ข้อมูลงานวิจัย เครื่องช่วยหายใจแบบกึ่งอัตโนมัติสำหรับการช่วยเหลือผู้ป่วยฉุกเฉิน

ข้อมูลส่วนตัว
    • ชื่อ-นามสกุล (ภาษาไทย)อ.นิกร แสงงาม
    • ชื่อ-นามสกุล (ภาษาอังกฤษ)อ.Nikorn Seangngam
    • ตำแหน่งทางวิชาการ-
    • ตำแหน่งปัจจุบันอาจารย์
    • คณะ/หน่วยงานคณะครุศาสตร์อุตสาหกรรม
    • โทรศัพท์0919351XXX
    • E-Mail Addresnikorn@rmutt.ac.th
    • สาขาวิชาการที่มีความชำนาญวิศวกรรมไฟฟ้า
    อัพเดทล่าสุด
    04 เม.ย. 2565
    00151
    จำนวนคนดู
ข้อมูลโครงการงานวิจัย
ชื่อโครงการ เครื่องช่วยหายใจแบบกึ่งอัตโนมัติสำหรับการช่วยเหลือผู้ป่วยฉุกเฉิน
ชื่อโครงการภาษาอังกฤษ Semi-automatic ventilator for emergency rescue
หน่วยงาน คณะครุศาสตร์อุตสาหกรรม
หัวหน้าโครงการ
ผู้ร่วมวิจัย 1. ผศ.อัญชลี ทองกำเหนิด
พี่เลี้ยง
ที่ปรึกษา
ปีงบประมาณ 2564
คำสำคัญ เครื่องช่วยหายใจชนิดมือบีบ ไมโครคอนโทรลเลอร์
บทคัดย่อ (ภาษาไทย)
บทคัดย่อ (ภาษาอังกฤษ)
หลักการและเหตุผล การทำ Cardiopulmonary Resuscitation (CPR) เป็นการปฐมพยาบาลที่มีวัตถุประสงค์เพื่อช่วยเหลือผู้ที่หมดสติ หยุดหายใจหรือหัวใจหยุดเต้น ทั้งนี้ภาวะหัวใจหยุดเต้นเฉียบพลันนั้นเป็นสาเหตุที่ทำให้เสียชีวิต อาจจะเกิดได้จากหลายสาเหตุ เช่น คนจมน้ำ สูดดมอากาศมีพิษ ช๊อกเพราะการเสียเลือดมาก การออกกำลังกายมากเกินไป ตกใจหรือเสียใจกะทันหัน จนเลือดมาเลี้ยงหัวใจไม่ทัน ทางเดินหายใจอุดตัน รวมทั้งเกิดจากการได้รับยาเกินขนาดหรือแพ้ยา เป็นต้น เพื่อทำให้ผู้ประสบเหตุกลับมาหายใจได้เอง สามารถทำได้โดยการทำการพื้นคืนชีพขั้นพื้นฐานให้ผู้ประสบเหตุนั้น ด้วยการกดหน้าอกและการช่วยหายใจ ซึ่งจะช่วยให้มีการไหลเวียนออกซิเจน เลือดกลับสู่สภาพปกติ และป้องกันเนื้อเยื้อไม่ให้เกิดอันตรายจากการขาดออกซิเจนอย่างถาวร การทำ CPR เพื่อการช่วยฟื้นคืนชีพขั้นพื้นฐาน (Basic Life Support; BLS) ประกอบด้วย 3 ขั้นตอนได้แก่ 1. ขั้น Chest compression (C) 2. ขั้น Airway (A) 3. ขั้น Breathing (B) โดยมีวิธีปฏิบัติเป็น C>B>A ดังนี้ 1. กดหน้าอก (C) จำนวน 30 ครั้ง 2. ปิดทางเดินหายใจ (A) 3. ช่วยหายใจ (B) 2 ครั้ง ซึ่งจะเท่ากับ 30:2 ทั้งนี้ให้ทำ CPR ไปจนกว่ากู้ชีพจะมาถึงหรือจนกว่าผู้ป่วยจะรู้สึกตัว หรือในระหว่างการเดินทางเป็นต้น วิธีปฏิบัติในแต่ละขั้นตอน มีดังนี้ 1. C: Chest compression คือ การกดหน้าอก ปั๊มหัวใจช่วยให้ผู้บาดเจ็บมีการไหลเวียนของเลือกในร่างกายอีกครั้งหนึ่ง ทั้งนี้หลักในการปั๊มหัวใจ คือ ต้องกดให้กระดูกหน้าอก (Sternum) ลงไปชิดกับกระดูกสันหลัง ซึ่งจะทำให้หัวใจที่อยู่ระหว่างกระดูกทั้งสองอันถูกบดไปด้วย ทำให้มีการบีบเลือดออกจากหัวใจไปเลี้ยงร่างกาย เสมือนการบีบตัวของหัวใจ ซึ่งมีขั้นตอนในการปั้มหัวใจตามนี้ 1) ให้ผู้บาดเจ็บนอนราบกับพื้นแข็งๆ หรือใช้ไม้กระดานรองที่หลังของผู้บาดเจ็บ ผู้ปฐมพยาบาลคุกเข่าลงข้างขวาหรือข้างซ้ายบริเวณหน้าอกผู้บาดเจ็บ คลำหาส่วนล่างสุดของกระดูกอกที่ต่อกับกระดูกซี่โครงโดยใช้นิ้วสัมผัสชายโครงไล่ขึ้นมา (หากคุกเข่าข้างขวาใช้มือขวาคลำเพื่อหากระดูกอก แต่หากคุกเข่าข้างซ้ายให้ใช้มือซ้ายคลำ ) รูปที่ 1 ขั้นตอนในการปั้มหัวใจ 2) วางนิ้วชี้และนิ้วกลางตรงตำแหน่งที่กระดูกซี่โครงต่อกับกระดูกอกส่วนล่างสุด วางสันมืออีกข้างบนตำแหน่งถัดจากนิ้วชี้และนิ้วกลางนั้น รูปที่ 2 ตำแหน่งของสันมือเพื่อเตรียมการปั้มหัวใจ ซึ่งตำแหน่งของสันมือที่วางอยู่บนกระดูกหน้าอกนี้จะเป็นตำแหน่งที่ถูกต้องในการปั้มหัวใจ • หากไม่แน่ใจว่าตำแหน่งกระดูกซี่โครงอยู่ตรงไหน ง่ายที่สุดก็คือให้วางสันมือ (ข้างที่ไม่ถนัด) ตรงกลางหน้าอก ระหว่างหัวนมทั้งสองข้าง 3) วางมืออีกข้าง (ควรเป็นมือข้างที่ถนัด) ทับลงบนหลังมือที่วางในตำแหน่งที่ถูกต้อง แล้วเหยียดนิ้วมือตรง จากนั้นเกี่ยวนิ้วมือทั้ง 2 ข้างเข้าด้วยกัน เหยียดแขนตรง โน้มตัวตั้งฉากกับหน้าอกผู้บาดเจ็บ ทิ้งน้ำหนักลงบนแขนขณะกดทับหน้าอกผู้บาดเจ็บ กดให้ลึกอย่างน้อย 2 นิ้ว (5 เซนติเมตร) สำหรับผู้ใหญ่แต่หากเป็นเด็กให้กดลงอย่างน้อย 1/3 ของความลึกทรวงอก (ประมาณ 2 นิ้ว หรือ 5 เซนติเมตร) ส่วนในเด็กแรกเกิดหรือเด็กอ่อน การปั๊มหัวใจให้ใช้เพียงนิ้วหัวแม่มือกดกลางกระดูกหน้าอกให้ได้อัตราเร็ว 100 -120 ครั้งต่อนาที โดยใช้นิ้วมือโอบรอบทรวงอกทั้งสองข้างแล้วใช้หัวแม่มือกด 4) เพื่อให้ช่วงการกดแต่ละครั้งคงที่ และจังหวะการสูบฉีดเลือกออกจากหัวใจพอเหมาะกับที่ร่างกายต้องการ ให้ใช้วิธีนับจำนวนครั้งที่กด ดังนี้...หนึ่ง และสอง และสาม และสี่ และห้า...โดยกดทุกครั้งที่นับตัวเลข และปล่อยตอนคำว่า “และ” สลับกันไป ให้ได้อัตราอย่างน้อย 100 ครั้งต่อนาที (ถ้าน้อยกว่านี้จะไม่ได้ผล) เมื่อกดสุดให้ผ่อนมือขึ้นโดยที่ตำแหน่งมือไม่ต้องเลื่อนไปจากจุดที่กำหนด และก่อนการกดหน้าอกครั้งต่อไปต้องทำการกดทันทีที่หน้าอกคืนตัวกลับจนสุด ขณะกดหน้าอกปั๊มหัวใจ ห้ามใช้นิ้วมือกดลงบนกระดูกซี่โครงผู้บาดเจ็บ 5) ควรกดหน้าอก 30 ครั้ง สลับกับการผายปอด 2 ครั้ง ลัควรมีผู้ช่วยเหลืออย่างน้อย 2 คน เพราะพบว่า ผู้ปฏิบัติจะเริ่มเหนื่อยแลประสิทธิภาพในการกดหน้าอกลดลงหลังจากทำไปประมาณ 1 นาที ดังนั้นในกรณีมีผู้ช่วยเหลืออย่างน้อย 2 คน ให้เปลี่ยนบทบาทผู้ทำการกดหน้าอกทุก ๆ 2 นาที หรือกด หน้าอกสลับการช่วยหายใจครบ 5 รอบ (30:2) และทำต่อเนื่องไปจนกระทั่งเครื่องช็อกไฟฟ้าหัวใจมาถึง และพร้อมใช้งาน หรือมีบุคลากรทางการแพทย์เข้ามาดูแลผู้ป่วย ข้อควรระวัง - ต้องวางมือให้อยู่ตรงกลางหน้าอก ไม่ต้องค่อนไปทางซ้าย หรือใกล้หัวใจ เพราะอาจทำให้ กระดูกซี่โครงหักได้ - ต้องกดหน้าอกให้เร็วและแรง แต่อย่ากระแทก ด้วยอัตราความเร็วอย่างน้อย 100 ครั้งต่อ นาที - กดลึกอย่างน้อย 2 นิ้ว หรือ 5 เซนติเมตร สำหรับผู้ใหญ่ - หลังการกดแต่ละครั้งต้องปล่อยให้อกคืนตัวจนสุด เพื่อให้หัวใจรับเลือดสำหรับสูบฉีดครั้ง ต่อไป หากไม่ปล่อยให้หน้าอกคืนตัวจนสุด จะทำให้เลือดที่ไปเลี้ยงอวัยวะส่วนต่าง ๆ ของร่างกายลดลง - กดหน้าอกให้ต่อเนื่องให้ได้มากที่สุด โดยสามารถหยุดการกดหน้าอกได้ไม่เกิน 10 วินาที ในกรณีคลำหาชีพจร, มีการช็อกไฟฟ้าหัวใจ, ต้องการหยุดเพื่อใส่อุปกรณ์เปิดทางเดินหายใจขั้นสูง (ในกรณี ที่ใส่ในขณะกดหน้าอกไม่ได้) - ไม่ควรใช้วิธีช่วยหายใจมากเกินไป - บุคคลทั่วไปที่ไม่เคยเข้ารับการอบรมการฟื้นคืนชีพขั้นพื้นฐานมาก่อน ควรทำการกด หน้าอกแต่เพียงอย่างเดียว ไม่ต้องช่วยหายใจ เนื่องจากในช่วงแรกที่ผู้ป่วยหัวใจหยุดเต้น ระดับออกซิเจนในกระแสเลือดยังเพียงพออยู่อีกระยะหนึ่ง และในขณะที่มีการกดหน้าอกนั้นการขยายของทรวงอกจะทำให้มี การแลกเปลี่ยนก๊าซได้ โดยเน้นให้กดหน้าอกที่แรงและเร็ว ผู้ปฏิบัติการช่วยเหลือชีวิตควรจะทำการกด หน้าอกแต่เพียงอย่างเดียวต่อไปจนกระทั่งเครื่องช็อกไฟฟ้าหัวใจมาถึงและพร้อมใช้งาน หรือมีบุคลากรทาง การแพทย์มาดูแลผู้ป่วย รูปที่ 4 การเปิดทางเดินหายใจ A : Airway หมายถึง การเปิดทางเดินหายใจให้โล่ง เพราะโดยมากผู้บาดเจ็บที่หมดสติจะมีภาวะ โคนลิ้นและกล่องเสียงตกลงไปอุดทางเดินหายใจส่วนบน ดังนั้นจึงต้องเปิดทางเดินหายใจให้โล่ง โดย พิจารณาจาก - หากผู้ป่วยไม่มีการบาดเจ็บที่ศีรษะหรือคอ จะใช้วิธีการแหงนหน้าและเชยคาง (Head tilt – Chin lift) - หากสงสัยว่าผู้ป่วยมีอาการเจ็บของไขสันหลัง ให้ใช้วิธี Manual Spinal Motion Restriction โดยการวางมือสองข้างบริเวณด้านข้างของศีรษะ เพื่อป้องกันการเคลื่อนของศีรษะ - หากสงสัยว่าผู้ป่วยมีอาการบาดเจ็บที่กระดูกสันหลังบริเวณคอให้เปิดทางเดินหายใจด้วยวิธียก ขากรรไกร (Jaw Thrust) คือ ดึงขากรรไกรทั้งสองข้างขึ้นไปด้านบน โดยผู้ช่วยเหลือจะอยู่เหนือศีรษะ ของผู้ป่วย รูปที่ 5 การช่วยหายใจ B : Breathing หมายถึง การช่วยหายใจ ด้วยการรักษาระดับออกซิเจนให้เพียงพอและขับก๊าซ คาร์บอนไดออกไซด์ ดังนั้นในผู้ป่วยที่หัวใจหยุดเต้นเนื่องจากการขาดอากาศ เช่น จมน้ำ จึงต้องรีบกด หน้าอกและช่วยหายใจ 5 รอบ หรือ 2 นาที ก่อนการร้องขอความช่วยเหลือ เนื่องจากผู้ป่วยกำลังมีระดับ ออกซิเจนที่ต่ำกว่าปกติ ซึ่งออกซิเจนที่เป่าออกไปนั้นมีออกซิเจนประมาณ 16-17% ซึ่งเพียงพอสำหรับใช้ ในร่างกาย ทั้งนี้ ในการช่วยหายใจ ได้กำหนดข้อปฏิบัติให้เริ่มจากการกดหน้าอก (C) ไปก่อน 30 ครั้ง แล้วจึง สลับกับการช่วยหายใจ (B) 2 ครั้ง ตามสูตร 30:2 โดย - ช่วยหายใจมากกว่า 1 วินาทีในแต่ละครั้ง - ให้ปริมาตรเพียงพอที่เห็นหน้าอกเคลื่อนไหว แต่ไม่ควรช่วยหายใจมากเกินไป เพราะเสี่ยง ต่อการสำลักอาหาร และยังทำ ให้แรงดันภายในทรวงอกเพิ่มขึ้น ส่งผลให้เลือดที่กลับไปเลี้ยงหัวใจลดลง - ใช้อัตราการกดหน้าอก 30 ครั้งต่อการช่วยหายใจ 2 ครั้ง (30:2) - เมื่อมีการใส่ท่อช่วยหายใจขั้นสูงแล้ว ให้ช่วยหายใจ 1 ครั้ง ทุก 6-8 วินาที (8-10 ครั้ง ต่อนาที) โดยที่ไม่ต้องหยุดขณะที่ทำ การกดหน้าอก วิธีช่วยหายใจ มีอยู่ด้วยกันหลายวิธี เช่น A. การช่วยหายใจแบบปากต่อปาก (Mouth-to-Mouth) ผู้ช่วยเหลือสูดลมเข้าให้เต็มที่ แล้วประกบปากของผู้ช่วยเหลือเข้ากับปากของผู้ป่วยให้สนิท ใช้นิ้วบีบจมูก ท าการสูดลมเข้าปอดด้วย ปริมาตรเท่าปกติ โดยเป่าลากยาวนานกว่า 1 วินาที ในขณะเป่าลม ควรใช้ตาชำเลืองดูบริเวณทรวงอกของ ผู้ป่วยว่ามีการขยับหรือไม่ เพื่อเป็นการประเมินประสิทธิภาพของการช่วยหายใจ หากผู้ป่วยมีชีพจร แต่ ต้องการการช่วยหายใจ ให้ทำการช่วยหายใจในอัตรา 5-6 วินาทีต่อครั้ง (10-12 ครั้งต่อนาที) ทั้งนี้ ไม่จำเป็นต้องสูดลมเข้าสุดเพื่อป้องกันการเกิดอาการหน้ามืด เวียนศีรษะของผู้ช่วยเหลือ และ ป้องกันภาวะ over inflation ของผู้ป่วย B. การช่วยหายใจแบบปากต่อจมูก (Mouth-to-Nose) ในกรณีที่ผู้บาดเจ็บมีอาการบาดเจ็บ ที่ปาก หรือในกรณีที่เป็นเด็กเล็ก ให้ใช้วิธีปิดปากผู้บาดเจ็บแล้วปล่อยลมหายใจของเราเข้าทางจมูก ผู้บาดเจ็บแทน โดยให้ทำการช่วยหายใจในอัตรา 5-6 วินาทีต่อครั้ง (10-12 ครั้งต่อนาที) C. การช่วยหายใจโดยใช้อุปกรณ์ช่วยหายใจขั้นสูง (Advanced Airway) ในกรณีที่ผู้ป่วยใส่ อุปกรณ์ช่วยหายใจขั้นสูงแล้ว แนะนำให้ช่วยหายใจในอัตรา 1 ครั้งทุก ๆ 6-8 วินาที (8-10 ครั้งต่อนาที) ทั้งนี้ ให้ผู้ช่วยเหลือทำขั้นตอน C-A-B ไปเรื่อย ๆ จนกว่าหน่วยกู้ชีพมาถึง หรือจนกว่าผู้ป่วยจะมี การตอบสนอง อย่างไรก็ตาม ในการปฏิบัติการช่วยฟื้นคืนชีพ ควรต้องทำตามข้อบ่งชี้สำคัญดังต่อไปนี้ อย่างเคร่งครัดด้วย - ผู้ที่มีภาวะหยุดหายใจ โดยที่หัวใจยังคงเต้นอยู่ประมาณ 2-3 นาที ให้ผายปอดทันที ซึ่งจะช่วย ป้องกันภาวะหัวใจหยุดเต้นได้ และช่วยป้องกันการเกิดภาวะเนื้อเยื่อสมองขาดออกซิเจนได้อย่างถาวร - ผู้ที่มีภาวะหยุดหายใจและหัวใจหยุดเต้นพร้อมกัน การช่วยฟื้นคืนชีพด้วยการทำ CPR ทันทีจะช่วยป้องกันการเกิดภาวะเนื้อเยื่อขาดออกซิเจนได้โดยเฉพาะในส่วนของเนื้อเยื่อสมอง จากขั้นตอนการทำ CPR จะพบว่าการช่วยหายใจนั้นจะใช้เครื่องช่วยหายใจแบบมือบีบ(Ambu bag) เข้ามาใช้ ในขั้นตอนของการทำ Breathing และเครื่องช่วยหายใจดังกล่าวมีการใช้นในการบีบลูกบอลเพื่อบังคับให้ออกซิเจนออมายังหน้ากาก และผ่านไปยังปอดของผู้ประสบเหตุ รูปที่ 6 เครื่องช่วยหายใจมือบีบ Ambu Bag (https://www.ruangwitmedical.com 29 เม.ย 2563) ซึ่งการสวมอุปกรณ์นั้นจะมีผู้ช่วย 1 คนทำหน้าที่ช่วยในการใส่หน้ากากและบีบลูกบอล รูปที่ 7ก. การสวม Ambu bag รูปที่ 7ข. การบีบลูกบอล รูปที่ 7 การใส่ Ambu Bag และการบีบลูกบอล ซึ่งจากขั้นตอนการทำงานดังกล่าวจะพบว่า ต้องใช้ผู้ปฏิบัติงาน 2 คน และไม่สามารถทำหน้าที่อื่นได้ และอาจจะเกิดความผิดพลาดในการบีบเนื่องจากความเมื่อยล้าของกล้ามเนื้อ อีกทั้งในการบีบลูกบอลนั้นจะต้องให้ปริมาณออกซิเจนที่เหมาะสม โดยเป็นไปตามสมการดังนี้ ปริมาณออกซิเจน = น้ำหนักตัว x 10 (ลูกบาตรมิลลิเมตร) ทั้งนี้หากการปรับปริมาณออกซิเจนไม่เป็นไปตามสมการนี้ อาจจะทำให้เกิดอันตรายแก่ปอดของผู้ประสบเหตุได้ คณะผู้วิจัยจึงมีเป้าหมายเพื่อแก้ไขปัญหาดังกล่าวจึงโครงการวิจัยเครื่องช่วยหายใจขึ้น โดยจะพัฒนาในส่วนของการบีบลูกบอลที่สามารถกำหนดเวลาการทำงาน การควบคุมปริมาณออกซิเจน และสามารถกำหนดฟังก์ชั่นการทำงานตามเงื่อนไขได้ ทั้งนี้การพัฒนานวัตกรรมเครื่องช่วยหายใจนั้น มีความซับซ้อนและต้องมีความแม่ยำ จึงจำเป็นต้องอาศัยการทดลองที่น่าเชื่อถือ เพื่อให้สามารถพัฒนาเครื่องช่วยหายใจได้อย่างมีประสิทธิภาพ คณะผู้วิจัยจึงได้นำเอาระบบควบคุมด้วยอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ควบคุมผ่านไมโครโปรเซสเซอร์มาพัฒนาเทคโนโลยีการพัฒนานวัตกรรมเครื่องช่วยหายใจแบบกึ่งอัตโนมัติ ที่ใช้พื้นฐานการทำงานร่วมกับเครื่องช่วยหายใจแบบมือบีบ ซึ่งมีเป้าหมายเพื่อการต่อยอดผลิตภัณฑ์ที่มีอยู่ให้มีประสิทธิภาพสูงขึ้น ลดจำนวนบุคลากรทางการแพทย์ ลดค่าความผิดพลาดเนื่องจากมนุษย์ และสามารถตอบสนองความต้องการใช้งานเบื้องต้นได้
วัตถุประสงค์ 1. เพื่อสร้างเครื่องช่วยหายใจแบบกึ่งอัตโนมัติที่ทำงานร่วมกับ Ambu bag 2. เพื่อศึกษาทดสอบและหาประสิทธิภาพของเครื่องช่วยหายใจแบบกึ่งอัตโนมัติ