เซ็นเซอร์ตรวจลมหายใจแบบสวมใส่เพื่อการติดตามสุขภาพ

การตรวจวิเคราะห์ลมหายใจถือเป็นหนึ่งในวิธีการวินิจฉัยที่ไม่รุกราน (non-invasive) ที่สำคัญในทางการแพทย์ เนื่องจากลมหายใจประกอบด้วยสารชีวโมเลกุลหลายชนิด เช่น สารอินทรีย์ระเหยง่าย (VOCs),โปรตีน, ลิพิด, DNA, แบคทีเรีย และไวรัส ซึ่งสามารถสะท้อนภาวะทางสรีรวิทยาและพยาธิสภาพได้โดยตรง งานวิจัยล่าสุดได้แสดงให้เห็นถึงการพัฒนา เซ็นเซอร์ตรวจลมหายใจแบบสวมใส่ (wearable breath sensors) ที่ผสมผสานเทคโนโลยีวัสดุนาโน อิเล็กทรอนิกส์อ่อนตัว (soft electronics) และระบบInternet of Things (IoT) เข้าด้วยกัน ทำให้สามารถเก็บข้อมูลการหายใจและตัวบ่งชี้ทางชีวภาพได้อย่างต่อเนื่องและแบบเรียลไทม์

อุปกรณ์เหล่านี้ถูกออกแบบให้อยู่ในรูปแบบ แผ่นแปะใต้จมูกหรือภายในหน้ากาก ซึ่งช่วยให้สามารถวัดพารามิเตอร์สำคัญของระบบหายใจ เช่น อัตราการไหลของอากาศ (airflow), อุณหภูมิ และความชื้น รวมถึงตรวจจับตัวบ่งชี้ชีวภาพ (biomarkers) เช่น ออกซิเจน (O?), คาร์บอนไดออกไซด์ (CO?), แอมโมเนีย(NH?) และไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ (H?O?) ซึ่งมีความสัมพันธ์กับโรคทางเดินหายใจ โรคตับ ไต และภาวะอักเสบต่าง ๆ ได้อย่างแม่นยำ

นอกจากนี้ ยังมีการพัฒนา หน้ากากอัจฉริยะ (smart mask platforms) ที่ฝังเซ็นเซอร์หลายชนิด เช่นเซ็นเซอร์อุณหภูมิ อัตราการเต้นหัวใจ และระดับออกซิเจนในเลือด รวมกับอัลกอริธึมปัญญาประดิษฐ์(machine learning) เพื่อจำแนกแบบแผนการหายใจ ตรวจจับความผิดปกติ เช่น ภาวะหยุดหายใจขณะหลับ หรือช่วยในการวินิจฉัยโรคเรื้อรังอย่างโรคหอบหืดและโรคปอดอุดกั้นเรื้อรัง (COPD) ได้อย่างมีประสิทธิภาพ

งานวิจัยชี้ให้เห็นว่า เซ็นเซอร์ตรวจลมหายใจแบบสวมใส่ กำลังจะกลายเป็นเทคโนโลยีสำคัญในอนาคตของการแพทย์เชิงป้องกันและการดูแลสุขภาพเฉพาะบุคคล (personalized healthcare) โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อรวมเข้ากับ IoT และ machine learning ซึ่งจะช่วยให้เกิดการติดตามสุขภาพที่แม่นยำ สะดวกสบายและมีต้นทุนที่เข้าถึงได้มากขึ้น

Kim, D., Lee, J., Park, M. K., & Ko, S. H. (2024). Recent developments in wearable breath sensors for healthcare monitoring. Communications Materials, 5(41). https://doi.org/10.1038/s43246-024-00480-w