การประเมินมวลกระดูกด้วยโมเดลคณิตศาสตร์

      เนื่องจากปัจจุบันโลกเรากำลังเข้าสู่สังคมสูงวัย ซึ่งประชากรจำนวนมากในวัยนี้ ต้องประสบปัญหาสุขภาพ โดยเฉพาะปัญหาโรคเกี่ยวกับกระดูก เช่น โรคกระดูกพรุน ซึ่งเกี่ยวข้องกับกระบวนการการสร้างและทำลายกระดูก ซึ่งเกิดขึ้นภายในร่างกายของเราเอง และเป็นที่กันว่าปกติแล้วการวัดปริมาณเซลล์กระดูก รวมไปถึงมวลกระดูกในร่างกายมนุษย์ เป็นกระบวนการที่ซับซ้อน ใช้เงินเยอะ จึงคิดว่าไม่เหมาะสมที่จะต้องประเมินสถานการณ์ด้วยต้นทุนที่สูงนี้ และด้วยความที่ได้ศึกษาเกี่ยวกับคณิตศาสตร์มาด้วย จึงคิดว่าถ้าเราใช้เครื่องมือทางคณิตศาสตร์มาช่วยในการประเมินหรือคำนวณได้ จะทำให้ประหยัดเงินส่วนนี้ได้มาก ถึงแม้จะไม่ได้แม่นยำเท่ากับการวัดจริงด้วยเครื่องมือทางวิทยาศาสตร์การแพทย์ก็ตาม แต่ก็สามารถประเมินสถานการณ์เบื้องต้นได้

     โมเดลทางคณิตศาสตร์สามารถศึกษาการเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นได้ จะสามารถช่วยประเมินสถานการณ์ได้ในเบื้องต้น ซึ่งสามารถลดค่าใช้จ่ายในการวัดค่าจริงในกรณีที่ความเสี่ยงไม่สูงได้ 

     เรื่องค่าใช้จ่ายที่สูง น่าจะเป็นข้อจำกัดหลัก และปัจจุบันการวัดเกี่ยวกับกระดูกที่ใช้ตรวจคือ การวัดความหนาแน่นของกระดูก หรือ Bone minineral density ซึ่งเป็นคนละแนวทางกับ Bone mass density ที่โมเดลนี้ใช้คำนวณ

    ในกระบวนการศึกษาเราได้ศึกษา 4 ปัจจัยหลักที่เกี่ยวข้องกับกระบวนการสร้างกระดูก ได้แก่ เซลล์สร้างกระดูก (Osteoblasts), เซลล์สลายกระดูก (Osteoclasts), เซลล์กระดูก (Osteocytes) และมวลกระดูก (Bone Mass) โดยความสัมพันธ์ของ 4 ตัวละครหลักนี้ จะประสานสัมพันธ์กันในการสร้างและสลายกระดูก โดยอาศัยการทำงานนี้ จึงสามารถสร้างโมเดลที่อธิบายการทำงานของ 4 ปัจจัยนี้ โดยพิจารณาการเปลี่ยนเปลี่ยนแปลงเมื่อเวลาเปลี่ยนแปลงไป ซึ่งจะทำให้เราทราบปริมาณของแต่ละปัจจัยในช่วงเวลาต่าง ๆ ได้

     

     นอกจากพิจารณาการอัตราการเปลี่ยนแปลงแล้ว สิ่งที่สำคัญอีกอย่างของงานวิจัยนี้คือ การพิจารณาหาจุดสมดุล และพิจารณาเสถียรภาพของจุดสมดุล ซึ่งเป็นจุดสำคัญของการพิจารณาสุขภาพดี หรือมีแนวโน้มจะมีโรคทางกระดูก ถ้าอธิบายให้เข้าใจง่าย ๆ สุขภาพดีคือ ภาวการณ์ทำงานเซลล์สร้างกระดูก และเซลล์สลายกระดูก อยู่ในจุดสมดุลพอดี การสร้างใหม่เกิดขึ้นในอัตราที่สอดคล้องกับการสลายกระดูกเก่า ทำให้ความแข็งแรงของกระดูกคงที่และเหมาะสม แต่สำหรับสภาวะที่จะมีโรค อาจจะเกิดจากเซลล์สลายกระดูกทำงานมากกว่าและรวดเร็วกว่าเซลล์สร้างกระดูกมาก ทำให้ความแข็งแรงของกระดูกลดลงเรื่อย ๆ จนทำให้เป็นโรคกระดูกพรุนได้ รวมไปถึงกรณีที่เซลล์กระดูกเองมีปัญหาในกระบวนการส่งสัญญาณไปกระตุ้นการทำงานของเซลล์สร้างและเซลล์สลายกระดูก จะทำให้ระบบโดยรวมมีปัญหา

    

     โมเดลทางคณิตศาสตร์ที่ถูกสร้างขึ้นมานี้ จะพยายามอธิบายปรากฎการณ์การทำงานนี้ด้วยสมการทางคณิตศาสตร์ เพื่ออธิบายการทำงานของเซลล์ทั้งสามชนิดนี้รวมไปถึงความหนาแน่นของมวลกระดูกด้วย ซึ่งสามารถทดลองปรับเปลี่ยนปัจจัยต่าง ๆ ในคอมพิวเตอร์ เพื่อจำลองสถานการณ์ต่าง ๆ ได้ เช่น ถ้าเพิ่มประสิทธิภาพการทำงานของเซลล์สร้างกระดูกจะเกิดผลอย่างไร ถ้าลดอัตราการทำงานของเซลล์สลายกระดูกจะเกิดอะไรขึ้น เพื่อทำให้เราสามารถเข้าใจการเกิดโรคกระดูก รวมไปถึงสามารถหาแนวทางในการรักษาต่อไปได้

    ได้มีการศึกษาบทความวิจัยที่เกี่ยวข้องกระบวนการนี้ในหลายมุมมอง เช่น ทางการแพทย์ ทางแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ สุดท้ายแล้วเราต้องได้ผลลัพธ์ที่สอดคล้องกับความเป็นจริงด้วย

ในการวิจัยครั้งนี้ มีทีมงานหรือความร่วมมือกับหน่วยงาน/สาขาอื่น ๆ อย่างไรบ้าง?

คำตอบ: ได้ร่วมมือกับนักวิจัยจากมหาวิทยาลัยขอนแก่น ที่มีความชำนาญในด้านโมเดลด้านคณิตศาสตร์เชิงชีววิทยา เพื่อร่วมพัฒนาโมเดลนี้ร่วมกัน

    มเดลที่ถูกพัฒนาขึ้นจะสามารถประเมินความหนาแน่นของมวลกระดูกได้จากการคำนวณปัจจัยต่าง ๆ นำเข้าไปในโมเดล และจะถูกคำนวณออกมาเป็นตัวเลข และกราฟ ซึ่งแตกต่างจากการวัดด้วยมือทางการแพทย์ ที่จะสามารถตรวจวัดออกมาได้โดยตรง

     เนื่องจากโมเดลทางคณิตศาสตร์สามารถช่วยคาดการณ์แนวโน้มในอนาคตต่อไปได้ จากปัจจัยที่ถูกนำเข้าไปในคำนวณในโมเดล ซึ่งจะทำให้ทราบแนวโน้มว่ากระดูกจะเป็นอย่างไรต่อไป ถ้ามีความเสี่ยงที่จะเกิดโรค เราควรจะปรับที่ปัจจัยใด จะทำให้ลดความเสี่ยงที่จะเกิดโรคได้

    อาจจะนำไปสู่การพัฒนาชุดโปรแกรมสำเร็จรูป เพื่อช่วยในการประเมินความเสี่ยงในการเกิดโรคกระดูกต่อไปในอนาคตได้ หรือสามารถนำไปสร้างเครื่องมือที่ตรวจวัดสารในร่างกาย เพื่อวัดปัจจัยต่าง ๆ ตามที่โมเดลต้องการ และคาดการณ์สถานการณ์ในอนาคตเพื่อรายงานแก่ผู้ถูกตรวจต่อไป รวมไปถึงสามารถแนะนำการปฏิบัติตนของผู้ถูกตรวจต่อไป เพื่อรักษาสมดุลของกระดูกได้

       เหมาะสำหรับทุกคนที่อยากทราบแนวโน้มของกระดูกของตนเองต่อไป

       คาดว่าจะช่วยลดต้นทุนได้ เนื่องจากถ้าต้องการทราบแนวโน้มของผู้ถูกตรวจ อาจจะต้องเก็บข้อมูลกระดูกหลายครั้ง เพื่อคาดการณ์แนวโน้ม แต่จากโมเดลนี้ ถ้านำเข้าปัจจัยต่าง ๆ ครบ ในครั้งเดียวก็สามารถคาดการณ์แนวโน้มได้ทันที

       ประโยชน์โดยตรงเบื้องต้น น่าจะส่งผลต่อนักวิจัยทางด้านการแพทย์ รวมไปถึงนักออกแบบเทคโนโลยีทางการแพทย์ ที่จะนำหลักการประเมินด้วยตัวแบบนี้ไปพัฒนาเครื่องมือต่อไป สำหรับประโยชน์โดยอ้อมก็คงเป็นประชาชนทั่วไปที่จะได้ใช้เครื่องมือที่ต่อยอดมาจากเทคโนโลยีนี้หลังจากทำเสร็จแล้ว และทำให้ลดต้นทุนในการเดินทาง ต้นทุนทางการสาธารณสุข ต้นทุนทางเศรษฐกิจ ส่งผลให้ภาพรวมด้านการใช้จ่ายลดลงอย่างมาก

      ถ้าถูกนำไปใช้สร้างเครื่องมือทางการแพทย์ต่อไป ก็จะช่วยลดต้นทุนในการดำรงชีวิต เช่น เวลาที่ต้องไปพบแพทย์ ค่าใช้จ่ายในการตรวจ การรักษา รวมไปถึงจะทำให้ประชาชนตระหนักว่าต้องแก้ไขปัจจัยใด เพื่อจะทำให้ไม่พบปัญหาโรคกระดูก จะทำให้ประชาชนเหลือเวลา มีสุขภาพที่ดี และเหลือเงินในการดำรงชีวิตมากขึ้น ส่งผลต่อคุณภาพชีวิตที่ดีขึ้นด้วย

       โมเดลจะช่วยคาดการณ์สถานการณ์ที่จะเกิดขึ้นในอนาคตได้ ดังนั้นจะสามารถช่วยป้องกัน ลดความเสียงในการเกิดโรคกระดูกได้

       ได้ ดังที่เคยกล่าวมาแล้ว สามารถนำไปพัฒนาเป็นเครื่องตรวจวัดที่สามารถคาดการณ์ได้ว่าผู้ถูกตรวจมีความเสี่ยงที่จะเกิดโรคกระดูกหรือไม่

      มีแผนพัฒนาต่อไป โดยจะต้องศึกษาปัจจัยอื่น ๆ เพิ่มเติมตามงานวิจัย หรือการค้นพบต่อไปในอนาคต เพื่อทำให้มีความแม่นยำมากยิ่งขึ้น

      กรณีนี้อาจจะต้องสร้างความร่วมมือกับนักวิจัยทางการแพทย์และสาธารณสุข เพื่อสร้างเครื่องมือ หรือดูปัจจัยที่เกี่ยวข้อง เพื่อสามารถนำโมเดลนี้ไปใช้ได้กับบุคคลจริงต่อไป

      เรื่องนี้คงต้องได้รับการผลักดันสู่การแลกเปลี่ยนความรู้กับนักวิจัย รวมไปถึงแพทย์เฉพาะทางในด้านนี้ทั้งระดับประเทศ และนานาชาติต่อไป

     เนื่องจากงานวิจัยนี้ยังอยู่ในขั้นที่เรียกว่าเป็นต้นแบบในเชิงการจำลองสถานการณ์ จึงยังไม่ได้เชิญระดับชุมชนเข้ามาเกี่ยวข้องโดยตรงนัก

      เราสามารถวิเคราะห์ปัจจัยที่จะทำให้เกิดความเสี่ยงต่อโรคกระดูก และแจ้งให้ประชาชนตระหนักในจุดนี้ได้ เพื่อที่ทำให้ประชาชนในชุมชนเข้าใจถึงปัจจัยที่ส่งผล และหาแนวทางในการลดความเสี่ยงดังกล่าวได้

      คงต้องมีการให้อธิบายผลที่ได้จากงานวิจัยในรูปแบบที่เข้าใจง่าย ถ่ายทอดให้แก่สังคมรับทราบ เพื่อช่วยให้ประชาชนมีความรู้ในเรื่องนี้ และตระหนักในความเสี่ยงต่าง ๆ

     เนื่องจากเป็นความรู้ใหม่สำหรับตัวนักวิจัยเอง จึงต้องศึกษาหาความรู้เพิ่มเติมเยอะมาก จากบทความ รวมไปถึงงานวิจัยทีเกี่ยวขึ้น แต่ก็มีข้อดีที่มหาวิทยาลัยสนับสนุนทุนวิจัย ทำให้สามารถมีงบประมาณที่จะจัดหาบทความที่เกี่ยวข้อง รวมไปถึงหาเครื่องมือที่มาช่วยสนับสนุนงานวิจัยได้

     นักวิจัยสามารถเริ่มต้นได้จากการมองหาปัญหา แล้วจึงศึกษาปัญหาที่เกิดขึ้น และมองหาวิธีที่จะช่วยแก้ปัญหานี้ จากการศึกษางานวิจัยที่หลากหลายด้าน จะพบแนวทางที่ช่วยแก้ปัญหาดังกล่าวได้

     ควรให้ความสำคัญกับร่างกายของเราเอง โดยเฉพาะกระดูก เนื่องจากเป็นอวัยวะที่สำคัญที่เป็นโครงสร้างหลักของร่างกาย ถ้ากระดูกมีปัญหาก็จะส่งผลโดยตรงต่อการดำรงชีวิตได้ อย่ารอให้กระดูกพรุน หรือหักแล้วค่อยมาดูแล เพราะมันอาจสายเกินไป การดูแลมวลกระดูกคือการลงทุนเพื่อคุณภาพชีวิตที่ดีในระยะยาว ควรเริ่มต้นสะสมกระดูก ลดความเสี่ยงในการสูญเสียมวลกระดูก เพื่อให้เรายังสามารถเคลื่อนไหวได้อย่างอิสระ และใช้ชีวิตได้เต็มที่ในทุกช่วงวัยของชีวิต