“SERS-TB” เครื่องมือตรวจคัดกรองวัณโรคแฝงใน 30 นาที อุปกรณ์สนับสนุนยุติวัณโรค

สรุปใจความสำคัญ

• 1 ใน 4 ของประชากรโลกติดเชื้อวัณโรคแบบแฝง โดยร้อยละ 5-10 ของผู้ติดเชื้อมีโอกาสพัฒนาต่อไปเป็นระยะแสดงอาการที่สามารถแพร่เชื้อได้ การค้นหาผู้ป่วยวัณโรคควบคู่กับการค้นหากลุ่มเสี่ยงแบบเชิงรุกจึงเป็นยุทธศาสตร์สำคัญของการควบคุมโรค
• SERS-TB คือ เครื่องมือตรวจคัดกรองวัณโรคแฝง (Latent TB Infection) จากเลือดเพียง 1 หยด โดยใช้เทคโนโลยีตรวจวัดสัญญาณรามานหรือลายพิมพ์นิ้วมือของสารและ AI ทำให้ได้เป็นระบบตรวจคัดกรองที่ใช้เวลาตรวจเพียงประมาณ 30 นาทีเท่านั้น
• เครื่องมือ SERS-TB มีจุดเด่น คือ ใช้งานง่าย เคลื่อนย้ายสะดวก การวิเคราะห์ผลทำได้รวดเร็วและแม่นยำ ที่สำคัญคือผลิตได้ภายในประเทศไทย ทำให้ควบคุมราคาของผลิตภัณฑ์ได้ และลดการพึ่งพาเทคโนโลยีจากต่างประเทศได้เป็นอย่างดี
• ตั้งแต่ปี 2567 จนถึงปัจจุบัน ทีมวิจัยได้นำตัวอย่างเลือดของผู้เป็นวัณโรคแฝงและผู้ที่ไม่ติดโรคมาตรวจวัดสัญญาณรามาน และให้ AI เรียนรู้ความแตกต่างของรูปแบบสารแล้วมากกว่า 1,000 ตัวอย่าง โดย AI วิเคราะห์ผลได้แม่นยำกว่าร้อยละ 80 แล้ว ทั้งนี้ทีมตั้งเป้าหมายว่าจะเพิ่มความแม่นยำของการคัดกรองให้มากยิ่งขึ้นผ่านการปรับปรุงโมเดล AI การเพิ่มจำนวนข้อมูลตัวอย่าง และการควบคุมคุณภาพตัวอย่างส่งตรวจ ก่อนที่จะเตรียมการขึ้นทะเบียนเป็นอุปกรณ์การแพทย์ต่อไป
• ในวันที่เครื่องมือ SERS-TB ขึ้นทะเบียนเป็นอุปกรณ์ทางการแพทย์ได้สำเร็จ เครื่องมือนี้อาจไม่เพียงช่วยให้สถานพยาบาลไทยเข้าถึงอุปกรณ์การตรวจคัดกรองโรคเพื่อให้บริการแก่ประชาชนและผู้พำนักในประเทศได้อย่างทั่วถึงยิ่งขึ้น แต่จะยังเป็นหนึ่งในเครื่องมือสำคัญที่ช่วยเสริมให้การดำเนินงานค้นหากลุ่มเสี่ยงแบบเชิงรุกเป็นไปอย่างมีประสิทธิภาพและรวดเร็ว สนับสนุนการก้าวสู่เป้าหมายยุติวัณโรคอย่างยั่งยืน

วัณโรค (Tuberculosis: TB) เป็นโรคติดต่ออันตรายที่เกิดจากการติดเชื้อแบคทีเรีย Mycobacterium tuberculosis ที่แพร่กระจายผ่านละอองฝอยขนาดเล็กในอากาศ จากการที่ผู้ป่วยพูด ไอ จาม ทำให้ผู้อื่นที่สูดเอาละอองฝอยเข้าสู่ปอดมีโอกาสติดเชื้อได้ องค์การอนามัยโลก (WHO) ประเมินว่า 1 ใน 4 ของประชากรโลกติดเชื้อวัณโรคแบบแฝง โดยร้อยละ 5-10 ของผู้ติดเชื้อมีโอกาสพัฒนาต่อไปเป็นระยะแสดงอาการที่สามารถแพร่เชื้อได้ หากผู้ป่วยไม่ได้รับการวินิจฉัยและรักษาอย่างเหมาะสมและทันท่วงทีอาจเกิดภาวะแทรกซ้อนรุนแรงจนถึงขั้นเสียชีวิต ดังนั้นการค้นหาผู้ป่วยวัณโรคควบคู่กับการค้นหากลุ่มเสี่ยงแบบเชิงรุกจึงเป็นยุทธศาสตร์สำคัญของการควบคุมโรค ทั้งนี้กลุ่มเสี่ยงที่ต้องเฝ้าระวังเป็นพิเศษ คือ ผู้ที่อยู่ใกล้ชิดผู้ป่วยวัณโรค ผู้ติดเชื้อเอชไอวี ผู้มีภูมิคุ้มกันบกพร่อง ผู้ป่วยโรคเรื้อรัง และผู้สูงอายุ

กระทรวงการอุดมศึกษา วิทยาศาสตร์ วิจัยและนวัตกรรม (อว.) โดยศูนย์เทคโนโลยีอิเล็กทรอนิกส์และคอมพิวเตอร์แห่งชาติ (เนคเทค) สำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ (สวทช.) และศูนย์วิจัยโรคติดเชื้ออุบัติใหม่ (RCEID) มหาวิทยาลัยขอนแก่น ร่วมกับกระทรวงสาธารณสุข โดยกรมควบคุมโรค และโรงพยาบาลในเขตสุขภาพที่ 7 พัฒนา “SERS-TB (เซอส์-ทีบี)” เทคโนโลยีตรวจคัดกรองวัณโรคแฝง ที่มีจุดเด่นคือใช้งานง่าย ตรวจแล้วรู้ผลเร็วภายใน 30 นาที เคลื่อนย้ายอุปกรณ์ไปปฏิบัติงานนอกสถานที่ได้สะดวกเหมาะแก่การปฏิบัติงานเชิงรุก ซึ่งได้รับการสนับสนุนการวิจัยและพัฒนาจาก Open Philanthropy (โอเพน ฟิแลนโทรปี) องค์กรอิสระจากสหรัฐอเมริกา

จากโจทย์ทางการแพทย์ สู่เครื่องมือใช้งานจริง

ในปี 2560 กระทรวงสาธารณสุขได้กำหนดเป้าหมายที่จะยุติวัณโรค (End-TB) ในประเทศไทยภายในปี 2578 โดยตั้งเป้าลดอุบัติการณ์ผู้ป่วยรายใหม่และกลับเป็นซ้ำให้เหลือต่ำกว่า 10 รายต่อประชากรแสนคน อย่างไรก็ตามจนถึงปี 2566 ตัวเลขนี้ยังคงสูงถึงประมาณ 155 รายต่อประชากรแสนคน

ศ. ดร.เกียรติไชย ฟักศรี ผู้อำนวยการศูนย์วิจัยโรคติดเชื้ออุบัติใหม่ (RCEID) และคณบดีบัณฑิตวิทยาลัย มหาวิทยาลัยขอนแก่น กล่าวว่า การที่ประเทศไทยจะบรรลุเป้าหมายยุติวัณโรคได้ หนึ่งในปัจจัยสำคัญ คือ การระบุตัวผู้ป่วยที่เป็นโรค และค้นหากลุ่มเสี่ยงแบบเชิงรุกให้ได้มากและเร็วที่สุด เนื่องจากวัณโรคเป็นโรคที่ติดต่อง่าย แต่รักษาให้หายขาดได้หากได้รับการวินิจฉัยและเข้าสู่กระบวนการรักษาอย่างเหมาะสมตั้งแต่ระยะแรก

“อย่างไรก็ตามการตรวจด้วยวิธีมาตรฐาน เช่น การตรวจเลือดด้วยวิธี IGRA (อิกรา) และตรวจทางผิวหนังด้วยวิธี TST (ทีเอสที) ต้องใช้เวลาในการส่งเข้าห้องปฏิบัติการ หรือรอผลตรวจนาน 2–3 วันจึงจะรู้ผล รวมถึงมีค่าใช้จ่ายที่ค่อนข้างสูง ทำให้ระบบบริการดังกล่าวยังจำกัดอยู่ในโรงพยาบาลขนาดใหญ่และสถานพยาบาลที่มีความพร้อมเท่านั้น ประชากรส่วนใหญ่ในประเทศไทยจึงยังเข้าถึงการตรวจคัดกรองโรคได้ค่อนข้างยาก”

จากปัญหาดังกล่าว คณะแพทยศาสตร์และ RCEID มหาวิทยาลัยขอนแก่น จึงได้ร่วมกับเนคเทค สวทช. พัฒนาเทคโนโลยีการตรวจคัดกรองวัณโรคแฝงที่ตอบโจทย์บริบทประเทศไทยมาเป็นเวลากว่า 10 ปี จนได้เป็น SERS-TB ที่มีจุดเด่นตอบโจทย์การใช้คัดกรองโรคแบบเชิงรุก คือ อุปกรณ์ใช้งานง่าย เคลื่อนย้ายสะดวก การวิเคราะห์ผลทำได้รวดเร็วและแม่นยำด้วยระบบปัญญาประดิษฐ์ (AI) ที่สำคัญคือผลิตได้ภายในประเทศไทย ทำให้ควบคุมราคาของผลิตภัณฑ์ได้และลดการพึ่งพาเทคโนโลยีจากต่างประเทศได้เป็นอย่างดี

ศ. ดร.เกียรติไชย อธิบายว่า SERS-TB เป็นอุปกรณ์ตรวจคัดกรองวัณโรคแฝงที่เนคเทค สวทช. รับหน้าที่พัฒนาอุปกรณ์และซอฟต์แวร์ประมวลผล ขณะที่คณะแพทยศาสตร์และ RCEID มหาวิทยาลัยขอนแก่น รับผิดชอบการกำหนดโจทย์วิจัย และการทดสอบประสิทธิภาพของเทคโนโลยี โดยได้รับการสนับสนุนจากโรงพยาบาลเครือข่ายในเขตสุขภาพที่ 7 ประกอบด้วยโรงพยาบาลร้อยเอ็ด โรงพยาบาลขอนแก่น โรงพยาบาลมหาสารคาม และโรงพยาบาลกาฬสินธุ์

“การวิจัยและพัฒนาประสบความสำเร็จในระดับห้องปฏิบัติการแล้ว อยู่ในขั้นตอนการทดสอบใช้งานจริงโดยบุคลากรทางการแพทย์ และการพัฒนาศักยภาพของโมเดล AI เพื่อเพิ่มความแม่นยำในการวิเคราะห์ผลซึ่งจะเกิดขึ้นได้จากการมีตัวอย่างในการเรียนรู้ที่มากขึ้น โดยปัจจุบัน AI วิเคราะห์ผลการเป็นวัณโรคแฝงจากตัวอย่างเลือดเพียง 1 หยดได้ถูกต้องมากกว่าร้อยละ 80 แล้ว จึงคาดว่าจะขึ้นทะเบียน SERS-TB เป็นอุปกรณ์ทางการแพทย์ได้ใน 1–3 ปีข้างหน้า

ภาพฝันที่ทีมวิจัยทุกคนอยากเห็น คือ บุคลากรสาธารณสุขทั้งแพทย์ พยาบาล และอาสาสมัคร นำเครื่องมือนี้ลงไปยังชุมชนที่มีความเสี่ยง ทำการตรวจคัดกรอง แจ้งผล และแจกจ่ายยาให้ผู้ติดเชื้อได้แล้วเสร็จภายในวันเดียว เพื่อลดความเสี่ยงที่ผู้ป่วยจะหลุดออกจากระบบ ไม่ได้รับการรักษาอย่างทันท่วงที และก่อให้เกิดการแพร่กระจายของเชื้อในวงกว้าง”

“SERS-TB” ตรวจวัณโรคแฝงด้วยเลือด 1 หยด

SERS-TB คือ เทคโนโลยีตรวจคัดกรองวัณโรคแฝงที่เกิดจากการผสานเทคโนโลยีตรวจวัดสัญญาณรามานหรือ “ลายพิมพ์นิ้วมือของสาร” และ AI เข้าด้วยกัน ทำให้ได้เป็นระบบตรวจคัดกรองวัณโรคแฝงที่ใช้เวลาตรวจเพียงประมาณ 30 นาที และใช้เลือดในการตรวจเพียง 1 หยดเท่านั้น

ดร.นพดล นันทวงศ์ นักวิจัย ทีมวิจัยกลุ่มวิจัยอุปกรณ์สเปกโทรสโกปีและเซนเซอร์ เนคเทค สวทช. และหัวหน้าโครงการวิจัย อธิบายว่า วิธีการตรวจประกอบด้วย 5 ขั้นตอน ขั้นแรก คือ เก็บเลือดจากผู้เข้ารับการตรวจ ขั้นที่สอง นำเลือดที่ได้มาหยดลงบนอุปกรณ์ไมโครฟลูอิดิกส์ที่พัฒนาโดยศูนย์เทคโนโลยีไมโครอิเล็กทรอนิกส์ (TMEC) สวทช. แล้วแยกสารด้วยเครื่องปั่นเหวี่ยง ก่อนดูดแยกเฉพาะส่วนพลาสมามาใช้งานต่อ ขั้นที่สามหยดพลาสมาลงบนชิปขยายสัญญาณรามาน (SERS chip) แล้วรอให้แห้ง ขั้นที่สี่ใช้อุปกรณ์ตรวจวัดสัญญาณรามานยิงแสงเลเซอร์ลงบนชิป เพื่อเก็บข้อมูลสัญญาณ และขั้นสุดท้ายใช้ AI แปลผลสัญญาณว่ามีความเป็นไปได้ว่า มีการติดเชื้อวัณโรคแฝงหรือไม่ โดยระบบจะจัดเก็บข้อมูลขึ้นสู่คลาวด์โดยอัตโนมัติ

ตั้งแต่ปี 2567 จนถึงปัจจุบัน ทีมวิจัยได้นำตัวอย่างเลือดของผู้เป็นวัณโรคแฝงและผู้ที่ไม่ติดโรคมาตรวจวัดสัญญาณรามาน และให้ AI เรียนรู้ความแตกต่างของรูปแบบสารแล้วมากกว่า 1,000 ตัวอย่าง โดย AI วิเคราะห์ผลได้แม่นยำกว่าร้อยละ 80 แล้ว

ดร.นพดล อธิบายว่า ปัจจุบันการพัฒนา SERS-TB อยู่ในขั้นตอนทดสอบภาคสนาม โดยได้รับการสนับสนุนจากโรงพยาบาลในเครือข่ายเขตสุขภาพที่ 7 ในการนำอุปกรณ์ไปใช้ตรวจเลือดที่เก็บใหม่ควบคู่กับการตรวจด้วยวิธีมาตรฐาน โดยหากผลลัพธ์ที่ได้ยังคงสูงในระดับเดียวกันหรือสูงกว่าการทดสอบด้วยเลือดที่ผ่านการเก็บตัวอย่างมานานหลักเดือนดังการทดสอบที่ผ่านมา ก็คาดว่าจะนำอุปกรณ์ SERS-TB ไปขึ้นทะเบียนเป็นอุปกรณ์ทางการแพทย์ได้เร็วยิ่งขึ้น ทั้งนี้ทีมตั้งเป้าหมายว่าจะเพิ่มความแม่นยำของการคัดกรองให้มากยิ่งขึ้นผ่านการปรับปรุงโมเดล AI การเพิ่มจำนวนข้อมูลตัวอย่าง และการควบคุมคุณภาพตัวอย่างส่งตรวจ ก่อนที่จะเตรียมการขึ้นทะเบียนเป็นอุปกรณ์การแพทย์ต่อไป

เตรียมพร้อมสู่การใช้งานจริงในระบบสาธารณสุข

แม้ SERS-TB จะผ่านการทดสอบในห้องปฏิบัติการจนได้ผลลัพธ์ที่น่าพึงพอใจแล้ว แต่อีกหนึ่งขั้นตอนที่มีความสำคัญไม่แพ้กัน คือ การทดสอบใช้งานโดยบุคลากรทางการแพทย์ซึ่งเป็นคนนำอุปกรณ์เหล่านี้ไปใช้ปฏิบัติงานจริง

นพ.ฐมฤกษ์ แสงเงิน แพทย์ชำนาญการพิเศษ ผู้อำนวยการคลินิกวัณโรค โรงพยาบาลร้อยเอ็ด และประธาน TB Service Plan เขตสุขภาพที่ 7 กล่าวว่า ที่ผ่านมาโรงพยาบาลร้อยเอ็ดและโรงพยาบาลในเครือข่ายเขตสุขภาพที่ 7 ได้รับหน้าที่จัดส่งตัวอย่างเลือดพร้อมผลการทดสอบด้วยวิธีมาตรฐานให้ทีมวิจัยใช้เครื่องมือ SERS-TB ตรวจวัด เพื่อเก็บรูปแบบสัญญาณรามานและนำไปพัฒนาโมเดล AI สิ่งที่จะเพิ่มขึ้นมาในปีนี้ คือ โรงพยาบาลร้อยเอ็ดจะเริ่มนำอุปกรณ์ SERS-TB มาทดสอบใช้งานในสถานพยาบาลควบคู่กับการตรวจด้วยวิธีมาตรฐาน เพื่อประเมินประสิทธิภาพและความสะดวกในการใช้งานจริง ก่อนจัดส่งข้อมูลให้ผู้พัฒนาเทคโนโลยีนำไปปรับปรุงแก้ไขต่อไป

การทำงานของทีม TB Service Plan เขตสุขภาพที่ 7 เป็นการทำงานแบบเชิงรุก ดังนั้นการมีเทคโนโลยีตรวจคัดกรองที่เหมาะสมทั้งด้านการใช้งานและราคา ถือเป็นหนึ่งในปัจจัยสำคัญที่จะช่วยให้การดำเนินงานทำได้อย่างต่อเนื่อง และบรรลุเป้าหมายการยุติวัณโรคในพื้นที่ได้

นพ.ฐมฤกษ์ เล่าว่า ทีม TB Service Plan เขตสุขภาพที่ 7 ซึ่งประกอบด้วยบุคลากรทางการแพทย์และอาสาสมัครสาธารณสุขประจำหมู่บ้าน ให้ความสำคัญอย่างยิ่งเรื่องการทำงานแบบเชิงรุก โดยทีมเริ่มจากการวิเคราะห์ฐานข้อมูลสุขภาพของผู้ป่วยวัณโรคเพื่อระบุกลุ่มเสี่ยงในพื้นที่เป้าหมาย เช่น ผู้สัมผัสร่วมบ้าน ผู้สัมผัสใกล้ชิด ผู้ติดเชื้อเอชไอวี ผู้ป่วยโรคเบาหวาน ผู้สูงอายุที่มีโรคร่วม ผู้ต้องขัง แรงงานข้ามชาติ เพื่อนำกลุ่มคนเหล่านี้เข้าสู่กระบวนการคัดกรองโรคอย่างเร่งด่วน หากพบผู้ที่มีแนวโน้มติดเชื้อ เจ้าหน้าที่จะซักประวัติ ประเมินอาการ และส่งตรวจตามแนวปฏิบัติทางการแพทย์โดยทันที

“ดังนั้นหาก SERS-TB ผ่านการพัฒนาจนขึ้นทะเบียนเป็นอุปกรณ์การแพทย์ได้สำเร็จ ก็คาดว่าเทคโนโลยีนี้จะช่วยปลดล็อกการทำงานให้แก่ทีมได้เป็นอย่างมาก เพราะเทคโนโลยีนี้มีจุดเด่นที่ตอบโจทย์ คือ ใช้งานง่าย ขนย้ายสะดวก ที่สำคัญคือมีแนวโน้มที่จะมีต้นทุนการตรวจที่ต่ำกว่าวิธีมาตรฐาน ทำให้ประชาชนไทยและผู้พำนักในพื้นที่มีโอกาสเข้าถึงการตรวจคัดกรองโรคได้เพิ่มขึ้น”

ในวันที่เครื่องมือ SERS-TB ขึ้นทะเบียนเป็นอุปกรณ์ทางการแพทย์ได้สำเร็จ เครื่องมือนี้อาจไม่เพียงช่วยให้สถานพยาบาลไทยเข้าถึงอุปกรณ์การตรวจคัดกรองโรคเพื่อให้บริการแก่ประชาชนและผู้พำนักในประเทศได้อย่างทั่วถึงยิ่งขึ้น แต่จะยังเป็นหนึ่งในเครื่องมือสำคัญที่ช่วยเสริมให้การดำเนินงานค้นหากลุ่มเสี่ยงแบบเชิงรุกเป็นไปอย่างมีประสิทธิภาพและรวดเร็ว สนับสนุนการก้าวสู่เป้าหมายยุติวัณโรคอย่างยั่งยืน

เรียบเรียงโดย ภัทรา สัปปินันทน์ ฝ่ายสร้างสรรค์สื่อและผลิตภัณฑ์ สวทช.
อาร์ตเวิร์กโดย ภัทรา สัปปินันทน์
ภาพประกอบโดย ฝ่ายประชาสัมพันธ์ สวทช., ภาพจาก Shutterstock, และภาพที่สร้างด้วย AI