Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)
Other Title (Parallel Title in Other Language of ETD)
Development of a performance-enhanced plastic skin prick test device
Year (A.D.)
2021
Document Type
Thesis
First Advisor
วีระยุทธ ศรีธุระวานิช
Second Advisor
พรรณทิพา ฉัตรชาตรี
Faculty/College
Faculty of Engineering (คณะวิศวกรรมศาสตร์)
Degree Name
วิทยาศาสตรดุษฎีบัณฑิต
Degree Level
ปริญญาเอก
Degree Discipline
วิศวกรรมชีวเวช
DOI
10.58837/CHULA.THE.2021.959
Abstract
โรคภูมิแพ้ (Allergy) เป็นโรคที่พบได้บ่อยและมีผลกระทบสูงทั้งทางเศรษฐกิจและสังคม กระบวนการวินิจฉัยโรคภูมิแพ้ที่เป็นที่นิยมที่สุดในปัจจุบันคือการทดสอบที่ผิวหนังด้วยวิธี Skin prick test (SPT) อย่างไรก็ดีประสิทธิภาพของการทดสอบ SPT ขึ้นอยู่กับความเชี่ยวชาญ และ ประสบการณ์ของแพทย์ผู้ทำการทดสอบ ซึ่งพบว่ามีปัจจัยหลายประการที่ส่งผลต่อประสิทธิภาพในการทดสอบ เช่น ประเภทของอุปกรณ์ ประเภทของวัสดุ และแรงกด เป็นต้น ดังนั้นงานวิจัยจึงมีวัตถุประสงค์ในการศึกษาถึงผลกระทบของปัจจัยต่างๆ ที่ส่งผลต่อประสิทธิภาพในการทดสอบ SPT เพื่อการพัฒนาต่อยอดอุปกรณ์ทดสอบภูมิแพ้ที่มีประสิทธิภาพสูงโดยเฉพาะอย่างยิ่งที่สร้างจากพลาสติก โดยผู้วิจัยได้ทำการศึกษาเปรียบเทียบประสิทธิภาพของอุปกรณ์ทดสอบภูมิแพ้ทางผิวหนังที่มีจำหน่ายในท้องตลาดจำนวน 2 ชนิด คือ ALK lancet และ Feather Lancet และ อุปกรณ์ที่สร้างขึ้นจากการฉีดพลาสติกจำนวน 2 ชนิด (Prototype) ด้วยแรงกด 3 แรง คือ 30, 45 และ 60 กรัม กับอาสาสมัครจำนวน 12 คนโดยผู้ทดสอบเพียงคนเดียวในลักษณะสุ่มจุดเจาะ และเปรียบเทียบกับวิธีการมาตรฐานที่ใช้ ALK และ Needle ในการสะกิดโดยแพทย์ผู้เชี่ยวชาญ โดยใช้สารควบคุมบวก Histamine ความเข้มข้น 10 มก./มล และสารควบคุมลบคือ Normal Saline จากการทดลองกับผู้เข้ารับการทดสอบทั้งสิ้น 12 คน พบว่า ขนาดเฉลี่ยของตุ่มบวมโดยใช้อุปกรณ์ทั้ง 4 ประเภทมีขนาดที่เพิ่มขึ้นตามแรงกด โดยที่แรง 30, 45 และ 60 กรัม ตุ่มบวมมีขนาด 2.70 - 4.31 มม., 3.81 - 4.80 มม. และ 4.30 - 5.28 มม. ตามลำดับ และขนาดของตุ่มบวมของมีความแปรปรวนต่ำ ในขณะที่ขนาดเฉลี่ยของตุ่มบวมโดยวิธีการมาตรฐานทั้ง 2 วิธี คือ ALK และ Needle มีขนาดที่ใหญ่กว่าที่ 5.49 และ 6.59 มม.ตามลำดับ ในส่วนค่าความไว (Sensitivity) ที่แรง 30 กรัม ไม่มีอุปกรณ์ที่มีค่าความไวเป็น 100% ที่แรงกด 45 กรัม มีเพียง Prototype 2 ที่มีค่าความไวที่ 100% ด้วยวิธีมาตรฐานโดยแพทย์ ALK และ Needle มีค่าความไวที่ 97.92% และ100% ตามลำดับ ส่วนค่าความจำเพาะ (Specificity) เป็น 100% สำหรับทุกอุปกรณ์ที่แรง 60 กรัม จากการทดสอบด้วยการควบคุมแรงกดในช่วง 30-60 กรัมในการทดสอบ SPT device ทั้ง 4 ประเภทมี Pain score ในช่วง 1.00-1.81 และเกิดเลือดออก 0.00-4.17% ในขณะที่การทดสอบด้วยวิธีมาตรฐานโดยแพทย์ผู้เชี่ยวชาญด้วยวิธี Control ALK และ Control Needle มีค่าความเจ็บ 2.08 และ 1.57 ตามลำดับ และเกิดเลือดออก 27.08% และ 73.96% ตามลำดับ การศึกษานี้แสดงให้เห็นว่าประเภทของอุปกรณ์ และแรงกดเป็นปัจจัยสำคัญที่มีผลต่อประสิทธิภาพในการทดสอบ SPT ในขณะที่ประเภทของวัสดุไม่ส่งผลต่อประสิทธิภาพในการทดสอบ การเลือกใช้ประเภทของอุปกรณ์และแรงกดที่เหมาะสมจะทำให้มีค่าความไว 100% มีค่าความแปรปรวนของขนาดตุ่มต่ำ เจ็บน้อย และไม่เกิดเลือดออกซึ่งมีประสิทธิภาพที่ดีเทียบเท่าหรือดีกว่าการทดสอบด้วยวิธีมาตรฐานโดยแพทย์ผู้เชี่ยวชาญ ซึ่งแสดงให้เห็นความสำคัญในการพัฒนาต่อยอดอุปกรณ์สำหรับควบคุมแรงกดสำหรับอุปกรณ์ทดสอบภูมิแพ้ประเภทพลาสติกเชิงพาณิชย์ ซึ่งอุปกรณ์นี้จะช่วยให้แพทย์สามารถทดสอบภูมิแพ้ได้อย่างมีประสิทธิภาพและลดอาการข้างเคียง/อาการอันไม่พึงประสงค์ลงได้โดยไม่จำเป็นต้องอาศัยความชำนาญของแพทย์ผู้ทำการทดสอบ
Other Abstract (Other language abstract of ETD)
Allergy is a common disease and has a high impact to economy and society. The most often used method for diagnosing allergies is skin prick test (SPT). However, the effectiveness of the SPT test depends on the expertise and experience of the physician. Several factors affect the test performance, such as type of device, type of material and applied force, etc. Therefore, this research aims to study the effects of various factors that affect the performance of the SPT for further develop a high performance SPT especially, plastic one. Our team conducted a comparative study on the performance of two commercial skin allergy testing devices, ALK Lancet, Feather Lancet and two prototypes fabricated by plastic injection under 3 applied forces: 30, 45 and 60g with 12 voluntary subjects. The single stand proceeds the test by random prick location and the results were compared with SPT standard method by ALK Lancet and needle by experienced physician. Histamine 10mg/ml and normal saline were used as positive and negative controls, respectively. 12 subjects were experimented, the wheal size increases with the increase of applied force for all 4 devices. The wheal sizes at 30, 45 and 60g were 2.70 - 4.31 mm, 3.81 - 4.80 mm and 4.30 - 5.28 mm, respectively with low variances, while the standard methods by ALK Lancet and needle provided larger wheal size at 5.49 mm and 6.59 mm, respectively. For the sensitivity at 30 g, there are no device that reached 100% sensitivity, while at 45 g only Prototype 2 can reach 100% sensitivity and at 60 g both Feather Lancet and Prototype 2 can reach 100% sensitivity. The sensitivities of standard method by ALK Lancet and needle were 97.92% and 100%, respectively. For the specificity, all device reached 100% specificity at 60 g. The test with the applied control forces between 30 and 60 g for all 4 devices had pain scores from 1.00 to 1.81 and bleeding rate were 0.00-4.17%, while the standard methods by ALK Lancet and needle provided pain scores of 2.08 and 1.57, respectively. The bleedings rate were 27.08% and 73.96%, respectively. This study shows that the type of device and applied force are the key factors affecting the performance of the skin prick test while type of material does not affect the performance of SPT. A selection of proper device type and applied force can provide 100% sensitivity, decrease wheal size variation, pain and bleeding which is equivalent to or even better than the standard methods performed by experience physician. This shows the importance of further development of a force-controlled tool for commercial plastic SPT device. This device allows physicians to perform skin prick test more effectively and to reduce adverse side effects without requiring the expertise of the physician.
Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-No Derivative Works 4.0 International License.
Recommended Citation
เจียระไนรุ่งโรจน์, มุธิตา, "การพัฒนาเพื่อเพิ่มสมรรถนะของอุปกรณ์ทดสอบภูมิแพ้ทางผิวหนังประเภทพลาสติก" (2021). Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD). 5501.
https://digital.car.chula.ac.th/chulaetd/5501