เครื่องพิมพ์ 3 มิติ Formlabs ช่วยในการผ่าตัดหลอดเลือดโป่งพองในสมองที่ซับซ้อนได้อย่างไร

投稿者： FIT THAI on 2026年7月24日

กะโหลกศีรษะพิมพ์ 3 มิติที่เผยให้เห็นสมองและหลอดเลือดแดง ซึ่งใช้สำหรับฝึกการผ่าตัดเปิดกะโหลกศีรษะ

ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา ความก้าวหน้าของเทคโนโลยีการรักษาภายในหลอดเลือดทำให้ความจำเป็นในการผ่าตัดหลอดเลือดโป่งพองในสมองลดลง ปัจจุบัน หลอดเลือดโป่งพองในสมองที่มีความซับซ้อนไม่มากส่วนใหญ่ได้รับการรักษาด้วยการผ่าตัดภายในหลอดเลือดแบบแผลเล็ก

ในกรณีที่มีความซับซ้อนและรุนแรงมากกว่า ซึ่งจำเป็นต้องทำการผ่าตัดภายในกะโหลกศีรษะอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ เทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติได้ถูกนำมาใช้เป็นเครื่องมือสำหรับการวางแผนและการให้คำแนะนำระหว่างการผ่าตัด เพื่อลดความเสี่ยงและปรับปรุงผลลัพธ์ของการรักษา

ดร. Sahin Hanalioglu จากภาควิชาศัลยกรรมประสาท มหาวิทยาลัย Hacettepe ซึ่งเป็นผู้เชี่ยวชาญชั้นนำในสาขานี้ เป็นผู้บุกเบิกการใช้แบบจำลองพิมพ์ 3 มิติเพื่อปรับปรุงผลลัพธ์ของการผ่าตัด

ปัญหา:

ในกรณีศึกษาด้านล่าง เป็นผู้ป่วยที่มีหลอดเลือดโป่งพองในสมองขนาดค่อนข้างใหญ่

หลอดเลือดโป่งพองเป็นความผิดปกติของหลอดเลือดชนิดหนึ่ง ซึ่งเป็นการโป่งพองของหลอดเลือดที่เกิดจากความอ่อนแอของผนังหลอดเลือด และเมื่อหลอดเลือดโป่งพองในหลอดเลือดสมองแตก อาจทำให้เกิดภาวะเลือดออกในสมองได้

นอกจากนี้ หากเกิดภาวะลิ่มเลือดอุดตันภายในหลอดเลือดโป่งพอง ซึ่งเป็นภาวะที่ก้อนเลือดอุดตันหลอดเลือดดำหรือหลอดเลือดแดง ก็อาจกลายเป็นสาเหตุของภาวะหลอดเลือดอุดตันจากสิ่งอุดตันได้เช่นกัน

วิธีแก้ไข:

แยกหลอดเลือดโป่งพองนี้ออกจากระบบไหลเวียนเลือดตามปกติของสมอง

โดยทั่วไป หลอดเลือดโป่งพองจะฝังอยู่ลึกภายในสมอง และเพื่อเข้าถึงบริเวณดังกล่าว จำเป็นต้องใช้เทคนิคจุลศัลยกรรมในการค่อย ๆ แยกและเลาะรอยแยกของสมองหรือช่องทางตามธรรมชาติโดยรอบอย่างระมัดระวัง

ในขั้นตอนสุดท้าย หลอดเลือดโป่งพองจะถูกแยกออกจากระบบไหลเวียนเลือดโดยใช้คลิปผ่าตัด และปิดบาดแผล การผ่าตัดนี้เรียกว่า “การหนีบหลอดเลือดโป่งพอง” หรือ “Clipping”

การเปรียบเทียบระหว่างวิธีการแบบดั้งเดิมกับการพิมพ์ 3 มิติ:

ตามวิธีการแบบดั้งเดิม ศัลยแพทย์สมองจะใช้ภาพจากการตรวจ CT หรือ MRI ร่วมกับความรู้ด้านกายวิภาคของตนเอง เพื่อจินตนาการความสัมพันธ์เชิงสามมิติของรอยโรคภายในศีรษะ

อย่างไรก็ตาม เทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติและการจำลองภาพ 3 มิติ ทำให้สามารถตรวจสอบโครงสร้างทางกายวิภาคที่เป็นรูปธรรมได้อย่างง่ายดาย ทั้งบนหน้าจอผ่านชุดอุปกรณ์ VR แบบ 3 มิติ และจากแบบจำลองที่พิมพ์ด้วยเครื่องพิมพ์ 3 มิติ

ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา เทคโนโลยีการจำลองภาพ 3 มิติได้พัฒนาไปอย่างไม่น่าเชื่อ แต่สำหรับศัลยแพทย์จำนวนมาก การได้สัมผัสแบบจำลองที่ปรับแต่งเฉพาะสำหรับผู้ป่วยแต่ละรายจริง ๆ และการได้ฝึกปฏิบัติกับแบบจำลองนั้น ส่งผลเชิงบวกต่อผลลัพธ์ของการผ่าตัดมากยิ่งขึ้น

แบบจำลองสามมิติแบบหลายชั้น แบบจำลองแยกส่วน และแบบจำลองที่ผสานรวมอย่างสมบูรณ์ของบริษัท Btech อาจเป็นประโยชน์ต่อการผ่าตัดเปิดกะโหลกศีรษะ ซึ่งศัลยแพทย์จำเป็นต้องเจาะกะโหลกศีรษะและนำบางส่วนออก เพื่อสร้าง “ช่องเปิดสำหรับการผ่าตัด” โดยไม่ทำให้เนื้อเยื่อที่อยู่ด้านล่างได้รับความเสียหาย

แบบจำลองที่มีลักษณะเฉพาะนี้ไม่เพียงแต่ช่วยให้ศัลยแพทย์สามารถมองเห็นโครงสร้างต่าง ๆ ได้เท่านั้น แต่ยังช่วยให้สามารถจำลองการผ่าตัดได้อีกด้วย

ศัลยแพทย์มีโอกาสที่จะซักซ้อมการผ่าตัด และค้นหาแนวทางที่แตกต่างกันในการกำจัดรอยโรคก่อนการผ่าตัดจริง ทำให้สามารถทำความเข้าใจข้อดีและข้อเสียของเทคนิคการผ่าตัดแต่ละวิธี รวมถึงทำความเข้าใจส่วนต่าง ๆ ที่อาจกลายเป็นอุปสรรคต่อการผ่าตัดได้

ใช้ซอฟต์แวร์เฉพาะสำหรับเครื่องพิมพ์ Formlabs ที่ชื่อว่า “PreForm” เพื่อทำการกำหนดตำแหน่งของชิ้นส่วนและการขึ้นรูป

สิ่งสำคัญคือ การใช้แบบจำลองที่พิมพ์ด้วยเครื่องพิมพ์ 3 มิติ ทำให้สามารถเพิ่มความมั่นใจก่อนการผ่าตัดที่ซับซ้อนได้ “จะไม่มีเรื่องที่ทำให้ประหลาดใจระหว่างการผ่าตัด และสามารถซ้อมทุกอย่างได้ก่อนการผ่าตัด นี่มีประโยชน์ทั้งต่อการรักษาของผมเอง และต่อศัลยแพทย์จำนวนมากที่ผมได้พูดคุยด้วย” คุณ Hanalioglu กล่าว

ข้อดีอื่น ๆ ของการพิมพ์ 3 มิติ: แบบจำลองที่พิมพ์ด้วยเครื่องพิมพ์ 3 มิติ ไม่เพียงแต่มีความสำคัญต่อผู้ป่วยเท่านั้น แต่ยังมีความสำคัญต่อการให้การศึกษาแก่นักศึกษาระดับบัณฑิตศึกษาและนักศึกษาในห้องปฏิบัติการด้วย มีโมดาลิตีทางรังสีวิทยาหลากหลายประเภท เช่น การตรวจเอ็มอาร์ไอหลอดเลือด และการถ่ายภาพเอ็มอาร์เวโนกราฟีแบบตัดขวางเชิงปริมาตร 3 มิติ ซึ่งสามารถสร้างแบบจำลองที่สมบูรณ์และประณีตได้ อย่างไรก็ตาม แต่ละโมดาลิตีสามารถมองเห็นเนื้อเยื่อโครงสร้างภายในสมองเฉพาะอย่างใดอย่างหนึ่งหรือสองอย่างเท่านั้น เช่น โครงสร้างของสมองส่วนไดเอนเซฟาลอน หรือโครงสร้างของโพรงสมอง แต่เมื่อมีรอยโรค เช่น เนื้องอก โครงสร้างของสมองจะมีการเปลี่ยนแปลงทางกายวิภาคหรือเกิดการเคลื่อนตำแหน่ง ดังนั้น จึงจำเป็นต้องทำการสร้างภาพใหม่และสร้างโครงสร้างใหม่ของเนื้อเยื่อปกติ ตามประเภทของรอยโรคนั้น ๆ แบบจำลองที่สร้างขึ้นด้วยเครื่องพิมพ์ 3 มิติ เป็นแบบจำลองที่ได้รับการปรับแต่งตามโรคและพยาธิสภาพของผู้ป่วย และเป็นแบบจำลองที่มีความเป็นส่วนบุคคลอย่างสมบูรณ์” คุณ Hanalioglu กล่าว

คุณ Hanalioglu กล่าวว่า “ในการผ่าตัดที่ซับซ้อน บางครั้งมีเพียงศัลยแพทย์หัวหน้าเท่านั้นที่สามารถเข้าใจได้อย่างสมบูรณ์ว่าผู้ป่วยมีปัญหาอยู่ตรงไหน” “ตอนนี้ เมื่อมีแบบจำลองที่พิมพ์ด้วยเครื่องพิมพ์ 3 มิติแล้ว ทุกคนรวมถึงแพทย์ประจำบ้านก็สามารถเข้ารับการผ่าตัดโดยมีความรู้ได้ ทำให้การแนะนำระหว่างการผ่าตัดทำได้ง่ายขึ้น”

นอกจากนี้ เขายังกล่าวต่อว่า “แบบจำลองที่พิมพ์ด้วยเครื่องพิมพ์ 3 มิตินี้มีประโยชน์ในการซ้อมการผ่าตัดร่วมกับแพทย์ประจำบ้าน นักศึกษา และเพื่อนร่วมงานคนอื่น ๆ” “หากมีแบบจำลองที่พิมพ์ด้วยเครื่องพิมพ์ 3 มิติ ก็จะช่วยในการฝึกนักศึกษาแพทย์ แพทย์ประจำบ้าน และศัลยแพทย์ระบบประสาทรุ่นใหม่ รวมทั้งช่วยในการอภิปรายเกี่ยวกับการผ่าตัดได้” คุณ Hanalioglu กล่าว

ในภาพด้านขวา โมดาลิตีที่แตกต่างกันแสดงให้เห็นส่วนต่าง ๆ ของความเป็นจริงหนึ่งเดียว ซึ่งก็คือพยาธิสภาพแบบสามมิตินี้ อย่างไรก็ตาม หากมีแบบจำลองที่พิมพ์ด้วยเครื่องพิมพ์ 3 มิติ ข้อมูลที่แตกต่างกันเหล่านี้จะถูกรวมเข้าด้วยกันเป็นหนึ่งเดียว ส่วนด้านซ้ายคือภาพระหว่างการผ่าตัด

วิธีการสร้างแบบจำลอง 3 มิติ:

บริษัท Btech ใช้ซอฟต์แวร์ Materialise หรือ Mimics ในการแบ่งส่วนแบบจำลอง วิศวกรชีวการแพทย์ใช้ซอฟต์แวร์นี้เพื่อนำเข้าไฟล์ DICOM แต่ละไฟล์ที่ถ่ายด้วยโมดาลิตีที่แตกต่างกัน

กระบวนการแบ่งส่วน การสร้างแบบจำลอง และการจำลองจะดำเนินการโดยใช้ฟังก์ชันของซอฟต์แวร์ และไฟล์สุดท้ายจะถูกส่งออกในรูปแบบ .stl หรือ .obj

ศัลยแพทย์สามารถเข้าร่วมในกระบวนการนี้เพื่อช่วยทำให้พยาธิสภาพมีความชัดเจน และปรับแต่งไฟล์ดิจิทัลขั้นสุดท้ายที่จะนำไปขึ้นรูปอย่างละเอียดได้ ตัวอย่างเช่น ศัลยแพทย์สามารถระบุการซ้อนทับหรือการรบกวนกันของหลอดเลือดสองเส้น และใช้ความเชี่ยวชาญของตนเองเพื่อตรวจสอบแบบจำลองแต่ละแบบซ้ำอีกครั้งได้

แม้ว่าเทคโนโลยีการประมวลผลภาพจะมีความละเอียดสูง แต่สำหรับระบบที่ซับซ้อนเช่นนี้ ความคิดเห็นที่สองมีความสำคัญเป็นอย่างมาก

มุมมองของผู้ป่วย:

ได้มีการวิเคราะห์ผู้ป่วยอายุ 55 ปีที่มีอาการคล้ายอาการชัก โดยเริ่มจากการประเมินด้วยภาพสมองจากการสแกน CT และ MRI

จากภาพสมองพบก้อนขนาด 1.5 เซนติเมตรอยู่บริเวณร่องซิลเวียนด้านซ้าย ระหว่างสมองกลีบหน้าและสมองกลีบขมับ ในตอนแรกคาดว่าอาจเป็นเนื้องอกขนาดใหญ่หรือหลอดเลือดโป่งพอง

หลังจากทำการตรวจวินิจฉัยด้วยภาพเพิ่มเติม ได้รับการยืนยันว่ากรณีนี้เป็นหลอดเลือดโป่งพองขนาดใหญ่ที่มีลิ่มเลือด ซึ่งมีขนาดตั้งแต่ 2 เซนติเมตรขึ้นไป

เมื่อพบลิ่มเลือดภายในหลอดเลือดโป่งพอง ลิ่มเลือดขนาดเล็กและหนาอาจเคลื่อนหลุดไปยังหลอดเลือดแดงส่วนปลายและทำให้หลอดเลือดแดงอุดตันได้ การอุดตันเหล่านั้นจะหยุดการไหลเวียนของเลือดไปยังส่วนสำคัญของสมอง และทำให้ผู้ป่วยเกิดโรคหลอดเลือดสมอง

เมื่อมีการเสนอการรักษาด้วยการผ่าตัดเป็นทางเลือก ทีมแพทย์ได้ใช้แบบจำลองดิจิทัลจากการวินิจฉัยด้วยภาพขั้นสูง เช่น CT, MR, MR Angiography และการถ่ายภาพหลอดเลือดแบบดิจิทัลลบพื้นหลังด้วยการหมุน 3 มิติ เพื่อพูดคุยกับผู้ป่วยเกี่ยวกับแผนการผ่าตัด

ในระยะเฉียบพลันที่จำเป็นต้องทำการผ่าตัดอย่างเร่งด่วนเช่นในกรณีนี้ การใช้แบบจำลอง 3 มิติช่วยให้ศัลยแพทย์สามารถจินตนาการภาพได้ง่ายขึ้น ใช้สำหรับฝึกซ้อมได้ และยังช่วยให้ผู้ป่วยเกิดความเข้าใจและยอมรับก่อนเข้ารับการผ่าตัด

ดังที่สามารถเห็นได้จากการจำลองแบบดิจิทัล สามารถเปลี่ยนสี มุม และตำแหน่งของแบบจำลองดิจิทัล เพื่อจำลองลักษณะของการผ่าตัดขั้นสุดท้ายได้

ภาพนี้แสดงให้เห็นความสัมพันธ์ที่ซับซ้อนระหว่างปริซึมส่วนกลางกับหลอดเลือดที่อยู่ด้านล่าง แบบจำลองนี้ช่วยให้ศัลยแพทย์สามารถตรวจสอบความสัมพันธ์ระหว่างแขนงหลักของหลอดเลือดใต้สมองกับการจำลองการหนีบหลอดเลือดก่อนการผ่าตัดได้

ด้วยเหตุนี้ ศัลยแพทย์จึงสามารถรับข้อมูลด้านภาพได้อย่างง่ายดายในระหว่างการเตรียมการผ่าตัด และนำไปสู่การผ่าตัดที่มีประสิทธิภาพมากยิ่งขึ้น

ความท้าทายและข้อควรพิจารณา:

ข้อเสียของการพิมพ์ 3 มิติคือระยะเวลาที่ต้องใช้ในการสร้างชิ้นส่วน คุณ Hanalioglu กล่าวว่า การเตรียมและพิมพ์แบบจำลองต้องใช้เวลาหนึ่งถึงสองวันหรือมากกว่านั้น ดังนั้น ในกรณีที่มีความเร่งด่วนมาก อาจไม่สามารถสร้างแบบจำลอง 3 มิติได้

ศัลยแพทย์ยังจำเป็นต้องตรวจสอบให้แน่ใจว่ามีอุปกรณ์ที่เหมาะสม เช่น เครื่องสแกนที่มีความละเอียดสูงและเครื่องพิมพ์ 3 มิติคุณภาพสูง

ตามคำกล่าวของคุณ Hanalioglu คุณสมบัติที่ให้ความสำคัญมากที่สุดในการพิจารณาเลือกเครื่องพิมพ์ 3 มิติ มีดังต่อไปนี้

สามารถพิมพ์ได้ทั้งวัสดุแข็งและวัสดุอ่อน เนื่องจากแบบจำลองของเขามีทั้งกะโหลกศีรษะและหลอดเลือดแดงรวมอยู่ด้วย
ชิ้นส่วนต้องมีความละเอียดสูง ซึ่งมีความสำคัญต่อการจำลองการผ่าตัดให้ใกล้เคียงกับความเป็นจริงมากที่สุด
ต้นทุนต่อชิ้นส่วนหนึ่งชิ้นต้องมีความเหมาะสม

การพิมพ์ 3 มิติ ร่างผู้บริจาค และการวางแผนการผ่าตัด:

แพทย์ส่วนใหญ่ยอมรับแบบจำลองที่พิมพ์ด้วยเครื่องพิมพ์ 3 มิติในฐานะเครื่องมือเสริม ไม่ใช่สิ่งที่นำมาใช้แทนร่างของผู้บริจาคที่เสียชีวิต

อย่างไรก็ตาม การศึกษาและการฝึกปฏิบัติที่อาศัยร่างของผู้บริจาคที่เสียชีวิตเพียงอย่างเดียวมีข้อจำกัด และสถาบันวิจัยต่าง ๆ เริ่มใช้แบบจำลองที่พิมพ์ด้วยเครื่องพิมพ์ 3 มิติมากขึ้นเรื่อย ๆ เพื่อเติมเต็มช่องว่างด้านความรู้ด้วยต้นทุนที่ต่ำ

ในกรณีที่กลุ่มแพทย์ประจำบ้านมีนักศึกษาจำนวนมากจนแออัด อาจารย์ไม่สามารถสอนนักศึกษาแต่ละคนโดยใช้ร่างของผู้บริจาคที่เสียชีวิตได้

“ดังนั้น เราจึงทำการสอนพื้นฐานโดยใช้ร่างของผู้บริจาค และทำการฝึกซ้อมกระบวนการที่มีรายละเอียดมากขึ้นโดยใช้แบบจำลองที่พิมพ์ด้วยเครื่องพิมพ์ 3 มิติ แน่นอนว่าเรายังสามารถปรับรายละเอียดของแบบจำลองที่พิมพ์ด้วยเครื่องพิมพ์ 3 มิติตามระดับของนักศึกษาแพทย์ได้ ตัวอย่างเช่น การใส่สีให้กับส่วนต่าง ๆ ของแบบจำลองจะมีประโยชน์สำหรับนักศึกษาใหม่” คุณ Hanalioglu กล่าว

ดังนั้น เพื่อให้เกิดคุณค่าสูงสุดในการศึกษาทางการแพทย์ จึงจำเป็นต้องใช้ทั้งแบบจำลองที่พิมพ์ด้วยเครื่องพิมพ์ 3 มิติและร่างของผู้บริจาคที่เสียชีวิตร่วมกันอย่างสอดคล้อง

ข้อดีของแบบจำลองที่พิมพ์ด้วยเครื่องพิมพ์ 3 มิติคือ สมองมีความโปร่งใส ทำให้สามารถมองเห็นหลอดเลือดโป่งพองและหลอดเลือดที่อยู่ใต้สมองกลีบขมับและสมองกลีบหน้าได้อย่างง่ายดาย

เมื่อเปรียบเทียบกับแบบจำลองดิจิทัล 3 มิติ จะสามารถเห็นความสำคัญของแบบจำลองทางกายภาพที่พิมพ์ด้วยเครื่องพิมพ์ 3 มิติได้อย่างชัดเจน ในกรณีที่ศัลยแพทย์ยังไม่มีประสบการณ์เพียงพอในการรับมือกับการผ่าตัด

แบบจำลองที่พิมพ์ด้วยเครื่องพิมพ์ 3 มิติช่วยให้ศัลยแพทย์ที่มีประสบการณ์น้อยสามารถกำหนดตำแหน่งของหลอดเลือดโป่งพองและทำให้วิธีการเปิดกะโหลกศีรษะเป็นมาตรฐานได้

แบบจำลองดิจิทัล 3 มิติสามารถปรับตำแหน่งและแบ่งส่วนได้ในลักษณะเสมือนจริง แต่ไม่มีการตอบสนองทางการสัมผัส

สำหรับแบบจำลองที่พิมพ์ด้วยเครื่องพิมพ์ 3 มิติ ศัลยแพทย์สามารถเปลี่ยนตำแหน่งของแบบจำลองด้วยตนเอง เพื่อมองสมองจากมุมต่าง ๆ ได้ อย่างไรก็ตาม เมื่อแบบจำลองเสียหายหรือถูกตัดแล้ว จะไม่สามารถทำให้กลับคืนสู่สภาพเดิมได้

วัสดุที่ใช้สำหรับแบบจำลองที่พิมพ์ด้วยเครื่องพิมพ์ 3 มิติ:

สำหรับแบบจำลองที่พิมพ์ด้วยเครื่องพิมพ์ 3 มิตินี้ มีการเก็บข้อมูลโครงสร้างทางกายวิภาคของหลอดเลือดสมอง เนื้อเยื่อ และกะโหลกศีรษะจากการถ่ายภาพ

ใช้ Durable Resin ในการพิมพ์แบบจำลองกระดูก และใช้ Elastic 50A Resin ในการพิมพ์เนื้อเยื่อสมองและหลอดเลือด

แบบจำลองนี้พิมพ์ด้วยเครื่อง Form 3 แต่เมื่อไม่นานมานี้ได้เปลี่ยนมาใช้เครื่อง Form 3B+

คุณ Hanalioglu ใช้คุณสมบัติอีลาสโตเมอร์ของ Elastic 50A เนื่องจากสามารถเลียนแบบเนื้อเยื่อของหลอดเลือดแดงได้ จึงช่วยให้สามารถฝึกซ้อมได้อย่างแม่นยำ

เขากล่าวว่า “ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา วัสดุได้รับการปรับปรุง ทำให้สามารถสัมผัสได้ใกล้เคียงกับหลอดเลือดแดงมากยิ่งขึ้น แม้ว่ายังมีส่วนที่สามารถปรับปรุงได้อีก แต่ความรู้สึกในการสัมผัสดีขึ้นกว่าเดิม”

สุดท้าย คุณ Hanalioglu กล่าวว่า “เราได้ทาสีลงบนแบบจำลองหลอดเลือดแดงที่พิมพ์ขึ้นมา เพื่อช่วยในการแยกแยะส่วนต่าง ๆ การที่สามารถทาสีลงบนวัสดุที่มีความอ่อนนุ่ม เช่น Elastic 50A Resin ได้ ก็ถือเป็นข้อดีอีกประการหนึ่งของวัสดุชนิดนี้”