เดนตีสแกน 2.0 ตอบโจทย์งานทันตกรรม 360 องศา

โดย...อาทิตย์ ลมูลปลั่ง ฝ่ายประชาสัมพันธ์ สวทช.

“ในชีวิตผมจะไม่ทำอะไรที่ไม่มั่นใจเด็ดขาด เครื่องซีที สแกนเนอร์ (CT Scanner) ก็เช่นกัน ผมมั่นใจในทีมวิจัย มั่นใจในองค์ความรู้ที่มี มั่นใจใน สวทช. และมั่นใจว่าเราจะทำอะไรต่อไปเพื่อให้ประเทศไทยแข่งขันกับประเทศอื่นได้”

ถ้อยปรารภจาก ศ.ดร.ไพรัช ธัชยพงษ์ นักวิจัยอาวุโสและที่ปรึกษาสำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ (สวทช.)  ในฐานะผู้อำนวยการโครงการเดนตีสแกน 2.0 (DentiiScan 2.0) เครื่องเอกซเรย์คอมพิวเตอร์สำหรับงานทันตกรรม ซึ่งเป็นผลงานวิจัยและพัฒนาของ ศูนย์เทคโนโลยีอิเล็กทรอนิกส์และคอมพิวเตอร์แห่งชาติ (เนคเทค) และศูนย์เทคโนโลยีโลหะและวัสดุแห่งชาติ (เอ็มเทค) สังกัด สวทช. นักวิจัยใช้องค์ความรู้ด้านวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีพัฒนา เครื่องเอกซเรย์คอมพิวเตอร์แบบลำแสงทรงกรวยสำหรับงานทันตกรรมและศัลยกรรมบริเวณช่องปากและใบหน้า ได้สำเร็จและนำไปใช้งานในคนไข้เป็นที่ประจักษ์รายแรกของประเทศไทย ภายใต้ชื่อ “เดนตีสแกน(DentiiScan)” ซึ่งเป็นเทคโนโลยีขั้นสูงช่วยให้เห็นความสูง ความหนา และความกว้าง ของกระดูกขากรรไกร รวมทั้งคลองเส้นประสาทอย่างชัดเจน ทันตแพทย์สามารถวางแผนก่อนการผ่าตัดฝังรากฟันเทียมได้อย่างแม่นยำ สถานพยาบาลนำไปใช้ทดลองรักษาผู้ป่วยอย่างได้ผลแล้วนับพันคน

ศ.ดร.ไพรัช ธัชยพงษ์ ผู้อำนวยการโครงการพัฒนาเครื่องเอกซเรย์คอมพิวเตอร์สำหรับงานทันตกรรม อธิบายว่า เครื่องเอกซเรย์คอมพิวเตอร์นี้ผู้ค้นพบ 2 คน ได้รับรางวัลโนเบลเมื่อ ค.ศ. 1979 สมัยที่ตนเองเป็นอาจารย์ที่สถาบันเทคโนโลยีพระจอมเกล้าเจ้าคุณทหารลาดกระบัง เมื่อราวกลางยุค ค.ศ. 1980 สามารถเข้าใจในคณิตศาสตร์การสร้างภาพตัดขวางของร่างกายจนสามารถเขียนซอฟต์แวร์และพัฒนาสร้างเครื่องทดสอบกับวัตถุขนาดเล็กและหนูได้ การวิจัยและพัฒนานี้ได้เป็นส่วนหนึ่งของผลงานที่ได้รับรางวัลนักวิทยาศาสตร์ดีเด่น พ.ศ. 2534 จากมูลนิธิส่งเสริมวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีในพระบรมราชูปถัมภ์ แต่ไม่สามารถสร้างเพื่อใช้ในมนุษย์ได้ เพราะหาชิ้นส่วนที่มีขนาดเหมาะสมมาประกอบไม่ได้ ในตอนนั้นหากประเทศไทยต้องการใช้อุปกรณ์เอกซเรย์คอมพิวเตอร์ (CT Scanner) ก็ต้องซื้อทั้งชุดราคาแพงมาก หลักร้อยล้านบาท ไม่มีใครเขาขายแยกชิ้นส่วนให้เรามาประกอบใส่ซอฟต์แวร์ของเราเอง จนกระทั่งเมื่อ 10 กว่าปีมานี้ เริ่มมีการขายแยกชิ้นที่เราต้องการ จึงได้ชวน ดร.เสาวภาคย์ ธงวิจิตรมณี นักวิจัยจากเนคเทค มาเป็นหัวหน้าโครงการส่วนซอฟต์แวร์ ทีมนักวิจัยและวิศวกรจากเนคเทคสามารถจำลอง (Simulate) การทำงานของซอฟต์แวร์สร้างภาพตัดขวางของร่างกายบนคอมพิวเตอร์ได้สำเร็จอีกครั้งหนึ่ง รวมทั้งการพัฒนาซอฟต์แวร์ส่วนต่างๆ ของเครื่องเดนตีสแกนและซอฟต์แวร์แสดงภาพสามมิติ (Viewer Software)

“จากนั้นต้องอาศัยความเชี่ยวชาญของนักวิจัยด้านกลศาสตร์ จึงชวน ดร.กฤษณ์ไกรพ์ สิทธิเสรีประทีป นักวิจัยจากเอ็มเทค สวทช. มาเป็นหัวหน้าโครงการส่วนฮาร์ดแวร์ เพื่อดูว่าชิ้นส่วนฮาร์ดแวร์ต้องใช้อะไรบ้าง ต้องสั่งซื้อแหล่งกำเนิดรังสีเอ็กซ์และฉากรับรังสีมาประกอบให้หมุน 360 องศา และนำไปออกแบบโครงสร้างของเครื่อง ทีมนักวิจัยและวิศวกรจากเอ็มเทคสามารถสร้างปรับปรุงแก้ไขการหมุนของเครื่องเอกซเรย์คอมพิวเตอร์จนมีความเที่ยงตรงสอดคล้องกับการทำงานของซอฟต์แวร์ได้ภาพที่แม่นยำชัดเจนได้ จนในที่สุดเราก็สร้างเครื่องเดนตีสแกนรุ่น 1.0 ระดับห้องปฏิบัติการได้สำเร็จเมื่อวันที่ 8 ส.ค. 2551 (ตรงกับวันที่มีพิธีเปิดการแข่งขันโอลิมปิกที่กรุงปักกิ่งโดยบังเอิญ!!) การทำงานเป็นทีมที่เข้มแข็งระหว่างเนคเทคและเอ็มเทคได้พัฒนาอย่างต่อเนื่องจนนำมาสู่เครื่องเดนตีสแกนรุ่น 1.1 และเดนตีสแกนรุ่น 2.0 ในปัจจุบัน ที่มีขนาดเล็กลงและใช้พื้นที่ติดตั้งน้อยกว่าเดิมมาก”

สำหรับเครื่อง “เดนตีสแกน” ทั้งสองรุ่นนั้น มีหลักการทำงานโดยใช้รังสีเอ็กซ์ที่มีลำรังสีแบบทรงกรวยและฉากรับรังสีชนิดแบนราบ (Flat Panel Detector) ซึ่งตั้งอยู่ตรงข้ามกัน อุปกรณ์ทั้งสองจะหมุนไปพร้อมๆ กันรอบผู้ป่วย 1 รอบ ครบ 360 องศา ใช้เวลา 18 วินาที (ช่วงนี้เปิดรังสีเอ็กซ์) แล้วหมุนกลับตำแหน่งเดิมที่จุดเริ่มต้น (ช่วงนี้ปิดรังสีเอ็กซ์) เพื่อเก็บข้อมูลดิบบริเวณช่องปากและขากรรไกรของผู้ป่วยในแต่ละองศา แล้วป้อนให้ซอฟต์แวร์ประมวลผลสร้างเป็นภาพสามมิติ และทำการแสดงผลภาพสามมิติต่อไป

ศ.ดร.ไพรัช กล่าวว่า โดยปกติเมื่อเราถ่ายภาพเอกซเรย์ของศีรษะที่องศาใดองศาหนึ่งจะเห็นภาพดำมืดไปหมด เพราะกะโหลกจะดูดซับพลังงานเอกซเรย์แทบทั้งหมด (ต่างจากการถ่ายภาพบริเวณหน้าอกที่เราเห็นปอดได้) แต่หากเราถ่ายศีรษะทุกองศาให้ครบ 360 องศาแล้วเอาภาพที่ถ่ายได้ในแต่ละองศาป้อนเข้าไปในอัลกอริทึมที่เขียนจากคณิตศาสตร์ เราจะได้ภาพตัดขวางของศีรษะเป็นชั้นๆ บางเป็นมิลลิเมตร แล้วนำแต่ละชั้นมาประกอบเป็นภาพ 3 มิติของกะโหลกศีรษะได้ จากนั้นแพทย์สามารถจะมองมุมไหนของภาพศีรษะได้

“เรื่องของความแม่นยำและความปลอดภัย ทีมวิจัยยังได้ทดสอบความเที่ยงตรงของภาพว่าตรงกับของจริง ทั้งนี้เพื่อความแม่นยำในการผ่าตัดของแพทย์ ส่วนรังสีก็ต้องมีการวัดปริมาณรังสีที่ปลอดภัยตามมาตรฐานสากล เพราะการทำเรื่องเครื่องมือที่ใช้กับคนไข้เป็นเรื่องที่พิถีพิถันมาก ต้องไม่ให้เกิดอันตรายต่อคนไข้

ช่วงแรกทีมวิจัยได้ทดลองจากแฟนทอมที่สร้างขึ้นมาเพื่อจำลองศีรษะมนุษย์ จากนั้นใช้หัวหมูสดถ่ายภาพ 3 มิติ แล้วสัตวแพทย์จากมหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์นำกระต่ายมาให้ทดสอบ สัตวแพทย์ท่านนี้ปลูกถ่ายกระดูกเข้าไปในกระต่าย แล้วเมื่อท่านปลูกถ่ายเสร็จท่านก็อยากถ่ายดูว่ากระดูกที่ปลูกไปเรียบร้อยไหม ซึ่งเครื่องของเราก็สามารถถ่ายออกมาเห็นภาพได้ชัดเจน เป็นการทดลองในสัตว์มีชีวิตครั้งแรก จากนั้นเราก็ปรึกษากับแพทย์ที่เกี่ยวข้องเพื่อทำการทดลองด้านจริยธรรมเพื่อนำเครื่องไปใช้ประโยชน์กับมนุษย์” ศ.ดร.ไพรัช อธิบาย

เครื่องเดนตีสแกนผ่านการตรวจสอบความปลอดภัยทางรังสีจากกรมวิทยาศาสตร์การแพทย์ กระทรวงสาธารณสุข ความปลอดภัยทางระบบไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์ จากศูนย์ทดสอบผลิตภัณฑ์ไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์ (PTEC) ผ่านการทดสอบในมนุษย์ที่ได้รับการอนุมัติจากคณะกรรมการจริยธรรมการวิจัยในมนุษย์พร้อมใบรับรอง นอกจากนี้ยังได้รับการรับรองมาตรฐาน ISO 13485 (ระบบบริหารจัดการคุณภาพเครื่องมือแพทย์ตั้งแต่ปี พ.ศ. 2559)

สวทช.เป็นผู้สนับสนุนงบประมาณวิจัยและพัฒนาต้นแบบเครื่องเดนตีสแกน 1.1 จากนั้นนำไปทดลองใช้ที่คณะทันตแพทย์ มหาวิทยาลัยเชียงใหม่ ศูนย์ทันตกรรมเอสดีซี ประชาชื่น กรุงเทพฯ และโรงพยาบาลธรรมศาสตร์เฉลิมพระเกียรติ ปัจจุบันพัฒนาเป็นรุ่นที่ 2 เรียกว่า เครื่องเดนตีสแกน 2.0 ทดสอบการให้บริการที่ศูนย์ถ่ายภาพซีดีเอสของเอกชนเป็นเวลา 1 ปี  สำหรับในปี พ.ศ. 2560 นี้ สำนักงานคณะกรรมการวิจัยแห่งชาติ (วช.) สนับสนุนผ่านบัญชีสิ่งประดิษฐ์ 2 เครื่อง ในสถานพยาบาล 2 แห่ง ศูนย์ความเป็นเลิศด้านชีววิทยาศาสตร์ (TCELS) สนับสนุนการนำไปเผยแพร่ใช้งานอีก 4 แห่ง รวมทั้งสิ้น 6 แห่ง ได้แก่ 1) สถาบันทันตกรรม กรมการแพทย์ 2) โรงพยาบาลสมเด็จพระบรมราชเทวี ณ ศรีราชา จ.ชลบุรี 3) โรงพยาบาลเชียงรายประชานุเคราะห์ 4) โรงพยาบาลแพร่ 5) โรงพยาบาลสุราษฎร์ธานี และ 6) โรงพยาบาลสกลนคร

เครื่อง “เดนตีสแกน” ทั้งสองรุ่นถือเป็นข้อพิสูจน์ได้เป็นอย่างดีว่าฝีมือคนไทยมีคุณภาพทัดเทียมสากล ช่วยให้ผู้ป่วยได้รับการบริการจากเครื่องมือทางด้านทันตกรรมที่ปลอดภัย ทันสมัย เป็นประโยชน์ ทั้งในด้านเศรษฐกิจและคุณภาพชีวิตคนไทย 

“คนไทยมีความสามารถไม่แพ้ประเทศอื่น ทั้งนักกีฬาที่สามารถขึ้นอันดับต้นๆ ของโลก รวมถึงนักวิจัยไทยกลุ่มนี้ด้วย ทว่าสิ่งสำคัญคือการมีนโยบายพร้อมกลไกการเชื่อมต่อผลงานของนักวิจัยไปสู่เอกชนได้ รัฐบาลนี้เป็นรัฐบาลแรกที่เข้าใจและจริงจังเรื่องนี้ โดยได้ริเริ่มกลไกบัญชีสิ่งประดิษฐ์และบัญชีนวัตกรรมเชื่อมต่อผลงานวิจัยและพัฒนาที่ประสบความสำเร็จออกสู่เอกชน โดยใช้หน่วยงานภาครัฐเป็นตลาด นโยบายดังกล่าวนี้หากปฏิบัติให้จริงจังทำนองเดียวกับที่ประเทศอื่นได้ทำมาก่อนก็จะสามารถดึงภาคเอกชนเข้ามาลงทุนการผลิตได้ เพราะมั่นใจว่ามีตลาดภาครัฐรองรับ ผมเชื่อว่าเราจะขยายผลการใช้เดนตีสแกน 2.0 สู่โรงพยาบาลใหญ่และโรงพยาบาลในชนบททั่วทุกภูมิภาคของประเทศผ่านบัญชีทั้งสองนี้ได้” ศ.ดร.ไพรัช กล่าวทิ้งท้าย