Original Title: The Role of Explainable AI (XAI) in Medical Imaging: Building Trust and Transparency
Disclaimer: Summary generated by AI based on the provided document. Please refer to the original paper for full scientific accuracy.

តួនាទីរបស់បញ្ញាសិប្បនិម្មិតដែលអាចពន្យល់បាន (XAI) ក្នុងការថតរូបភាពវេជ្ជសាស្ត្រ៖ ការកសាងទំនុកចិត្ត និងតម្លាភាព

ចំណងជើងដើម៖ The Role of Explainable AI (XAI) in Medical Imaging: Building Trust and Transparency

អ្នកនិពន្ធ៖ Oluwaseyi Kolawole Oladele

ឆ្នាំបោះពុម្ព៖ 2025

វិស័យសិក្សា៖ Health Informatics and Artificial Intelligence

១. សេចក្តីសង្ខេបប្រតិបត្តិ (Executive Summary)

បញ្ហា (The Problem)៖ ឯកសារនេះដោះស្រាយបញ្ហានៃធម្មជាតិ 'ប្រអប់ខ្មៅ' (Black-box) របស់ម៉ូដែលបញ្ញាសិប្បនិម្មិត (AI) ក្នុងការថតរូបភាពវេជ្ជសាស្ត្រ ដែលធ្វើឱ្យរាំងស្ទះដល់ទំនុកចិត្តរបស់គ្រូពេទ្យ និងការអនុវត្តដោយសារកង្វះតម្លាភាព។

វិធីសាស្ត្រ (The Methodology)៖ ឯកសារនេះសិក្សាអំពីវិធីសាស្ត្រ កម្មវិធី និងបញ្ហាប្រឈមនានាក្នុងការបញ្ជូលបញ្ញាសិប្បនិម្មិតដែលអាចពន្យល់បាន (XAI) ទៅក្នុងដំណើរការការងារគ្លីនិកប្រចាំថ្ងៃ។

លទ្ធផលសំខាន់ៗ (The Verdict)៖

២. ការវិភាគលើប្រសិទ្ធភាព និងដែនកំណត់ (Performance & Constraints)

វិធីសាស្ត្រ (Method) គុណសម្បត្តិ (Pros) គុណវិបត្តិ (Cons) លទ្ធផលគន្លឹះ (Key Result)
Black-Box Deep Learning Models (e.g., CNNs)
ម៉ូដែល Deep Learning ដែលមិនមានតម្លាភាព (ឧទាហរណ៍៖ CNNs)
មានប្រសិទ្ធភាព និងភាពត្រឹមត្រូវខ្ពស់បំផុតសម្រាប់ការងារវិភាគរូបភាពវេជ្ជសាស្ត្រស្មុគស្មាញ។ ខ្វះសមត្ថភាពបកស្រាយ ឬពន្យល់ពីមូលហេតុនៃការសម្រេចចិត្ត ដែលធ្វើឱ្យគ្រូពេទ្យពិបាកទុកចិត្ត។ ផ្តល់ភាពត្រឹមត្រូវខ្ពស់ក្នុងការធ្វើរោគវិនិច្ឆ័យ ប៉ុន្តែរារាំងដល់ការយកទៅប្រើប្រាស់ក្នុងគ្លីនិកជាក់ស្តែងដោយសារបញ្ហាតម្លាភាព និងបទប្បញ្ញត្តិ។
Post-Hoc Explanation Methods (Grad-CAM, LIME, SHAP)
វិធីសាស្ត្រពន្យល់ក្រោយការព្យាករណ៍ (Grad-CAM, LIME, SHAP)
ផ្តល់ការពន្យល់ជារូបភាពច្បាស់លាស់ (Heatmaps/Saliency maps) ដែលបង្ហាញពីតំបន់សំខាន់ៗលើរូបភាពដោយមិនប៉ះពាល់ដល់ដំណើរការម៉ូដែលដើម។ អាចបន្ថែមភាពស្មុគស្មាញដល់ប្រព័ន្ធ AI ទាំងមូល និងត្រូវការការធ្វើស្តង់ដារសម្រាប់ការវាយតម្លៃ។ ជួយឱ្យគ្រូពេទ្យផ្ទៀងផ្ទាត់ និងជឿជាក់លើលទ្ធផលរបស់ AI ព្រមទាំងជួយរកឃើញកំហុសឬភាពលម្អៀងរបស់ម៉ូដែលបានទាន់ពេលវេលា។
Intrinsically Interpretable Models (Decision Trees, Rule-Based)
ម៉ូដែលដែលអាចបកស្រាយបានពីធម្មជាតិ (Decision Trees, Rule-Based)
ផ្តល់ការពន្យល់ច្បាស់លាស់ផ្អែកលើវិធាន (Rules) ងាយស្រួលយល់ និងបកស្រាយដោយផ្ទាល់ពីដំណើរការនៃការសម្រេចចិត្ត។ ជាទូទៅមិនសូវមានភាពស្មុគស្មាញ និងអាចមានភាពត្រឹមត្រូវទាបជាងម៉ូដែល Deep Learning សម្រាប់ទិន្នន័យរូបភាពធំៗ។ ស័ក្តិសមសម្រាប់កិច្ចការវេជ្ជសាស្ត្រមួយចំនួនដែលមិនសូវស្មុគស្មាញ ប៉ុន្តែទាមទារតម្លាភាព១០០% សម្រាប់ការពន្យល់ដល់អ្នកជំងឺ។

ការចំណាយលើធនធាន (Resource Cost)៖ ឯកសារនេះមិនបានបញ្ជាក់អំពីតម្រូវការធនធានជាក់លាក់ជាតួលេខនោះទេ ប៉ុន្តែវាបានលើកឡើងពីភាពស្មុគស្មាញនៃការគណនាសម្រាប់ទិន្នន័យរូបភាពវេជ្ជសាស្ត្រដែលមានទំហំធំ និងវិមាត្រខ្ពស់ (High-dimensional data)។

៣. ការពិនិត្យសម្រាប់បរិបទកម្ពុជា/អាស៊ីអាគ្នេយ៍

ភាពលំអៀងនៃទិន្នន័យ (Data Bias)៖

ឯកសារនេះជាអត្ថបទស្រាវជ្រាវបែបត្រួតពិនិត្យ (Review Paper) ដែលមិនបានប្រើប្រាស់សំណុំទិន្នន័យជាក់លាក់ណាមួយឡើយ ប៉ុន្តែវាបានសង្កត់ធ្ងន់យ៉ាងខ្លាំងលើហានិភ័យនៃភាពលម្អៀង (Bias) និងតម្រូវការយុត្តិធម៌ (Fairness) នៅក្នុងប្រព័ន្ធ AI។ សម្រាប់ប្រទេសកម្ពុជា ការយកចិត្តទុកដាក់លើបញ្ហានេះមានសារៈសំខាន់ណាស់ ព្រោះប្រព័ន្ធ AI ភាគច្រើនត្រូវបានបណ្តុះបណ្តាលដោយទិន្នន័យពីប្រទេសលោកខាងលិច ដែលអាចនឹងមិនឆ្លុះបញ្ចាំងពីលក្ខណៈជីវសាស្ត្រ ឬទម្រង់ជំងឺរាតត្បាតជាក់លាក់របស់ប្រជាជនខ្មែរឡើយ។

លទ្ធភាពនៃការអនុវត្ត (Applicability)៖

ការប្រើប្រាស់បច្ចេកវិទ្យា XAI គឺពិតជាមានសក្តានុពលខ្លាំងក្នុងការជួយអភិវឌ្ឍវិស័យសុខាភិបាលនៅក្នុងប្រទេសកម្ពុជា ជាពិសេសក្នុងការជួយអ្នកជំនាញឱ្យធ្វើរោគវិនិច្ឆ័យបានត្រឹមត្រូវ និងប្រកបដោយទំនុកចិត្ត។

ជារួម ការរួមបញ្ចូល XAI ទៅក្នុងប្រព័ន្ធថែទាំសុខភាពរបស់កម្ពុជានឹងជួយកាត់បន្ថយគម្លាតនៃកង្វះខាតអ្នកជំនាញ ព្រមទាំងបង្កើតទំនុកចិត្តទាំងគ្រូពេទ្យនិងអ្នកជំងឺលើការប្រើប្រាស់បច្ចេកវិទ្យាវេជ្ជសាស្ត្រ។

៤. ផែនការសកម្មភាពសម្រាប់និស្សិត (Actionable Roadmap)

ដើម្បីអនុវត្តតាមការសិក្សានេះ និស្សិតគួរអនុវត្តតាមជំហានខាងក្រោម៖

  1. សិក្សាមូលដ្ឋានគ្រឹះនៃ Computer Vision ក្នុងវិស័យវេជ្ជសាស្ត្រ: ចាប់ផ្តើមរៀនពីរបៀបដំណើរការរូបភាពវេជ្ជសាស្ត្រ (ដូចជា X-ray ឬ MRI) ដោយប្រើប្រាស់បណ្ណាល័យ OpenCV និង PyTorch ដើម្បីបង្កើតម៉ូដែល CNN សាមញ្ញសម្រាប់ការបែងចែកចំណាត់ថ្នាក់រូបភាព។
  2. អនុវត្តបច្ចេកទេស XAI លើម៉ូដែល (Post-Hoc Methods): សាកល្បងប្រើប្រាស់កញ្ចប់កូដបើកចំហ (Open-source) ដូចជា SHAP (SHapley Additive exPlanations)LIME ទៅលើម៉ូដែលដែលបានបង្កើត ដើម្បីស្វែងយល់ពីតំបន់សំខាន់ៗនៃរូបភាព (Pixels) ដែលម៉ូដែលយកមកសម្រេចចិត្ត។
  3. បង្កើត Saliency Maps និង Heatmaps សម្រាប់ការមើលឃើញ (Visualization): សិក្សា និងសរសេរកូដដើម្បីបង្កើត Heatmaps ដោយប្រើ Grad-CAM ដើម្បីមើលការផ្តោតអារម្មណ៍ (Attention) របស់ម៉ូដែល AI ទៅលើដុំសាច់ ឬភាពមិនប្រក្រតីណាមួយនៅក្នុងរូបភាពសួត ឬខួរក្បាល។
  4. អនុវត្តលើសំណុំទិន្នន័យជាក់ស្តែង និងវាយតម្លៃ: ទាញយកសំណុំទិន្នន័យរូបភាពសាធារណៈដូចជា ChestX-ray14 មកហ្វឹកហាត់ម៉ូដែល រួចប្រៀបធៀបរវាងភាពត្រឹមត្រូវនៃម៉ូដែល (Accuracy) និងភាពងាយស្រួលយល់ (Interpretability) ហើយធ្វើបទបង្ហាញលទ្ធផលទៅកាន់គ្រូពេទ្យ ឬសាស្ត្រាចារ្យដើម្បីទទួលបានមតិកែលម្អ។

៥. វាក្យសព្ទបច្ចេកទេស (Technical Glossary)

ពាក្យបច្ចេកទេស ការពន្យល់ជាខេមរភាសា (Khmer Explanation) និយមន័យសាមញ្ញ (Simple Definition)
Explainable AI (XAI) បច្ចេកវិទ្យាបញ្ញាសិប្បនិម្មិតដែលមិនត្រឹមតែផ្តល់លទ្ធផលឬការព្យាករណ៍ប៉ុណ្ណោះទេ តែថែមទាំងប្រាប់ពីមូលហេតុ និងដំណើរការនៃការសម្រេចចិត្តរបស់វាឱ្យមនុស្សអាចយល់បាន ដើម្បីឱ្យគ្រូពេទ្យអាចពិនិត្យ និងផ្ទៀងផ្ទាត់។ ដូចជាសិស្សដែលមិនត្រឹមតែសរសេរចម្លើយត្រូវលើក្រដាសប្រឡង តែថែមទាំងបង្ហាញពីរបៀបគណនា ឬដោះស្រាយមួយជំហានម្តងៗឱ្យគ្រូបានឃើញ។
"black-box" models ប្រព័ន្ធ AI ស្មុគស្មាញដែលទទួលទិន្នន័យបញ្ចូល និងបញ្ចេញលទ្ធផលត្រឹមត្រូវ ប៉ុន្តែមិនបង្ហាញទាល់តែសោះពីរបៀបដែលវាគិត ឬដំណើរការខាងក្នុងដើម្បីទទួលបានលទ្ធផលនោះទេ ដែលធ្វើឱ្យគ្រូពេទ្យពិបាកទុកចិត្ត។ ដូចជាម៉ាស៊ីនក្រឡុកទឹកផ្លែឈើបិទជិតមួយ ដែលយើងដាក់ផ្លែឈើចូលហើយចេញមកជាទឹកផ្លែឈើ តែយើងមើលមិនឃើញសកម្មភាពកិនរបស់កាំបិតនៅខាងក្នុងនោះទេ។
convolutional neural networks (CNNs) ប្រភេទនៃម៉ូដែល Deep Learning ដែលមានប្រសិទ្ធភាពខ្ពស់បំផុតក្នុងការវិភាគ និងសម្គាល់លក្ខណៈពិសេសៗ (ដូចជាគែម ពណ៌ និងទម្រង់) នៅលើទិន្នន័យរូបភាពវេជ្ជសាស្ត្រ ដើម្បីរកមើលជំងឺ។ ដូចជាការពង្រីកកែវភ្នែកមើលគំនូរមួយផ្ទាំង ដោយសង្កេតមើលកូនក្រឡាចតុកោណតូចៗម្តងមួយៗ ដើម្បីផ្គុំជាសាច់រឿងរួមនៃគំនូរទាំងមូល។
Saliency Maps បច្ចេកទេសបង្កើតរូបភាពដែលរំលេចចំណុច ឬតំបន់ជាក់លាក់នៅលើរូបភាពដើម (ឧ. កាំរស្មីអ៊ិចសួត) ដែលម៉ូដែល AI គិតថាសំខាន់ជាងគេក្នុងការសម្រេចចិត្តរោគវិនិច្ឆ័យ។ ដូចជាការប្រើប៊ិចហ្វឺតពណ៌លឿង (Highlighter) គូសបញ្ជាក់លើពាក្យ ឬប្រយោគសំខាន់ៗនៅក្នុងសៀវភៅ ដើម្បីងាយស្រួលចំណាំ។
Grad-CAM (Gradient-weighted Class Activation Mapping) វិធីសាស្ត្រមួយដែលទាញយកទិន្នន័យនៃកម្រិតជម្រាល (Gradients) ពីស្រទាប់ខាងចុងនៃម៉ូដែល CNN ដើម្បីបង្កើតជា Heatmap បង្ហាញពីទីតាំងជាក់លាក់ដែល AI ផ្តោតការយកចិត្តទុកដាក់បំផុតលើរូបភាព។ ដូចជាការប្រើកាមេរ៉ាចាប់កម្តៅ (Thermal camera) ដើម្បីមើលថាតើផ្នែកណាខ្លះនៃម៉ាស៊ីនកំពុងដំណើរការបញ្ចេញកម្តៅខ្លាំងជាងគេ។
LIME (Local Interpretable Model-agnostic Explanations) វិធីសាស្ត្របំបែកការព្យាករណ៍ដ៏ស្មុគស្មាញរបស់ AI ដោយធ្វើការផ្លាស់ប្តូរទិន្នន័យបញ្ចូលបន្តិចបន្តួច (Perturbing input data) រួចសង្កេតមើលការប្រែប្រួលលទ្ធផល ដើម្បីស្វែងយល់ពីមូលហេតុនៃការសម្រេចចិត្តសម្រាប់ការព្យាករណ៍នីមួយៗ។ ដូចជាការសាកល្បងដកគ្រឿងផ្សំម្តងមួយមុខៗចេញពីសម្ល ដើម្បីដឹងឱ្យច្បាស់ថាគ្រឿងផ្សំណាមួយដែលធ្វើឱ្យសម្លនោះមានរសជាតិឆ្ងាញ់។
SHAP (SHapley Additive exPlanations) ឧបករណ៍តម្លាភាពដែលប្រើទ្រឹស្តីហ្គេមសហការ (Cooperative game theory) ដើម្បីគណនា និងផ្តល់តម្លៃថាតើលក្ខណៈនីមួយៗនៃទិន្នន័យ (Features) បានចូលរួមចំណែកកម្រិតណាក្នុងការជម្រុញឱ្យ AI បញ្ចេញលទ្ធផលបែបនេះ។ ដូចជាការបែងចែកប្រាក់រង្វាន់ដល់កីឡាករម្នាក់ៗក្នុងក្រុមបាល់ទាត់ ដោយវាយតម្លៃយ៉ាងយុត្តិធម៌ផ្អែកលើការខិតខំប្រឹងប្រែង និងការបញ្ជូនបាល់របស់ពួកគេ។
Feature Attribution បច្ចេកទេសកំណត់អត្តសញ្ញាណ និងវាស់ស្ទង់ឥទ្ធិពលនៃកត្តាជាក់លាក់ណាមួយ (ឧទាហរណ៍៖ តម្លៃភីកសែល ឬទម្រង់សាច់) ដែលមានឥទ្ធិពលផ្ទាល់ទៅលើលទ្ធផលព្យាករណ៍របស់ម៉ូដែល AI។ ដូចជាអ្នកស៊ើបអង្កេតដែលត្រួតពិនិត្យភស្តុតាងនីមួយៗ (ស្នាមម្រាមដៃ សក់) ដើម្បីកំណត់ថាតើភស្តុតាងមួយណាដែលមានទម្ងន់ច្បាស់លាស់ជាងគេក្នុងការចង្អុលបង្ហាញពិរុទ្ធជន។

៦. ប្រធានបទពាក់ព័ន្ធ (Further Reading)

អត្ថបទដែលបានបោះពុម្ពនៅលើ KhmerResearch ដែលទាក់ទងនឹងប្រធានបទនេះ៖

ប្រធានបទ និងសំណួរស្រាវជ្រាវដែលទាក់ទងនឹងឯកសារនេះ ដែលអ្នកអាចស្វែងរកបន្ថែម៖