นักวิจัย US พัฒนา ‘Pulse-Fi’ ระบบที่ใช้แค่สัญญาณ Wi-Fi เพื่อวัดอัตราการเต้นของหัวใจ

ลองจินตนาการถึงโลกที่เราสามารถตรวจวัดสุขภาพหัวใจได้ง่ายๆ เพียงแค่นั่งทำงานหรือพักผ่อนอยู่ในบ้าน โดยไม่ต้องสวมใส่อุปกรณ์ใดๆ บนร่างกาย ไม่ว่าจะเป็นสมาร์ทวอทช์ที่ต้องชาร์จแบตเตอรี่ทุกวัน หรือสายรัดหน้าอกที่สร้างความอึดอัด อนาคตที่ว่านี้อาจไม่ใช่เรื่องไกลตัวอีกต่อไป เมื่อทีมนักวิศวกรจาก University of California-Santa Cruz ได้เปิดตัวนวัตกรรมเปลี่ยนโลกอย่าง "Pulse-Fi" ที่จะเปลี่ยนเราเตอร์ Wi-Fi ธรรมดาให้กลายเป็นเครื่องมือแพทย์อัจฉริยะ

Pulse-Fi คือโครงการวิจัยที่แสดงให้เห็นถึงศักยภาพอันน่าทึ่งของเทคโนโลยีที่เราคุ้นเคย โดยมันสามารถใช้คลื่นสัญญาณ Wi-Fi ที่มีอยู่ทั่วไปในอาคารเพื่อตรวจวัดอัตราการเต้นของหัวใจได้อย่างแม่นยำ ซึ่งข้อมูลเบื้องต้นชี้ว่านี่อาจเป็นการปฏิวัติวงการดูแลสุขภาพส่วนบุคคลครั้งสำคัญ

การตรวจวัดสัญญาณชีพแบบไม่รบกวนร่างกาย (Non-intrusive) ถือเป็นหัวใจสำคัญในการยกระดับการดูแลผู้สูงอายุและการแทรกแซงปัญหาสุขภาพตั้งแต่เนิ่นๆ 

ทีมวิจัยกล่าวในเอกสาร "สถานดูแลระยะยาวและสถาบันทางการแพทย์ต่างต้องการระบบที่แม่นยำ, ทำงานต่อเนื่อง และติดตั้งง่าย ซึ่งสัญญาณ Wi-Fi มีคุณสมบัติที่โดดเด่น ทั้งการทะลุทะลวงสิ่งกีดขวาง, การมีอยู่ทุกหนแห่ง และการไม่สร้างความกังวลเรื่องความเป็นส่วนตัวเหมือนกล้องวงจรปิด"

เบื้องหลังความมหัศจรรย์ของ Pulse-Fi

หลักการทำงานของ Pulse-Fi นั้นเรียบง่าย โดยอาศัยความจริงที่ว่าร่างกายมนุษย์มีผลต่อคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า เมื่อสัญญาณ Wi-Fi ถูกส่งจากตัวส่ง (Transmitter) และเดินทางผ่านร่างกายของเรา การบีบตัวของหัวใจในแต่ละครั้งจะทำให้เกิดการเคลื่อนไหวเล็กๆ น้อยๆ ที่สร้าง "ระลอกคลื่น" (ripples) รบกวนสัญญาณ Wi-Fi ที่เดินทางผ่านไป แม้การเปลี่ยนแปลงนี้จะน้อยมากจนแทบวัดไม่ได้ด้วยวิธีปกติ แต่ Pulse-Fi ใช้ตัวรับสัญญาณ (Receiver) ที่มีความไวสูงเพื่อรวบรวมข้อมูลที่เปลี่ยนแปลงไป

ข้อมูลดิบที่ได้จะเต็มไปด้วย "สัญญาณรบกวน" (noise) จากสิ่งแวดล้อม เช่น การเคลื่อนไหวของคนในห้อง หรือสัญญาณจากอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์อื่นๆ โมเดล Machine Learning ที่ผ่านการฝึกฝนจากข้อมูลของอาสาสมัครกว่า 100 คน ในหลากหลายอิริยาบถ ทั้งนั่ง ยืน และนอน จะทำหน้าที่วิเคราะห์และกรองสัญญาณรบกวนเหล่านี้ออกไป เหลือไว้เพียงรูปแบบความแปรผันที่เกิดจากการเต้นของหัวใจโดยเฉพาะ

แม่นยำ เข้าถึงง่าย และใช้งานได้จริง

สิ่งที่ทำให้ Pulse-Fi แตกต่างจากเทคโนโลยีต้นแบบอื่นๆ คือความสามารถในการใช้งานได้จริงและต้นทุนที่ต่ำอย่างไม่น่าเชื่อ ทีมนักวิจัยพิสูจน์แล้วว่าระบบนี้สามารถทำงานได้อย่างเต็มประสิทธิภาพบนฮาร์ดแวร์ราคาถูก เช่น บอร์ดคอมพิวเตอร์ขนาดเล็กอย่าง Raspberry Pi ที่มีราคาเพียง 30 ดอลลาร์ (ประมาณ 1,100 บาท) หรือแม้แต่โมดูล Wi-Fi ESP32 ราคา 5 ดอลลาร์ (ไม่ถึง 200 บาท)

ในด้านความแม่นยำ ผลการทดสอบแสดงให้เห็นว่า Pulse-Fi สามารถวัดอัตราการเต้นของหัวใจได้โดยมีความคลาดเคลื่อนเพียง 0.5 ครั้งต่อนาที (half a beat per minute) ซึ่งเทียบเท่ามาตรฐานระดับคลินิก โดยใช้เวลาในการวัดผลเพียง 5 วินาทีเท่านั้น และยังคงความแม่นยำได้ไม่ว่าจะอยู่ในท่าทางใด หรือห่างจากอุปกรณ์ในระยะสูงสุด 3 เมตร

ศักยภาพของ Pulse-Fi นั้นยิ่งใหญ่กว่าที่คิด ในขณะที่อุปกรณ์สวมใส่และเครื่องมือแพทย์ในโรงพยาบาลมีข้อจำกัดด้านราคาและความไม่สะดวกสบาย Pulse-Fi กลับมอบทางออกที่ใช้งานได้จริงในทุกบริบท ตั้งแต่บ้านพักอาศัย, คลินิก, ไปจนถึงพื้นที่ห่างไกลที่ขาดแคลนทรัพยากร ด้วยความเป็นระบบไร้สัมผัส (contactless) ทำให้มันเป็นเครื่องมือในอุดมคติสำหรับการดูแลผู้สูงอายุ, ผู้ป่วยพักฟื้น, หรือใครก็ตามที่ไม่ชอบการมีเซ็นเซอร์ติดอยู่บนร่างกายตลอดเวลา

ผู้พิทักษ์สุขภาพที่มองไม่เห็นในอนาคต

ทีมวิจัยไม่หยุดเพียงเท่านี้ พวกเขากำลังต่อยอดระบบให้สามารถวัดอัตราการหายใจ และประยุกต์ใช้เพื่อตรวจจับภาวะอันตรายอย่าง "ภาวะหยุดหายใจขณะหลับ" (Sleep Apnea) ซึ่งเป็นเรื่องยากที่จะวินิจฉัยด้วยวิธีปกติ ในระยะยาว เทคโนโลยีนี้มีศักยภาพที่จะเปลี่ยนระบบ Wi-Fi ในทุกบ้านให้กลายเป็นเครือข่ายเซ็นเซอร์สุขภาพแบบพาสซีฟ (passive health monitors) ที่คอยเฝ้าระวังสุขภาพของเราอย่างเงียบๆ โดยที่เราไม่ต้องปรับเปลี่ยนพฤติกรรมหรือกิจวัตรประจำวันใดๆ เลย

งานวิจัยชิ้นนี้ถูกนำเสนออย่างเป็นทางการในงานประชุมวิชาการระดับนานาชาติ 2025 International Conference on Distributed Computing in Smart Systems and the Internet of Things ณ ประเทศอิตาลี นับเป็นอีกหนึ่งก้าวสำคัญที่ตอกย้ำว่า นวัตกรรมที่ยิ่งใหญ่ที่สุด อาจไม่ได้มาจากอุปกรณ์ใหม่ที่ซับซ้อนเสมอไป แต่อาจซ่อนอยู่ในเทคโนโลยีที่เราใช้งานกันอยู่ทุกวัน รอเพียงวันที่จะถูกค้นพบและนำมาใช้ในรูปแบบที่เราไม่เคยคาดคิดมาก่อน

ที่มา: news.ucsc.edu, CNET