ระบบการออกแบบและผลิตเบ้าขาเทียมและแผ่นรองรองเท้าโดยใช้คอมพิวเตอร์ช่วย

ระบบการออกแบบและผลิตเบ้าขาเทียมและแผ่นรองรองเท้าโดยใช้คอมพิวเตอร์ช่วย

ปัจจุบันมีผู้พิการขาจำนวนมากขึ้นไม่ว่าจะมีสาเหตุมาจากอุบัติเหตุหรือโรคต่าง ๆ ที่ทำให้ต้อง
ตัดขาทิ้งไป ซึ่งทำให้ต้องมีการออกแบบขาเทียมให้มีคุณสมบัติเฉพาะเหมาะสำหรับผู้ป่วยแต่ละคน
เพื่อให้สวมใส่และใช้ในชีวิตประจำวันได้อย่างมีประสิทธิภาพและถูกสุขลักษณะ โดยเฉพาะการทำ
เบ้าขาเทียมนั้นมีความสำคัญมากเพราะเบ้าจะต้องรับน้ำหนักตัวของผู้พิการจากตอขาลงมาสู่เบ้า
และจากเบ้าลงสู่พื้นโลกซึ่งเบ้านั้นต้องกระชับพอดีกับทุกส่วนกับตอขา ไม่มีจุดกดเจ็บ และสามารถเดิน
ได้เหมือนธรรมชาติ ดังนั้นการทำเบ้าขาเทียมจึงเป็นงานที่ต้องการความละเอียดและการออกแบบที่
เหมาะสำหรับผู้พิการแต่ละบุคคลเพื่อให้มีรูปร่างและขนาดพอดีกับตอขา

เท้าเป็นอวัยวะที่ต้องรับน้ำหนักทั้งหมดของร่างกาย จากกิจวัตรประจำวันต่าง ๆ เช่น การเดิน การวิ่ง
เป็นต้น เท้าจึงต้องรับแรงกระแทกต่าง ๆ ซึ่งปัญหาที่เกิดขึ้นกับเท้านั้นมีอยู่ด้วยกันหลายอย่างทั้งจากการ
ใช้งานที่ไม่ถูกวิธี หรือการไม่ดูแลรักษาเท้าให้ดูต้อง หรืออาจเกิดจากความผิดปกติของตัวกระดูกเท้าเอง
เพราะฉะนั้นการวินิจฉัยอาการเจ็บเท้านั้นจึงต้องพิจารณาจากหลายๆ สาเหตุด้วยกัน ตัวอย่างปัญหาที่เกิด
กับเท้าเช่น อาการเท้าพอง โรคตาปลา โรครองช้ำ อาการเจ็บเอ็นร้อยหวาย และอื่นๆ อุปกรณ์เสริมเท้า
(Foot Orthosis)เป็นอุปกรณ์เสริมอย่างหนึ่งที่ช่วยแก้ปัญหาเกี่ยวกับรับน้ำหนักบริเวณฝ่าเท้า
ดังนั้นการผลิตแผ่นรองรองเท้าจึงเข้ามามีบทบาทในวงการกายอุปกรณ์มากขึ้น

อย่างไรก็ตาม ในกระบวนการการผลิตเบ้าขาเทียมและแผ่นรองรองเท้ามีขั้นตอนหลายขั้นตอนซึ่งสามารถ
ใช้เทคโนโลยีเข้ามาช่วยลดเวลาในการผลิตและเป็นอุปกรณ์เสริมการทำงานของนักกายอุปกรณ์ โดยงานวิจัยนี้
นำเสนอการประยุกต์ใช้เทคโนโลยีด้าน CAD CAM เพื่อสร้างระบบที่สามารถช่วยในกระบวนการผลิต
ทั้งเบ้าขาเทียมและทำแผ่นรองรองเท้า ดังนั้นจึงได้มีการทำงานร่วมกันกับศูนย์สิรินธรในในการพัฒนาระบบ
ดังที่กล่าวมา เนื่องจากทางศูนย์สิริธรมีการนำเทคโนโลยี CAD CAM มาใช้ในการทำเบ้าขาเทียมแต่
ประสบกับปัญหาการบำรุงรักษาที่ต้องนำเทคโนโลยีเข้ามาจากต่างประเทศจึงไม่สามารถใช้งานได้ในปัจจุบัน
อีกทั้งระบบที่ช่วยในการทำแผ่นรองรองเท้าด้วยเทคโนโลยี CAD CAM ของทางศูนย์สิรินธรมีเพียงระบบ
ที่ใช้ในการวิเคราะห์ฝ่าเท้าของผู้ป่วยเท่านั้นจึงได้มีความร่วมมือกัน เพื่อนำระบบดังกล่าวมาแก้ไขและปรับปรุง
ให้สามารถใช้งานได้ทั้งการทำเบ้าขาเทียมและแผ่นรองรองเท้าในระบบเดียวกัน

ดร.อาบทิพย์ ธีรวงศ์กิจ แห่งสถาบันวิทยาการหุ่นยนต์ภาคสนาม (ฟีโบ้) มหาวิทยาลัยเทคโนโลยี
พระจอมเกล้าธนบุรี ได้ออกแบบและพัฒนาระบบ CAD/CAE/CAM และเครื่อง Carver เพื่อช่วย
ในการออกแบบและผลิตเบ้าขาเทียมและแผ่นรองรองเท้า ระบบนี้จะช่วยลดขั้นตอนในการผลิตและการทำงาน
ของนักกายอุปกรณ์ ทีมงานฟีโบ้ทำงานร่วมกับศูนย์สิรินธรเพื่อที่จะปรับปรุงระบบการทำงานเก่าที่มีอยู่แล้วที่
ศูนย์สิรินธร ให้สามารถเพิ่มหน้าที่การทำงานของเครื่องทำเบ้าขาเทียมเพียงอย่างเดียวเป็นสามารถทำแผ่น
รองของรองเท้าได้ด้วย

กรอบแนวความคิดของโครงงานวิจัยจะประกอบไปด้วย (1) คอมพิวเตอร์ จะมีหน้าที่รับข้อมูลจาก Digitizer
และ DigiPad จากนั้น นักกายอุปกรณ์จะใช้โปรแกรม shapeMaker ทำการตรวจสอบและออกแบบเบ้า
ตอขาและโปรแกรม RothBaller สำหรับแผ่นรองรองเท้า โดยนำวิธีไฟไนต์เอลิเมนต์มาช่วยในการวิเคราะห์
แบบเบ้าตอขา จากนั้นจึงส่งข้อมูลแบบเบ้าตอขาและแบบแผ่นรองรองเท้าไปยังเครื่อง Carver ต่อไป
(2) Digitizer ทำหน้าที่ในการเก็บข้อมูลของเฝือกที่ใช้ในการหล่อตอขาของผู้พิการ (3) DigiPad
ทำหน้าที่ในการเก็บข้อมูลฝ่าเท้าของผู้ป่วย (4) Carver เป็นเครื่อง CNC ที่ใช้ในการสร้างตอขาผู้พิการ
(Positive Mold) และสร้างแผ่นรองรองเท้า (Foot Orthosis

รายละเอียดและขั้นตอนการทำงานของระบบโดยรวม
ขั้นตอนการทำเบ้าขาเทียม
1. หล่อเฝือกจากตอขาผู้ป่วยเพื่อให้ได้ลักษณะตอขา
2. เก็บข้อมูลลักษณะตอขาจากเฝือกด้วยเครื่อง Digitizer
3. สร้างแบบจำลองตอขาเทียม (Positive mold) ด้วยโปรแกรม shapeMaker
4. วิเคราะห์ลักษณะตอขาและปรับแบบจำลองตอขาเทียมด้วยวิธีไฟไนต์เอลิเมนต์
5. ขึ้นรูปตอขา (Positive mold) ด้วยเครื่อง Carver

ขั้นตอนการทำแผ่นรองรองเท้า
1. เก็บข้อมูลฝ่าเท้าของผู้ป่วยด้วย DigiPad
2. ออกแบบแผ่นรองรองเท้าด้วยโปรแกรม RothBaller
3. ประกอบชุดสำหรับทำแผ่นรองรองเท้า
4. ส่งข้อมูลไปที่เครื่อง Carver เพื่อผลิต

ท่านผู้อ่านสามารถส่งข้อคิดเห็น/เสนอแนะมาที่ผู้เขียนที่ djitt@fibo.kmutt.ac.th
http://th.wikipedia.org/wiki/ชิต_เหล่าวัฒนา