การเตรียมชุดข้อมูลตัวอย่างขาเข้าจากแบบจำลองทางคอมพิวเตอร์ ของกระดูกผู้สูงอายุสำหรับการเรียนรู้ของเครื่องกลเพื่อใช้ในการพยากรณ์ และหาแนวทางป้องกันกระดูกหักในผู้สูงอายุ

Abstract

ประเทศไทยกำลังจะเข้าสู่สังคมผู้สูงอายุโดยสมบูรณ์ ภาวะโรคกระดูกพรุนก็เป็นอีกโรคหนึ่งที่อาจจะพบเจอได้บ่อยขึ้นเนื่องจากเป็นโรคที่พบมากในหมู่ผู้สูงอายุทั่วโลก ภาวะกระดูกพรุนจะเพิ่มความเสี่ยงในการแตกหักเสียหายของกระดูกและเมื่อเกิดการแตกหักเสียหายของกระดูกก็จะเป็นปัจจัยที่ทำให้เกิดการเสียชีวิตเพิ่มขึ้นสำหรับผู้สูงอายุ หากสามารถพยากรณ์การแตกหักของกระดูกสำหรับผู้สูงอายุที่มีภาวะกระดูกพรุน และหาแนวทางป้องกันการเกิดภาวะกระดูกหักก่อนที่จะเกิดขึ้นแก่ผู้สูงอายุได้จะเป็นการช่วยลดอันตราย การสูญเสียทรัพย์สิน การเสียเวลาและการเสียชีวิตของผู้สูงอายุ ภาพทางการแพทย์ที่ได้มาไม่ว่าจะเป็นจากการใช้ในการวินิจฉัยภาวะกระดูกหักโดยตรงหรือใช้ในการวินิจฉัยโรคอื่นๆ สามารถนำมาต่อยอดโดยการใช้งานร่วมกับเทคนิคการสร้างแบบจำลองทางคอมพิวเตอร์เพื่อวิเคราะห์ด้วยระเบียบวิธีไฟไนต์เอลิเมนต์ที่ใช้สำหรับศึกษาคุณสมบัติทางกลศาสตร์ซึ่งถูกนำมาใช้งานทั้งในการช่วยวินิจฉัย รักษาและอาจรวมไปถึงการพยากรณ์ภาวะต่างๆ ทางการแพทย์อย่างแพร่หลาย เพื่อนำไปใช้ในการวิเคราะห์ พยากรณ์การแตกหักของกระดูกสำหรับผู้สูงอายุที่มีภาวะกระดูกพรุนได้ แต่เป็นที่น่าเสียดายที่ว่าเทคนิคการวิเคราะห์แบบนี้ ยังคงถูกใช้อยู่ในงานวิจัยในระดับห้องปฏิบัติการเพียงเท่านั้น ทั้งนี้เนื่องจากความจำเป็นที่จะต้องใช้ทรัพยากรค่อนข้างมาก หากมีการนำผลการวิเคราะห์ที่ได้จากหลายๆ กรณีที่มีจำนวนมากเพียงพอมารวมกันเพื่อใช้เป็นชุดตัวอย่างขาเข้าสำหรับให้ระบบการเรียนรู้ของเครื่องกลได้ใช้ในการเรียนรู้ เพื่อลดขั้นตอนการดำเนินงานที่ใช้อยู่ในปัจจุบัน อาจจะทำให้ได้ผลการวินิจฉัยหรือผลการทำนายที่รวดเร็วขึ้นแต่ยังคงไว้ซึ่งความแม่นยำเมื่อเปรียบเทียบกับเทคนิคดั้งเดิม ดังนั้นการศึกษาในโครงการวิจัยนี้จึงมีวัตถุประสงค์เพื่อทำการพยากรณ์การแตกหักเสียหายของกระดูกในผู้สูงอายุอันเนื่องมาจากการทำกิจกรรมต่างๆ และทำการศึกษาเกี่ยวกับความเป็นไปได้ในการรวบรวมผลการวิเคราะห์ทางชีวกลศาสตร์ที่ได้ มาใช้เป็นชุดตัวอย่างขาเข้าสำหรับให้ระบบการเรียนรู้ของเครื่องกลได้ใช้ในการเรียนรู้ในอนาคต เพื่อแทนที่ขั้นตอนของการดำเนินการในส่วนของการวิเคราะห์ด้วยระเบียบวิธีไฟไนต์เอลิเมนต์ที่ใช้อยู่ในปัจจุบัน จากการศึกษาทำให้สามารถอนุมานได้ว่าภาวะของโรคกระดูกพรุนจะส่งผลอย่างมากในด้านความสามารถในการส่งผ่านแรงภายนอกที่มากระทำ โดยภาระในการรับแรงกระทำจากภายนอกจะตกเป็นของเนื้อกระดูกบริเวณที่ยังคงมีค่าความหนาแน่นของมวลกระดูกในระดับสูง แต่เนื้อกระดูกลักษณะที่ว่านี้จะมีอยู่ไม่มากในผู้ป่วยที่ประสบภาวะโรคกระดูกพรุน ดังนั้นภาวะของโรคกระดูกพรุนจึงมีความเป็นไปได้ที่จะส่งผลต่อความแข็งแกร่งของกระดูกโดยตรง นอกเหนือจากนั้น จากการศึกษายังพบว่า ค่าความหนาแน่นของมวลกระดูกที่ได้จากภาพทางการแพทย์กับค่าความเค้นที่เกิดขึ้นจากการวิเคราะห์ทางคอมพิวเตอร์ด้วยระเบียบวิธีไฟไนต์เอลิเมนต์ เมื่อได้รับแรงในสภาวะต่างๆ สำหรับแต่ละเอลิเมนต์ มีความสัมพันธ์กันและอาจจะมีความเป็นไปได้ของการใช้ระบบการเรียนรู้ของเครื่องกลเพื่อแทนที่การวิเคราะห์ทางวิศวกรรมด้วยระเบียบวิธีไฟไนต์เอลิเมนต์ นำมาสู่การที่จะสามารถลดขั้นตอนในส่วนของไฟไนต์เอลิเมนต์ไปได้ เพื่อให้ได้มาซึ่งผลการวินิจฉัยหรือผลการทำนายที่รวดเร็วขึ้นแต่ยังคงไว้ซึ่งความแม่นยำ