การพัฒนาเครื่องวัดสัญญาณคลื่นไฟฟ้าหัวใจชนิดพกพา

รสจรินทร์  รัตนสุนทร; กชกร  อยู่เล่ห์; วีรลักษณ์  อ่อนแก้ว

ผู้แต่ง

รสจรินทร์ รัตนสุนทร คณะวิทยาศาสตร์ประยุกต์ มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าพระนครเหนือ
กชกร อยู่เล่ห์ คณะวิทยาศาสตร์ประยุกต์ มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าพระนครเหนือ
วีรลักษณ์ อ่อนแก้ว คณะวิทยาศาสตร์ประยุกต์ มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าพระนครเหนือ

คำสำคัญ:

คลื่นไฟฟ้าหัวใจ, เครื่องวัดคลื่นไฟฟ้าหัวใจแบบพกพา, เครื่องต้นแบบ

บทคัดย่อ

บทนำ: คลื่นไฟฟ้าหัวใจ หรือ Electrocardiogram (ECG/EKG) เป็นสัญญาณไฟฟ้าที่ตรวจวัดด้วยเซ็นเซอร์ ซึ่งช่วยในการติดตามและวินิจฉัยความผิดปกติของคลื่นไฟฟ้าหัวใจของผู้ป่วย อย่างไรก็ตาม เครื่องวัดคลื่นไฟฟ้าหัวใจมาตรฐานยังมีข้อจำกัดด้านต้นทุน ขนาด และความสะดวกในการเคลื่อนย้าย ส่งผลให้การเข้าถึงการตรวจในบริบทของการเฝ้าระวังต่อเนื่องหรือการใช้งานนอกสถานพยาบาลยังมีข้อจำกัด

วัตถุประสงค์: การศึกษานี้มีวัตถุประสงค์เพื่อสร้างต้นแบบเครื่องวัดสัญญาณคลื่นไฟฟ้าหัวใจของผู้ป่วยโดยใช้การวัดลีดแขนขาทั้ง 6 (I, II, III, aVR, aVL, และ aVF) และแสดงอัตราการเต้นของหัวใจของผู้ป่วย 2) เพื่อประเมินสมรรถนะเชิงเทคนิค ในลักษณะ exploratory (proof-of-concept) ภายใต้สภาวะควบคุม

วิธีดำเนินการ: พัฒนาต้นแบบเครื่องวัดคลื่นไฟฟ้าหัวใจแบบพกพา (Electrocardiograph Pocket Monitor) โดยใช้เซ็นเซอร์สำหรับวัดคลื่นไฟฟ้าหัวใจเป็นส่วนรับข้อมูล และใช้ไมโครคอนโทรลเลอร์ในการประมวลผล ก่อนส่งข้อมูลคลื่นไฟฟ้าหัวใจไปแสดงผลผ่านหน้าจอแบบสัมผัส ขนาด 7 นิ้ว ทดสอบสมรรถนะโดยใช้เครื่องจำลองสัญญาณชีพ Fluke ProSim8 ใน 4 การทดลอง ได้แก่ การวัดแอมพลิจูด การวัดอัตราการเต้นของหัวใจ การทดสอบระยะเวลาแบตเตอรี่ และการทดสอบการแสดงผล

ผลการศึกษาและสรุป: เครื่องวัดคลื่นไฟฟ้าหัวใจแบบพกพาที่พัฒนาขึ้นสามารถวัดสัญญาณคลื่นไฟฟ้าหัวใจจากลีดแขนขาทั้ง 6 ได้อย่างสม่ำเสมอ โดยมีค่าความคลาดเคลื่อนเฉลี่ยของแอมพลิจูดไม่เกินร้อยละ 10 (ค่าเฉลี่ย 6 ลีด = 9.25%) และค่าความคลาดเคลื่อนของการวัดอัตราการเต้นของหัวใจเฉลี่ยร้อยละ 0.6 เมื่อเปรียบเทียบกับเครื่องจำลองสัญญาณชีพมาตรฐาน Fluke รุ่น ProSim8 โดยมีแบตเตอรี่ที่สามารถใช้งานต่อเนื่องได้ประมาณ 26 ชั่วโมง ผลการศึกษานี้สะท้อนให้เห็นว่าเครื่องวัดคลื่นไฟฟ้าหัวใจแบบพกพาที่พัฒนาขึ้นมีศักยภาพในการนำไปใช้เป็นเครื่องมือสำหรับการเฝ้าระวังและคัดกรองความผิดปกติของจังหวะการเต้นของหัวใจในบริบทนอกสถานพยาบาล และสามารถเป็นต้นแบบสำหรับการพัฒนาอุปกรณ์ทางการแพทย์ต้นทุนต่ำในอนาคต

เอกสารอ้างอิง

คมสิงห์ เมธาวีกุล. อุปกรณ์ดิจิทัลสำหรับการตรวจพบและวินิจฉัยผู้ป่วยโรคหัวใจเต้นผิดจังหวะ. วารสารกรมการแพทย์ 2566;3:39–44.

อภิญญา คล้ายใจตรง, วสุ พันไพศาล, ไกรลาส มาตรมูล. เครื่องวัดสัญญาณคลื่นเสียงหัวใจผ่านเครือข่ายไร้สายบลูทูธ. PSRU J of Sci Technol 2018;3:13-25.

เกรียงศักดิ์ พรมภักดิ์, ทัศวรรณ พุทธสกุล, นุชนาถ ยศปัญญา, เสาวลักษณ์ หน่อคาสุก, อนุชา แก้วพูลสุข. เครื่องวัดสัญญาณไฟฟ้าหัวใจแบบไร้สายโดยใช้ ADuC842. NU Science J 2007;4:123-31.

Elgendi M. On the analysis of fingertip photoplethysmogram signals. Curr Cardiol Rev 2012;8:14–25.

Elbey MA, Young D, Kanuri SH, Akella K, Murtaza G, Garg J, et al. Diagnostic utility of smartwatch technology for atrial fibrillation detection: A systematic analysis. J Atr Fibrillation 2021;13:20200446.

Strik M, Ploux S, Ramirez FD, Abu-Alrub S, Jais P, Haïssaguerre M, et al. Smartwatch-based detection of cardiac arrhythmias: beyond the differentiation between sinus rhythm and atrial fibrillation. Heart Rhythm 2021;18:1524–32.

Turakhia MP. Wearable Devices in Cardiovascular Medicine. In: Libby P, Bonow RO, Mann DL, Tomaselli GF, Bhatt DL, Solomon SD, editors. Braunwald's Heart Disease: A Textbook of Cardiovascular Medicine. 12th ed. Philadelphia: Elsevier; 2022. p.117–22.

Mirvis DM, Goldberger AL. Electrocardiography. In: Libby P, Bonow RO, Mann DL, Tomaselli GF, Bhatt DL, Solomon SD, editors. Braunwald's Heart Disease: A Textbook of Cardiovascular Medicine. 12th ed. Philadelphia: Elsevier; 2022. p.141–74.

Brandes A, Stavrakis S, Freedman B, Antoniou S, Boriani G, Camm AJ, et al. Consumer-led screening for atrial fibrillation: frontier review of the AF-SCREEN international collaboration. Circulation 2022;146:1461-74.

Svennberg E, Tjong F, Goette A, Akoum N, Biase LD, Bordachar P, et al. How to use digital devices to detect and manage arrhythmias: an EHRA practical guide. Europace 2022;24:979-1005.