การนำเอาการฉายรังสีมาใช้เพื่อการรักษาโรคได้มีบทบาทสำคัญในทางการแพทย์ เช่น การฉายรังสี เพื่อการตรวจหาและการรักษาโรคมะเร็ง แต่อย่างไรก็ตาม ผู้เชี่ยวชาญยอมรับว่ารังสีชนิดก่อไอออน (Ionizing radiation) มีผลต่อเนื้อเยื่อและอาจก่อให้เกิดมะเร็ง ทำให้การฉายแสงเพื่อรักษาโรคมีความเป็นไป ได้ในการก่อให้เกิดโรคมะเร็งชนิดใหม่ตามมา ดังนั้น การคำนวณปริมาณรังสีที่เหมาะสมจึงมีความสำคัญ มากในการลดความเสี่ยงในการเกิดผลเสียต่อผู้ป่วย

วิธีการที่ได้รับความนิยมมากที่สุดในการคำนวณหาปริมาณรังสีที่เหมาะกับผู้ป่วยคือการใช้แบบ จำลองร่างกายมนุษย์ (anthropomorphic phantom) ความแม่นยำจากการใช้แบบจำลองนี้ขึ้นอยู่กับว่าแบบ จำลองมีความใกล้เคียงกับรูปร่างและความสามารถในการลดทอนรังสี (radiation attenuation characteristics) ของร่างกายของผู้ป่วย อย่างไรก็ตาม แบบจำลองร่างกายมนุษย์มีราคาค่อนข้างสูง และมีขนาดและ รูปร่างให้เลือกใช้อย่างจำกัดเมื่อเทียบกับสรีระร่างกายจริงของผู้ป่วยที่มีความหลากหลาย โดยเฉพาะสำหรับ ผู้ป่วยที่มีน้ำหนักเกินมาตรฐานและปัญหาโรคอ้วน

เมื่อหุ่นจำลองร่ายกายมนุษย์มีความแตกต่าง จากร่างกายของผู้ป่วย ส่งผลให้การคำนวณปริมาณรังสี คลาดเคลื่อนจากความเป็นจริง ทำให้ผู้ป่วยอาจจะได้ รับปริมาณรังสีมากหรือน้อยเกินไป และมีความเสี่ยงต่อ การเป็นมะเร็งชนิดใหม่ซึ่งเกิดจากการได้รับการฉายรังสี เพื่อรักษาโรคมะเร็งเดิม เพื่อแก้ไขปัญหาดังกล่าว นักวิจัยจาก U.S. National Cancer Institute ได้พัฒนาการผลิตแบบจำลองร่างกายมนุษย์ด้วย การพิมพ์แบบสามมิติเพื่อให้หุ่นจำลองร่างกายมนุษย์ มีความใกล้เคียงกับสรีระจริงของผู้ป่วยมากที่สุด

หุ่นจำลองร่างกายมนุษย์ที่ใช้ในปัจจุบัน ผลิตโดยบริษัทเอกชนซึ่งมักจะมีไม่กี่ขนาด เช่น ผู้หญิง ผู้ชาย เด็กโต เด็กเล็กและเด็กทารก

ป้าหมายของงานศึกษาวิจัยชิ้นนี้คือการออกแบบและผลิตชั้นไขมันใต้ผิวหนังจำลองเพื่อประกอบกับ หุ่นจำลองร่างกายมนุษย์ที่หาได้ทั่วไป เพื่อให้แพทย์สามารถมีหุ่นจำลองที่ใกล้เคียงกับสรีระของผู้ป่วย ซึ่งช่วย ให้การคำนวณหาปริมาณรังสีที่ต้องใช้ในการรักษามีความเหมาะสมกับผู้ป่วยแต่ละคนมากที่สุด

การสร้างชั้นไขมันจำลองเพื่อประกอบกับแบบจำลองร่างกายมนุษย์

นักวิจัยได้คัดเลือกผู้ป่วยที่ต้องรับการฉายรังสี เพื่อรักษาโรคมะเร็งที่มีค่าดัชนีมวลกาย (Body Mass Index : BMI) สูงที่สุดในกลุ่มผู้ป่วยจาก National Institute of Health (NIH) Clinical Center โดยผู้ป่วยที่ถูกคัดเลือกเป็นเพศชายอายุ 50 ปี สูง 178 ซ.ม. หนัก 126 ก.ก. มีค่า BMI คือ 39.8 ซึ่งถือว่ามีโรคอ้วนในระดับ 3 ตามมาตรฐาน ขององค์การอนามัยโลก (WHO) จากนั้น นักวิจัยได้ซีที สแกน (Computerized Tomography Scan: CT Scan) ผู้ป่วย โดยผลจากการสแกนประกอบด้วย ภาพแนวขวาง 615 ภาพ แต่ละชั้นมี ความหนา 2 มม.

จากนั้น นักวิจัยนำภาพ CT Scan ที่ได้จากผู้ป่วยและหุ่นจำลองร่างกายมนุษย์มาเปรียบเทียบ ผลที่ได้จะถูกแปลงเป็นข้อมูลในรูปแบบ STL (Standard Tessellation Language) และถูกแปลงเป็นแบบ พิมพ์ 3 มิติโดยใช้โปรแกรม CAD (Computer-Aided Design) ซึ่งนำไปใช้พิมพ์ชั้นไขมันจำลองด้วยเครื่อง Ultimaker 3 (Ultimaker B. V, Netherlands) โดยใช้วัสดุพิมพ์เป็นพลาสติกประเภท PLA โดยตั้งค่า ความหนาแน่นให้เทียบเท่ากับไขมันของมนุษย์

ร่างกายของมนุษย์มีความหลากหลายและซับซ้อนมาก การใช้หุ่นจำลองร่างกายมนุษย์ซึ่งมีให้เลือกเพียงไม่กี่แบบเป็นตัวแทนเพื่อคำนวณปริมาณการฉายรังสีอาจก่อให้ เกิดความคลาดเคลื่อนในการรักษา การทดลองนี้มุ่งไปที่ การสร้างหุ่นจำลองร่างกายมนุษย์ที่มีความใกล้เคียงกับ ร่างกายของผู้ป่วยที่มีน้ำหนักตัวเกินมาตรฐาน ผลที่ได้จาก การทดลองนี้ สามารถนำไปต่อยอดในการพัฒนาหุ่นจำลอง ร่างกายมนุษย์ที่มีสรีระใกล้เคียงกับผู้ป่วยที่มีสรีระอื่นๆ ได้และนำไปสู่การรักษาที่มีประสิทธิภาพมากยิ่งขึ้น

ผู้ที่สนใจสามารถหาข้อมูลเพิ่มเติมได้ที่ Division of Cancer Epidemiology and Genetics, National Cancer Institute, National Institutes of Health Rockville, MD 20850, matthew.mille@nih.gov † Department of Nuclear Medicine, National Institutes of Health, Bethesda, MD 20892

ภาพการทำ CT impages ที่แสดงให้เห็นถึงความแตกต่างของหุ่นจำลอง
ร่างกายมนุษย์ (a) กับร่ายกายของผู้ป่วยที่มีน้ำหนักเกินมาตรฐาน (b)

 

พื้นที่สีเนื้อแสดงให้เห็นถึงผลจาก CT Scan ของผู้ป่วย
พื้นที่สีเทาด้านในแสดงให้เห็นผลของ CT Scan จากหุ่นจำลอง
ที่มา: Division of Cancer Epidemiology and Genetics,
National Cancer Institute,
National Institutes of Health Rockville, MD

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *