นวัตกรรมฝีมือนักวิจัยไทย เครื่องตรวจคัดกรองโควิด-19 จากลมหายใจ ตรวจได้แบบไม่ต้องเจ็บตัว

ต้นแบบนวัตกรรมตรวจคัดกรองโควิด-19 จากลมหายใจ ตรวจได้แบบไม่ต้องเจ็บตัว นักวิจัยประสบความสำเร็จใช้จมูกอิเล็กทรอนิกส์ผสานกับแมชชีนเลิร์นนิ่งและเอไอ แยกแยะกลิ่นคนติดเชื้อโควิด-19 ได้สำเร็จ ให้ผลแม่ย้ำ 97% รู้ผลใน 5 นาที คาดผลิตจำหน่ายเชิงพาณิชย์ได้ภายในสิ้นปีนี้ ล่าสุดจดสิทธิบัตรแล้ว 12 ประเทศใน 6 ทวีป

ดร.วิภารัตน์ ดีอ่อง ผู้อำนวยการสำนักงานการวิจัยแห่งชาติ กล่าวว่า ปัญหาการแพร่ระบาดของเชื้อไวรัสโคโรนา 2019 (COVID-19) เป็นหนึ่งในปัญหาที่มีความสำคัญ และยังคงมีการแพร่ระบาดอย่างต่อเนื่องในปัจจุบัน ซึ่งหากไม่มีมาตรการหรือยุทธศาสตร์เชิงรุกในการควบคุมเชื้อโรคได้ดี อาจจะทวีความรุนแรงขึ้นได้อีกในอนาคต สำนักงานการวิจัยแห่งชาติ (วช.) กระทรวงการอุดมศึกษา วิทยาศาสตร์ วิจัยและนวัตกรรม จึงให้ทุนสนับสนุน “การพัฒนาระบบต้นแบบเครื่องตรวจคัดกรองผู้ป่วยติดเชื้อไวรัสโคโรนา 2019 (COVID-19) แบบไม่เจ็บตัว โดยการวิเคราะห์โปรไฟล์จากลมหายใจ” ผลงานของ “นายพิศิษฐ์ มิตรเกื้อกูล และคณะ” ที่ร่วมกันพัฒนานวัตกรรมอุปกรณ์ทางการแพทย์รูปแบบใหม่ เพื่อเป็นทางเลือกในการคัดกรองผู้ป่วยที่ติดเชื้อโควิด-19 ได้อย่างรวดเร็ว

นายพิศิษฐ์ มิตรเกื้อกูล นายกสมาคมกีฬาเครื่องบินจำลองและวิทยุบังคับ กล่าวว่า นวัตกรรมดังกล่าวเกิดขึ้นจากการบูรณาการความเชี่ยวชาญของทีมผู้พัฒนาที่มาจากหลายหน่วยงาน ซึ่งประกอบด้วย สมาคมกีฬาเครื่องบินจำลองและวิทยุบังคับ โรงพยาบาลราชวิถี มหาวิทยาลัยมหิดล และภาคเอกชน ระบบต้นแบบเครื่องตรวจคัดกรองผู้ป่วยติดเชื้อโควิด-19 โดยใช้ลมหายใจนี้ ถือเป็นนวัตกรรมรูปแบบใหม่ในการตรวจคัดกรองผู้ป่วยฯ ที่ไม่ต้องเจ็บตัว ไม่ต้องแยงจมูก ไม่ต้องเจาะเลือด และไม่ต้องใช้น้ำลาย ซึ่งวิธีดังกล่าวเป็นวิธีที่มีความไว(Sensitivity) และความจำเพาะ (specificity) สูง สามารถรู้ผลตรวจได้ภายใน 5 นาที ทำให้สามารถทำการคัดแยกผู้มีความเสี่ยงติดเชื้อให้ออกมาได้อย่างรวดเร็ว สามารถเข้าสู่กระบวนการรักษาได้ทันท่วงที และลดโอกาสในการระบาดของเชื้อโควิด-19 ในวงกว้างได้ โดยมีค่าใช้จ่ายในการตรวจไม่เกิน 10 บาท/คน

ด้าน ดร.เธียร์สิทธิ์ นาสัมพันธ์ นักวิจัยหลังปริญญาเอก จากภาควิชาเภสัชกรรม คณะเภสัชศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหิดล หนึ่งในคณะผู้พัฒนา ฯ เปิดเผยว่า งานวิจัยนี้เป็นการสร้างเครื่องสำหรับวิเคราะห์ลมหายใจ เพื่อจำแนกกลิ่นที่แตกต่างกันของคนติดเชื้อกับคนไม่ติดเชื้อ ซึ่งเป็นการต่อยอดองค์ความรู้เดิม ที่มีการพัฒนาเครื่องที่วิเคราะห์ลมหายใจเพื่อคัดกรองโรคมาแล้ว

เครื่องแรกคือ เครื่องตรวจระดับน้ำตาลในกระแสเลือดโดยใช้ลมหายใจ ซึ่งใช้งานกับโรคเบาหวานมาแล้วกว่า 10 ปี ทำให้มีฐานข้อมูลและองค์ความรู้ เมื่อเกิดสถานการณ์โควิด-19 ในช่วง2-3 ปีที่ผ่านมา จึงเกิดแนวคิดในการฟอร์มทีมที่จะนำองค์ความรู้ที่มีอยู่ ต่อยอดกับความเชี่ยวชาญของหน่วยงานต่างๆ ในการสร้างนวัตกรรมรูปแบบใหม่ขึ้น

“ทีมวิจัยเริ่มเก็บข้อมูลและทดสอบเบื้องต้นตั้งแต่ปี 2563 เมื่อมีข้อมูลมากพอจนเกิดความมั่นใจ จึงเริ่มขออนุญาตทำการทดสอบในคนอย่างเป็นทางการ และเก็บตัวอย่างมากขึ้นที่โรงพยาบาลราชวิถี ต่อมาได้รับการสนับสนุนทุนวิจัยจาก วช. ในปี 2564 ทำให้สามารถเก็บตัวอย่างได้จำนวนมากขึ้นและพัฒนาต้นแบบออกมาได้อย่างรวดเร็ว”

สำหรับเทคโนโลยีที่ใช้ในการพัฒนาฯ นักวิจัย กล่าวว่า เป็นการนำเทคโนโลยีที่เรียกว่าจมูกอิเล็กทรอนิกส์ หรือก๊าซเซ็นเซอร์ มาตรวจวัดสารระเหยอินทรีย์ หรือกลิ่นที่เป็นสารไบโอมาร์กเกอร์จากลมหายใจ ซึ่งทีมวิจัยมีฐานข้อมูลที่สามารถจดจำและจำแนกกลิ่นที่แตกต่าง ระหว่างคนที่ติดเชื้อหรือไม่ติดเชื้อได้

นอกจากนี้ยังมีการนำระบบแมชชีนเลิร์นนิ่ง และปัญญาประดิษฐ์หรือเอไอ เข้ามาใช้ในการประมวลผลทำให้สามารถวิเคราะห์และตรวจคัดกรองได้อย่างแม่นยำมากขึ้น ปัจจุบันมีความแม่นยำประมาณ 97% จากฐานข้อมูลของทีมวิจัยที่มีอยู่ประมาณ 3 พันตัวอย่าง

อย่างไรก็ตาม ทีมวิจัยได้มีการเก็บตัวอย่างการคัดกรองโควิด-19 จากผู้เข้าชมงานมหกรรมงานวิจัยแห่งชาติ 2565 ซึ่งเป็นการนำต้นแบบนวัตกรรมออกมาทดสอบใช้งานกับกิจกรรมภายนอกโรงพยาบาลเป็นครั้งแรก และจะมีการนำเอาข้อมูลกลับไปปรับปรุงนวัตกรรมให้มีประสิทธิภาพมากขึ้น

นวัตกรรมนี้ ได้ขอจดสิทธิบัตรแล้ว 12 ประเทศใน 6 ทวีป และอยู่ระหว่างการดำเนินการส่งตีพิมพ์ในวารสารนานาชาติที่มีคุณภาพ รวมถึงมีแผนในการขอขึ้นทะเบียนบัญชีนวัตกรรม บัญชีสิ่งประดิษฐ์ และการทำมาตรฐานต่าง ๆ ให้เป็นที่ยอมรับ คาดว่าจะสามารถผลิตจำหน่ายเชิงพาณิชย์ได้ภายในสิ้นปีนี้ และอนาคตจะสามารถประยุกต์ใช้งานเครื่องดังกล่าวกับการตรวจคัดกรองโรคอื่น ๆ ที่ใช้ลมหายใจเป็นตัวบ่งชี้หรือบ่งบอกสภาวะผิดปกติได้