “แนวความคิดนี้ คือ เพื่อให้ได้เสเปกตรัมสีโดยใช้ภาพถ่ายธรรมดา แม้เราจะมีภาพหลายภาพที่แสดงอาการแดงเหมือนกันมาก แต่เราไม่สามารถเห็นความแตกต่างได้ชัดเจน  สเปกตรัมสีจะให้เราเห็นจุดข้อมูลจำนวนมาก ซึ่งเพิ่มโอกาสที่จะพบข้อมูลสำคัญที่มีสหสัมพันธ์สูงกับระดับฮีโมโกลบิน”  Sang Mok Park นักศึกษาปริญญาเอกสาขาวิศวกรรมชีวการแพทย์ที่ Purdue University กล่าว
          เมื่อเทียบกับการวิเคราะห์สเปกโทรสโกปีแอปสมาร์ทโฟนไม่ต้องมีฮาร์ดแวร์เพิ่มเติมใดๆ เพื่อตรวจหาและวัดระดับฮีโมโกลบิน
          คณะทำงานได้สร้างเครื่องมือโดยอาศัยข้อมูลจากการศึกษาผู้ป่วย 153 คนที่ส่งไปรับการตรวดเลือดที่ Teaching and Referral Hospital แห่ง Moi University ในประเทศเคนยา  คณะทำงานของ Kim ได้เริ่มดำเนินการศึกษาในปี 2018 โดยร่วมมือกับโปรแกรม Academic Model Providing Access to Healthcare
          ในขณะที่ผู้ป่วยแต่ละคนรับการตรวจเลือด นักวิจัยได้ถ่ายภาพหนังตาด้านในของผู้ป่วยด้วยสมาร์ทโฟน
          คณะทำงานของ Kim ได้ใช้ข้อมูลนี้เพื่อฝึกอัลกอริธึมความคมชัดพิเศษสเปกตรัมเพื่อดึงข้อมูลจากภาพถ่ายของโทรศัพท์สมาร์ทโฟน
          จากการใช้ผลจากการตรวจเลือดเป็นตัวบ่งชี้หลัก คณะทำงานพบว่าซอฟต์แวร์สามารถให้ผลการวัดสำหรับค่าฮีโมโกลบินในเลือดที่หลากหลายและสามารถเปรียบเทียบได้
          แอปที่อยู่ระหว่างการพัฒนานี้ครอบคลุมคุณลักษณะหลายประการที่ได้รับการออกแบบเพื่อให้คุณภาพของภาพจากสมาร์ทโฟนมีความเสถียรและประสานกับแสงแฟลตของโทรศัพท์เพื่อให้ได้ภาพที่สม่ำเสมอ  แอปยังให้ไกด์ไลน์รูปทรงหนังตาบนจอเพื่อให้แน่ใจว่าผู้ใช้ได้รักษาระยะห่างที่สม่ำเสมอระหว่างกล้องสมาร์ทโฟนกับหนังตาของผู้ป่วย
          “แอปนี้ยังไม่ถูกเบี่ยงเบนโดยสีของผิวหนัง นั่นหมายความว่า เราสามารถได้ผลลัพธ์ที่ดีมากได้ง่ายๆ โดยไม่มีการปรับการวัดเป็นรายบุคคล”  Park กล่าว
          ในการศึกษาทางคลินิกที่แยกต่างหาก คณะทำงานใช้แอปนี้ประเมินระดับฮีโมโกลบินในเลือดของผู้ป่วยโรคมะเร็งที่ Indiana University Melvin และ Bren Simon Comprehensive Cancer Center  คณะผู้วิจัยยังทำงานกับ ShrimadRajchandra Hospital เพื่อพัฒนาอัลกอริธึมที่ดีขึ้นสำหรับโรงพยาบาลและบุคลากรดูแลสุขภาพที่อยู่หน้างานในประเทศอินเดีย
          มีการยืนขอสิทธิบัตรสำหรับเทคโนโลยีนี้ผ่าน Purdue Research Foundation Office of Technology Commercialization  คณะผู้วิจัยกำลังมองหาหุ้นส่วนเพื่อพัฒนาแอปบนสมาร์ทโฟนต่อไป  การศึกษาครั้งนี้ได้รับการสนับสนุนจาก National Institutes of Health, U.S. Agency for International Developmentและ Purdue Shah Family Global Innovation Lab.

คำบรรยายภาพบน
- นักวิจัยกำลังพัฒนาแอปบนสมาร์ทโฟนที่สามารถหาข้อมูลเกี่ยวกับปริมาณฮีโมโกลบินในเลือดของผู้ป่วยได้อย่างแม่นยำจากภาพถ่ายของเปลือกตาด้านใน (ภาพจาก Purdue University/Vincent Walter)
คำบรรยายภาพล่าง
- Sang Mok Parkรวบรวมข้อมูลจากผู้ป่วยในประเทศเคนยาซึ่งถูกส่งต่อให้รับการตรวจฮีโมโกลบินในเลือด  ข้อมูลนี้ช่วยในการพัฒนาอัลกอริธึมขึ้นมา  และอัลกอริธึมนี้จะใช้ข้อมูลจากหนังตาด้านในของผู้ป่วยเพื่อรายงานจำนวนฮีโมโกลบินที่ใกล้เคียงความถูกต้อง (ภาพถ่ายในปี 2019)