COVER_หุ่นจำลอง

หุ่นจำลองยางพารา นวัตกรรมเพื่อลดการสูญเสียการรักษามะเร็ง

ปัจจุบันประชาคมโลกได้ให้ความสำคัญกับโรคมะเร็งมากขึ้น หลังจากพบว่าโรคมะเร็งเป็นสาเหตุการเสียชีวิตอันดับ 1 ของประชาคมโลก และเป็นสาเหตุการเสียชีวิตอันดับ 1 ของคนไทย ซึ่งแนวทางหนึ่งในการรักษาผู้ป่วยมะเร็ง คือ การฉายรังสีที่ต้องกำหนดตำแหน่งการรักษาให้แม่นยำ เพื่อให้เนื้อเยื่อโดยรอบปลอดภัยจากรังสี

กว่า 10 ปีที่นักวิจัยไทยได้ริเริ่มและพัฒนาหุ่นจำลองใช้ตรวจสอบปริมาณรังสีสำหรับการรักษาผู้ป่วยโรคมะเร็งขึ้นมาเพื่อลดความเสี่ยงจากการฉายรังสี ทั้งการพัฒนาสูตรยางพาราให้มีคุณสมบัติใกล้เคียงเนื้อเยื่อมนุษย์ และขึ้นรูปหุ่นจำลองจากน้ำยางพาราธรรมชาติ ซึ่งภายในจะมีอุปกรณ์วัดรังสี สำหรับตรวจสอบความถูกต้องปริมาณรังสีจากการรักษามะเร็ง

ผศ.ดร.นันทวัฒน์ อู่ดี

ผศ. ดร.นันทวัฒน์ อู่ดี คณะสหเวชศาสตร์ มหาวิทยาลัยนเรศวร เปิดเผยถึงโครงการวิจัย “หุ่นจำลองยางพาราสำหรับตรวจสอบความถูกต้องปริมาณรังสีจากการรักษาโรคมะเร็งด้วยเทคนิคการรักษาสามมิติ” ว่าในระยะแรกคณะผู้วิจัยได้พัฒนาหุ่นจำลองด้วยเครื่องพิมพ์สามมิติระบบฉีดเส้นพลาสติกที่ภายในบรรจุยางพารา ซึ่งมีความหนาแน่นใกล้เคียงเนื้อเยื่อมนุษย์เพื่อนำมาใช้ในการเป็นแม่พิมพ์หุ่นจำลอง โดยออกแบบให้หุ่นจำลองมีรูปร่างตามที่ต้องการ เป็นการพัฒนาหุ่นจำลองทางรังสีรักษาขนาดมาตรฐานสำหรับตรวจสอบปริมาณรังสีก่อนการรักษาผู้ป่วยจริงได้ โดยสร้างหุ่นจำลองศีรษะและลำคอรูปทรงกระบอก สำหรับการรักษาผู้ป่วยมะเร็งศีรษะและลำคอเพื่อลดการสูญเสียที่อาจเกิดขึ้นได้จากการให้ปริมาณรังสีที่ผิดพลาด

ต่อมาในระยะที่ 2 คณะผู้วิจัยพัฒนาหุ่นจำลองศีรษะและลำคอขนาดมาตรฐานจากน้ำยางพาราธรรมชาติ ประกอบด้วย เนื้อยางพาราสำหรับสร้างแทนเนื้อเยื่อ โพรงอากาศ และแคลเซียมคาร์บอเนตผสมกับเรซินสำหรับสร้างแทนกระดูก ภายในมีช่องสำหรับใส่อุปกรณ์วัดรังสีชนิดไอออไนเซชัน ฟิล์มวัดรังสี และหัววัดรังสีเทอร์โมลูมิเนสเซนซ์ ที่สามารถใช้ได้จริงและเป็นแนวทางในการนำหุ่นจำลองไปประยุกต์ใช้ในการตรวจสอบค่าปริมาณรังสีในเทคนิคการรักษาขั้นสูงต่อไปเพื่อให้การรักษามีประสิทธิภาพสูงสุด

หุ่นจำลองที่สร้างขึ้นสามารถใช้ในการประเมินค่าปริมาณรังสีที่ผู้ป่วยได้รับจากการวางแผนการรักษาทั้งแบบสองมิติ สามมิติ เทคนิคปรับความเข้มรังสี (IMRT) และเทคนิคปรับความเข้มรังสีเชิงปริมาตร (VMAT) ผ่านการทดสอบคุณสมบัติเชิงกลตามมาตรฐานสากลทั้งความคงทนแข็งแรง ความเหนียว ความยืดหยุ่น ความหนาแน่น อายุการใช้งานยาวนาน อีกทั้งยังผ่านการทดสอบเพื่อประเมินค่าปริมาณรังสีในหุ่นจำลองใช้เครื่องเร่งอนุภาคพลังงาน 6 ล้านโวลต์ ด้วยแผนการรักษาแบบสองมิติและสามมิติจากเครื่องคอมพิวเตอร์วางแผนการรักษา การวิเคราะห์ความถูกต้องของการวัดค่าปริมาณรังสีในหุ่นจำลองที่สร้างขึ้นใช้วิธีด้วยการเปรียบเทียบค่าปริมาณรังสีที่แพทย์กำหนด ระหว่างการวัดค่าปริมาณรังสีในหุ่นจำลองที่สร้างขึ้นและคอมพิวเตอร์วางแผนการรักษา

งานวิจัยดังกล่าว ดร.ศรารัตน์ มหาศรานนท์ นักวิจัยร่วมโครงการจากภาควิชาเคมี คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยนเรศวร ได้ช่วยพัฒนาสูตรหุ่นจำลองจากน้ำยางพาราธรรมชาติ ด้วยองค์ประกอบสำคัญที่มีไฮโดรคาร์บอนเป็นหลัก และยังมีกรดไขมัน คาร์โบไฮเดรต อนินทรีย์สารน้อยกว่าร้อยละ 1 จึงมีความใกล้เคียงกับเนื้อเยื่อของมนุษย์ นอกจากนี้นักวิจัยยังใช้สารเคมีเป็นสายโซ่เชื่อมโยงโมเลกุลให้หุ่นจำลองที่พัฒนาขึ้นมีความแข็งแรง ไม่มีฟองอากาศภายใน ทนต่อแรงกดแรงดึง นำความร้อนได้ช้า ทนต่อการเสื่อมสลายด้วยความร้อนจากรังสียูวีและแสงไฟในห้อง โดยทำการทดสอบเชิงกลนานถึง 6 เดือนจนมั่นใจ

ผศ. ดร.นันทวัฒน์ กล่าวว่า งานวิจัยในระยะแรกใช้เวลา 3 ปี เพื่อพัฒนาสูตรยางพาราให้มีคุณสมบัติใกล้เคียงเนื้อเยื่อมนุษย์ โดยสร้างหุ่นจำลองสำหรับตรวจสอบความถูกต้องปริมาณรังสีจากการรักษามะเร็งเต้านมและมะเร็งปากมดลูก ต่อมาได้พัฒนาหุ่นจำลองศีรษะและลำคอที่มีโครงสร้างอวัยวะภายในต่างๆ ตามมาตรฐานของผู้ป่วยที่ โดยนำมาใช้งานทดแทนการนำเข้าหุ่นจำลองที่ทำจากพลาสติกและมีต้นทุนสูงกว่างานของเราถึง 10 เท่า แต่ไม่สามารถปรับสูตรหรือดัดแปลงให้ใช้ได้กับอวัยวะที่หลากหลาย รวมถึงตำแหน่งใส่หัววัดรังสีได้ ขณะที่หุ่นจำลองที่เราพัฒนาขึ้นมีความยืดหยุ่น ปรับตำแหน่งได้ตามที่ต้องการ ประเมินความผิดพลาดไม่เกินร้อยละ 3 โดยหุ่นจำลองสำหรับตรวจสอบการรักษาโรคมะเร็งศีรษะและลำคอด้วยเทคนิคการรักษาขั้นสูงแบบ IMRT จะช่วยให้นักฟิสิกส์การแพทย์ นักรังสีเทคนิคและแพทย์สามารถทราบค่าปริมาณรังสีที่ให้ผู้ป่วยก่อนการรักษาจริง เพื่อลดความผิดพลาดที่อาจเกิดขึ้นได้จากการจัดท่าผู้ป่วยเพื่อการรักษา การคำนวณปริมาณรังสีด้วยระบบคอมพิวเตอร์วางแผนการรักษาหรือเครื่องเร่งอนุภาค (LINAC) ได้ เพราะหุ่นจำลองมีความหนาแน่นและความสม่ำเสมอใกล้เคียงกับเนื้อเยื่อมนุษย์ สามารถสร้างภาพสามมิติเพื่อวางแผนการรักษาได้เหมือนกับผู้ป่วยจริง ซึ่งหากไม่เป็นไปตามแผนก็จะได้แก้ไขก่อนการรักษาจริงต่อไป

ปัจจุบันหุ่นจำลองได้ถูกนำไปใช้ที่หน่วยรังสีรักษา โรงพยาบาลมหาวิทยาลัยนเรศวร ตลอดจนโรงพยาบาลและศูนย์มะเร็งต่างๆ ก็สามารถนำไปใช้ได้อย่างถูกต้องแม่นยำ โดยใช้ได้ทั้งมะเร็งเต้านม มะเร็งปากมดลูก มะเร็งสมอง หรือส่วนต่างๆ ของศีรษะและลำคอ

และในอนาคตจะพัฒนาต่อให้สามารถตรวจผลการรักษามะเร็งปอด ลำตัวช่วงบนและช่วงล่าง รวมทั้งการประยุกต์ใช้ในการรักษาโรคอื่นๆ ด้วย ทั้งนี้ อาจขยายผลนำไปใช้ในกลุ่มประเทศอาเซียนที่เพิ่งเริ่มมีเครื่องฉายรังสีแต่ยังไม่มีหุ่นจำลองตรวจสอบปริมาณรังสี และการต่อยอดขยายผลในเชิงพาณิชย์

 

เรียบเรียงและอ้างอิงข้อมูลจาก

โครงการวิจัย

“หุ่นจำลองยางพาราสำหรับตรวจสอบความถูกต้องปริมาณรังสีจากการรักษาโรคมะเร็งด้วยเทคนิคการรักษาสามมิติ”

หัวหน้าโครงการ

ผู้ช่วยศาสตราจารย์ ดร.นันทวัฒน์ อู่ดี

คณะสหเวชศาสตร์ มหาวิทยาลัยนเรศวร

สนับสนุนการวิจัยโดย

สำนักงานคณะกรรมการส่งเสริมวิทยาศาสตร์ วิจัยและนวัตกรรม (สกสว.)

 

00:00
00:00
Empty Playlist