การออกแบบและสร้างเครื่องวัดออกซิเจนที่อิ่มตัวในระดับเลือดโดยอาศัยความแตกต่างของการดูดกลืนแสงอินฟราเรดบริเวณเยื่อบาง : กรณีศึกษาเครื่องต้นแบบในการนำร่องพัฒนาผลิตภัณฑ์ต้นแบบทางวิศวกรรมจุลอิเล็กทรอนิกส์และเครื่องกลเบาสำหรับกระบวนการวิจัยทางด้านวิทยาศาสตร์ประยุกต์และการแพทย์

บทคัดย่อ

ได้ออกแบบและสร้างเคร่อื งตรวจวัดระดับออกซิเจนที่อ่มิ ตัวในเลือดต้นแบบโดยใช้วัสดุ และ/หรือ ส่วนประกอบต่าง ๆ ที่มีราคาถูก และหาได้ง่ายภายในประเทศไทย เพื่อทดแทน และ/ หรอื ลดการนาเข้าเคร่อื งออกซิมเิ ตอร์ที่มรี าคาแพง เครื่องมอื ที่สรา้ งข้นึ นี้อาศัยสมองกล ประเภท สมองกลก้าวหน้าแบบคาสั่งเสมือนย่อกระบวนการ โดยใช้แหล่งกาเนิดแสงแบบ ไดโอดเปล่งแสงสองชนิด ที่ให้ความยาวคลื่นในช่วงแสงสีแดงและแสงอินฟราเรด โดยกาเนิด คลื่นแสงที่ความยาวคลื่น 660 นาโนเมตร และ 990 นาโนเมตรตามลาดับ และใช้ไดโอดไว แสงเป็นตัวตรวจวัด ซึ่งสามารถตอบสนองต่อช่วงความยาวคลื่นได้อย่างกว้างขวาง นอกจากนี้ ยังพบว่า ไดโอดไวแสงยังตอบสนองต่อปัจจัยอื่นที่ไม่ใช่ระดับออกซิเจน เช่น ความโปร่งแสงของ ผิวหนัง การสะท้อนแสงของกระดูก และการกระเจิงของแสงในเนื้อเยื่อ และปริมาณเลือดใน เส้นเลือด เมื่อไดโอดไวแสงได้รับสัญญาณแสง สมองกลฝังตัวจะเริ่มรายการคานวณจากความ แตกต่างของสองคลื่นแสง และเข้าสู่หุ่นจาลองคณิตศาสตร์ดังสมการ ปริมาณออกซิเจนที่อิ่มตัวในเลือด = ปริมาณฮโี ม โกลบนิ ลา เลียี งออกซนเิ จ ปริมาณฮโี ม โกลบนิ อิสระ ปริมาณฮโี ม โกลบนิ ลา เลียี งออกซนเิ จ ? ปริมาณออกซิเจนในฮีโมโกลบินที่ขนถ่ายออกซิเจน หาได้จากการวัดค่าการดูดกลืนแสงโดยตรงผ่านเนื้อเยื่อ โดยเป็นอัตราส่วนกันของความยาวคลื่น ประมาณ 600 ถึง 1000 นาโนเมตร หลังจาการหาอัตราส่วนอย่างต่าของการดูดกลืนคลื่นแสงสีแดงและคลื่นแสงอินฟราเรดที่ผ่านเนื้อเยื่อบาง จะสามารถคานวณย้อนกลับไปหาปริมาณออกซิเจนที่อิ่มตัวในเลือดได้ โดยเครื่องมือที่สร้างขึ้นจะสามารถบอกความต่างของระดับปริมาณออกซิเจนได้ ร้อยละ 1 และสามารถอ่านค่าอัตราการเต้นของหัวใจได้ ด้วยความผิดพลาด ร้อยละ 0.5 เครื่องมือที่สร้างขึ้นเป็นเครื่องมือทางการแพทย์ที่ตรวจวัดได้ไม่จาเป็นต้องทาให้เกิดความเจ็บปวด ได้ทาการศึกษาสมรรถนะของเครื่องวัดระดับออกซิเจนอิ่มตัวในเลือดที่ได้พัฒนาขึ้น ด้วยการวัดระดับออกซิเจนอิ่มตัวในเลือด และอัตราการเต้นของหัวใจ จากนักศึกษาในห้องปฏิบัติการวิจัยจานวน 10 คนซึ่งต่างเพศกัน (ชาย 5 คน หญิง 5 คน) ด้วยเครื่องต้นแบบที่ได้ทาการพัฒนาขึ้นเปรียบเทียบกับค่าที่วัดได้จากการใช้เครื่องวัดระดับออกซิเจนอิ่มตัวในเลือดและอัตราการเต้นของหัวใจที่นาเข้าจากต่างประเทศ พบว่า ผลที่วัดได้จากการใช้เครื่องมือทางการแพทย์ทั้งสองเครื่องให้ผลไม่ต่างกัน ประเมินโดยใช้ student t-test ที่ระดับความเชื่อมั่น 95% ได้นาเครื่องวัดระดับออกซิเจนอิ่มตัวในเลือดและอัตราการเต้นของหัวใจที่ได้สร้างขึ้นนี้ มาประยุกต์ใช้สาหรับการวัดระดับออกวิเจนอิ่มตัวและวัดชีพจรพร้อม ๆ กัน ในชาวชุมชนพื้นบ้านของเมืองเชียงใหม่ที่มีอายุ เพศ และอาชีพ ต่างกัน ตลอดจนใช้วัดในคนไข้ที่มีภาวการณ์เจ็บป่วยต่าง ๆ กันในโรงพยาบาล และ/หรือ คลินิกต่าง ๆ ได้ผลเป็นที่น่าพอใจ

คำสำคัญ