สจล. คิดค้น "เครื่องผลิตออกซิเจนการแพทย์กำลังสูงแบบเคลื่อนที่ได้" ต้นทุนต่ำ

ครั้งแรกของโลก สจล. คิดค้น ‘เครื่องผลิตออกซิเจนการแพทย์กำลังสูง…แบบเคลื่อนที่ได้’ ต้นทุนต่ำ ยกระดับ รพ.ขนาดกลาง-เล็ก เพิ่มอัตรารอดชีวิตจากโรคระบบทางเดินหายใจ

ตอบรับแนวทางความมั่นคงทางสุขภาพและฮับการแพทย์ครบวงจร (Medical Hub) ของไทย สถาบันเทคโนโลยีพระจอมเกล้าเจ้าคุณทหารลาดกระบัง (สจล.) โดยคณะวิศวกรรมศาสตร์ ภาควิชาวิศวกรรมเคมี คิดค้นนวัตกรรม ‘เครื่องผลิตออกซิเจนการแพทย์กำลังสูงแบบเคลื่อนที่ได้’ ต้นทุนต่ำฝีมือคนไทย สร้างชื่อเสียงแก่ประเทศไทยโดยคว้ารางวัลเหรียญทองระดับโลกจากงานสิ่งประดิษฐ์นานาชาติ เจนีวา 2023 ณ สมาพันธรัฐสวิส และล่าสุดคว้ารางวัลการวิจัยแห่งชาติ ประจำปี 2567 ด้านวิทยาศาสตร์การแพทย์ จากสำนักงานวิจัยแห่งชาติ (วช.) มุ่งเพิ่มอัตราการรอดชีวิตของคนไทยจากโควิดขั้นวิกฤติและโรคระบบทางเดินหายใจ พร้อมเสริมศักยภาพโรงพยาบาลขนาดกลาง-เล็กในภูมิภาค สามารถพึ่งพาตนเองได้

รศ. ดร.คมสัน มาลีสี อธิการบดี สถาบันเทคโนโลยีพระจอมเกล้าเจ้าคุณทหารลาดกระบัง (สจล.) กล่าวว่า สถาบันเทคโนโลยีพระจอมเกล้าเจ้าคุณทหารลาดกระบัง (สจล.) โดย ทีมวิจัยคณะวิศวกรรมศาสตร์ ซึ่งมี ผศ. ดร.ณัฐพล ฤกษ์เกษมสันติ์ เป็นหัวหน้าโครงการ ได้คิดค้นนวัตกรรมเป็นครั้งแรกของโลก ‘เครื่องผลิตออกซิเจนการแพทย์กำลังสูงแบบเคลื่อนที่ได้’ (Mobile High-Flow Oxygen Concentrator) ได้รับการสนับสนุนทุนวิจัยจาก สำนักงานการวิจัยแห่งชาติ (วช.) เป็นที่น่ายินดีที่ผลงานวิทยาศาสตร์-ชีวการแพทย์ของคนไทยเป็นที่ประจักษ์บนเวทีโลก โดยคว้ารางวัลเหรียญทองระดับโลกจากงานสิ่งประดิษฐ์นานาชาติ เจนีวา 2023 และยังได้รับรางวัลงานวิจัยแห่งชาติ ปี 2567 ด้านวิทยาศาสตร์การแพทย์ จาก วช. ด้วย ตอกย้ำถึงความเป็นเลิศในการเป็นผู้นำนวัตกรรมระดับโลก ดังวิสัยทัศน์ของ สจล. นวัตกรรมต้นแบบนี้ออกแบบมาเชื่อมต่อตรงกับเครื่องจ่ายออกซิเจนแก่ผู้ป่วยได้ ทั้งแบบอัตราการไหลสูง (High Flow), แบบ Positive Pressure Ventilator รวมถึงเครื่องช่วยหายใจประเภทต่างๆ ในโรงพยาบาล ด้วยประสิทธิภาพและมีต้นทุนต่ำ จึงตอบโจทย์สำหรับโรงพยาบาลขนาดกลางและขนาดเล็กในภูมิภาค ที่มีจำนวนเตียงน้อย หรืองบประมาณน้อย ยกระดับคุณภาพบริการทางการแพทย์สู่ยุคใหม่และตอบรับอุตสาหกรรมการแพทย์ครบวงจร (Medical Hub) ของไทย ตลอดจนการพัฒนาที่ยั่งยืนตาม SDG3 การมีสุขภาพและความเป็นอยู่ดี โดยเพิ่มอัตราการรอดชีวิตของคนไทยจากโรคทางระบบทางเดินหายใจได้อีกมาก และ SDG10 ลดความเหลื่อมล้ำเพื่อให้ประชาชนได้เข้าถึงเทคโนโลยีการบำบัดรักษา

จากข้อมูลทางการแพทย์ นอกจากโควิดแล้ว ประเทศไทยยังมีผู้ป่วยโรคระบบทางเดินหายใจอีกหลายโรคที่จำเป็นต้องใช้ ‘เครื่องผลิตออกซิเจนการแพทย์กำลังสูงแบบเคลื่อนที่ได้’ ในการบำบัดรักษาอาการวิกฤติ เช่น โรคไอกรน ที่กำลังระบาดในหลายจังหวัด โรควัณโรคปอด โรคปอดอักเสบ โรคปอดอุดกั้นเรื้อรัง ผู้ป่วยติดเชื้อเรื้อรังของเยื่อหุ้มกระดูก โลหิตจางเนื่องจากเสียเลือดมาก โรคคาร์บอนมอนนอคไซด์เป็นพิษ / การสำลักควันไฟ รวมถึงอาการกล้ามเนื้อปอดเป็นอัมพาตชั่วคราวจากการติดเชื้อ ‘คลอสทรีเดียม โบทูลินัม’ ที่มักเกิดจากการกินอาหารที่มีเชื้อปนเปื้อนอยู่ เช่น หน่อไม้ปี๊บ เป็นต้น โรคกลุ่มนี้มักจะเป็นกับผู้ป่วยต่างจังหวัด ทำให้การเข้าสู่ระบบการรักษาในโรงพยาบาลขนาดใหญ่ที่มีระบบอุปกรณ์พร้อมในตัวเมืองเป็นไปได้ล่าช้า ซึ่งทำให้ผู้ป่วยมักเสียชีวิตในช่วงการนำส่งโรงพยาบาล

ผศ. ดร.ณัฐพล ฤกษ์เกษมสันติ์ อาจารย์ประจำภาควิศวกรรมเคมี คณะวิศวกรรมศาสตร์ สถาบันเทคโนโลยีพระจอมเกล้าเจ้าคุณทหารลาดกระบัง (สจล.) และ หัวหน้าโครงการวิจัยฯ กล่าวว่า จากการแพร่ระบาดของเชื้อไวรัสโควิด-19 ต่อเนื่องมา และโรคระบบทางเดินหายใจที่เพิ่มสูงขึ้นจากพฤติกรรมในการใช้ชีวิต มลพิษทางอากาศ PM2.5 การประกอบอาชีพที่มีความเสี่ยง และโรคระบาด เช่น โรคไอกรนในขณะนี้ ทำให้ความต้องการใช้ออกซิเจนทางการแพทย์พุ่งสูงขึ้น เกิดปัญหาการขาดแคลนออกซิเจนสำหรับดูแลผู้ป่วยในโรงพยาบาล โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับผู้ป่วยขั้นวิกฤตที่ไวรัสทำลายเนื้อเยื้อในปอดจนเหลือน้อยลงมาก ไม่สามารถหายใจด้วยตนเองได้ จำเป็นต้องใช้ ‘เครื่องช่วยหายใจอัตราการไหลสูง’ (High-Flow Nasal Cannula) กับระบบออกซิเจนเหลว ซึ่งจะมีใช้กันใน ‘โรงพยาบาลขนาดใหญ่’ ที่มีจำนวนเพียง 20% เท่านั้นที่สามารถลงทุนสร้างระบบในการติดตั้ง ‘ถังเก็บออกซิเจนเหลว’ เดินท่อก๊าซความดันสูง และต้องพึ่งพาบริษัทผู้ผลิตมาส่งออกซิเจนเหลวให้ รวมทั้งต้องจัดตั้ง ‘สถานีทำความเย็นขนาดใหญ่’ ซึ่งใช้พลังงานสูงสำหรับระบบทำความเย็นเพื่อรักษาอุณหภูมิในถังให้ต่ำกว่าจุดเดือดของออกซิเจนอยู่ตลอดเวลา อุปสรรคของ ‘โรงพยาบาลขนาดกลางและขนาดเล็ก’ ในหลายภูมิภาคของไทยจำนวนกว่า 700 แห่ง จึงไม่สามารถดูแลรักษา ‘ผู้ป่วยขั้นวิกฤต’ โรคระบบทางเดินหายใจได้ เนื่องจากมีงบการลงทุนน้อย หรือแม้จะมีงบพอแต่จำนวนเตียงน้อยก็สร้างไม่ได้เนื่องจากเอกชนเห็นว่าขาดความคุ้มค่าที่จะติดตั้งระบบออกซิเจนเหลว ดังนั้น นวัตกรรมนี้จึงเป็นทางเลือกสำหรับ รพ.ขนาดกลางและเล็กทดแทนการใช้ระบบออกซิเจนเหลว

ทีมวิจัยคณะวิศวกรรมศาสตร์ สจล.ประสบความสำเร็จในการค้นคว้าวิจัย ออกแบบ และผลิตนวัตกรรมต้นแบบ ‘เครื่องผลิตออกซิเจนการแพทย์กำลังสูงแบบเคลื่อนที่ได้’ (Mobile High-Flow Oxygen Concentrator) ด้วยหลักการเทคโนโลยี ‘การดูดซับสลับความดัน’ (Molecular Sieve) มีระบบเก็บสำรองออกซิเจนภายในเพื่อให้สามารถผลิตออกซิเจนบริสุทธิ์แก่ผู้ป่วยได้อย่างต่อเนื่อง ในอัตราการผลิตและแรงดันที่สูงขึ้นเพียงพอกับการใช้ร่วมกับ ‘เครื่องช่วยหายใจอัตราการไหลสูง’ ในการใช้งาน สามารถเชื่อมต่อสายออกซิเจนบนหัวจ่ายออกซิเจนที่มีมาตรฐานเดียวกับหัวจ่ายออกซิเจนเหลวของโรงพยาบาล สั่งการผ่านหน้าจอและแสดงผลแบบ Real-Time ได้ทันที ใช้งานง่าย ไม่ซับซ้อน ประหยัดพลังงาน ปลอดภัย เคลื่อนย้ายง่าย ทำงานได้ตลอด 24 ชม. จึงเพิ่มความสะดวกในการใช้งานแก่บุคลากรทางการแพทย์และโรงพยาบาล

จากการใช้งานจริงในโรงพยาบาลภูมิพลอดุลยเดช พบว่า ‘เครื่องผลิตออกซิเจนการแพทย์กำลังสูงแบบเคลื่อนที่ได้’ มีจุดเด่นในประสิทธิภาพการผลิตออกซิเจนได้ที่ความบริสุทธิ์มากกว่าร้อยละ 85 โดยปริมาตรที่อัตราการไหลมากกว่า 40 ลิตรต่อนาที และที่แรงดันไม่น้อยกว่า 3.7 บรรยากาศ สามารถเคลื่อนย้ายได้สะดวกด้วยบุคลากรเพียง 1 คน เพื่อรองรับกับการปฏิบัติงานในโรงพยาบาลขนาดกลางและโรงพยาบาลขนาดเล็ก และที่สำคัญคือเป็นเครื่องมือช่วยให้บุคคลากรการแพทย์สามารถเพิ่มโอกาสการฟื้นตัวเร็วและการรอดชีวิตแก่ผู้ป่วยมากขึ้น

รศ. ดร.สมยศ เกียรติวณิชวิไล คณบดี คณะวิศวกรรมศาสตร์ สจล. กล่าวว่า ประโยชน์ของนวัตกรรมนี้จะช่วยเสริมสร้างความมั่นคงทางสาธารณสุขและสุขภาพที่ดีทั่วไทยด้วยนวัตกรรม เนื่องจากเป็นเทคโนโลยีต้นทุนต่ำ ที่จะสนับสนุนโรงพยาบาลขนาดกลางและขนาดเล็กทั้งในกรุงเทพฯและต่างจังหวัดให้สามารถ ‘พึ่งพาตนเองในการผลิตออกซิเจนทางการแพทย์’ ได้เอง ประหยัดการลงทุน ช่วยลดการนำเข้าอุปกรณ์ราคาแพง ลดปัญหาการขาดแคลนออกซิเจน ช่วยให้แพทย์และบุคลากรได้ใช้เทคโนโลยีพัฒนาคุณภาพชีวิตของคนไทยในภูมิภาค