แล็บคอมพิวเตอร์ 'สร้างต้นแบบอวัยวะ'

สาระน่ารู้ : แล็บคอมพิวเตอร์ ‘สร้างต้นแบบอวัยวะ’
ดร.จินตมัย  สุวรรณประทีป

สาระน่ารู้ : แล็บคอมพิวเตอร์ ‘สร้างต้นแบบอวัยวะ’ แห่งแรกของ ‘คอมพิวเตอร์’ หนึ่ง ในเทคโนโลยีแห่งยุคโลกาภิวัฒน์ เครื่องมือสมองกลที่เข้ามามีส่วนสำคัญในชีวิตการทำงาน อันนำไปสู่ การสรรสร้างผลงานตลอดจนเป็นเครื่องมือต่อยอดให้เกิดเทคโนโลยีใหม่ ๆ ในแวดวงต่าง ๆ ดังเช่นในแวดวงการแพทย์ คอมพิวเตอร์ ไม่เพียงเป็นเครื่องมือสำหรับประมวลผลหรือเก็บข้อมูลเท่านั้น หากแต่ได้มีการพัฒนา และนำข้อดีของสมองกลนี้ มาใช้ให้เกิดประโยชน์ ในวงกว้างมากขึ้น

       งานด้านศัลยกรรมหรือผ่าตัด ก็หลีกไม่พ้นที่จะพึ่งพาคอมพิวเตอร์ ซึ่งที่ผ่านมาการทำศัลยกรรมหรือผ่าตัดอวัยวะในแต่ละครั้ง แพทย์จะศึกษาอวัยวะที่จะผ่าตัด จากภาพถ่ายหรือภาพในคอมพิวเตอร์เท่านั้น การลงมือปฏิบัติงาน จึงต้องอาศัยความเชี่ยวชาญ เป็นพิเศษ แต่ปัจจุบันบทบาทของคอมพิวเตอร์ต่อสายงานด้านนี้มีมากขึ้น เมื่อได้มีการประยุกต์ใช้คอมพิวเตอร์ให้สามารถสร้างต้นแบบ หรือแบบจำลองอวัยวะ เพื่อประโยชน์ต่อแพทย์ผู้รักษา ที่จะได้ศึกษาสัมผัสอวัยวะนั้นอย่างใกล้ชิด และลงมือปฏิบัติงานได้อย่างแม่นยำ ขณะเดียวกันแบบจำลองดังกล่าวยังเป็นสื่อ ช่วยให้ผู้ป่วยหรือญาติได้เข้าใจ กระบวนการของการรักษาด้วย
 
ห้องปฏิบัติการคอมพิวเตอร์สร้างต้นแบบแห่งแรกของประเทศ
       ‘การสร้างต้นแบบหรือแบบจำลองอวัยะนั้น อาศัยเทคโนโลยีที่เรียกว่า เทคโนโลยีการสร้างต้นแบบรวดเร็ว (Rapid Prototyping Technology) ซึ่งเป็นเทคโนโลยีที่ใช้ในหลายแวดวง สำหรับบ้านเราจะใช้ในแวดวงอุตสาหรรมเป็นหลัก โดยเฉพาะ อุตสาหกรรม ยานยนต์ อุตสาหกรรมแม่พิมพ์ และอุตสาหกรรมรองเท้า ประเทศไทยได้รับการถ่ายทอดเทคโนโลยีนี้ จากประเทศเบลเยียม เมื่อประมาณ 5 ปีที่แล้ว โดยมีสถาบัน AIT เป็นแกนหลัก ซึ่งศูนย์เทคโนโลยีโลหะและวัสดุแห่งชาติ (เอ็มเทค) ได้มีโอกาส เข้าไปร่วมงานด้วยตั้งแต่ต้น
       เทคโนโลยีการสร้างต้นแบบรวดเร็วทางการแพทย์ ก็เป็นหนึ่งในเทคโนโลยีที่ได้รับการถ่ายทอดในครั้งนั้น ซึ่งหลังจากโครงการถ่ายทอดเทคโนโลยีฯ ที่ AIT เสร็จสิ้น เอ็มเทค ได้สานต่อองค์ความรู้ด้านนี้ ด้วยเล็งเห็นว่าเป็นเทคโนโลยีที่มีประโยชน์ ต่อวงการแพทย์ของประเทศ ในด้านการพัฒนาเครื่องมือเครื่องใช้ทางการแพทย์ รวมทั้งการรักษาผู้ป่วย ปัจจุบัน เอ็มเทค จึงได้จัดตั้งห้องปฏิบัติการคอมพิวเตอร์ช่วยงานทางการแพทย์ ขึ้น ซึ่งถือได้ว่า เป็นห้องปฏิบัติการทางการแพทย์แห่งแรกของประเทศ ที่นำคอมพิวเตอร์มาใช้งานในการสร้างแบบจำลอง ด้วยเทคโนโลยีการสร้างต้นแบบรวดเร็วทางการแพทย์ ตลอดจนใช้งานในด้านการออกแบบและวิเคราะห์อุปกรณ์และเครื่องมือทางการแพทย์ เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการผ่าตัดให้มีความถูกต้องแม่นยำมากขึ้น ลดเวลาและความเสี่ยงในการทำศัลยกรรมที่ซับซ้อน ขณะเดียวกัน ยังนำคอมพิวเตอร์มาใช้ในการออกแบบและวิเคราะห์ เพื่อผลิตอุปกรณ์การแพทย์ สำหรับใช้งานในประเทศให้มีลักษณะเหมาะสมกับคนไทยอีกด้วย
 

รู้จัก ‘เทคโนโลยีการสร้างต้นแบบรวดเร็ว’ กันก่อน
      การสร้างต้นแบบรวดเร็ว เป็นกระบวนการผลิตชิ้นงานต้นแบบ 3 มิติขึ้น โดยตรงจากภาพและข้อมูลในคอมพิวเตอร์ โดยการนำภาพคอมพิวเตอร์ 3 มิติมาแยกให้เป็นชั้นตามภาคตัดขวาง ข้อมูลที่ได้ จะถูกนำไปกำหนดการสร้างต้นแบบ ขึ้นทีละชั้น เทคนิคการสร้างต้นแบบนี้เรียกว่าเป็นเทคนิคการเพิ่มเข้า (additive technology) ซึ่งเหมาะต่อการผลิตชิ้นงานต้นแบบที่มีรูปทรงซับซ้อน มีรายละเอียดมาก ขณะเดียวกันยังช่วยลดต้นทุนและระยะเวลาในกระบวนการผลิตด้วย เมื่อเทียบกับ วิธีการสร้างชิ้นงาน 3 มิติแบบเดิม ที่ใช้เทคนิคการเอาเนื้อวัสดุ ส่วนที่ไม่ต้องการออก จากก้อนวัสดุ (subtractive technology)

ขั้นตอนการสร้างต้นแบบรวดเร็ว
       กระบวนการสร้างต้นแบบรวดเร็วทางการแพทย์ เริ่มต้นจากการป้อนข้อมูล อวัยวะส่วนต่าง ๆ ของผู้ป่วย เพื่อสร้างภาพต้นแบบ 3 มิติขึ้นในคอมพิวเตอร์ โดย อวัยวะที่มีโครงสร้างเป็นกระดูก จะได้ข้อมูลจากเครื่องถ่ายภาพทางคอมพิวเตอร์ (Computer Tomography, CT) แต่หากเป็นเนื้อเยื่ออ่อน ก็จะได้จากเครื่องสร้างภาพ ด้วยสนามแม่เหล็ก (Magnetic Resonance Imaging, MRI) เมื่อสร้างภาพต้นแบบ 3 มิติขึ้นแล้ว จะเข้าสู่กระบวนการวิเคราะห์ ในคอมพิวเตอร์ เพื่อแยกส่วนของอวัยวะ ที่สนใจออกจากภาพโดยรวม ขณะเดียวกัน ก็แก้ไขภาพของอวัยวะ ในบางบริเวณ เพื่อความถูกต้องของรูปทรง จากนั้นจะเก็บภาพในรูปแบบของไฟล์ STL เพื่อให้สอดคล้อง กับการทำงานของเครื่องสร้างต้นแบบรวดเร็ว
      ระยะเวลาในการสร้างต้นแบบขึ้นอยู่กับความละเอียดของชิ้นงาน ความสูงของชิ้นงาน และเทคนิคที่ใช้ ซึ่งมีหลายเทคนิค ได้แก่ Stereolithography (SLA), Fused Deposition Modeling (FDM) และ 3D Printing
การใช้งานต้นแบบทางการแพทย์
     การใช้งานต้นแบบทางการแพทย์ มีในงานด้านศัลยกรรมตกแต่ง ศัลยกรรมใบหน้า ศัลยกรรมช่องปาก ศัลยกรรมประสาท ออร์โธพีดิกส์ หรือทางด้านทันตกรรม ซึ่งต้นแบบทางการแพทย์ ที่ได้สามารถช่วยให้แพทย์ สัมผัสและศึกษาอวัยวะ ที่จะรักษาได้อย่างละเอียด ช่วยในการวิเคราะห์โรค และวางแผนการรักษาได้ อย่างถูกต้องแม่นยำมากขึ้น รวมถึงการทดลองผ่าตัดก่อนการผ่าตัดจริง เพื่อฝึกฝนให้เกิดความคล่องแคล่ว โดยเฉพาะในรายที่การผ่าตัดมีความซับซ้อน
       ในกรณีที่ผู้ป่วยต้องใช้อุปกรณ์ฝังใน เช่น สกรู แผ่นดามกระดูกนั้น แพทย์สามารถ ใช้ต้นแบบทางการแพทย์ เพื่อออกแบบวัสดุฝังในได้ล่วงหน้าและอย่างถูกต้อง โดยสามารถทดลองจัดวางวัสดุฝัง ในบนต้นแบบทางการแพทย์ก่อนการผ่าตัดจริง ซึ่งหากไม่เหมาะสมก็สามารถปรับแก้ไขได้ จึงช่วยร่นระยะเวลาการผ่าตัดจริงลงได้ นอกจากนี้ต้นแบบทางการแพทย์ ยังเป็นประโยชน์ต่อการปรึกษา การรักษาของ คณะแพทย์ที่ผ่าตัด สำหรับผู้ป่วยและญาตินั้น ต้นแบบทางแพทย์ จะช่วยให้ผู้ป่วย หรือญาติ เข้าใจถึงลักษณะการผ่าตัดได้อย่างชัดเจน
 

แล็บคอมพิวเตอร์ช่วยอะไรได้บ้าง
       จะเห็นได้ว่าประโยชน์ของต้นแบบรวดเร็ว ที่มีต่อแพทย์และผู้ป่วยมีมากมาย แต่ทว่าการพัฒนาคอมพิวเตอร์ เพื่อประยุกต์ใช้กับ เทคโนโลยีการสร้างต้นแบบรวดเร็ว ของบ้านเรา ยังมีขีดจำกัดอยู่ ไม่ว่าจะในเรื่องของเครื่องมือ บุคลากร รวมถึงงบประมาณ อย่างไรก็ตาม ห้องปฏิบัติการคอมพิวเตอร์ช่วยงานทางการแพทย์ ของเอ็มเทค มีความพร้อมที่จะให้บริการและสนับสนุน การใช้เทคโนโลยีดังกล่าว เพื่อประโยชน์ ต่อการรักษาผู้ป่วย ตลอดจนเพื่อพัฒนาวัสดุอุปกรณ์ทางการแพทย์เพื่อคนไทย ซึ่งทางห้องปฏิบัติการฯ มีเครื่องมือที่ทันสมัยสำหรับการสร้างแบบจำลองทางการแพทย์ โดยมีเครื่องพิมพ์ 3 มิติ รุ่น Z400 เป็นเครื่องมือหลัก โดยสามารถสร้างวัตถุ 3 มิติ ขึ้นจากภาพกราฟฟิกในคอมพิวเตอร์ นอกจากนี้ ยังมีเครื่องมือสำหรับใช้ตกแต่ง และปรับปรุงคุณภาพของชิ้นงานต้นแบบ ที่ได้จากเครื่องพิมพ์ รวมทั้งยังมี เครื่องมือ ทำแม่พิมพ์สำหรับหล่อวัสดุการแพทย์ด้วย
      ไม่เพียงแต่เครื่องมือเหล่านี้จะใช้ในงานการแพทย์เท่านั้น หากยังสามารถ ใช้สร้างต้นแบบ ชิ้นส่วนอุปกรณ์ในอุตสาหกรรมยานยนต์ อุตสาหกรรมแม่พิมพ์ และอุตสาหกรรมรองเท้าได้อีกด้วย จากแต่เดิม ที่อุตสาหกรรมเหล่านี้ มักใช้เทคนิค การกัดแต่งชิ้นงาน ซึ่งมีค่าใช้จ่ายและเวลาที่มาก การใช้เครื่องพิมพ์ 3 มิติ นี้จะช่วยสร้าง ต้นแบบที่สะดวกรวดเร็ว ประหยัดเวลาและค่าใช่จ่ายให้กับผู้ประกอบการได้
ผู้สนใจสามารถติดต่อขอทราบละเอียดเพิ่มเติมได้ที่
งานบริการทางเทคนิค เอ็มเทค
โทร. 0-2564-6500 ต่อ 4109-4111 หรือ 4378 

Source form Mtec :>>http://www.mtec.or.th/index.php?option=com_content&task=view&id=97&Itemid=36

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s