ภาพรวม

บริการสร้างภาพ 3 มิติทางการแพทย์และการพิมพ์ 3 มิติจะแปลงภาพถ่ายทางการแพทย์ของผู้ป่วย เช่น ผลสแกน CT และ MRI ให้กลายเป็นโมเดลกายวิภาคจริงและอุปกรณ์นำทางการผ่าตัดเฉพาะบุคคล บทความนี้จะอธิบายกระบวนการสร้างภาพดิจิทัลขึ้นใหม่ซึ่งแปลงข้อมูล DICOM ให้เป็นโครงสร้างที่สามารถพิมพ์ได้และใช้งานได้จริงทางคลินิก ซึ่งเป็นกระบวนการทำงานที่ GIVE LIFE TIME International ให้บริการแก่โรงพยาบาล ผู้ผลิตเครื่องมือแพทย์ และศูนย์ฝึกอบรมการผ่าตัด แนวทางนี้ช่วยลดช่องว่างระหว่างหน้าจอของรังสีแพทย์กับเตียงผ่าตัด

หลักการทำงาน

ขั้นตอนการทำงานเริ่มต้นด้วยการแบ่งส่วนภาพ (segmentation) ข้อมูล DICOM 3 มิติเพื่อแยกโครงสร้างกายวิภาคเป้าหมาย จากนั้นจึงซ่อมแซมโครงตาข่าย (mesh repair) และตัดแบ่งเลเยอร์ (slicing) สำหรับการผลิตแบบเพิ่มเนื้อวัสดุ (additive manufacturing) ทั้งนี้ ขึ้นอยู่กับความต้องการทางคลินิก การขึ้นรูปด้วยกระบวนการ FDM หรือ Stereolithography จะช่วยสร้างโมเดลที่มีความแม่นยำระดับต่ำกว่ามิลลิเมตร ซึ่งศัลยแพทย์สามารถจับต้องและศึกษาก่อนการผ่าตัดได้ โดยอุปกรณ์สนับสนุน เช่น อุปกรณ์นำทางการตัดกระดูก (cutting guides) และแม่แบบการฝังวัสดุ (implant templates) จะถูกพิมพ์ขึ้นจากโครงตาข่ายที่ผ่านการปรับแก้แล้วเช่นเดียวกัน

ข้อบ่งชี้

ศัลยแพทย์ใช้โมเดลเหล่านี้สำหรับการผ่าตัดตัดเนื้องอกที่ซับซ้อน การผ่าตัดสร้างเสริมกะโหลกศีรษะ ขากรรไกร และใบหน้า ตลอดจนการวางตำแหน่งวัสดุฝังในทางออร์โธปิดิกส์ โมเดลเหล่านี้มีประโยชน์อย่างยิ่งเมื่อการลุกลามของเนื้องอกบดบังโครงสร้างสำคัญบนภาพหน้าจอแบบ 2 มิติทั่วไป และช่วยให้ทีมแพทย์สามารถซักซ้อมขั้นตอนการผ่าตัดที่ยากล่วงหน้าได้ นอกจากนี้ หลักสูตรฝึกอบรมยังนำไปใช้เพื่อสอนกายวิภาคศาสตร์โดยไม่ต้องใช้ร่างอาจารย์ใหญ่

ตัวอย่างและการประมวลผล

ชุดข้อมูลภาพ DICOM เช่น CT, MRI หรือ CBCT จะถูกส่งออกจากระบบ PACS ต้นทาง และอาจส่งไฟล์โมเดล STL เดิมที่มีอยู่มาด้วยเพื่อเร่งความเร็วในการสร้างใหม่ กระบวนการแบ่งส่วนภาพจะแยกบริเวณที่สนใจออกมา จากนั้นจึงทำการซ่อมแซมโครงตาข่ายเพื่อแก้ไขสิ่งแปลกปน (artifacts) ก่อนทำการตัดแบ่งเลเยอร์ ไฟล์ที่แก้ไขแล้วจะได้รับการตรวจสอบเทียบกับภาพสแกนต้นฉบับเพื่อให้ระยะและมุมต่างๆ มีความแม่นยำทางคลินิก มีการยืนยันตัวตนของตัวอย่างในทุกขั้นตอนการส่งต่อ และเก็บรักษาวัสดุคงเหลือจากกระบวนการทำงานไว้สำหรับการวิเคราะห์ซ้ำเพื่อยืนยันผลหากจำเป็น

การจัดเก็บและการจัดหา

โมเดลที่เสร็จสมบูรณ์จะจัดส่งในบรรจุภัณฑ์ป้องกันความเสียหาย พร้อมตัวเลือกเรซินที่พร้อมสำหรับการฆ่าเชื้อ โดย GIVE LIFE TIME International จะประสานงานเรื่องระยะเวลาการผลิตและการจัดส่งให้ตรงกับตารางการผ่าตัดโดยตรง ไฟล์ดิจิทัลจะถูกจัดเก็บไว้อย่างปลอดภัยเพื่อให้สามารถผลิตอุปกรณ์นำทางที่ปรับปรุงใหม่ซ้ำได้ตามคำขอ และทุกการจัดส่งจะมีรายงานการวัดขนาดของชิ้นส่วนที่พิมพ์แนบไปด้วย พอร์ทัลสำหรับลูกค้ามีรายงานหลายภาษาสำหรับโปรแกรมทางการแพทย์ และรองรับการส่งออกข้อมูลจำนวนมากไปยังระบบสารสนเทศของโรงพยาบาล

คำถามที่พบบ่อย

ถาม: รูปแบบไฟล์ภาพใดบ้างที่รองรับสำหรับการสร้างภาพ 3 มิติ? ตอบ: ห้องปฏิบัติการรองรับชุดข้อมูล DICOM ที่ส่งออกจากระบบ PACS มาตรฐานทุกประเภท รวมถึงโครงตาข่าย STL ในกรณีที่มีโมเดลอยู่แล้ว ทั้งนี้แนะนำให้ใช้ DICOM เนื่องจากสามารถคงชุดภาพตัดขวางทั้งหมดที่จำเป็นสำหรับการแบ่งส่วนภาพที่แม่นยำและการวัดขนาดที่เชื่อถือได้

ถาม: มีวัสดุการพิมพ์ใดบ้างสำหรับโมเดลทางคลินิก? ตอบ: มีทั้งเรซิน ไนลอน และโฟโตโพลิเมอร์ที่เข้ากันได้ทางชีวภาพ เพื่อให้โมเดลตรงตามวัตถุประสงค์การใช้งาน ตั้งแต่การศึกษาบนโต๊ะทำงานไปจนถึงอุปกรณ์นำทางระหว่างผ่าตัดที่พร้อมผ่านการฆ่าเชื้อ โดยจะมีการยืนยันการเลือกวัสดุในระหว่างขั้นตอนการรับคำสั่งซื้อ

ถาม: ระยะเวลาการดำเนินงานทั่วไปสำหรับโมเดลการผ่าตัดคือเท่าใด? ตอบ: เคสส่วนใหญ่จะแล้วเสร็จภายใน 3 ถึง 5 วันทำการหลังจากอนุมัติไฟล์ พร้อมตัวเลือกบริการด่วนพิเศษสำหรับตารางการผ่าตัดทางด้านเนื้องอกวิทยาที่เร่งด่วน ทั้งนี้ อุปกรณ์นำทางที่ซับซ้อนและมีหลายชิ้นส่วนอาจต้องขยายเวลาเพิ่มขึ้นเล็กน้อย

ถาม: สามารถนำโมเดลที่พิมพ์แล้วเข้าไปในห้องผ่าตัดได้หรือไม่? ตอบ: ได้ เมื่อผลิตด้วยเรซินที่สามารถฆ่าเชื้อได้และผ่านกระบวนการตามขั้นตอนการทำงานที่สะอาดตามที่กำหนด อุปกรณ์นำทางจะสามารถช่วยนำทางระหว่างการผ่าตัดและยืนยันขอบเขตของการตัดชิ้นเนื้อได้