ญี่ปุ่นสร้างระบบวัดรังสีใหม่ ต้นทุนแค่ 2,200 บาท ใช้สมาร์ตโฟนเป็นอุปกรณ์รับจบ

นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยฮิโรชิมะ (Hiroshima University) ประเทศญี่ปุ่น พัฒนาเทคโนโลยีใหม่ที่สามารถใช้กล้องของสมาร์ตโฟนในการตรวจวัดปริมาณรังสีที่มนุษย์ได้รับอย่างแม่นยำ โดยใช้ต้นทุนค่าอุปกรณ์เพียง 70 ดอลลาร์สหรัฐ หรือประมาณ 2,200 บาท

ทำไมการวัดรังสีถึงต้องรวดเร็ว ?

เมื่อมนุษย์ได้รับรังสี ทุกวินาทีหมายถึงชีวิต เพราะการรักษาหลายอย่างต้องทำอย่างรวดเร็วเพื่อป้องกันอันตรายร้ายแรงที่อาจแสดงผลออกมาล่าช้าจนไม่ทันสังเกต โดยการรักษาจะมีตั้งแต่การให้ ไซโตไคน์ (Cytokines) โปรตีนขนาดเล็กที่ร่างกายใช้เป็นสารสื่อสารระหว่างเซลล์ โดยเฉพาะในระบบภูมิคุ้มกัน หน้าที่หลักคือ ควบคุมการอักเสบ การติดเชื้อ และการกระตุ้นการสร้างเม็ดเลือดขาวที่ถูกทำลายจากรังสี หรือการใช้ โพแทสเซียมไอโอไดด์ (Potassium Iodide: KI) ยาที่ใช้ป้องกันต่อมไทรอยด์จากไอโอดีนกัมมันตรังสี หรือ ปรัสเซียนบลู (Prussian blue) สารประกอบที่ใช้เป็นยาเพื่อกำจัดสารกัมมันตรังสีออกจากร่างกาย ไปจนถึงการทำความสะอาดผิวหนังทันที เพื่อลดความเสี่ยงของแผลที่สามารถไหม้จากรังสีได้ แต่จะแสดงอาการออกมาช้าเป็นวัน

ในทางการแพทย์ ผู้ที่ได้รับรังสีทั่วร่างกายในระดับ 4 เกรย์ (Gy) จะมีโอกาสเสียชีวิต 50% ภายใน 60 วัน หากไม่ได้รับการรักษาอย่างเหมาะสม โดยหน่วย “เกรย์” ใช้บอกปริมาณพลังงานรังสีที่ร่างกายดูดซับต่อมวลเนื้อเยื่อ  โดย 1 เกรย์ เท่ากับพลังงานรังสี 1 จูล ที่ถูกดูดซับต่อเนื้อเยื่อ 1 กิโลกรัม

อย่างไรก็ตามแม้การตรวจวัดรังสีจะมีความสำคัญอย่างมาก แต่วิธีการตรวจวัดรังสีในปัจจุบันยังจำเป็นต้องอาศัยเครื่องมือเฉพาะทางที่มีราคาสูง แถมต้องวิเคราะห์ในห้องปฏิบัติการเฉพาะเท่านั้น รวมไปถึงยังต้องใช้บุคลากรที่มีความเชี่ยวชาญเฉพาะด้านอีกด้วย ทำให้ไม่เหมาะกับสถานการณ์ฉุกเฉินขนาดใหญ่ เช่น อุบัติเหตุทางนิวเคลียร์แบบที่เคยเกิดขึ้นกับโรงไฟฟ้า ฟุกุชิมะ ไดอิจิในปี 2011 ซึ่งญี่ปุ่นเกิดแผ่นดินไหวขนาด 9.0 และสึนามิขนาดใหญ่ จนสูญเสียการควบคุมเตาปฏิกรณ์ และต้องอพยพประชาชนหลายแสนคนออกจากพื้นที่ 

การวัดรังสีรูปแบบใหม่ด้วย “สมาร์ตโฟน”

เพื่อแก้ปัญหาการวัดรังสีที่เข้าถึงได้ยาก ที่ระบุไว้ในเนื้อหาก่อนหน้า ทีมวิจัยจึงได้พัฒนาระบบที่ผสานอุปกรณ์ 3 ส่วนหลักเข้าด้วยกัน ประกอบไปด้วย 

• ฟิล์มวัดรังสีชนิด EBT4 (Radiochromic Film) ฟิล์มที่จะสามารถเปลี่ยนสีได้ทันทีเมื่อสัมผัสกับรังสี

• เครื่องสแกนพกพาแบบพับได้ ที่ใช้สำหรับสแกนฟิล์มหลังจากได้รับรังสี เพื่อสร้างภาพที่คมชัดออกมา เพื่อนำไปใช้วิเคราะห์ต่อ

• และอุปกรณ์ส่วนสุดท้าย คือ สมาร์ตโฟนและแอปพลิเคชันประมวลผลภาพ โดยกล้องสมาร์ตโฟนจะทำการถ่ายภาพฟิล์มที่สแกนแล้ว และใช้ซอฟต์แวร์คำนวณระดับการได้รับรังสีออกมา

การทำงานของอุปกรณ์ จะเริ่มจากการใช้แผ่นฟิล์ม EBT4 ในการตรวจวัดค่ารังสี ตัวแผ่นฟิล์มจะถูกสแกนผ่านเครื่องสแกนพกพา จากนั้นจึงใช้สมาร์ตโฟนถ่ายรูปจากภาพที่สแกนออกมาอีกที เพื่อวิเคราะห์ภาพ และคำนวณปริมาณรังสีที่เกิดขึ้น

ทั้งนี้แม้ฟิล์มจะเปลี่ยนสีให้เห็นได้ด้วยตาเปล่า จนรับรู้ว่ามีรังสีเกิดขึ้นอย่างแน่นอน แต่การประเมินด้วยสายตาไม่สามารถบอกระดับรังสีได้อย่างแม่นยำ ระบบการวัดรังสีใหม่นี้ สามารถประมวลผลภาพเพื่อคำนวณปริมาณรังสีได้สูงสุดถึง 10 เกรย์

จุดเด่นของการวัดรังสีรูปแบบใหม่นี้ คือมันสามารถตรวจวัดรังสีในพื้นที่เกิดเหตุได้ทันที โดยไม่จำเป็นต้องนำผู้ที่คาดว่าจะได้รับผลกระทบจากรังสีเข้าสู่สถานพยาบาลเพื่อตรวจสอบหลายขั้นตอน ช่วยให้แพทย์สามารถตัดสินใจในการรักษาได้รวดเร็วขึ้น 

ศาสตราจารย์ ฮิโรชิ ยาซุดะ จากสถาบันวิจัยชีววิทยาและเวชศาสตร์รังสี มหาวิทยาลัยฮิโรชิมะ ระบุว่า การปกป้องผู้คนจากอุบัติเหตุทางรังสีหรือนิวเคลียร์ จำเป็นต้องมีการประเมินปริมาณรังสีในพื้นที่และตัดสินใจทางการแพทย์อย่างฉับไว ความเรียบง่าย การใช้งานที่เข้าถึงได้ และต้นทุนที่ต่ำ คือหัวใจสำคัญของมาตรการฉุกเฉินดังกล่าว

ผ่านการทดสอบแล้วทั้ง iPhone และ Android

ระบบดังกล่าวผ่านการทดสอบสำเร็จบนสมาร์ตโฟน Samsung (Android) และ Apple (iPhone) แล้ว ปัจจุบันทางทีมวิจัยกำลังเดินหน้าพัฒนาตัวอุปกรณ์ดังกล่าวให้มีมาตรฐานในระดับนำไปใช้จริงได้มากขึ้น และทดสอบความเสถียรของระบบในสภาพแวดล้อมที่หลากหลาย เพื่อให้พร้อมใช้งานในสถานการณ์จริงได้

งานวิจัยนี้ได้รับการตีพิมพ์ในวารสารวิชาการ Radiation Measurements และเปิดให้เข้าถึงแบบ Open Access เพื่อให้นักวิจัยและหน่วยงานทั่วโลกสามารถนำไปต่อยอดได้ : https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1350448725002227?via%3Dihub

แหล่งที่มา : Hiroshima University