รศ.ดร. ศราวุธ ชัยมูล อาจารย์ประจำสาขาวิศวกรรมไฟฟ้า คณะวิศวกรรมศาสตร์ และ นายแพทย์อิทธิพัทธ์ อรุณสุรัตน์ แพทย์หน่วยโรคระบบการหายใจ และภาวะวิกฤติการหายใจภาควิชาอายุรศาสตร์ โรงพยาบาลศรีนครินทร์ คณะแพทยศาสตร์ พร้อมด้วยนายชินโชติ เวสสวานิชกูล นักศึกษาปี 2 สาขาวิศวกรรมระบบอิเล็กทรอนิกส์ คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยขอนแก่น ได้ร่วมกันทดสอบการใช้งานหูฟังทางการแพทย์อิเล็กทรอนิกส์ระยะไกลเพื่อลดการสัมผัสของบุคลากรทางการแพทย์ ที่ภาควิชาอายุรศาสตร์ โรงพยาบาลศรีนครินทร์ คณะแพทยศาสตร์ เมื่อวันที่ 23 เมษายน 2563 ซึ่งเป็นนวัตกรรมที่ถูกออกแบบและดัดแปลงจาก หูฟังทางการแพทย์ (stethoscope) ที่มีอยู่แล้ว โดยการออกแบบวงจรอิเล็กทรอนิกส์และวงจรสื่อสารไร้สาย (wireless communications) เพื่อให้สามารถแปลงคลื่นสัญญาณเสียง ของหัวใจและปอดของคนไข้ให้เป็นสัญญาณทางไฟฟ้าและสามารถส่งไปยังหมอผู้วินิจฉัยซึ่งอยู่แยกจากกันและห่างออกไป ผลการทดสอบเบื้องต้นเป็นที่น่าพึงพอใจ หากพัฒนาต่อจนสามารถใช้งานได้จริง จะมีประโยชน์อย่างมากในการรักษาผู้ป่วย COVID-19
รศ.ดร. ศราวุธ ชัยมูล อาจารย์ประจำสาขาวิศวกรรมไฟฟ้า คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยขอนแก่น กล่าวถึงการคิดค้นในครั้งนี้ว่า เกิดจากการสอบถามกันในกลุ่มไลน์นักวิจัยคณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยขอนแก่น ที่อยากนำความรู้ทางด้านวิศวกรรมศาสตร์ในสาขาต่าง ๆ มาช่วยเหลือสังคมในยามวิกฤติ อย่างการระบาดของไวรัส COVID-19 เช่นนี้ จึงมีแนวความคิดที่จะออกแบบอุปกรณ์ที่สนใจและมีความเชี่ยวชาญเพื่อนำมาช่วยแก้ปัญหาให้บุคลากรทางการแพทย์ ได้อย่างทันท่วงที อย่างปัญหาความเสี่ยงต่อการติดเชื่อจากการสัมผัสกับผู้ป่วย
สเต็ตโทสโคป (หูฟังทางการแพทย์) เป็นเครื่องมือทางการแพทย์ ที่คุณหมอต้องมีติดตัว และต้องใช้ฟังเสียงทรวงอก เสียงหายใจดัง เช่น เสียง Wheeze และเสียง Crackle แต่เนื่องจากสเต็ตโทสโคปแบบดั้งเดิม มีความยาวที่ค่อนข้างสั้นประมาณ 22-27 นิ้ว จึงอาจทำให้คุณหมอมีความเสี่ยงต่อการติดเชื่อในกรณีที่ตรวจคนไข้กลุ่มเสี่ยง ดังนั้น เมื่อบุคลากรทางการแพทย์ทำการตรวจปอดคนไข้ ด้วยสเต็ตโทสโคป ที่ต้องอยู่ใกล้ชิดกับผู้ป่วย จึงมีโอกาสสูงมากที่จะได้รับเชื้อโรคจากผู้ป่วย ดังนั้น การใช้สเต็ตโทสโคปที่สามารถตรวจวัดได้ในระยะไกลและไม่ต้องสัมผัสกับคนไข้โดยตรงจึงเป็นทางเลือกที่ดีและมีความเสี่ยงน้อยที่สุดในการตรวจวัด นั่นคือการใช้สเต็ตโทสโคปแบบดั้งเดิมโดยการเพิ่มความยาวของสายจึงแทบจะเป็นไปไม่ได้ ดังนั้น แนวคิดในการออกแบบสเต็ตโทสโคป แบบอิเล็กทรอนิกส์จึงได้เกิดขึ้นเพราะสามารถที่จะเพิ่มระยะห่างระหว่างแพทย์กับผู้ป่วยได้ รวมทั้ง ในการวัดทดสอบในบางกรณี อาจจะให้ผู้ป่วยเป็นคนจับตัว Chestpiece เองโดยให้แพทย์เป็นผู้บอกผ่านไมค์หรือใช้วิดีโอในระยะไกล ซึ่งการแยกกันออกระหว่าง Chestpiece และหูฟังอาจจะทำได้ 2 แบบ คือ แบบที่ใช้สาย (wireline) และแบบไร้สาย (wireless) ซึ่งทั้งสองแบบจะประกอบด้วยส่วนหลัก ๆ คือ ไมโครโฟน(หรือ เซ็นเซอร์เสียงหรือการสั่น เช่น Piezo) เพื่อใช้ในการแปลงสัญญาณเสียงเป็นสัญญาณทางไฟฟ้าอย่างไรก็ตาม ไมโครโฟนโดยทั่วไปจะออกแบบให้มีช่วงความถี่ที่ใช้งานของสัญญาณเสียงในช่วงกว้างคือ 50 Hz ถึงประมาณ 16 KHz แต่อย่างไรก็ตาม เสียงของร่างกาย (Body sound) เช่น เสียงหัวใจและปอด จะมีช่วงความถี่ไม่เกิน 2 KHz (โดยทั่วไปไม่เกิน 1 kHz) และเบา ดังนั้น เมื่อไมโครโฟนรับสัญญาณเสียงมาได้ ต้องทำการขยายขนาดสัญญาณและทำการกรองความถี่ที่ต้องการไว้และตัดความถี่ที่ไม่ต้องการออกไป ในขบวนการนี้สามารถทำได้ทั้งแบบอนาล็อกและแบบดิจิตอล โดยทั่วไปแล้วการกรองความถี่แบบดิจิตอลจะให้คุณภาพของเสียงที่ดีกว่าและสัญญาณรบกวนที่น้อยกว่า อย่างไรก็ตาม อาจมีความยุ่งยากและราคาต้นทุนก็จะเพิ่มมากขึ้น เมื่อได้สัญญาณที่ถูกกรองแบบอนาล็อก(หรือดิจิตอล)แล้ว ขบวนการถัดไป คือ การส่งสัญญาณที่ได้ไปยังหูฟังซึ่งสามารถทำได้ทั้งแบบใช้สายและแบบไร้สาย โดยแบบไร้สายที่เป็นที่นิยมมากที่สุด คือ การใช้ บลูทูธ (Bluetooth) ซึ่งอาจจะส่งได้ระยะทางถึง 20 เมตร นอกจากนี้ สัญญาณเสียงที่วัดได้ยังสามารถนำไปเก็บข้อมูลเพื่อใช้ในการวิเคราะห์ต่อภายหลังได้ รวมทั้ง ยังสามารถใช้วิธีการนี้ ไปใช้สำหรับผู้ป่วยที่อยู่บ้านหรือที่พักที่ไม่สามารถเดินทางมายังโรงพยาบาลได้ ซึ่งเป็นจุดเริ่มต้นของการแพทย์ระยะไกล (Telemedicine)
ผลของการทดสอบในครั้งนี้ ทำให้ทราบว่าเครื่องต้นแบบที่พัฒนาขึ้นมา สามารถเป็นทางเลือกให้ แพทย์ ซึ่งมีจุดเด่นคือใช้วัสดุอุปกรณ์ ที่หาได้ง่ายตามท้องตลาดทั่วไป ราคาถูก สามารถพัฒนาให้เกิดประสิทธิภาพที่ดีตามที่แพทย์ต้องการ และยังสามารถนำไปใช้กับโรงพยาบาลชุมชนที่มีจำนวนมาก ช่วยประหยัดงบประมาณให้ทางราชการได้มาก และที่สำคัญคือ ช่วยเพิ่มระยะห่างและลดความเสี่ยงที่แพทย์จะสัมผัสกับคนไข้โดยตรงได้
ด้าน นายแพทย์อิทธิพัทธ์ อรุณสุรัตน์ แพทย์หน่วยโรคระบบการหายใจ และภาวะวิกฤติการหายใจภาควิชาอายุรศาสตร์ โรงพยาบาลศรีนครินทร์ คณะแพทยศาสตร์ กล่าวเสริมว่า โรค COVID-19 เกิดจากการติดเชื้อไวรัส SARS – CoV-2 เป็นกลุ่มโรคติดต่อทางระบบทางเดินหายใจ ส่วนใหญ่ติดต่อผ่านฝอยละออง (droplet) บุคลากรทางการแพทย์ที่ดูแลจึงมีความจำเป็นที่จะต้องสวมชุดป้องกันโรค เพื่อลดโอกาสในการสัมผัสโรคให้น้อยที่สุด แต่คงไว้ซึ่งมาตรฐานในการรักษา ผู้ป่วยโรค COVID-19 ที่มีอาการแย่ลง ส่วนใหญ่เกิดจากภาวะปอดอักเสบ ซึ่งสามารถวินิจฉัยได้จากภาพเอ็กซเรย์ปอด แต่ส่วนหนึ่งเกิดจากการกำเริบของโรคประจำตัวเดิมของผู้ป่วย เช่น หอบหืด หรือถุงลมโป่งพอง ซึ่งผู้ป่วยกลุ่มดังกล่าวจำเป็นอย่างยิ่งที่ต้องวินิจฉัยด้วยการฟังปอดเท่านั้น และหากรักษาล่าช้าจะทำให้ผู้ป่วยเสียชีวิตอย่างรวดเร็ว ปัญหาของเราคือ บุคลากรทางการแพทย์ต้องใช้เวลาอย่างน้อย 30 นาที ในการสวมชุดป้องกันโรคตามมาตรฐาน ซึ่งเราไม่สามารถรอได้นานขนาดนั้น จึงเป็นโจทย์ปัญหาว่าจะทำยังไงดี ที่จะสามารถไปดูแลผู้ป่วยได้อย่างรวดเร็ว และทันทวงที โดยที่บุคลากรที่เข้าไปดูแลมีความปลอดภัย จึงเป็นที่มาในการปรึกษากับทีมนักวิจัย รศ.ดร.ศราวุธ ชัยมูล คณะวิศวกรรมศาสตร์ และทีมงาน
ในอนาคตหากสามารถควบคุมการระบาดของ COVID-19 ได้แล้ว อุปกรณ์หูฟังทางการแพทย์อิเล็กทรอนิกส์ระยะไกล ก็ยังมีประโยชน์อย่างยิ่งทั้งในแง่การดูแลผู้ป่วยโรคติดต่อร้ายแรงอื่นๆ เช่น วัณโรคปอด รวมไปถึงการดูแลผู้ป่วยในพื้นที่ห่างไกลหรือมีอุปสรรคในการเดินทางมายังโรงพยาบาล
ซึ่งหากจะนำมาใช้ในทางการแพทย์จริง ในฐานะแพทย์ผู้ใช้งาน อยากให้พัฒนาอุปกรณ์ให้มีขนาดกะทัดรัด พกพาได้ง่าย มีอายุการใช้งานได้ยาวนาน มีราคาที่สามารถจับต้องได้จริง และที่สำคัญที่สุดคือจะต้องมีประสิทธิภาพเทียบเท่า หรือดีกว่าอุปกรณ์ ทีมีใช้ในปัจจุบัน ซึ่งเรากำลังพัฒนาอุปกรณ์อยู่
สุดท้ายคุณหมอได้ฝากไว้ว่า ถึงแม้ว่าในตอนนี้เราจะอยู่ในภาวะวิกฤติกันทั่วโลก แต่เราได้รับความร่วมมือจากสหวิชาชีพ ที่ไม่ใช่แค่ทีมแพทย์ พยาบาล หรือบุคลากรทางการแพทย์ แต่คือความร่วมมือจากทุกภาคส่วน ทุกคนมาช่วยกันจริงๆ อย่างเช่นการคิดค้นนวัตกรรมในครั้งนี้ ที่มาจากความร่วมมือระหว่างทีมวิศวกรรมศาสตร์และทีมบุคลากรทางการแพทย์ ทำให้เราสร้างสรรค์นวัตกรรม เพื่อประโยชน์สูงสุดแก่ผู้ป่วย เพื่อให้เราทุกคนก้าวผ่านวิกฤติ COVID-19 ไปด้วยกัน
ข่าว /ถ่ายภาพ : ชุตินันท์ พันธ์จรุง
