จุฬาฯ เปิดตัว CUPTI นวัตกรรมเครื่องวัดแรงลิ้นต้นแบบฝีมือนักวิจัยไทย ราคาประหยัด เพื่อผู้ป่วยเข้าถึงได้

ทีมวิจัยจุฬาฯ จับมือข้ามศาสตร์ ทันตฯ – วิศวฯ คิดค้น “CUPTI” เครื่องวัดแรงลิ้นต้นทุนต่ำ ราคาถูกกว่าท้องตลาด 10 เท่า หวังเปิดโอกาสให้ผู้ป่วยลิ้นอ่อนแรงเข้าถึงการรักษาได้สะดวก ผลงานเด่นคว้ารางวัลสูงสุด JDIE Grand Prize นวัตกรรมที่มีความโดดเด่นที่สุด

แม้จะมีขนาดเล็กและซ่อนตัวอยู่ภายในช่องปาก แต่ “ลิ้น” ถือเป็นหนึ่งในอวัยวะที่มีความสำคัญยิ่งต่อการดำรงชีวิตของมนุษย์ ทั้งในด้านการรับรสชาติ การสื่อสาร และการทำงานร่วมกับระบบย่อยอาหาร อีกทั้งยังสามารถใช้เป็นดัชนีสะท้อนสุขภาพร่างกายได้ เนื่องจากลักษณะและความเปลี่ยนแปลงของลิ้นสามารถบ่งบอกถึงภาวะขาดสารอาหารหรือโรคบางชนิดได้อย่างชัดเจน

อย่างไรก็ตาม หากลิ้นมีภาวะอ่อนแรง ย่อมส่งผลโดยตรงต่อการใช้ชีวิตประจำวัน ไม่ว่าจะเป็นการพูด การกลืน หรือแม้กระทั่งการหายใจ ภาวะนี้พบได้บ่อยในผู้สูงอายุ ผู้ป่วยโรคหลอดเลือดสมอง ผู้ที่มีความผิดปกติของระบบประสาท เช่น โรคพาร์กินสัน ตลอดจนผู้ที่ผ่านการผ่าตัดลิ้นหรือขากรรไกร ด้วยเหตุนี้ การดูแลและคงไว้ซึ่งความแข็งแรงของลิ้น จึงเป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่งต่อการรักษาคุณภาพชีวิต

ปัจจุบัน “เครื่องวัดแรงลิ้นมาตรฐาน” ซึ่งใช้ในวงการแพทย์เพื่อประเมินสมรรถภาพและติดตามการฟื้นฟูของลิ้น มีราคาสูงและต้องพึ่งพาการนำเข้าจากต่างประเทศ ทำให้ผู้ป่วยที่จำเป็นต้องใช้งานไม่สามารถเข้าถึงได้สะดวกและทั่วถึง เพื่อแก้ปัญหานี้ คณะนักวิจัยจากจุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย นำโดย ผศ.ทพญ.ดร.บุศนา คะบุศย์ อาจารย์ประจำภาควิชาศัลยศาสตร์ คณะทันตแพทยศาสตร์ จุฬาฯ ร่วมกับ ทพ.มิน ทู นิสิตปริญญาโทคณะทันตแพทยศาสตร์ จุฬาฯ พร้อมด้วย ผศ.ดร.อาภรณ์ ธีรมงคลรัศมี และ ผศ.ดร.ภาณุวัฒน์ จันทร์ภักดี อาจารย์ประจำภาควิชาวิศวกรรมไฟฟ้า คณะวิศวกรรมศาสตร์ จุฬาฯ จึงได้ร่วมมือกันคิดค้นและพัฒนาอุปกรณ์ต้นแบบวัดแรงกดลิ้นต้นทุนต่ำ CUPTI (Chulalongkorn University Prototype Tongue Pressure Instrument) ขึ้นมา เพื่อช่วยให้ผู้ป่วยเข้าถึงการตรวจและการฟื้นฟูแรงลิ้นได้ง่ายขึ้น ในขณะที่แพทย์ก็สามารถวางแผนการรักษาได้ทันท่วงที

ลิ้น: อวัยวะมหัศจรรย์ในช่องปาก

“ลิ้น” เป็นกล้ามเนื้อที่มีโครงสร้างซับซ้อน ประกอบด้วยเส้นใยกล้ามเนื้อที่ไขว้ไปหลายทิศทาง ทำให้สามารถเคลื่อนไหวได้ทั้งยก กด ดัน หด และหมุนไปมาอย่างแม่นยำ ลักษณะพิเศษนี้เองที่ทำให้ลิ้นสามารถทำหน้าที่ได้หลายด้านพร้อมกัน

หน้าที่สำคัญของลิ้น ได้แก่

•  การรับรสชาติ: ผ่านปุ่มรับรสที่มีอยู่หลายพันหน่วย ช่วยให้เรารับรู้รสหวาน เปรี้ยว เค็ม ขม และอูมามิ ซึ่งเป็นส่วนสำคัญของความสุขในการกินอาหาร

•  การออกเสียง: ลิ้นช่วยสร้างเสียงพยัญชนะและกำหนดจังหวะของคำพูด หากไม่มีลิ้น การพูดจะไม่ชัดเจนหรือแทบเป็นไปไม่ได้

•  การกลืน: ขณะกลืน ลิ้นจะปั้นก้อนอาหารไปสู่คอหอยเพื่อเข้าสู่หลอดอาหาร

•  การรักษาสุขภาพช่องปาก: การเคลื่อนไหวของลิ้นช่วยกระจายและกระตุ้นการหลั่งน้ำลาย รวมถึงกวาดเศษอาหารออกจากฟันและเหงือก

แรงลิ้นคืออะไร

ผู้ช่วยศาสตราจารย์ ทันตแพทย์หญิง ดร.บุศนา คะบุศย์ อาจารย์ประจำภาควิชาศัลยศาสตร์ คณะทันตแพทยศาสตร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย อธิบายว่า “แรงลิ้น” หมายถึง ความแข็งแรงและความสามารถในการออกแรงของกล้ามเนื้อลิ้น ขณะทำกิจกรรมต่าง ๆ เช่น การดันอาหาร การกลืน หรือการกดเพดานปาก ซึ่งหากร่างกายมีแรงลิ้นน้อย ไม่เพียงพอที่จะช่วยให้ดันอาหารไปสู่หลอดอาหารได้เต็มที่ ทำให้มีความเสี่ยงต่อการสำลักอาหาร หากแรงลิ้นอ่อนแรง ก็อาจทำให้พูดไม่ชัด หรือมีปัญหาทางการออกเสียงได้เช่นกัน โดยคนปกติจะมีแรงลิ้นอยู่ที่ค่าประมาณ 43-78 กิโลปาสกาล (kPa) แต่ในกลุ่มคนเอเชีย แรงลิ้นที่ปกติจะมีค่าประมาณ 56 กิโลปาสกาล ซึ่งผู้ที่อยู่ในภาวะลิ้นอ่อนแรงจะมีค่าแรงลิ้นน้อยกว่า 30 กิโลปาสกาล

“แรงลิ้น จะลดน้อยถอยลงตามอายุที่มากขึ้นซึ่งเกิดขึ้นได้กับทุกคน ถือเป็นกลุ่มอาการที่สามารถเกิดขึ้นได้ร่วมกับโรคอื่น ๆ ซึ่งนอกเหนือจากผู้สูงอายุ ยังสามารถพบได้ในผู้ป่วยหลายกลุ่ม ทั้งผู้ป่วยโรคทางระบบประสาท เช่น พาร์กินสัน หรืออัมพาต ผู้ที่ผ่านการผ่าตัดลิ้นหรือขากรรไกร เมื่อเกิดภาวะลิ้นอ่อนแรงจะส่งผลต่อคุณภาพชีวิตของผู้ป่วย โดยเฉพาะทำให้การรับประทานอาหารเป็นไปอย่างไม่ราบรื่นและไม่สมบูรณ์” ผศ.ทพญ.ดร.บุศนา กล่าว

วิธีเสริมสร้างแรงลิ้น

ผศ.ทพญ.ดร.บุศนา ให้ข้อมูลว่า การเพิ่มแรงลิ้นสามารถทำได้ด้วยการออกกำลังกายลิ้น (Tongue exercises) ซึ่งมีท่าสำหรับการออกกำลังกายลิ้น รูปแบบเดียวกับการออกกำลังร่างกายโดยปกติ เช่น กดปลายลิ้นกับเพดานปาก ดันลิ้นออกนอกปาก หรือเลียริมฝีปากรอบ ๆ ซึ่งจากผลการศึกษาวิจัยพบว่า เมื่อมีการออกกำลังกายลิ้นด้วยท่าทางต่าง ๆ สามารถส่งเสริมความแข็งแรงและการเคลื่อนไหวของลิ้นได้ แต่ในงานวิจัยก็ยังศึกษาเปรียบเทียบการออกกำลังกายลิ้นด้วยท่าทาง กับการใช้เครื่องเพิ่มแรงลิ้น ซึ่งการใช้เครื่องจะส่งผลต่อการเพิ่มแรงลิ้นได้มากกว่า ทั้งในด้านแข็งแรงที่เพิ่มมากขึ้น และยังส่งผลต่อสภาพจิตใจ ทำให้ผู้ป่วยเห็นความเปลี่ยนแปลงที่ชัดเจนและเป็นรูปธรรมจากตัวเลขแรงลิ้นที่ปรากฎบนตัวเครื่อง

จุดเริ่มต้นการพัฒนาอุปกรณ์ต้นแบบวัดแรงกดลิ้นต้นทุนต่ำ

ผศ.ทพญ.ดร.บุศนา เปิดเผยว่า จากการพบเจอคนไข้เกี่ยวกับการผ่าตัดในช่องปากและขากรรไกร มักจะเกิดปัญหากลืนอาหารลำบาก และปัญหาด้านการพูดที่ต่อเนื่องตามมา ซึ่งล้วนเกี่ยวข้องกับแรงลิ้น จึงต้องรักษาด้วยการออกกำลังกายลิ้น แต่ “เครื่องวัดแรงลิ้นมาตรฐาน” ที่ใช้เพื่อเพิ่มแรงลิ้นมีจำนวนจำกัด ไม่สามารถให้คนไข้นำกลับไปใช้งานที่บ้านเพื่อออกกำลังกายลิ้นรักษาต่อเนื่องได้ จึงเป็นจุดเริ่มต้นของการพัฒนาอุปกรณ์ต้นแบบวัดแรงกดลิ้น

“ราคาเครื่องวัดแรงลิ้นมาตรฐานในปัจจุบันอยู่ที่หลักแสนบาท ซึ่งถือเป็นราคาที่สูงจนคนทั่วไปไม่สามารถมีใช้งานได้ และต้องนำเข้าจากต่างประเทศ ซึ่งกระบวนการจัดซื้อก็ค่อนข้างยาก แต่ผู้ป่วยในกลุ่มลิ้นอ่อนแรงมีจำนวนเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง ส่งผลให้ผู้ป่วยจำนวนไม่น้อยพลาดโอกาสในการวินิจฉัยและการฟื้นฟูที่เหมาะสม หากเราสามารถพัฒนาเครื่องดังกล่าวให้ราคาเข้าถึงได้ ผู้ป่วยสามารถมีใช้งานได้ทุกบ้าน ทุกศูนย์ดูแลผู้สูงอายุ ดังเช่นเครื่องวัดความดัน หรือเครื่องมือแพทย์อื่น ๆ ก็จะช่วยรักษา ฟื้นฟู และพัฒนาคุณภาพชีวิตผู้ป่วยให้ดีขึ้นได้อย่างมาก” ผศ.ทพญ.ดร.บุศนา กล่าว

นักวิจัยจากทันตแพทย์ ร่วมมือวิศวฯ พัฒนานวัตกรรมฝีมือคนไทย

ผู้ช่วยศาสตราจารย์ ดร.ภาณุวัฒน์ จันทร์ภักดี อาจารย์ประจำภาควิชาวิศวกรรมไฟฟ้า คณะวิศวกรรมศาสตร์ จุฬาฯ เปิดเผยว่า ที่ผ่านมาทีมวิศวกรได้ทำงานออกแบบและพัฒนาอุปกรณ์ทางการแพทย์มาอย่างต่อเนื่อง เช่น เครื่องวัดคลื่นหัวใจ เครื่องวัดน้ำตาลในเม็ดเลือด ดังนั้น เมื่ออาจารย์นักวิจัยคณะทันตแพทยศาสตร์เกิดแนวคิดการพัฒนาเครื่องวัดแรงลิ้น  ภาควิชาวิศวกรรมไฟฟ้า คณะวิศวกรรมศาสตร์จึงได้นำโจทย์มาพัฒนาเพื่อประดิษฐ์อุปกรณ์ที่สามารถใช้งานได้ในลักษณะเช่นเดียวกับ “เครื่องวัดแรงลิ้นมาตรฐาน” ที่มีใช้งานอยู่ในปัจจุบัน โดยตั้งเป้าหมายที่จะออกแบบเครื่องมือที่สามารถผลิตได้ภายในประเทศ โดยเน้น 3 องค์ประกอบสำคัญ ได้แก่

1. ความแม่นยำ – ต้องสามารถวัดแรงลิ้นได้ใกล้เคียงกับเครื่องมาตรฐาน เพื่อให้ผลลัพธ์เชื่อถือได้สำหรับการวินิจฉัยและติดตามผลการรักษา
2. ต้นทุนต่ำ – ลดค่าใช้จ่ายทั้งด้านการผลิตและการนำเข้า เพื่อให้โรงพยาบาลและคลินิกทั่วประเทศสามารถเข้าถึงได้
3. ความสะดวกในการใช้งาน – ผู้ป่วยสามารถใช้ได้โดยไม่ซับซ้อน

“ทีมวิศวกรได้ช่วยออกแบบวงจรควบคุมและระบบเซนเซอร์ ขณะที่ทางทันตแพทย์ให้ข้อมูลด้านการใช้งานจริงในผู้ป่วย เช่น ขอบเขตแรงลิ้นที่ต้องวัด ระยะเวลาที่ผู้ป่วยสามารถออกแรงได้ และมาตรฐานความปลอดภัยของอุปกรณ์ในช่องปาก การแลกเปลี่ยนความรู้ระหว่างสองสาขานี้จึงก่อให้เกิดการพัฒนาอุปกรณ์ต้นแบบวัดแรงกดลิ้นต้นทุนต่ำ CUPTI เป็นเครื่องต้นแบบที่ใช้งานได้จริง” ผศ.ดร.ภาณุวัฒน์ กล่าว

การออกแบบและหลักการทำงานของ CUPTI

ผศ.ดร.ภาณุวัฒน์ อธิบายถึงหลักการทำงานของ CUPTI ว่า ตัวเครื่องจะใช้เซนเซอร์วัดความดันลิ้น (pressure sensor) ที่สามารถตรวจจับแรงดันลิ้นในช่วงที่เหมาะสมกับแรงลิ้นของผู้ป่วย (ไม่เกิน 70 kPa) เชื่อมต่อกับไมโครคอนโทรลเลอร์ที่ทำหน้าที่ประมวลผล และส่งสัญญาณไปยังจอแสดงผล โดยขั้นตอนการใช้งานจะไม่ซับซ้อน ผู้ป่วยเพียงวางลิ้นกดลงบนกระเปาะขนาดเล็กที่เชื่อมต่อกับเซนเซอร์ และออกแรงบีบ เครื่องจะทำการวัดแรงดันที่เกิดขึ้น และแสดงผลเป็นตัวเลขในทันที

CUPTI มีโหมดการทำงานหลัก 3 แบบ ได้แก่

1. Real-time Mode – แสดงค่าแรงลิ้นแบบต่อเนื่อง ทำให้ผู้ป่วยเห็นการเปลี่ยนแปลงของแรงกดขณะฝึกใช้งาน

2. Maximum Pressure Mode – บันทึกค่าสูงสุดที่ผู้ป่วยทำได้ เหมาะสำหรับการประเมินสมรรถภาพ

3. Target Training Mode – กำหนดเป้าหมายแรงลิ้น เช่น 50% ของค่าสูงสุด จากนั้นให้ผู้ป่วยฝึกออกแรงบีบลิ้นให้อยู่ในช่วงเป้าหมายพร้อมจับเวลาการคงแรงกด ซึ่งมีประโยชน์ในการฝึกความแข็งแรงของลิ้น

จุดเด่นของนวัตกรรม CUPTI

ผศ.ดร.ภาณุวัฒน์ กล่าวว่าเครื่อง CUPTI มีจุดเด่นหลายประการที่ทำให้แตกต่างจากเครื่องมือต้นแบบที่มีใช้อยู่ในปัจจุบัน โดยตัวเครื่องมีความแม่นยำสูง และผ่านการทดสอบเทียบกับเครื่องมาตรฐาน พบว่าผลการวัดมีความใกล้เคียงและสอดคล้องกัน ทำให้สามารถใช้งานได้จริงในทางการแพทย์ มีราคาประหยัด โดยตัวเครื่องผลิตจากวัสดุอุปกรณ์ที่หาได้ในประเทศไทย ทำให้มีต้นทุนการผลิตเครื่องต้นแบบนี้อยู่ที่ประมาณ 5,000 บาท ซึ่งถูกกว่าเครื่องนำเข้าถึง 10 เท่า และมีจอแสดงผลแรงลิ้นแบบเรียลไทม์ และบันทึกข้อมูลได้ โดยมีระบบหน่วยความจำบันทึกผลลัพธ์ย้อนหลังเพื่อใช้ติดตามความก้าวหน้าในการฟื้นฟูแรงดันลิ้น ซึ่งจะแตกต่างจากเครื่องที่มีในท้องตลาดปัจจุบันที่ผู้ป่วยต้องบันทึกข้อมูลด้วยตนเอง

ก้าวต่อไปของ CUPTI

ผศ.ดร.ภาณุวัฒน์ กล่าวถึงแนวทางการพัฒนานวัตกรรมนี้ในอนาคตว่า แม้ว่า CUPTI จะยังอยู่ในขั้นต้นแบบ แต่ผลการทดลองเบื้องต้นแสดงให้เห็นว่าเครื่องสามารถทำงานได้ใกล้เคียงกับอุปกรณ์มาตรฐานที่ใช้ในต่างประเทศ ปัจจุบันอยู่ระหว่างการจดอนุสิทธิบัตร

“ทีมพัฒนามีแผนและแนวทางการพัฒนาตัวเครื่องเพิ่มเติมในส่วนของกระเปาะที่ใช้เป่าเพื่อวัดแรงดันลิ้น เนื่องจากปัจจุบันเครื่อง CUPTI ใช้กระเปาะที่มีจำหน่ายอยู่ตามท้องตลาด หากเราสามารถพัฒนาตัวกระเปาะได้เองก็จะทำให้ต้นทุนถูกลง และลดความเสี่ยงต่อการพึ่งพาการผลิตของต่างประเทศได้”

นอกจากนี้ ทีมพัฒนายังมีแผนที่จะต่อยอดไปสู่การผลิตเชิงพาณิชย์ และอาจพัฒนาเป็นเครื่องมือแบบพกพาที่เชื่อมต่อกับสมาร์ตโฟน ทำให้ผู้ป่วยสามารถฝึกแรงลิ้นได้ที่บ้าน และส่งข้อมูลไปให้แพทย์ติดตามผลได้แบบออนไลน์

รางวัลนวัตกรรมที่มีความโดดเด่นที่สุด

อุปกรณ์ต้นแบบวัดแรงกดลิ้นต้นทุนต่ำ CUPTI ได้รับรางวัลเหรียญทองจาก World Invention Intellectual Property Associations (WIIPA) และรางวัล NRCT Special Award จากสำนักงานการวิจัยแห่งชาติ (วช.) จากเวที 2025 Japan Design, Idea and Invention Expo” (JDIE 2025) ที่กรุงโตเกียว ประเทศญี่ปุ่น รวมทั้งได้รับรางวัลสูงสุด JDIE Grand Prize จาก World Invention Intellectual Property Associations (WIIPA) ในฐานะนวัตกรรมที่มีความโดดเด่นที่สุด

ผศ.ทพญ.ดร.บุศนา และผศ.ดร.ภาณุวัฒน์ กล่าวว่า การได้รับรางวัลนวัตกรรมที่มีความโดดเด่นที่สุด ถือเป็นความภาคภูมิใจของทีมพัฒนาจากจุฬาฯ ซึ่งรางวัลต่าง ๆ ที่ได้รับ ย่อมเป็นกำลังใจสำหรับการพัฒนาชิ้นงานต่อ ๆ ไป ลิ้นอ่อนแรงอาจจะไม่ใช่ความเจ็บป่วยที่เห็นได้ชัดเจนแต่เป็นสิ่งที่แฝงอยู่ข้างใน ซึ่งอาจไม่ได้หนักหนาจนทำให้เราดำเนินชีวิตต่อไปไม่ได้ แต่ก็ส่งผลต่อคุณภาพการใช้ชีวิต ดังนั้นทีมพัฒนาจึงมีเป้าหมายอยากพัฒนาต่อยอดงานไปสู่การผลิตชิ้นงานในเชิงพาณิชย์ ที่สามารถผลิตออกมาสู่ท้องตลาด ในราคาที่เหมาะสม ทำให้ผู้ป่วยสามารถเข้าถึงการใช้งานเครื่องได้อย่างสะดวกภายในระยะเวลา 5 ปี หากสามารถดำเนินการได้สำเร็จ เครื่อง CUPTI ก็จะเป็นส่วนหนึ่งในการฟื้นฟูสุขภาพผู้ป่วยได้อย่างมาก

การพัฒนา CUPTI ไม่เพียงเป็นความก้าวหน้าด้านนวัตกรรมทางการแพทย์ แต่ยังเป็นสัญลักษณ์ของความร่วมมือข้ามศาสตร์ ระหว่างทันตแพทยศาสตร์และวิศวกรรมศาสตร์ ที่สามารถนำความรู้มาผสานกันจนเกิดเป็นเครื่องมือที่ช่วยชีวิตและยกระดับคุณภาพชีวิตของผู้ป่วยได้จริง

ลิ้นอาจเป็นอวัยวะเล็ก ๆ ในร่างกาย แต่การมีเครื่องมือที่ช่วยวัดและฝึกแรงลิ้นอย่าง CUPTI ได้พิสูจน์แล้วว่า นวัตกรรมเล็ก ๆ นี้จะสามารถสร้างความเปลี่ยนแปลงที่ยิ่งใหญ่ให้กับผู้ป่วยและสังคมไทยได้

สำหรับผู้สนใจข้อมูลเพิ่มเติมทั้งในเรื่องอุปกรณ์ และปัญหาเรื่องลิ้น สามารถติดต่อได้ทางอีเมล  Boosana.k@chula.ac.th

• Facebook
• Twitter
• Line