เวลาได้เวียนมาบรรจบพบเจอกันอีกครั้งกับเทศกาลปล่อยของโดยบริษัทเทคโนโลยีชื่อดังระดับโลกอย่าง Apple ที่รอบนี้ได้แนะนำเทคโนโลยีใหม่ในโมเดล Smartwatch รุ่นเรือธงอย่าง Apple Watch Series 6 หลายรายการ ซึ่งฟีเจอร์ที่เป็นจุดเด่นที่สุดคือโปรแกรม Blood Oxygen Sensor (ฺBOS) ที่ทางแอปเปิลโฆษณาเอาไว้อย่างดิบดี ว่าจะมาปฏิวัติวงการฟิตเนสและการดูแลสุขภาพเลยทีเดียว

ดังนั้นแล้วในบทความนี้เราจะพยายามเจาะลึกเบื้องหลังของเทคโนโลยีใหม่ล่าสุดนี้กันครับ ว่าแท้จริงเจ้า BOS ของแอปเปิลนั้นแตกต่างจากการวัดระดับออกซิเจนจริงๆ อย่างไร และที่สำคัญที่สุดเลยคือเราจะเชื่อถือมันได้มากแค่ไหนกันเชียว

ทำไมเราต้องวัดออกซิเจนในเลือด

การจะตรวจสอบว่าร่างกายของเรานั้นมีสุขภาพดีหรือไม่นั้นย่อมต้องตรวจสอบตัวแปรหลายๆ ชนิดร่วมกัน ด้วยความที่ร่างกายมนุษย์นั้นซับซ้อนเสียยิ่งกว่าอะไรดี ตั้งแต่ระดับอวัยวะไปจนถึงเซลล์ หรือแม้กระทั่ง DNA ที่จนถึงตอนนี้ยังคงมีการค้นพบความรู้ใหม่ ๆ ในการทำงานของมันอยู่เรื่อย ๆ

นี่จึงเป็นเหตุให้เครื่องมือแพทย์ที่ใช้วัดตัวแปรทั้งหลายเหล่านี้ ไม่ว่าจะเป็นความดัน, อุณหภูมิ, อัตราการเต้นของหัวใจ ฯลฯ ถูกพัฒนามาไม่เพียงแค่เพื่อให้ใช้งานได้จริง แต่ต้องมีความแม่นยำสูงด้วย

ปัญหาอยู่ที่การวัดระดับออกซิเจนในเลือดนั้นไม่ใช่เรื่องง่ายครับ เพราะออกซิเจนในเลือดไม่ใช่ตัวแปรที่ชัดเจนอย่างอุณหภูมิหรือการเต้นของหัวใจที่ตรวจสอบได้แบบตรงไปตรงมา (การเต้นของหัวใจวัดได้จากคลื่นไฟฟ้าหรือเสียงและการขยับ ส่วนอุณหภูมินั้นก็ตามสภาพเลยครับ)

ทีนี้ทำไมเราถึงจำเป็นต้องวัดระดับออกซิเจนในเลือดด้วยล่ะ? สาเหตุหลักเลยคือระดับออกซิเจนช่วยในการเตือนหรือบอกปัญหาสุขภาพได้ครับ โรคหรืออาการเช่นภาวะเนื้อเยื่อพร่องออกซิเจน, อาการเหนื่อยล้า, หรือความผิดปกติในการพักผ่อนล้วนมีโอกาสที่ต้นเหตุจะมาจากการที่ออกซิเจนไปเลี้ยงเซลล์หรือเนื้อเยื่อในร่างกายได้ไม่เต็มประสิทธิภาพ ส่งผลต่อปัญหาสุขภาพได้ในระยะยาว การตรวจสอบระดับออกซิเจนจึงเปรียบเสมือนใบเบิกทางไปสู่การรักษาที่รวดเร็วและมีประสิทธิภาพได้นั่นเอง

หลักการในการวัด

เครื่องมือแพทย์ที่ใช้ระดับออกซิเจนในเลือดนั้นมีชื่ออย่างเป็นทางการว่า Oximeter ครับ โดยส่วนใหญ่จะใช้คลื่นแสงในย่านต่าง ๆ ในการวัด (สำหรับการวัดด้วยเครื่องมือภายนอกนั้นไม่จำเป็นต้องเจาะเลือดนะ!) หลักการอยู่ที่ว่าร่างกายมนุษย์นั้นมีการขนส่งออกซิเจนสดใหม่จากปอดไปทั่วร่างกายโดยใช้เซลล์เม็ดเลือดแดงที่มีฮีโมโกลบินเป็นตัวจับออกซิเจนอีกทีนึง ดังนั้นแล้วเซลล์เม็ดเลือดแดงที่เราคุ้นเคยกันนี่แหละคือบุรุษไปรษณีย์ที่มีหน้าที่ในการส่งพัสดุ (ออกซิเจน) ไปให้เซลล์ร่างกายชนิดต่างๆ ใช้ในปฏิกิริยาสร้างพลังงาน เพื่อให้เรามีชีวิตรอดได้นั่นแหละครับ ทีนี้เป้าหมายของการวัดไม่ได้อยู่ที่ ‘บุรุษไปรษณีย์’ ซะทีเดียว เพราะเซลล์เม็ดเลือดแดงนั้นปะปนกันไปทั้งที่มีออกซิเจน และกลุ่มที่พึ่งจะส่งออกซิเจนไป แน่นอนว่าเม็ดเลือดแดงที่มีออกซิเจนย่อมไหลไปในเส้นเลือดแดงในขณะที่เส้นเลือดดำเต็มไปด้วยเม็ดเลือดแดงที่ไร้ซึ่งออกซิเจนซึ่งกำลังเดินทางกลับไปยังปอดของเราและเส้นเลือดทั้งสองชนิดก็ปนกันอยู่แล้ว เป้าหมายของการวัดจึงไปตกที่ฮีโมโกลบินซึ่งเป็นตัวจับออกซิเจนแทน

ตัวเซนเซอร์ที่ใช้กันส่วนใหญ่คือการวัดประเภท Pulse oximetry โดยตัวเซนเซอร์จะปล่อยคลื่นแสงสองย่านความถี่ เช่น แสงอินฟราเรด และแสงสีแดงที่มีช่วงความถี่ทั้งสองต่างกันประมาณหนึ่งจากแหล่งกำเนิดแสงที่ฝั่งหนึ่งของเครื่องวัด เข้าไปในจุดที่เครื่องนั้นติดอยู่ เช่น นิ้วมือ แสงที่ถูกส่งเข้าไปทั้งสองความถี่จะกระทบกับโมเลกุลของฮีโมโกลบินในเซลล์เม็ดเลือดแดงครับ จุดสำคัญอยู่ที่ความสามารถในการดูดซับแสงของฮีโมโกลบินนั้น ‘ไม่เท่ากัน’ โดยฮีโมโกลบินที่มีออกซิเจนอยู่เพียบจะสามารถแสงอินฟราเรดได้ดีกว่า ส่วนฮีโมโกลบินที่ไร้ซึ่งออกซิเจนแล้วย่อมตรงกันข้ามกันครับคือดูดซับแสงสีแดงที่มีความถี่มากกว่าได้ดีนั่นเอง

แสงที่หลุดรอดผ่านร่างกายออกมาได้จะตกกระทบกับเซนเซอร์รับแสงที่ฝั่งตรงข้าม ปริมาณแสงที่วัดได้จึงจะถูกนำไปคำนวณหาปริมาณของฮีโมโกลบินที่มีออกซิเจนอยู่ออกมาเป็นเปอร์เซ็น (ถ้าแสงอินฟราเรดหายไปมากก็แสดงว่ามีออกซิเจนสูง เพราะถูกฮีโมโกลบินชนิดที่ว่าดูดซับไปนั่นเองครับ ในกรณีของแสงสีแดงก็จะตรงกันข้ามเช่นเดิม)

วิธีการที่แสงเดินทางจากจุดหนี่งไปยังเซนเซอร์อีกจุดหนึ่งเช่นนี้เป็นวิธีที่เรียกว่า Transmittance Pulse Oximetry (TPO) โดยวิธีการวัดด้วยเครื่องมือเฉพาะทางเช่นนี้มีข้อดีคือความสะดวกรวดเร็ว (และที่สำคัญคือไม่จำเป็นต้องเจาะเลือด) รวมถึงมีความแม่นยำพอสมควร ที่สำคัญคือการวัดรูปแบบนี้ถูกใช้เป็นปกติในวงการแพทย์ด้วยครับ

แต่ในกระบวนการ Pulse oximetry ยังทีอีกหนึ่งวิธีที่ไม่ค่อยเป็นที่พูดถึงมากนัก นั่นก็คือวิธี Reflectance Pulse Oximetry (RPO) ที่เอามาแก้จุดอ่อนหลักจุดเดียวของกระบวนการ Transmittance Pulse Oximetry ซึ่งก็คือการที่วิธี TPO จำเป็นต้องทำการวัดในจุดที่แสงผ่านทะลุร่างกายได้ เช่น ปลายนิ้ว ทำให้เซนเซอร์และเครื่องวัดมีข้อจำกัดในการประยุกต์ใช้ รวมไปถึงไม่สามารถวัดต่อเนื่องแบบปกติได้ (Background measuring) ยกเว้นว่าผู้ใช้จะเป็นคนไข้นอนเตียง (ไม่งั้นก็ต้องหนีบเครื่องไว้ตลอดเวลา ซึ่งคงไม่มีใครอยากทำในการใช้ชีวิตประจำวันปกติหรอกครับ) 

กระบวนการ RTO ทำงานคล้ายกับ TPO โดยมีแหล่งกำเนิดแสงเช่นเดียวกัน แต่แทนที่เซนเซอร์จะไปรอรับแสงที่ด้านตรงข้าม ตัวระบบกลับมีเซนเซอร์อยู่ที่จุดเดียวกันกับแหล่งกำเนิดแสงเพื่อวัดแสงที่ “สะท้อน” กลับออกมาแทน นี่จึงเป็นเหตุผลให้ระบบ TPO สามารถทำการวัดได้หลาย ๆ จุดทั่วร่างกายและประยุกต์ใช้กับอุปกรณ์ได้หลากหลายมากขึ้น แต่ก็แลกมาด้วยความแม่นยำและประสิทธิภาพที่ดูน่าสงสัยพอสมควร

เกณฑ์ในการวัดของทั้งสองระบบจะถูกเรียกว่า SpO2 (ไม่เหมือนกับ SaO2 ที่มีความละเอียดสูงจากการวิเคราะห์แก๊สในเลือด) โดยค่าที่ได้จะออกมาเป็นเปอร์เซ็น คนปกติจะมีระดับออกซิเจน 95 – 100% หากระดับออกซิเจนตกไปอยู่ที่ 80 – 95% แสดงว่ามีออกซิเจนในเลือดต่ำ หากเป็นเช่นนี้นาน ๆ ก็จะทำให้ร่างกายเริ่มแสดงอาการออกมาเช่น เมื่อยล้าหรือผิวหนังที่ซีดไปครับ ถ้าระดับออกซิเจนตกลงไปต่ำกว่า 80% ระบบอวัยวะต่าง ๆ จะเริ่มล้มเหลวและมีโอกาสหมดสติ หรือเสียชีวิตได้เลยทีเดียว

เมื่อ Apple ก้าวเข้ามาในตลาด

นับจากวันที่ Apple พลิกตลาด Smartwatch โดยการปล่อย Apple Watch รุ่นแรกออกมาในปีค.ศ. 2015 เวลาครึ่งทศวรรษก็ผ่านไปไวเหมือนโกหก ตอนนี้ตลาด Smartwatch ระเบิดขึ้นมาไม่ต่างจาก Smartphone และกลายเป็นอุปกรณ์ที่ผู้คนนิยมใช้กันทั่วไป ส่งผลให้มูลค่าตลาดยิ่งสูงขึ้นไปอีกนั่นเองครับ

พอมีเงินเข้ามาเกี่ยว แน่นอนว่าบริษัทอื่น ๆ ย่อมพร้อมใจกันกระโจนเข้ามาแข่งขันกันด้วย ไม่ว่าจะเป็น Samsung, Garmin, Fitbit ที่เริ่มได้ส่วนแบ่งในตลาดมากขึ้นเรื่อย ๆ และแบรนด์อื่น ๆ อย่าง Fossil, TicWatch, Motorola, หรือ Huawei ที่เข้ามาแจมด้วยเหมือนกัน

สงครามการห้ำหั่นราคาจึงเกิดขึ้นระหว่างแบรนด์เหล่านี้ ตามมาด้วยการต่อสู้ด้านเทคโนโลยีที่ดูเหมือน Apple จะพยายามอย่างสุดความสามารถในการพยายามอยู่ในแถวหน้าด้วยเช่นกัน ไม่ว่าจะเป็นระบบ SOS, EKG, Always on display และอีกหลากหลายฟีเจอร์ที่ถูกปล่อยออกมาในแต่ละซีรีส์ใหม่ ๆ เพื่อให้ตรงตามความต้องการของผู้บริโภค

ฟีเจอร์ BOS (ฺBlood Oxygen Sensor) เองก็เป็นหนึ่งในฟีเจอร์ด้านเทคโนโลยีใหม่ที่ถูกเข็นออกมาพร้อม Apple Watch Series 6 ที่นับว่าเป็นรุ่นเรือธงรุ่นล่าสุด โดย Apple ได้โฆษณาเอาไว้เป็นอย่างดีว่าระบบ BOS นี้จะมาปฏิวัติวงการฟิตเนสและดูแลสุขภาพได้เลยครับ รวมถึงการใช้งานที่สะดวกสบายมาก สามารถทำการวัดเมื่อไรก็ได้หากสวม Apple Watch อยู่ รวมถึงทำ Background Monitoring ได้อีกด้วย

ปัญหาและอนาคตของเทคโนโลยี BOS ที่ Apple ใช้

แต่ประเด็นสำคัญคือระบบ BOS ของ Apple นั้นใช้หลักการ Reflectance Pulse Oximetry (RPO) ในการวัดเสียอย่างนั้น ซึ่งคุณผู้อ่านเองก็น่าจะสังเกตได้ว่าตัวระบบทุกอย่างนั้นอยู่ในเรือนนาฬิกา และไม่มีเซนเซอร์รับแสงที่สายคล้องฝั่งตรงข้ามเลย อย่างไรก็ตามถึงแม้ว่าจะมีเซนเซอร์ การสแกนผ่านข้อมือด้วยระบบ Transmittance Pulse Oximetry (TPO) ก็ไม่สามารถทำได้อยู่ดีครับ

ดังนั้นแล้วปัญหาความไม่แม่นยำจึงเกิดขึ้นตามมาด้วยข้อจำกัดของกระบวนการ RPO หลาย ๆ ครั้งที่ค่าที่วัดได้ไม่ตรงตามความเป็นจริง หรือไม่ตรงกันเลยในระยะเวลาสั้นๆ ทำให้ผู้ใช้หลายคนที่ได้ผล False Positive แล้วไปพบแพทย์ก็มีให้เห็นอยู่เช่นกัน สิ่งที่เราควรกังวลคือข้อมูลที่ไม่แม่นยำเหล่านี้ทำให้หลาย ๆ คนไม่สามารถทราบได้ว่าจริง ๆ แล้วระดับออกซิเจนในเลือดของตนเองเป็นอย่างไรกันแน่จนกว่าจะได้รับการวัดด้วยวิธีที่ได้มาตรฐานจริง ๆ ผู้คนบางส่วนอาจจะไม่ไปพบแพทย์ทั้งที่มีอาการ ในขณะที่บางส่วนไปทั้งที่ไม่ได้เป็นอะไร นับว่าเป็นตัวอย่างคลาสสิกของผลกระทบจากข้อมูลที่คลาดเคลื่อนโดยแท้จริง

อย่างไรก็ตามทาง Apple ไม่เคยออกมาประกาศว่า BOS ใน Apple Watch นั้นเป็นเครื่องมือแพทย์จริง ๆ รวมถึงกำชับด้วยว่าไม่ควรใช้ข้อมูลเพื่อการนี้ ทั้งนี้ Apple เองก็มีจุดยืนที่ชัดเจนในการเล็งไปที่การใช้งานแบบขำๆ อยู่แล้วครับ เช่น การออกกำลังกายและฟิตเนสทั้งหลาย แต่ก็แน่นอนอีกล่ะครับว่าไม่ใช่ทุกคนซักหน่อยที่จะรู้หรือเข้าใจหลักการทำงานของ Apple Watch จริง ๆ ปัญหาข้างต้นจึงยังเกิดขึ้นนั่นเอง ดังนั้นในฐานะผู้บริโภคเองต้องทำความเข้าใจเพิ่มด้วยว่าสิ่งนี้เป็นแค่ปัจจัยเสริมในการดูแลสุขภาพเท่านั้น

อีกจุดหนึ่งที่น่าสนใจคือวิธีการวัดระดับออกซิเจนของ Apple ถูกประมวลผลด้วยอัลกอริทึมเพื่อความแม่นยำก็จริงอยู่ แต่ไม่ได้รับการรับรองโดย FDA (Food and Drug Administration) หรือองค์การอาหารและยาของสหรัฐอเมริกา เนื่องด้วย ‘ความแม่นยำ’ ที่ไม่คงที่และดูเหมือนจะไม่เพอร์เฟคเท่าที่ควรก็เป็นได้ครับ หากมีงานวิจัยออกมารองรับมากพอ Apple เองก็คงพร้อมที่จะยื่นให้เทคโนโลยีนี้ได้รับการตรวจสอบโดย FDA อีกครั้งหนึ่ง และเส้นทางสู่เครื่องมือดูแลสุขภาพที่ใคร ๆ ก็ใช้งานได้อย่างสะดวกและรวดเร็วก็จะขยับใกล้เข้ามาอีกแน่ ๆ ครับ (แบรนด์คู่แข่งอย่าง FitBit ได้ปล่อยฟีเจอร์นี้ออกมาเหมือนกัน ดูท่าตลาดจะร้อนตามรอย Apple แล้วล่ะครับงานนี้)

บทส่งท้าย

สรุปกันอีกครั้ง Blood Oxygen Sensor ใน Apple Watch Series 6 ใช้กระบวนการวัดประเภท Pulse Oximetry ด้วยวิธี Transmittance Pulse Oximetry (TPO) ส่งผลให้เกิดความคลาดเคลื่อนได้สูง – และไม่ควรใช้แทนอุปกรณ์ทางการแพทย์โดยเด็ดขาด (เพราะมันไม่ใช่ตั้งแต่แรกนั่นเอง) หากต้องการค่าออกซิเจนที่แนะนำ ควรไปรับการตรวจจากแพทย์โดยตรงหรือเครื่องมือวัดประเภท Transmittance Pulse Oximetry (TPO) ดีกว่าครับ

ในยุคที่การแข่งขันด้านเทคโนโลยีเป็นไปอย่างดุเดือดเช่นนี้ ไม่ใช่เรื่องน่าแปลกใจเท่าไรนักที่เราจะต้องพบเจอกันความสามารถและฟีเจอร์ใหม่ ๆ ของนวัตกรรมที่ค่อย ๆ เข้ามาเป็นส่วนหนึ่งในชีวิตของพวกเรา ดังนั้นแล้วการทำความเข้าใจสิ่งเหล่านี้ให้ถูกต้องในระยะแรกจึงเป็นเสมือนความรับผิดชอบที่ผู้บริโภคพึงกระทำด้วยเช่นกันครับ ไม่แน่ว่าในอนาคต BOS อาจจะแม่นยำมากขึ้นจนกลายเป็นอุปกรณ์ทั่วไปที่ใช้ได้ไม่ต่างจากเทอร์โมมิเตอร์ หรือถูกประยุกต์ใช้เป็นส่วนหนึ่งของเครื่องแต่งกายพร้อมด้วยเซนเซอร์เพื่อสร้างชุดตรวจสุขภาพที่สวมใส่ได้!

อนาคตของวงการแพทย์และเทคโนโลยีจะยังคงก้าวต่อไปเรื่อย ๆ ตราบใดที่มนุษย์เรายังคงมีชีวิตอยู่ครับ ดังนั้นจงใช้เทคโนโลยีเหล่านี้ให้เป็น และเรียนรู้ในข้อดีและข้อเสียปัจจุบันของมันอยู่เสมอ

อ้างอิง

https://support.apple.com/en-us/HT211027

https://www.cnet.com/health/apple-watch-blood-oxygen-app-how-it-works/

https://www.washingtonpost.com/technology/2020/09/23/apple-watch-oximeter/

https://en.wikipedia.org/wiki/Oxygen_saturation_(medicine)

https://en.wikipedia.org/wiki/Pulse_oximetry

https://www.who.int/patientsafety/safesurgery/pulse_oximetry/who_ps_pulse_oxymetry_training_manual_en.pdf?ua=1#:~:text=A%20healthy%20individual%20with%20normal,a%20saturation%20of%20around%2075%25.

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2405959516301205

Tags: ,