ก้าวใหม่ของการนำโปรแกรมคอมพิวเตอร์มาใช้ในการผลิตกายอุปกรณ์

งานกายอุปกรณ์ในประเทศไทยแม้มีการดำเนินงานมาหลาย 10 ปี แต่ก็ยังไม่เป็นที่รู้จักนักในประเทศไทย งานกายอุปกรณ์สามารถแบ่งเป็น 2 ประเภท ใหญ่ๆ คือ งานกายอุปกรณ์เสริม (อุปกรณ์ดามโดยคนไข้ยังมีร่างกายส่วนนั้นๆอยู่ แต่อาจมีปัญหา แข็งเกร็ง อ่อนแรง หรือ ผิดรูป ) และ งานกายอุปกรณ์เทียม (สร้างทดแทดการสูญเสียส่วนของร่างกาย เช่น แขนเทียม ขาเทียม)

ในประเทศไทยผู้มีใบประกอบโรคศิลป์ ในการผลิต ออกแบบ วางแผน ในการรักษาผู้ป่วยด้วยชิ้นงานด้านกายอุปกรณ์ เรียกว่า นักกายอุปกรณ์ โดยหลักสูตรกายอุปกรณศาสตร์บัณฑิต ในประเทศ มีเปิดสอนอยู่ที่แรกและที่เดียว คือ สาขากายอุปกรณ์ สังกัด คณะแพทยศาสตร์ศิริราช มหาวิทยาลัยมหิดล (ไม่ใช่หมอ และคนละหลักสูตรกับสาขา แพทยศาสตร์)

ปกติแล้วในการที่นักกายอุปกรณ์จะผลิตชิ้นงานหล่อเฉพาะรายให้กับคนไข้แต่ละรายนั้นวิธีการค่อนข้างจะซับซ้อนหลายขั้นตอน เมื่อ  7 ปีก่อน ข้าพเจ้าได้เขียนถึงขั้นตอนการผลิตชิ้นงานหล่อเฉพาะรายชนิดเบรสดามขาไว้ ที่นี่ https://artitayacenter.blogspot.com/2013/03/ankle-foot-orthosis-plastic-type.html
จะพบว่าขั้นตอนปกติที่ใช้ทำอุปกรณ์นั้นค่อนข้างสิ้นเปลืองเวลา และทรัพยากร อยู่มาก 

จนกระทั่งในปัจจุบันเมื่อเทคโนโลยีได้ถูกพัฒนามากมากขึ้น การนำโปรแกรมคอมพิเตอร์เข้ามาใช้ในการผลิตกายอุปกรณ์ก็เริ่มมีให้เห็นขึ้นเรื่อยๆ เช่นในประเทศไทย ปัจจุบัน (พศ 2563) พบว่าหลายภาคส่วนทั้งภาครัฐและเอกชน เริ่มมีการนำ Computer- Aided Design , CAD มาใช้ในการผลิต แผ่นรองในรองเท้า กันแล้ว มีทั้งประเภทขึ้นรูปโดยการกัด ( Milling) หรือประเภทการพิมพ์สามมิติ (3D printing) อย่างไรก็ตามสำหรับการผลิตกายอุปกรณ์โดยใช้ CAD จากแหล่งอื่น ที่ไม่ใช่จากนักกายอุปกรณ์ผู้มีใบประกอบโรคศิลป์ อันนี้จะไม่กล่าวถึงนะคะ เพราะไม่มีรายละเอียดข้อมูลตรงนี้

ช่วงที่ข้าพเจ้าทำคลินิกกายอุปกรณ์ ที่ประเทศสิงคโปร์ โชคดีมากที่ทางคลินิกมีการตื่นตัวและเริ่มใช้ CAD ในการผลิตกายอุปกรณ์ในทุกส่วนของร่างกายมาหลายปีแล้ว ทั้งเพื่อผลิต ขาเทียม แขนเทียม เบรสตามลำตัว เบรสดามขา แผ่นรองในรองเท้า เป็นต้น ทำให้ข้าพเจ้าได้มีโอกาสฝึกอบรบการใช้โปรแกรมคอมพิวเตอร์ (Computer - Aided  Design , CAD และ Computer - Aided manufacturing, CAM) จนคล่องมือ เมื่อเทียบผลลัพธ์ของชิ้นงานที่มาจากการผลิตโดยวิธิดั้งเดิม กับ การผลิตโดยโปรแกรมคอมพิวเตอร์ ก็พบว่าน่าพึงพอใจไม่แพ้กัน (ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับ skill ของแต่ละบุคคล) สำหรับนักกายอุปกรณ์มือใหม่ โปรแกรมคอมพิวเตอร์อาจช่วยให้ได้ผลลัพธ์ที่ดีกว่าด้วยซ้ำ เพราะตัวโปรแกรมคอมพิวเตอร์สามารถคำนวณค่าปริมาณเนื้อโมเดลที่ถูกลบออกหรือแต่งเพิ่มได้โดยอัตโนมัติ แต่การทำกายอุปกรณ์ดั้งเดิมต้องอาศัยการฝึกทำจนเชี่ยวชาญเหมือนแม่ครัวที่ปรุงรสอาหารให้อร่อยโดยไม่ต้องตักชั่งตวงเครื่องปรุง ข้อได้เปรียบอื่นๆ ของการใช้โปรแกรมคอมพิวเตอร์ที่พอจะนึกออกคร่าวๆ เช่น

•           ปกตินักกายอุปกรณ์จะต้องหล่อแบบคนไข้โดยใช้เฝือกปูนหล่ออวัยวะนั้นๆของคนไข้ เช่น ขา หรือ ลำตัว ซึ่งมันจะ เลอะเทอะไปด้วยปูน กรณีหล่อลำตัวคนไข้อาจยิ่งรู้สึกอึดอัดที่นักกายฯจะต้องพันเฝือกปูนรอบตัวคนไข้ รวมถึงกดจัดท่า จัดตำแหน่งร่างกาย ในขณะที่หากใช้โปรแกรมคอมพิวเตอร์ นักกายฯเพียงใช้ตัวสแกน สแกนตัวคนไข้ ทำให้คนไข้รู้สึกผ่อนคลายมากขึ้น ไม่ต้องรู้สึกอึดอัดกับการถูกสัมผัส

•           ประหยัดเวลา ไม่ว่าจะเป็นการสแกนแทนการหล่อแบบ การแต่งโมเดลในคอมพิวเตอร์แทนการแต่งหุ่นปูน

•           ลดฝุ่นจากการใช้ปูน ลดพื้นที่ในการทำงาน โดยเฉพาะคลินิกขนาดเล็ก

•         กรณีคนไข้ไม่สะดวกมาคลินิก เช่นคนไข้ติดเตียง นักกายฯ สามารถเดินทางไปสแกนตัวคนไข้ได้ง่าย ไม่ต้องเตรียมอะไรวุ่นวาย (ตัวสแกนที่ข้าพเจ้าเคยใช้โดยปกติคือ IPAD ติด Isense)

การใช้ CAD ในการออกแบบกายอุปกรณ์ ผลลัพธ์สามารถเลือกให้ออกมาเป็น โมเดล เพื่อใช้ในการขึ้นรูปชิ้นงานตามกระบวนการเดิม ดังรูป (โมเดล AFO) ก็ได้ หรือออกมาเป็นชิ้นงานสำเร็จที่เลือกสีสันลวดลายไว้แล้วก็ได้ ดังรูป

กายอุปกรณ์สำหรับเด็กโรคสมองพิการ

กายอุปกรณ์สำหรับเด็กโรคสมองพิการ

Orthoses and the Child with Cerebral Palsy (CP)

       กายอุปกรณ์หนึ่งในทีมด้านเวชศาสตร์ฟื้นฟู ถูกนำมาใช้ในการฟื้นฟูสมรรถภาพของเด็กพิการทางสมอง โดยมีวัตถุประสงค์ที่จะส่งเสริมสมรรถภาพของผู้ป่วยให้สูงสุดภายให้ข้อจำกัดของความพิการนั้น โรคสมองพิการส่งผลกระทบต่อระบบประสาทและกล้ามเนื้อของผู้ป่วย ทั้งความผิดปกติทางพยาธิสรีระเบื้องต้น และความผิดปกติทางสรีระที่เพิ่มขึ้นในระยะยาว ได้แก่ การผิดแนวของโครงร่าง การติดงอของข้อ การผิดรูปของกระดูก ความตึงตัวของกล้ามเนื้อที่ผิดปกติ ความไม่สามารถควบคุมการใช้งานกล้ามเนื้อหรือการทรงตัว เป็นต้น ซึ่งพยาธิสภาพเหล่านี้จะเห็นชัดเจนมากขึ้นเมื่อเด็กโตขึ้น 

กายอุปกรณ์ชนิดที่ใช้ในผู้ป่วย CP เรียกว่า กายอุปกรณ์เสริม(Orthoses) ประเภท custom made orthoses ซึ่งมีรูปแบบที่หลากหลาย ทั้งนี้การพิจารณาจะมีความจำเพาะตามความเหมาะสมแก่ผู้ป่วยเป็นรายๆไป โดยมีวัตถุประสงค์ที่แตกต่างกัน ดังนี้

•                   Stabilizing/Supportive

    - ควบคุมการเคลื่อนไหวที่ผิดปกติของข้อนั้นๆ

    - เพื่อใช้สำหรับดามหลังผ่าตัด

    - เพื่อเพิ่มความมั่นคงขณะยืนและเดิน ให้เท้ายืนเต็มพื้น

    - เพื่อพยุงข้อต่อต่างๆที่ไม่มั่นคง(ex. ankle instability)

•                   Assistive

    - ช่วยทำหน้าที่ทดแทนหน้าที่ของกล้ามเนื้อที่มีปัญหา เช่น สปริงที่ข้อเบรส  ซึ่งช่วยในการกระดกขึ้นของข้อเท้าอ่อนแรง

•                   Corrective

     - เพื่อดัด แก้ไขส่วนที่ผิดรูปให้กลับมาอยู่ในท่าปกติและไม่ผิดรูปเพิ่มขึ้น

•                   Protective

     - ป้องกันการผิดรูปจากความไม่สมดุลของระบบกล้ามเนื้อ

     - เพื่อป้องกันการลงน้ำหนักลงในจุดที่บาดเจ็บหรือบอบบาง

ขั้นตอนการทำ custom made orthoses

แผนภูมิแสดงสัดส่วนชนิดorthoses ที่ผู้ป่วย CPเข้ามารับบริการในคลินิกPO 

Orthosesจะใช้หลักชีวกลศาสตร์ในการจัดแนวการทรงของผู้ป่วย ในเด็ก CP มักนิยมใช้ Ankle foot orthosesหรือshort legs orthoses เนื่องจากมีขนาดและน้ำหนักที่พอเหมาะ ในการควบคุมความบกพร่องของขาผู้ป่วย โดยใช้หลักการของ 3 point pressure(3PP) และ ground reaction force(GRF)

3PP systems of the ankle foot

3PP contral systems to prevent plantarflexion(A), dorsiflextion(B), inversion(C), eversion(D), abduction(E), Adduction(F

Calcaneus valgus correction by GRF                     Equinovarus correction by 3PP

กายอุปกรณ์เสริมชนิดล่าสุดที่ทางเราได้พัฒนาขึ้นมาคือ Hip Abduction Orthoses (HAO) ซึ่งนำมาใช้ในการดูแลเด็กพิการทางสมองที่พบปัญหาความผิดปกติของข้อสะโพกร่วมด้วย โดยจะพิจารณาใช้ใน 2 โปรแกรมคือ โปรแกรมการป้องกันข้อสะโพกเคลื่อน/หลุด  และโปรแกรมการดูแลหลังผ่าตัดในระยะยาว 

กายอุปกรณ์เสริม อีกตัวช่วยหนึ่งของเด็กพิการทางสมอง

ผลจากพยาธิสภาพของสมองที่เกิดขึ้นในโรคสมองพิการ ทำให้เด็กสมองพิการมีความบกพร่องได้ทั้งการเคลื่อนไหวและการทรงตัว แม้ความผิดปกติของเนื้อสมองนี้จะไม่สามารถกลับคืนเป็นปกติและจะไม่แย่ลงไปกว่าเดิมอีก แต่ผลของการไม่สามารถควบคุมการทำงานของระบบกล้ามเนื้อทำให้เด็กสมองพิการมีแนวโน้มที่จะเกิดการผิดรูปของร่างกาย  เช่น ภาวะกระดูกสันหลังคด การยึดติดของกล้ามเนื้อ หรือ การคลาดเคลื่อนของกระดูกฃ้อต่อ ซึ่งจะถูกแก้ไขได้โดยการผ่าตัด กรณีนี้กายอุปกรณ์เสริมซึ่งเป็นอุปกรณ์ทางการแพทย์ชนิดหนึ่งจะนำมาใช้ดามส่วนผิดรูปของคนไข้หลังผ่าตัดเพื่อป้องกันการกลับมาผิดรูปซ้ำหลังผ่าตัด กายอุปกรณ์เสริมที่ถูกนำมาใช้มากในเด็กสมองพิการคือ อุปกรณ์เสริมดามขาส่วนล่าง หรือที่เรียกว่า  Ankle Foot Orthosis (AFO)  เป็นอุปกรณ์ที่มีส่วนครอบคลุมตั้งแต่ระดับเท้าขึ้นไปแต่ไม่ถึงระดับเข่า ซึ่งก็มีอยู่หลายประเภทไม่ว่าจะแบบมีข้อต่อหรือไม่มีข้อต่อ ทำจากเหล็กหรือทำจากพลาสติก หรือที่เป็นประเภทเดียวกันก็สามารถออกแบบมุมองศาที่ต่างกัน ทั้งนี้พิจารณาจากความจำเพาะของคนไข้เป็นรายๆไป  AFOs สามารถป้องกันการผิดรูปของเท้าเนื่องจากความไม่สมดุลของระบบกล้ามเนื้อ  เพิ่มความมั่นคงขณะยืนให้เท้ายืนเต็มพื้นและพยุงข้อต่อต่างๆของเท้า ใช้ดามหลังผ่าตัด บางประเภทถูกออกแบบมาสำหรับช่วยลดความตึงตัวของกล้ามเนื้อ หรือในขณะเดิน AFOs ก็ช่วยป้องกันเข่าแอ่นในเด็กที่กล้ามเนื้อบริเวณเข่าอ่อนแรง ในทางตรงกันข้ามก็สามารถป้องกันการเดินที่เข่างอมากผิดปกติได้เช่นกัน