ข่าว

การตรวจสอบบาดแผลผ่าตัดหลังการผ่าตัดเป็นขั้นตอนสำคัญในการป้องกันการติดเชื้อ การแยกแผล และภาวะแทรกซ้อนอื่นๆ

อย่างไรก็ตาม เมื่อบริเวณที่ทำการผ่าตัดอยู่ลึกเข้าไปในร่างกาย การตรวจติดตามตามปกติจะจำกัดอยู่เพียงการสังเกตทางคลินิกหรือการตรวจทางรังสีวิทยาที่มีค่าใช้จ่ายสูง ซึ่งมักจะตรวจไม่พบภาวะแทรกซ้อนก่อนที่จะเป็นอันตรายถึงชีวิต

สามารถฝังเซ็นเซอร์ไบโออิเล็กทรอนิกส์แบบแข็งในร่างกายเพื่อการตรวจสอบอย่างต่อเนื่อง แต่อาจรวมเข้ากับเนื้อเยื่อแผลที่บอบบางได้ไม่ดีนัก

เพื่อตรวจหาภาวะแทรกซ้อนของบาดแผลทันทีที่เกิดขึ้น ทีมนักวิจัยที่นำโดยผู้ช่วยศาสตราจารย์ จอห์น โฮ จาก NUS Electrical and Computer Engineering และ NUS Institute for Health Innovation & Technology ได้คิดค้นระบบเย็บอัจฉริยะที่ไม่ต้องใช้แบตเตอรี่และสามารถ สัมผัสและส่งข้อมูลแบบไร้สายจากจุดผ่าตัดเชิงลึก

การเย็บอัจฉริยะเหล่านี้มีเซ็นเซอร์อิเล็กทรอนิกส์ขนาดเล็กที่สามารถตรวจสอบความสมบูรณ์ของบาดแผล การรั่วไหลของกระเพาะอาหาร และการเคลื่อนไหวของเนื้อเยื่อขนาดเล็ก ขณะเดียวกันก็ให้ผลลัพธ์การรักษาที่เทียบเท่ากับการเย็บเกรดทางการแพทย์

ความก้าวหน้าทางการวิจัยนี้ได้รับการตีพิมพ์ครั้งแรกในวารสารวิทยาศาสตร์วิศวกรรมชีวการแพทย์ธรรมชาติวันที่ 15 ตุลาคม 2564

เย็บอัจฉริยะทำงานอย่างไร?

สิ่งประดิษฐ์ของทีม NUS มีองค์ประกอบหลัก 3 ส่วน ได้แก่ ไหมเย็บเกรดทางการแพทย์ที่เคลือบด้วยโพลีเมอร์นำไฟฟ้าเพื่อให้สามารถตอบสนองสัญญาณไร้สาย- เซ็นเซอร์อิเล็กทรอนิกส์ไร้แบตเตอรี่ และเครื่องอ่านไร้สายที่ใช้ในการเย็บจากภายนอกร่างกาย

ข้อดีอย่างหนึ่งของการเย็บอัจฉริยะเหล่านี้คือ การใช้งานเกี่ยวข้องกับการดัดแปลงขั้นตอนการผ่าตัดมาตรฐานเพียงเล็กน้อย ในระหว่างการเย็บแผล ส่วนที่เป็นฉนวนของรอยประสานจะถูกร้อยผ่านโมดูลอิเล็กทรอนิกส์และยึดให้แน่นโดยใช้ซิลิโคนทางการแพทย์บนหน้าสัมผัสทางไฟฟ้า

ตะเข็บผ่าตัดทั้งหมดจะทำหน้าที่เป็นกการระบุความถี่วิทยุ(RFID) และสามารถอ่านได้โดยเครื่องอ่านภายนอก ซึ่งจะส่งสัญญาณไปยังรอยประสานอัจฉริยะและตรวจจับสัญญาณที่สะท้อน การเปลี่ยนแปลงความถี่ของสัญญาณที่สะท้อนบ่งชี้ถึงภาวะแทรกซ้อนจากการผ่าตัดที่อาจเกิดขึ้นที่บริเวณแผล

เย็บอัจฉริยะสามารถอ่านได้ลึกถึง 50 มม. ขึ้นอยู่กับความยาวของเย็บที่เกี่ยวข้อง และอาจขยายความลึกได้อีกโดยการเพิ่มค่าการนำไฟฟ้าของรอยเย็บหรือความไวของเครื่องอ่านแบบไร้สาย

เช่นเดียวกับไหมเย็บ คลิป และลวดเย็บที่มีอยู่ เย็บอัจฉริยะอาจถูกลบออกหลังการผ่าตัดโดยขั้นตอนการผ่าตัดหรือการส่องกล้องที่มีการบุกรุกน้อยที่สุด เมื่อความเสี่ยงของภาวะแทรกซ้อนผ่านไปแล้ว

การตรวจพบภาวะแทรกซ้อนของบาดแผลตั้งแต่เนิ่นๆ

ทีมวิจัยได้เคลือบเซ็นเซอร์ด้วยเจลโพลีเมอร์ประเภทต่างๆ เพื่อตรวจหาภาวะแทรกซ้อนประเภทต่างๆ เช่น การรั่วไหลของกระเพาะอาหารและการติดเชื้อ

ไหมเย็บอัจฉริยะยังสามารถตรวจจับได้ว่ามีการหักหรือหลุดออกหรือไม่ เช่น ในระหว่างการหลุดออก (การแยกแผล) หากรอยประสานขาด เครื่องอ่านภายนอกจะรับสัญญาณที่ลดลงเนื่องจากความยาวของเสาอากาศที่เกิดจากการเย็บอัจฉริยะลดลง เพื่อแจ้งเตือนแพทย์ที่เข้ารับการรักษาให้ดำเนินการ

ผลลัพธ์การรักษาที่ดี ปลอดภัยสำหรับการใช้ในทางคลินิก

ในการทดลอง ทีมงานแสดงให้เห็นว่าบาดแผลที่ปิดด้วยไหมเย็บอัจฉริยะและไหมเย็บเกรดทางการแพทย์ที่ไม่มีการดัดแปลง สามารถหายได้ตามธรรมชาติโดยไม่มีความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญ โดยแบบแรกให้ประโยชน์เพิ่มเติมจากการตรวจจับแบบไร้สาย

ทีมงานยังได้ทดสอบวัสดุเย็บที่เคลือบด้วยโพลีเมอร์ และพบว่าความแข็งแรงและความเป็นพิษทางชีวภาพต่อร่างกายนั้นแยกไม่ออกจากวัสดุเย็บปกติ และยังรับประกันว่าระดับพลังงานที่จำเป็นในการใช้งานระบบนั้นปลอดภัยสำหรับร่างกายมนุษย์

ผศ.โฮ กล่าวว่า “ปัจจุบันภาวะแทรกซ้อนหลังการผ่าตัดมักตรวจไม่พบจนกว่าผู้ป่วยจะมีอาการทางระบบ เช่น ปวด มีไข้ หรือหัวใจเต้นเร็ว การเย็บอัจฉริยะเหล่านี้สามารถใช้เป็นเครื่องมือแจ้งเตือนตั้งแต่เนิ่นๆ เพื่อให้แพทย์สามารถเข้าแทรกแซงได้ก่อนที่ภาวะแทรกซ้อนจะกลายเป็นอันตรายถึงชีวิต ซึ่งอาจนำไปสู่อัตราการผ่าตัดที่ลดลง การฟื้นตัวที่รวดเร็วขึ้น และผลลัพธ์ของผู้ป่วยที่ดีขึ้น”

การพัฒนาต่อไป

ในอนาคต ทีมงานกำลังมองหาการพัฒนาเครื่องอ่านไร้สายแบบพกพาเพื่อทดแทนการตั้งค่าที่ใช้ในปัจจุบันเพื่ออ่านรอยเย็บอัจฉริยะแบบไร้สาย ซึ่งช่วยให้สามารถเฝ้าระวังภาวะแทรกซ้อนได้แม้จะอยู่นอกสถานที่ทางคลินิกก็ตาม ซึ่งอาจทำให้ผู้ป่วยออกจากโรงพยาบาลเร็วขึ้นหลังการผ่าตัด

ขณะนี้ทีมงานกำลังทำงานร่วมกับศัลยแพทย์และผู้ผลิตอุปกรณ์ทางการแพทย์เพื่อปรับเย็บเพื่อตรวจหาเลือดออกจากบาดแผลและการรั่วไหลหลังการผ่าตัดระบบทางเดินอาหาร พวกเขายังต้องการเพิ่มความลึกของการผ่าตัดเย็บ ซึ่งจะช่วยให้สามารถตรวจสอบอวัยวะและเนื้อเยื่อที่อยู่ลึกลงไปได้

ให้บริการโดยมหาวิทยาลัยแห่งชาติสิงคโปร์