“เทคโนโลยีโครงข่ายเซนเซอร์ร่างกาย” นวัตกรรมเพื่อผู้สูงวัยในศตวรรษที่ 21

         นักวิจัย สวทช. วิจัยและพัฒนา “เทคโนโลยีโครงข่ายเซนเซอร์ร่างกาย” เพื่อป้องกัน-เฝ้าระวังการเกิดอุบัติเหตุจากการล้ม แจ้งเตือนการพลิกตัวในผู้สูงอายุ ฯลฯ  ตอบโจทย์บริบทสังคมไทยที่กำลังก้าวเข้าสู่สังคมผู้สูงอายุ

          จำนวนประชากรโลกในปัจจุบันยังคงมีแนวโน้มเพิ่มสูงขึ้นอย่างต่อเนื่อง ขณะเดียวกันประชากรผู้สูงวัยก็มีจำนวนเพิ่มมากขึ้นอย่างรวดเร็วด้วยเช่นกัน โดยเฉพาะในประเทศที่มีรายได้สูง และประเทศที่มีรายได้ปานกลาง รวมถึงประเทศไทยที่กำลังก้าวสู่สังคมผู้สูงอายุ ส่งผลให้ความต้องการบริการด้านสุขภาพทั้งในการป้องกัน การรักษาและการฟื้นฟูเพิ่มมากขึ้นตามไปด้วย แต่จำนวนประชากรไทยในวัยทำงานและทรัพยากรที่มีอยู่ในปัจจุบันไม่เพียงพอต่อการให้บริการได้อย่างครอบคลุมและทั่วถึง การพัฒนาเทคโนโลยีที่สามารถช่วยดูแลผู้สูงอายุจึงจำเป็นอย่างยิ่ง

         ผู้ช่วยศาสตราจารย์ ดร.สุรภา เทียมจรัส นักวิจัยทีมวิจัยนวัตกรรมและข้อมูลเพื่อสุขภาพ (HII)  ศูนย์วิจัยเทคโนโลยีสิ่งอำนวยความสะดวกและเครื่องมือแพทย์ (A-MED)  สำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ (สวทช.) เล็งเห็นถึงความสำคัญของการนำเทคโนโลยีสมัยใหม่อย่างเทคโนโลยีสารสนเทศ มาใช้เพื่อสนับสนุนการเฝ้าระวังและดูแลผู้สูงอายุ จึงได้วิจัยและพัฒนา “ระบบเซนเซอร์อัจฉริยะสำหรับสนับสนุนการดูแลผู้สูงอายุและผู้ป่วย” หวังสร้างเทคโนโลยีที่ตอบโจทย์ความต้องการใช้งานของสังคมไทย และสร้างองค์ความรู้ใหม่เพื่อต่อยอดสู่การพัฒนานวัตกรรมที่ใช้ได้จริง

ทุนอานันทมหิดลเบิกทางสร้างงานวิจัย

          ด้วยพัฒนาการของเทคโนโลยีคอมพิวเตอร์ที่เติบโตอย่างก้าวกระโดดที่ทำให้เกิดการคิดค้นนวัตกรรมขึ้นมากมายภายในช่วงเวลาไม่กี่ทศวรรษที่ผ่านมา บวกกับทิศทางการพัฒนาเทคโนโลยีในอนาคตที่อุปกรณ์คอมพิวเตอร์จะมีประสิทธิภาพสูงขึ้น แต่มีขนาดเล็กกะทัดรัด พกพาสะดวก สามารถสวมใส่หรือเป็นอุปกรณ์ฝังเข้าไปในร่างกาย เป็นแรงบันดาลใจให้ ผู้ช่วยศาสตราจารย์ ดร.สุรภา ตัดสินใจเลือกศึกษาต่อปริญญาเอกทางด้านเทคโนโลยีโครงข่ายเซนเซอร์ร่างกาย (body sensor network) ที่มหาวิทยาลัยอิมพีเรียลคอลเลจ ลอนดอน (Imperial College London) สหราชอาณาจักร โดยได้รับทุนจากมูลนิธิอานันทมหิดล ในปี พ.ศ. 2545

          “ช่วงที่ผ่านมาเป็นยุคที่อินเทอร์เน็ตเฟื่องฟู ต่อไปเทคโนโลยีเครือข่ายเซนเซอร์ไร้สาย (wireless sensor network) และระบบสมองกลฝังตัว (embedded system) จะมีบทบาทมากขึ้น พอได้เจอกับ body sensor network เราก็มองว่าเทคโนโลยีนี้กำลังจะมาในอนาคต และเราก็มีเครือข่ายพันธมิตรที่ดี ถ้าเราสานต่อในเรื่องนี้ก็น่าจะนำประโยชน์มาสู่ประเทศเราได้ พอกลับมาเป็นอาจารย์มหาวิทยาลัย ก็อยากจะนำความรู้เกี่ยวกับเทคโนโลยีดังกล่าวมาถ่ายทอดให้เด็กๆ  ทำให้พวกเค้าสามารถที่จะคิดแอปพลิเคชันต่อยอดสร้างมูลค่าจากเทคโนโลยีได้ แทนการซื้อเทคโนโลยีที่พัฒนาสำเร็จแล้วจากต่างประเทศ  ซึ่งอาจจะไม่ได้เหมาะกับบริบทของประเทศไทยเท่าที่ควร ในส่วนงานวิจัยก็เลือกทำงานวิจัยแบบประยุกต์ที่มีประโยชน์ของผู้ใช้เป็นเป้าหมาย เพราะคิดว่าด้วยงบประมาณของประเทศที่มีจำกัด เราอาจจะไม่เหมาะที่จะทำฮาร์ดแวร์ตามเทรนด์วิจัยด้วยงบประมาณสูง แต่ยังไม่รู้ว่าจะเอาไปใช้ประโยชน์อะไร” ผู้ช่วยศาสตราจารย์ ดร.สุรภา เผยถึงแรงบันดาลใจ

          ภายหลังจากเรียนจบปริญญาเอก ผู้ช่วยศาสตราจารย์ ดร.สุรภา กลับมาเป็นอาจารย์สอนนักศึกษาทางด้านเทคโนโลยีโครงข่ายเซนเซอร์ร่างกายเป็นเวลากว่า 4 ปี พร้อมทั้งทำวิจัยด้วย จึงพบว่าเทคโนโลยีนี้สามารถประยุกต์ใช้เพื่อตรวจจับการล้ม (fall detection) ได้ค่อนข้างแม่นยำ จึงผันตัวเองมาเป็นนักวิจัยที่ศูนย์เทคโนโลยีอิเล็กทรอนิกส์และคอมพิวเตอร์แห่งชาติ (เนคเทค) สวทช. เพื่อทำวิจัยอย่างเต็มตัว โดยมุ่งหวังพัฒนาระบบให้มีประสิทธิภาพ และผลักดันเทคโนโลยีไปให้ถึงมือผู้ใช้งานจริง

วิจัยการแพทย์เชิงป้องกัน ตอบโจทย์ผู้ใช้งานจริง

          “ประเทศไทยกำลังเข้าสู่สังคมผู้สูงอายุที่มีประชากรอายุตั้งแต่ 60 ปีขึ้นไป เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว แต่ด้วยทรัพยากรที่เรามีอยู่ในปัจจุบันยังไม่เพียงพอต่อการให้บริการด้านสุขภาพแก่ประชากรกลุ่มนี้ได้อย่างครอบคลุม อีกทั้งยังขาดแคลนบุคลากรในการดูแลผู้สูงอายุ ด้วยสัดส่วนที่เพิ่มขึ้นของประชากรสูงอายุต่อจำนวนประชากรวัยทำงาน ดังนั้นการใช้เทคโนโลยีสารสนเทศเข้ามาเพื่อสนับสนุนการเฝ้าระวังและดูแลผู้สูงอายุจึงเป็นสิ่งจำเป็น และถ้าไม่เริ่มตอนนี้ก็อาจจะช้าไป เราอาจจะตามคนอื่นไม่ทัน” ผู้ช่วยศาสตราจารย์ ดร.สุรภา กล่าว

          นักวิจัย สวทช. จึงได้ศึกษาพัฒนาเพื่อนำเทคโนโลยีโครงข่ายเซนเซอร์ร่างกายและไอโอที (Internet of Things: IoT) มาใช้สนับสนุนระบบการดูแลผู้สูงอายุในประเทศไทย โดยเริ่มจากศึกษาความต้องการของผู้ใช้จากผู้ดูแลผู้ป่วยและผู้สูงอายุจากหลายๆ แหล่ง พบว่ามีความต้องการอุปกรณ์ที่เข้ามาใช้ในเชิงป้องกันหรือเฝ้าระวังก่อนเกิดเหตุมากกว่าแค่การแจ้งเตือนเมื่อเกิดการล้ม 

          เมื่อได้โจทย์วิจัยแล้วจึงได้ศึกษาและเก็บข้อมูลท่าทางการล้มกว่า 13 ท่า และข้อมูลอิริยาบถของผู้สูงอายุมากกว่า 50 ราย รวมทั้งทดสอบการล้มด้วยตัวเอง เพื่อพัฒนาอุปกรณ์และระบบสำหรับเฝ้าระวัง ตรวจจับ ป้องกัน และแก้ไขปัญหาสุขภาพที่พบบ่อยในผู้สูงอายุ เช่น ปัญหาแผลกดทับและการลื่นหกล้ม โดยในระยะแรกได้รับทุนสนับสนุนการพัฒนาอุปกรณ์ต้นแบบจากกองทุนส่งเสริมกิจกรรมของผู้รับพระราชทานทุนมูลนิธิอานันทมหิดล จากนั้นได้รับทุนกองทุนนิวตัน (Institutional Links) และร่วมมือกับภาคเอกชน (บริษัท ไวซ์ไซท์ จำกัด, ห้างหุ้นส่วนสามัญซอฟต์แวร์อิสระ, บริษัทเอเมทเวิร์คส์ จำกัด และ อัลฟ่า อีเอ็ม กรุ๊ป)  สถานพยาบาล (โรงพยาบาลสมิติเวช และ โรงพยาบาลจุฬาลงกรณ์ สภากาชาดไทย) รวมทั้งศูนย์แฮมลินอิมพีเรียลคอลเลจ ลอนดอน ในการพัฒนาต่อจนสำเร็จและสามารถใช้งานได้อย่างมีประสิทธิภาพ

          ระบบที่นักวิจัยพัฒนาขึ้นนี้ประกอบด้วยอุปกรณ์เซนเซอร์วัดการเคลื่อนไหว (motion sensor) ที่มี  ขนาดเล็กสำหรับติดไว้กับตัวผู้ป่วยหรือผู้สูงอายุ ภายในมีเซนเซอร์วัดความเร่งที่สามารถตรวจวัดการเคลื่อนไหวในลักษณะท่าทางต่างๆ และประมวลผลว่าอยู่ในสภาวะแบบใด เช่น การลุกจากเตียง การเดิน มีเหตุการณ์ไม่พึงประสงค์เกิดขึ้น หรือผู้สวมใส่อยู่ในสภาวะที่มีความเสี่ยง ระบบก็จะส่งข้อมูลที่ประมวลผลแล้วไปยังตัวรับสัญญาณ และส่งต่อไปที่เซิร์ฟเวอร์เพื่อแจ้งเตือนไปยังผู้ดูแลให้รีบเข้ามาช่วยเหลืออย่างทันท่วงที

ช่วยดูแลผู้ป่วยหนักและวิจัยโรคสมองเสื่อม

          อุปกรณ์เซนเซอร์ นอกจากจะแจ้งเตือนเมื่อผู้ป่วยหรือผู้สูงอายุอยู่ในสภาวะที่ไม่เหมาะสมและเสี่ยงต่อการล้มได้อย่างทันทีทันใดแล้ว ระบบนี้ยังสามารถนำไปใช้ช่วยดูแลผู้ป่วยที่มีอาการหนักหรือผู้ป่วยติดเตียง ซึ่งนักวิจัยได้พัฒนาระบบเซนเซอร์ของไทยให้สามารถตอบโจทย์การใช้งานในแอปพลิเคชันดังกล่าวได้ เช่น แจ้งเตือนช่วงเวลาในการพลิกตัว และองศาในการพลิกตัวผู้ป่วย โดยได้ร่วมกับโรงพยาบาลสมิติเวช ชลบุรี ทดสอบการใช้งานระบบเซนเซอร์นี้ในผู้ป่วยไอซียูที่ไม่สามารถช่วยเหลือตัวเองได้  ซึ่งในต่างประเทศมีผลการวิจัยตีพิมพ์แล้วว่าการประยุกต์ใช้อุปกรณ์วัดการเคลื่อนไหวในแอปพลิเคชันดังกล่าวสามารถช่วยลดแผลกดทับในผู้ป่วยได้

        “เรื่องของแอปพลิเคชันการใช้ในการเฝ้าระวังป้องกันก่อนเกิดเหตุ จะเริ่มทดลองใช้ในโรงพยาบาลก่อน เพื่อแจ้งเตือนให้พยาบาลเข้ามาดูแลก่อนที่ผู้ป่วยจะลุกขึ้นมาเองแล้วเกิดการล้มขึ้น ซึ่งหากนำไปใช้ในโรงพยาบาลจนเป็นที่ยอมรับแล้ว เราก็จะพัฒนาเวอร์ชั่นต่อไปสำหรับใช้ตามบ้าน อาจเป็นลักษณะส่งสัญญาณเข้าโทรศัพท์มือถือ สามารถดูบันทึกย้อนหลัง ทำให้มีข้อมูลสำหรับวิเคราะห์หรือวินิจฉัยทางการแพทย์ได้ดีขึ้น” นักวิจัย สวทช. กล่าวนอกจากนี้แล้วยังร่วมกับโรงพยาบาลจุฬาลงกรณ์ สภากาชาดไทย นำไปทดสอบในกลุ่มผู้ป่วยโรคสมองเสื่อม ซึ่งเป็นโรคที่พบบ่อยมากขึ้นในผู้สูงอายุ สาเหตุเกิดจากความชรา หรือความเสื่อมถอยของระบบประสาท จนส่งผลต่อการใช้ชีวิตประจำวัน และอาจมีพฤติกรรมหรือมีสภาวะที่มีความเสี่ยงเป็นอันตรายถึงชีวิต จึงจำเป็นต้องได้รับความช่วยเหลือจากผู้ดูแล และได้รับการรักษาอย่างถูกต้อง แต่เนื่องจากข้อจำกัดของผู้ดูแลที่ไม่อาจเฝ้าดูอย่างใกล้ชิดได้ตลอด 24 ชั่วโมง การติดเซนเซอร์ไว้กับตัวผู้ป่วยจะช่วยเก็บข้อมูลเพื่อช่วยในการวิเคราะห์หรือวินิจฉัยได้ดียิ่งขึ้น เช่น สภาวะการนอนหลับ ระยะเวลาในการนอนหลับ อาการเฉื่อยชา และอาการว้าวุ่น เป็นต้น

ดร.สุรภา รับรางวัลลอรีอัล “เพื่อสตรีในงานวิทยาศาสตร์” (For Women in Science) ประจำปี 2561

           อย่างไรก็ตาม ความสำเร็จของงานวิจัยดำเนินมาถึงจุดนี้ได้ด้วยความมุ่งมั่น ตั้งใจ และทุ่มเทของผู้ช่วยศาสตราจารย์ ดร.สุรภา และความร่วมมือเป็นอย่างดีของเครือข่ายวิจัยทั้งภาครัฐและเอกชน และความร่วมมือด้านเทคโนโลยีกับต่างประเทศ ทำให้การศึกษาพัฒนาเทคโนโลยีนี้ในประเทศไทยมีความก้าวหน้าได้อย่างรวดเร็ว ช่วยเพิ่มองค์ความรู้ให้นักวิจัยสามารถต่อยอดไปสู่การใช้งานได้หลากหลาย ลดเวลาในการพัฒนา  เทคโนโลยี สนับสนุนการดูแลสุขภาพและความปลอดภัยของผู้ป่วยและผู้สูงอายุได้อย่างมีประสิทธิภาพ และช่วยแบ่งเบาภาระของผู้ดูแลได้เป็นอย่างดี โดยล่าสุดผู้ช่วยศาสตราจารย์ ดร.สุรภา ยังได้รับทุนวิจัยลอรีอัล “เพื่อสตรีในงานวิทยาศาสตร์” (For Women in Science) ประจำปี 2561 จากผลงานวิจัยเรื่องนี้อีกด้วย

          “สิ่งที่ทำให้ยังอยากเป็นนักวิจัยอยู่ คือเราได้ทำวิจัยในเรื่องที่เราถนัด สามารถสร้างคุณค่าและมูลค่าได้ และการที่เรามีเครือข่ายพันธมิตรที่ดี สามารถดึงให้ทุกคนมาทำร่วมกันได้ ทั้งภาคเอกชนที่สนใจและมีศักยภาพ หน่วยงานในต่างประเทศที่มีเทคโนโลยีและอยากมาร่วมกับเราด้วย ถ้าเราสามารถผลักดันตรงนี้ให้สำเร็จ ทุกฝ่ายสามารถไปด้วยกันได้ สุดท้ายความสำเร็จและประโยชน์ที่เกิดขึ้นก็จะขยายไปสู่วงกว้าง และเราก็หวังว่าถ้างานวิจัยครั้งนี้สำเร็จ เทคโนโลยีที่เราวิจัยและพัฒนาจะได้กลับเข้ามาในประเทศและคุ้มค่ากับที่เราได้รับทุนได้รับโอกาสให้ไปเรียนต่อ” ผู้ช่วยศาสตราจารย์ ดร.สุรภา กล่าวทิ้งท้าย
 

ขอบคุณ 
วีณา ยศวังใจ
สำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ (สวทช.)
https://www.nstda.or.th/sci2pub/body-sensor-network/