แพลตฟอร์มเต้านมจำลองเพื่อฝึกความแม่นยำในการวินิจฉัยโรคและการเจาะชิ้นเนื้อด้วยอัลตราซาวด์

แพลตฟอร์มเต้านมจำลอง

สัมภาษณ์และเรียบเรียงโดย งานสื่อสารและขับเคลื่อนความรู้
ฝ่ายเผยแพร่เทคโนโลยีวัสดุ

ดร.บริพัตร เมธาจารย์ และทีมวิจัยวัสดุเฉพาะทางสำหรับการประยุกต์ใช้ทางวิศวกรรม กลุ่มวิจัยการออกแบบเชิงวิศวกรรมและการคำนวณ ศูนย์เทคโนโลยีโลหะและวัสดุแห่งชาติ (เอ็มเทค) พัฒนาแพลตฟอร์มเต้านมจำลองเพื่อให้นักเรียนแพทย์ใช้ฝึกวินิจฉัยโรคด้วยอัลตราซาวด์และทำหัตถการเจาะเก็บชิ้นเนื้อ เต้านมจำลองที่พัฒนาขึ้นผลิตจากวัสดุธรรมชาติ ใช้ซ้ำได้หลายครั้ง มีราคาถูก และผลิตขึ้นเองได้ในประเทศจึงช่วยลดการนำเข้าจากต่างประเทศ

มะเร็งเต้านมเป็นโรคร้ายแรงที่เกิดกับผู้หญิง ปัจจุบันพบได้บ่อยเป็นอันดับที่ 1 ในประเทศไทยและทั่วโลก ดังนั้น การตรวจคัดกรองจึงเป็นสิ่งจำเป็นเนื่องจากถ้าตรวจพบเร็วก็จะสามารถรักษาได้ทันท่วงทีและมีโอกาสหายได้

การตรวจคัดกรองมักใช้การทำแมมโมแกรม (mammogram) ควบคู่กับการทำอัลตราซาวด์ (ultrasound) โดยการทำอัลตราซาวด์จะช่วยตรวจหาและวัดขนาดสิ่งผิดปกติ เช่น ก้อนเนื้องอก ก้อนซีสต์หรือถุงน้ำ หากแพทย์พบรอยโรคที่น่าสงสัยก็จะเจาะชิ้นเนื้อ (biopsy) ส่งไปตรวจทางพยาธิวิทยาเพื่อตรวจสอบว่าเป็นเนื้อมะเร็งหรือไม่

ดร.บริพัตรกล่าวถึงที่มาของงานวิจัยว่า “จากการที่คณะผู้วิจัยจากศูนย์เทคโนโลยีโลหะและวัสดุแห่งชาติ ร่วมกับคณะแพทยศาสตร์ โรงพยาบาลรามาธิบดี และบริษัท เซ็ค เซอร์วิส แอนด์ เอ็นจิเนียริ่ง จำกัด ดำเนินการร่วมวิจัยและพัฒนาต้นแบบแพลตฟอร์มเต้านมจำลอง แล้วนำไปให้นักเรียนแพทย์ที่เข้าอบรมเชิงปฏิบัติการทดสอบใช้งาน ซึ่งนักเรียนแพทย์จะต้องผ่านการฝึกเก็บชิ้นเนื้อเต้านมอย่างน้อย 20-50 ครั้งจึงจะเกิดความชำนาญและสามารถเก็บตัวอย่างกับคนไข้จริงได้ ดังนั้น ถ้ามีเต้านมเทียมที่สามารถผลิตได้เองในประเทศ และมีความใกล้เคียงกับของจริงมาช่วยฝึกก็จะช่วยให้แพทย์เชี่ยวชาญมากยิ่งขึ้น”

นวัตกรรมเต้านมจำลอง

เนื้อเยื่อในร่างกายของมนุษย์จัดเป็นเนื้อเยื่ออ่อน (soft tissue) ประกอบด้วยน้ำ ทีมวิจัยจึงเลือกใช้วัสดุเจล เพราะมีสมบัติอุ้มน้ำและขึ้นรูปให้คล้ายกับเนื้อเยื่อของเต้านมจริงได้ ที่สำคัญคือต้องให้ภาพอัลตราซาวด์ได้อย่างชัดเจน นอกจากนี้ ทีมวิจัยยังได้ใส่ก้อนเนื้องอกเทียมให้กระจายตัวอยู่ในเต้านมด้วย

ดร.บริพัตร กล่าวว่า “การตรวจคัดกรองเพื่อค้นหามะเร็งเต้านมทำได้ด้วยการทำแมมโมแกรมเป็นหลัก และตรวจด้วยอัลตราซาวด์เพื่อช่วยยืนยันตำแหน่งของก้อนเนื้อ ข้อดีของอัลตราซาวด์คือ มีราคาถูกกว่าการตรวจด้วยวิธีอื่น หลักการของอัลตราซาวด์คือใช้เสียงในการสร้างภาพ ช่วยให้เห็นภาพในขณะนั้น ในการตรวจจะส่งคลื่นเสียงความถี่สูงเข้าไปในเนื้อเต้านม และตรวจจับความแตกต่างของเนื้อเยื่อ ทำให้สามารถแยกเนื้อเยื่อเต้านมปกติกับก้อนในเต้านมได้ เต้านมจำลองที่ทีมวิจัยพัฒนาขึ้นสามารถแสดงภาพอัลตราซาวด์ที่เห็นก้อนเนื้อ และภาพการไกด์เข็มที่ใช้ในการฝึกได้อย่างชัดเจนด้วย”

“การใส่ก้อนเนื้องอกเทียมให้กระจายในเต้านมจำลองจะมีทุกจุดทั้งแนวลึกและตื้น โดยทีมวิจัยได้ใส่ก้อนเนื้องอกเทียมไว้ประมาณ 10 ก้อน เพื่อให้สามารถใช้ซ้ำได้ นอกจากนี้ก้อนเนื้องอกเทียมที่ใส่ในเต้านมจำลองจะมี 2 ลักษณะ คือ

1) ก้อนเนื้องอกเทียมที่มีลักษณะหนาแน่นกว่าวัสดุเจลที่ใช้ทำเต้านม ภาพที่ปรากฏจะเป็นสีขาว เรียกว่า ไฮเปอร์เอคโคอิก (hyperechoic)
2) ก้อนเนื้องอกเทียมที่มีลักษณะหนาแน่นน้อยกว่าวัสดุเจลที่ใช้ทำเต้านม ภาพที่ปรากฏจะเป็นสีดำ เรียกว่า ไฮโปเอคโคอิก (hypoechoic)

ก้อนเนื้องอกเทียมที่ใส่เข้าไปจะมีขนาดเท่ากับของจริงคือประมาณ 3 ม.ม. ถึง 1 ซ.ม. กระจายอยู่ทั่วเต้านม หากใช้โพรบความถี่ที่ 5-12 MHz จะสามารถเห็นภาพก้อนเนื้อได้ทั้งหมด เพื่อสร้างความท้าทายให้กับนักเรียนแพทย์ที่ฝึกหัดด้วย”

ก้อนเนื้องอกเทียมในเต้านมจำลอง

ภาพที่ 1 แสดงก้อนเนื้องอกเทียมในเต้านมจำลองที่เอ็มเทคพัฒนา

ดร.บริพัตร เล่าต่อว่า “ตอนที่พัฒนาวัสดุสำหรับใช้ทำเจลเต้านม ทีมวิจัยพยายามทดลองใช้วัสดุหลากหลายชนิด อีกทั้งได้ร่วมมือกับกลุ่มวิจัยนวัตกรรมการแปรรูปยางในการพัฒนาเจลยางธรรมชาติและได้นำไปให้นักเรียนแพทย์ทดลองใช้ด้วย พบว่าเจลยางธรรมชาติมีข้อดีคือเนื้อนิ่ม แต่มีข้อด้อยคือเกิดฟองอากาศ อีกทั้งเนื้อยังแน่นเกินไป หากปักเข็มลงไปก็จะต้านเข็มมากกว่าปกติ ทีมวิจัยจึงได้ร่วมหารือกับกลุ่มวิจัยนวัตกรรมการแปรรูปยางเพื่อปรับปรุงและพัฒนาต่อไป”

ภาพอัลตราซาวด์เต้านมเจล
อัลตราซาวด์เต้านมเจลยางธรรมชาติ

ภาพที่ 2 อัลตราซาวด์เต้านมเจล

ภาพที่ 3 อัลตราซาวด์เต้านมเจลยางธรรมชาติ

การทดสอบใช้งานจริง

ทีมวิจัยได้ผลิตต้นแบบแพลตฟอร์มเต้านมจำลองให้นักเรียนแพทย์เฉพาะทางได้ทดลองฝึกใช้ โดยร่วมมือกับภาควิชารังสีวิทยา คณะแพทยศาสตร์ โรงพยาบาลรามาธิบดี และนำไปใช้ในการอบรมเชิงปฏิบัติการ Pre-congress workshop ของประชุมวิชาการโรคเต้านมประจำปี 2566 (ครั้งที่ 16) ที่ผ่านมา มีนักเรียนแพทย์จากโรงเรียนแพทย์หลายสถาบันเข้าร่วมฝึก

ดร.บริพัตร เล่าว่า “เต้านมจำลองที่นักเรียนแพทย์ใช้ฝึกหากสั่งซื้อจากต่างประเทศจะมีราคาสูง ดังนั้นจึงใช้เนื้ออกไก่สดในการฝึกแทน โดยจะใส่ลูกองุ่นหรือมะกอกเป็นก้อนเนื้องอกเทียม เมื่อมีนวัตกรรมเต้านมจำลองที่เอ็มเทคพัฒนาไปให้ฝึกพบว่าผลตอบรับที่ได้ดีมาก หลังจากที่นักเรียนแพทย์เฉพาะทางได้ใช้เต้านมจำลองทั้งแบบเจลและเจลยางธรรมชาติในการทดลองเก็บชิ้นเนื้อไปวิเคราะห์พบว่า ผิวด้านนอกของเต้านมแบบเจลมีความมันและลื่นทำให้เมื่อนำหัวโพรบ (probe) อัลตราซาวด์วางจึงไม่นิ่ง จากภาพที่ 1 จะเห็นว่า เจลเต้านมจะมีวัสดุเรซินแบบนิ่มที่ขึ้นรูปด้วยการพิมพ์สามมิติเป็นผิวคลุมไว้ ซึ่งการขึ้นรูปด้วยการพิมพ์สามมิติอาจจะยังไม่เหมาะกับการผลิตในระดับอุตสาหกรรม ทีมวิจัยจึงได้พัฒนาวัสดุใหม่ที่มีผิวสัมผัสที่ไม่ลื่น อีกทั้งยังต้องให้คุณภาพของภาพที่แสดงชัดเจนเหมือนเดิม”

การใช้งานเต้านมจำลอง
การใช้งานเต้านมจำลอง

ภาพที่ 4 การอบรมเชิงปฏิบัติการ Pre-congress workshop ในวันที่ 8 ส.ค. 2566

“อย่างไรก็ดี แม้การทดสอบใช้งานเต้านมแบบเจลจะให้ภาพชัดเจนน่าพอใจ โดยภาพลักษณะนี้เหมาะกับการเก็บชิ้นเนื้อไปวิเคราะห์ แต่ยังไม่เหมาะสมสำหรับหัตถการในลักษณะอื่น นอกจากนี้ ในการพัฒนาเต้านมจำลองเพื่อให้นักเรียนแพทย์ใช้ฝึกทำแมมโมแกรม ซึ่งเป็นการใช้เอกซเรย์พลังงานต่ำถ่ายภาพของเต้านม โดยทีมวิจัยจะต้องปรับสมบัติเชิงกลของวัสดุให้สามารถดึงยืดได้มากขึ้น” ดร.บริพัตร กล่าวเสริม

โจทย์ท้าทายที่ต้องพัฒนาในอนาคต

ทีมวิจัยได้แจ้งเกี่ยวกับโครงการนี้แก่สมาคมโรคเต้านมแห่งประเทศไทย ทำให้กลุ่มของโรงเรียนแพทย์รับทราบและแสดงความสนใจ ปัจจุบันมีโรงเรียนแพทย์หลายแห่งติดต่อขอนำไปฝึกทดลองใช้ เช่น โรงพยาบาลพระมงกุฎเกล้า รวมถึงมีความสนใจจะนำไปใช้กับการฝึกทำหัตถการอื่นๆ ด้วย

ดร.บริพัตร เล่าว่า “สิ่งที่ทีมวิจัยต้องพัฒนาและปรับปรุงหลังจากได้รับความคิดเห็นจากนักเรียนแพทย์ที่ทดลองใช้เจลเต้านมจำลอง คือเพิ่มการต้านเข็ม ซึ่งถ้าเราพัฒนาตัวผิวคลุมได้สำเร็จก็จะตอบโจทย์ตรงนี้ได้ รวมทั้งผิวเต้านมจำลองควรซ่อมแซมตัวเองได้ คือเมื่อดึงเข็มออกต้องไม่มีรอยเข็ม ซึ่งทีมวิจัยได้ศึกษาเพิ่มเติมและมีแนวทางที่จะพัฒนาต่อได้ สามารถใช้วัสดุในการผลิตที่หลากหลายได้ โดยทีมให้ความสำคัญกับการนำพืชเศรษฐกิจของประเทศมาใช้ และจากการที่ทีมวิจัยได้รับโจทย์เพิ่มเติมจากแพทย์ทำให้โครงการนี้สามารถนำไปต่อยอดในการนำไปใช้ฝึกอัลตราซาวด์เพื่อรักษาหัวไหล่ต่อไปในอนาคตด้วย”

การร่วมวิจัย สู่เส้นทางการผลิต

โครงการนี้พัฒนาแพลตฟอร์มเต้านมจำลองร่วมกับบริษัท เซ็ค เซอร์วิส แอนด์ เอ็นจิเนียริ่ง จำกัด ที่มีการดำเนินธุรกิจนำเข้าอุปกรณ์ทางการแพทย์อยู่แล้ว และมีความสนใจผลงานของนักวิจัยไทย เพื่อลดการพึ่งพาการนำเข้าผลิตภัณฑ์จากต่างประเทศ

สนใจรายละเอียดเพิ่มเติมติดต่อ
ดร.บริพัตร เมธาจารย์
ทีมวิจัยวัสดุเฉพาะทางสำหรับการประยุกต์ใช้ทางวิศวกรรม
กลุ่มวิจัยการออกแบบเชิงวิศวกรรมและการคำนวณ
อีเมล boripham@mtec.or.th

คุณสุนทรีย์ โฆษิตชัยยงค์
งานประสานธุรกิจและอุตสาหกรรม
โทรศัพท์ 0 2564 6500 ต่อ 4783
อีเมล soontaree.kos@mtec.or.th

ขอบคุณข้อมูลจาก
ดร.บริพัตร เมธาจารย์ ทีมวิจัยวัสดุเฉพาะทางสำหรับการประยุกต์ใช้ทางวิศวกรรม กลุ่มวิจัยการออกแบบเชิงวิศวกรรมและการคำนวณ ศูนย์เทคโนโลยีโลหะและวัสดุแห่งชาติ (เอ็มเทค)