ผ่าตัดด้วยหุ่นยนต์

ผ่าตัดด้วยหุ่นยนต์

หลายท่านคงคุ้นกันดีแล้วสำหรับการใช้หุ่นยนต์ในงานอุตสาหกรรมที่เสี่ยงอันตรายและงานที่ต้องการความละเอียดสูงภายใต้ระยะเวลาอันจำกัด แต่หากมีเวลาเหลือเฟือผู้เชียวชาญด้านเครื่องจักรกลอัตโนมัติเคยให้ความรู้ผมว่าช่างที่มีประสบการ์สูงนั้นสามารถทำงานชิ้นงานละเอียดขนาดความคลาดเคลื่อนประมาณหนึ่งไมครอนได้ดีเพราะมนุษย์ผสมผสานความรู้ด้านศาสตร์และศิลป์ได้อย่างลงตัว ผมได้เห็นชิ้นงานดังกล่าวแต่ก็ยังไม่เข้าใจขบวนการคิดและความชำนาญที่เรียกว่า “ศิลป์” อย่างถ่องแท้นัก

หุ่นยนต์ยังมีบทบาทสำคัญในอุปกรณ์แพทย์ด้าน Minimal Invasive Surgery ซึ่งเป็นงานผ่าตัดที่ต้องการความถูกต้องสูงและต้องสัมผัสโดยตรงกับเนื้อเยื่อและอวัยวะมนุษย์ ลงมีดผ่าตัดพลาดไปแล้วจะโยนชิ้นงานทิ้งไปเช่นเดียวกันกับงานอุตสาหกรรมคงไม่ได้  การเปิดแผลเพียงเล็กน้อยนี้นี่เองที่ให้คุณประโยชน์สูงกล่าวคือ ความเจ็บปวดของคนไข้ลดน้อยลง การสูญเสียโลหิตไม่มาก การฟื้นตัวสามารถกลับไปดำรงชีพเหมือนปกติก็เร็วขึ้นด้วย  หุ่นยนต์ช่วยเพื่ม “Clinical Capability” เทคนิคการผ่าตัดแบบ laparoscopic ด้วยมือ นอกจากนี้ Dexterity ของปลายแขนกลและมือหุ่นยนต์ช่วยให้คุณหมอสามารถกำหนดเส้นทางการเคลื่อนที่ของอุปกรณ์ผ่าตัดที่ซับซ้อนมากๆได้โดยง่าย อีกทั้งหากต้องให้ทำซ้ำเส้นทางเดิมก็ง่ายมากเพราะข้อมูลการเคลื่อนที่ต่างๆถูกบันทึกไว้ในคอมพิวเตอร์อยู่ทุกขณะ  หุ่นยนต์ประเภทนี้สามารถเปิดแผลได้เล็กสุดเพียง 1-2 ซ.ม เท่านั้น  ตัวอย่างเช่นการผ่าตัดมะเร็งต่อมลูกหมากที่กำลังแพร่หลายในชายไทยอายุเกิน 50 ปีขึ้นไป

โปรเฟสเซอร์ กวงซอง แห่ง Hamlyn Centre of Robotic Surgery, มหาวิทยาลัยอิมพีเรียล ได้ปรับปรุงระบบหุ่นยนต์ที่ใช้ในการ Bypass เส้นเลือดหัวใจ ผ่าตัดเอาเนื้อร้ายมะเร็งในสมอง (Tumor) ออกมา โดยการเพิ่มความสามารถในการควบคุมแขนกลผ่านการเคลื่อนทีของดวงตาคุณหมอ เมื่อท่านกวาดสายตาไปบริเวณที่ทำการผ่าตัด โปรแกรมคอมพิวเตอร์จะสร้าง 3D map ของเนื้อเยื่อนั้น โดย image ที่สร้างขึ้นเป็นภาพนิ่งแม้เนื้อเยื่อจริงจะมีการเคลื่อนไหวอันเป็นผลจากการเต้นของหัวใจก็ตาม ทำให้คุณหมอสามารถทำงานได้อย่างสะดวกขึ้น ระบบควบคุมโดยคอมพิวเตอร์จะช่วยชดเชยการเคลื่อนไหวนั้น กล่าวคืออุปกรณ์จะเคลื่อนไหวตามคำสั่งคุณหมอบวกค่าชดเชยดังกล่าว ในขณะที่ Virtual Environment ของคุณหมอผู้ทำการผ่าตัดยังคงเป็นภาพนิ่ง เทคโนโลยี Augmented Reality ที่ถูกเพิ่มเข้ามานี้ ได้รับเงินบริจาดเป็นทุนวิจัยถึง 10 ล้านปอนด์ จาก Helen Hamlyn Trust สำหรับประเทศไทยนั้น รศ.ดร. สยาม เจริญเสียง แห่งสถาบันวิทยาการหุ่นยนต์ภาคสนาม เป็นผู้เชี่ยวชาญเรื่องนี้และมีงานวิจัยมาอย่างต่อเนื่อง เมื่อมีงบประมาณวิจัยแม้จะน้อยกว่า ผมก็เชื่อว่าความสามารถคนไทยก็ไม่แพ้ต่างชาติครับ

ยังมีความร่วมมือระหว่าง ดร. โฮวี่ โชว์เซต นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยคาร์เนกี้เมลลอน ผู้ออกแบบหุ่นยนต์งู TR 35 และ ศาสตราด้านศัลยกรรม มาโคร ซีนาติ แห่งมหาวิทยาลัยพิตส์เบิร์กส์ ดำเนินการโครงการ CardioArm สำหรับการผ่าตัดหัวใจขึ้นมา  CardioArm มีโครงสร้างทางกลคล้ายๆกับงู กล่าวคือประกอบด้วยข้อต่อและปล้องมากมายถึง 102 องศาอิสระ ซึ่งทำให้ CardioArm นี้ทำงานได้ละเอียดกว่า อุปกรณ์เอนโดสโคปมาตรฐานทั่วไป  โดยมีสมองกลคอยควบคุมการทำงานให้เคลื่อนที่ไปในทิศทางที่ต้องการ  ผ่านการสั่งการของจอยสติกส์  สำหรับผู้ที่ศึกษาทางด้านกลไกย่อมทราบได้ทันที สมการการเคลื่อนคิเนแมติกส์มีความยุ่งยากเป็นทวีคูณตามจำนวนองศาอิสระ   วิธีเลี่ยงความยุ่งยากนี้ทางผู้วิจัยได้เลือกควบคุมที่ละสามองศาอิสระ แนวความคิดนี้ใกล้เคียงกับสิ่งประดิษฐ์ที่ผมออกแบบสำหรับการตรวจหามะเร็งในลำไส้ใหญ่ที่ควบคุมที่ละหนึ่งองศาอิสระ (โปรดอ่านบทความของผมก่อนหน้านี้)

ข้อต่อของ CardioArm มีขนาดเล็กมาก ขนาดเส้นผ่าศูนย์กลาง 1.2 ซม. ความยาว 3.0 ซม. จำเป็นต้องควบคุมมิให้อุปกรณ์สัมผัสกับเนื้อเยื่อของหัวใจ เพราะทำให้เกิดการบอบช้ำและภาวะ Trauma จนมีเลือดไหลออกภายใน  การควบคุมแรง(Force Control)จักต้องทำด้วยความระมัดระวังเพราะกลไกและสภาวะแวดล้อมมีความยืดหยุ่นน้อย (Stiff) ทำให้มีโอกาสขาดเสถียรภาพสูง (Unstable) ผลก็คืออุปกรณ์จะเคลื่อนอย่างรวดเร็ว รุนแรง อย่างไร้ทิศทาง ซึ่งถือว่าอันตรายมาก  นักวิจัยทั้งสองได้ร่วมกันตั้งบริษัท Cardiorobotics บริษัทได้ทดลองใช้อุปกรณ์นี้กับสุกรไปแล้วเก้าตัว คาดว่าจะทดลองใช้กับมนุษย์ในไม่ช้านี้

อย่างไรก็ตามเรื่องการผ่าตัดด้วยหุ่นยนต์นี้ ควรต้องศึกษาข้อมูลให้เพียงพอ เมื่อเดือนพฤษภาคม 2551.   Dr. Jim C. Hu ศึกษาผลจากการผ่าตัดมะเร็งต่อมลูกหมากโดยหุ่นยนต์ดังนี้ 27% มีอัตาการเสี่ยงต่ำจาก Complication ช่วงระหว่างและหลังการผ่าตัดระยะสั้น แต่ในระยะยาวนั้น 40% มีอัตราเสียงสูงขึ้นจากการที่รอยแผลเป็นไปมีผลต่อการทำงานของอวัยวะ  รายละเอียดทางแพทย์ค่อนข้างมากและเข้าใจยาก ดังนั้นท่านผู้อ่านที่ต้องการใช้บริการเรื่องนี้ควรปรึกษาแพทย์ผู้ชำนาญนะครับ สำหรับข้อมูลพื้นฐานโปรดเข้าไปอ่านในเวปนี้

http://EzineArticles.com/?expert=John_Critz

ท่านผู้อ่านสามารถส่งข้อคิดเห็น/เสนอแนะมาที่ผู้เขียนที่ djitt@fibo.kmutt.ac.th

ข้อมูลจำเพาะของผู้เขียน

ดร. ชิต เหล่าวัฒนา จบปริญญาตรีวิศวกรรมศาสตร์ (เกียรตินิยม) จากมหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้า ธนบุรี ไดัรับทุนมอนบูโช รัฐบาลญี่ปุ่นไปศึกษาและทำวิจัยด้านหุ่นยนต์ที่มหาวิทยาลัยเกียวโต ประเทศญี่ปุ่น เข้าศึกษาต่อระดับปริญญาเอกที่มหาวิทยาลัยคาร์เนกี้เมลลอน สหรัฐอเมริกา ด้วยทุนฟุลไบรท์ และจากบริษัท AT&T ได้รับประกาศนียบัตรด้านการจัดการเทคโนโลยีจากสถาบันเทคโนโลยีแห่งมลรัฐแมสซาชูเซสต์ (เอ็มไอที) สหรัฐอเมริกา

ภายหลังจบการศึกษา ดร. ชิต ได้กลับมาเป็นอาจารย์สอนที่มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้า ธนบุรี และเป็นผู้ก่อตั้งสถาบันวิทยาการหุ่นยนต์ภาคสนาม หรือที่คนทั่วไปรู้จักในนาม “ฟีโบ้ (FIBO)” เป็นหน่วยงานหนึ่งในมหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้า ธนบุรี เพื่อทำงานวิจัยพื้นฐาน และประยุกต์ด้านเทคโนโลยีหุ่นยนต์ ตลอดจนให้คำปรึกษาหน่วยงานรัฐบาล เอกชน และบริษัทข้ามชาติ (Multi-national companies) ในประเทศไทยด้านการลงทุนทางเทคโนโลยี  การใช้งานเทคโนโลยีอัตโนมัติชั้นสูง และการจัดการเทคโนโลยีสารสนเทศอย่างมีประสิทธิภาพ และเป็นสถาบันการศึกษาแห่งแรกของประเทศไทยที่เปิดสอนระดับปริญญาโทสาขาวิทยาการหุ่นยนต์และระบบอัตโนมัติโดยเฉพาะ