นักวิจัย MIT กำลังพัฒนาเทคโนโลยี 'ตรวจโรคปอด' แค่หายใจเข้า-ออก รู้ผลใน10 นาที

นักวิจัยจาก MIT พัฒนาเครื่องมือตรวจโรคปอดรูปแบบใหม่ ที่อาจช่วยการวินิจฉัยโรคปอดบวมหรือโรคทางเดินหายใจอื่น ๆ ใช้เวลาเพียงประมาณ 10 นาที แค่ ‘หายใจเข้าและออก’ ก็รู้ผลได้

แค่หายใจก็รู้ว่าเป็นโรคหรือไม่

แนวคิดของวิธีนี้เริ่มจากให้ผู้ป่วยสูดอนุภาคขนาดเล็กมากเข้าไปในปอด คล้ายกับการพ่นยาของผู้ป่วยหอบหืด อนุภาคนี้มีสิ่งที่เรียกว่า ‘ตัวส่งสัญญาณโรค’ ติดอยู่ ซึ่งทำหน้าที่เหมือนตัวแจ้งเตือน

ถ้าร่างกายปกติ อนุภาคจะไม่เปลี่ยนแปลง และค่อย ๆ ถูกขับออกไป แต่ถ้ามีโรค เช่น ปอดบวม เอนไซม์จำเพาะที่ชื่อว่าโปรตีเอสจะเข้าไปตัดส่วนนี้ออก โดยมันถูกออกแบบมาให้หลุดออกเมื่อเจอเอนไซม์ที่เป็นกุญแจเฉพาะของโรคนั้น ๆ เท่านั้น

ส่วนที่หลุดออกมาจะปนออกมาพร้อมกับลมหายใจของผู้ป่วย และนี่คือสิ่งที่เครื่องตรวจจะใช้จับสัญญาณ

เซ็นเซอร์ขนาดเล็ก แต่ตรวจได้แม่นยำ

หัวใจของเทคโนโลยีนี้คือเครื่องตรวจที่ชื่อว่า ‘PlasmoSniff’ เป็นอุปกรณ์ขนาดเล็กระดับพกพาได้ แต่สามารถตรวจจับสารในลมหายใจที่มีปริมาณน้อยมาก ๆ ได้ถึงระดับ 10 ส่วนในพันล้านส่วน

ซึ่งความยากของการตรวจลมหายใจ มักจะมีสารปะปนจำนวนมาก ทำให้หาสารที่เกี่ยวกับโรคได้ยาก นักวิจัยจึงออกแบบให้เซ็นเซอร์สามารถ ‘ดักจับ’ สารเป้าหมาย และ ‘ขยายสัญญาณ’ ให้ชัดขึ้น ตัวเซ็นเซอร์ทำจากฟิล์มทองคำบางมากและทำงานร่วมกับอนุภาคทองคำระดับนาโนที่เคลือบด้วยซิลิกา โดยเว้นช่องว่าง 5 นาโนเมตร เพื่อช่วยขยายสัญญาณของสารให้ตรวจจับได้ง่ายขึ้น

เทคโนโลยีนี้ใช้เทคนิคที่เรียกว่า Raman spectroscopy คือ ใช้แสงในการอ่านลักษณะเฉพาะของสารแต่ละชนิด เหมือนการดู ‘ลายนิ้วมือ’ ว่าเป็นของใคร วิธีนี้ช่วยให้สามารถระบุชนิดของสารได้แม่นยำ แม้จะมีปริมาณน้อยมาก

จากเครื่องใหญ่ราคาแพง สู่เครื่องระดับพกพา

ที่ผ่านมาการตรวจสารระดับเล็กแบบนี้ต้องใช้เครื่องมือขนาดใหญ่ เช่น Mass Spectrometry ซึ่งมีราคาแพงและใช้งานเฉพาะในห้องแล็บ แต่เทคโนโลยีใหม่นี้ทำให้การตรวจเร็วขึ้น เหลือเพียงไม่กี่นาที และมีโอกาสพัฒนาเป็นเครื่องพกพาได้

ในอนาคตนักวิจัยตั้งเป้าให้สามารถใช้งานได้ทั้งในโรงพยาบาลและที่บ้าน

ขั้นตอนที่คาดว่าจะเป็นในอนาคตอาจเป็นแบบนี้สูดอนุภาค → หายใจใส่หน้ากากประมาณ 5 นาที → ระบบตรวจจับ → รู้ผลภายในไม่กี่นาที นอกจากโรคปอดบวมเทคโนโลยีนี้ยังมีโอกาสใช้ตรวจโรคอื่น ๆ ได้เช่นกัน รวมถึงการนำไปใช้ตรวจสารเคมีในอุตสาหกรรมหรือมลพิษในอากาศได้ด้วย

อย่างไรก็ตามเทคโนโลยีนี้ยังอยู่ในขั้นการทดลองในห้องแล็บและยังไม่ได้ทดสอบในผู้ป่วยจริง

สรุป

จากเดิมที่ต้องใช้เวลาและเครื่องมือเฉพาะทาง เทคโนโลยีนี้กำลังทำให้การตรวจโรค ‘ง่ายขึ้นมาก’ เหลือเพียง สูดเข้า → หายใจออก → รู้ผล ในอนาคตหากพัฒนาได้สำเร็จ การตรวจโรคอาจกลายเป็นเรื่องง่าย ๆ ที่ทำได้เหมือนการหายใจในชีวิตประจำวัน

อ้างอิง: phys