◎ ความท้าทาย：

การพัฒนาวิธีการใหม่ที่รวดเร็วและคล่องตัวในการปรับแต่งขาเทียมและกายอุปกรณ์ให้กับผู้ป่วยด้วยการสแกน 3D สำหรับผู้เชี่ยวชาญทางการแพทย์

◎ วิธีแก้ปัญหา：

Artec Eva, Artec Leo, Artec Studio

◎ ผลลัพธ์：

ขั้นตอนการปรับแต่งอุปกรณ์ทางการแพทย์ที่ได้รับการปรับปรุง เกี่ยวข้องกับอัลกอริธึมใหม่ที่สามารถปรับเปลี่ยนตามปกติในระหว่างการหล่อปูนปลาสเตอร์ ในนามของแพทย์

◎ ทำไมต้อง Artec 3D?：

ด้วย Artec Eva ที่มีน้ำหนักเบาและเข้าถึงได้ และต่อมาคือ Artec Leo แบบไร้สายที่ยืดหยุ่น นักวิจัยของ Thomas More Mobilab & Care ได้ฝึกฝน AI เพื่อให้สามารถออกแบบช่องเสียบขาเทียมสำหรับผู้ป่วยได้อย่างรวดเร็ว

คนไข้ที่สแกนขาแบบ 3D โดยนักวิจัยของ Thomas More กับ Artec Leo

ไม่ว่าจะเกิดมาพร้อมกับความพิการ, ผู้ที่เป็นโรคร้าย หรืออุบัติเหตุที่เปลี่ยนชีวิต ผู้ที่มีแขนขาขาดก็ต้องเผชิญกับอุปสรรคในชีวิตประจำวันที่คนส่วนใหญ่ไม่จำเป็นต้องเผชิญ สิ่งเหล่านี้ไม่เพียงเกิดขึ้นเมื่อปฏิบัติงานในชีวิตประจำวัน เช่น การยกและการยกของเท่านั้น แต่ยังสามารถรับสภาพจิตใจได้ ในผู้ป่วยที่ทุกข์ทรมานจากความวิตกกังวลทางสังคมหรืออาการปวดแขนขาที่ไม่ปกติ

ในปัจจุบัน เมื่อผู้พิการทางร่างกายเลือกใช้ขาเทียม พวกเขามักจะได้รับการติดตั้งเข้ากับเบ้าโดยใช้การหล่อปูนปลาสเตอร์แบบดั้งเดิม กระบวนการนี้ซึ่งวัดแขนขาบางส่วนด้วยตนเอง อาจใช้เวลานานมากและทำให้ผู้ป่วยรู้สึกไม่สบายได้อย่างรวดเร็ว ในหลายกรณี ผลลัพธ์ที่ได้จะไม่ถูกเก็บไว้ในการจัดเก็บ ซึ่งหมายความว่าการวัดที่อาจยังมีค่าในภายหลังจะสูญหายไป และคลินิกมักจะทิ้งวัสดุปูนปลาสเตอร์ราคาแพงออกไป

โชคดีที่นักวิจัยเช่นเดียวกับนักวิจัยจากห้องปฏิบัติการ Thomas More Mobilab & Care ยังคงค้นหาวิธีการใหม่ ๆ ในการปรับแต่งอุปกรณ์เทียมให้ลุกลามน้อยลงและง่ายขึ้นสำหรับแพทย์ ด้วยความช่วยเหลือของการสแกน Artec 3D ดูเหมือนว่าตอนนี้ใกล้จะถึงความก้าวหน้าแล้ว

การออกแบบอวัยวะเทียมในรูปแบบดิจิทัล

ทีมห้องปฏิบัติการ Mobilab & Care ทำงานจากฐานในเมือง Geel ของเบลเยียม โดยทุ่มเทในการปรับปรุงคุณภาพชีวิตของผู้ที่มีความต้องการการดูแลหรือการสนับสนุน ตลอด 16 ปีที่ผ่านมา ความพยายามของพวกเขาได้เห็นพวกเขาสำรวจวิธีที่แพทย์ศัลยกรรมกระดูกและผู้ป่วยโต้ตอบกัน และค้นหาแนวทางใหม่ในการสร้างอุปกรณ์ที่ได้รับการปรับแต่งให้ดีขึ้น

หนึ่งในหลาย ๆ วิธีที่นักวิจัยพยายามทำเช่นนั้นคือความช่วยเหลือของเทคโนโลยีขั้นสูง เช่น การสแกน 3D และการพิมพ์ 3D ทีมงานระบุว่า การแปลงกระบวนการตัดเย็บขาเทียม, เบ้า และแขนขาให้เป็นดิจิทัลให้กับผู้ป่วย ช่วยให้ออกแบบได้อย่างมีอิสระในการสร้างสรรค์มากขึ้นและผลิตได้รวดเร็วยิ่งขึ้น

แม้ว่าในนามจะเป็นกลุ่มวิจัยของ Thomas More University of Applied Sciences แต่ทีมงาน Mobilab & Care ก็สามารถร่วมมือกับบริษัทด้านศัลยกรรมกระดูก, โรงพยาบาล และสถาบันการศึกษามากมายเพื่อนำแนวคิดของตนไปทดสอบ จนถึงขณะนี้ โครงการเหล่านี้เกิดขึ้นทั้งในสภาพแวดล้อมทางคลินิกและเชิงวิชาการ และเห็นว่านักวิจัยทำงานร่วมกับแพทย์และผู้ป่วยเพื่อพัฒนาขาเทียมและกายอุปกรณ์ตามสั่งสำหรับมือ, ข้อมือ และแขนขาอื่น ๆ ที่ได้รับผลกระทบ

นักวิจัยของ Thomas More Mobilab & Care ใช้ Artec Leo ในโครงการอื่น

ในช่วงแรกของโครงการริเริ่มเหล่านี้ Tom Saey นักวิจัยของ Mobilab & Care และนักพัฒนาธุรกิจกล่าวว่าพวกเขาระบุช่องว่างในตลาด: ระหว่างเครื่องสแกน 3D ที่แพทย์ใช้บ่อยที่สุดกับสิ่งที่พวกเขาต้องการจริง ๆ

“เราสังเกตเห็นว่าในอุตสาหกรรมกายอุปกรณ์ พวกเขาใช้เครื่องสแกน 3D มาระยะหนึ่งแล้ว ไม่ใช่เฉพาะกับอุปกรณ์การพิมพ์ 3D แต่ใช้โมเดลเชิงบวกแทน” Saey อธิบาย “แต่ในตอนนั้น เครื่องสแกนส่วนใหญ่ที่ใช้ถูกจำหน่ายโดยซัพพลายเออร์ของระบบการกัดเหล่านี้และซอฟต์แวร์ที่มาพร้อมกับพวกเขา เรายังดูเครื่องสแกนเหล่านี้ด้วย แต่ในไม่ช้าก็มีข้อจำกัด”

จากการค้นพบของพวกเขา Saey และเพื่อนร่วมงานของเขาเริ่มมองหาทางเลือกที่มีความสามารถมากขึ้น ในตอนแรก ทีมงานของเขาประสบความสำเร็จในการสแกนแขนขาด้วย Artec Eva แต่ Saey กล่าวว่าเห็นได้ชัดตั้งแต่วันที่ Artec Ambassador 4C Creative CAD CAM Consultants แนะนำให้เขารู้จักกับ Artec Leo ไร้สายที่ขับเคลื่อนด้วย AI ว่าจอแสดงผลในตัวจะช่วย ความพยายามเหล่านี้ไปอีกระดับหนึ่ง

“เมื่อเราใช้เครื่องสแกนแบบมีสายกับนักเรียน เราสังเกตเห็นว่าการดูหน้าจอคอมพิวเตอร์ในขณะที่คุณสแกนทำให้เป็นเรื่องยาก” Saey กล่าว “สำหรับคนจำนวนมาก นั่นเป็นข้อเสียเปรียบครั้งใหญ่ นอกจากนี้ หากคุณกำลังสแกนผู้ป่วย และจำเป็นต้องเคลื่อนย้ายผู้ป่วย จะง่ายกว่าเสมอเมื่อคุณไม่มีสายไฟ นั่นคือเหตุผลหลักสองประการที่เรารับ Leo”

นักวิจัยกล่าวว่าจอแสดงผลในตัวของ Artec Leo เป็นหนึ่งในเหตุผลหลักที่พวกเขาซื้อมัน

Edwin Rappard ผู้อำนวยการที่ปรึกษา 4C Creative CAD CAM ยังเชื่อว่าการสแกน 3D แบบไร้การสัมผัสทำให้เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการเปลี่ยนจากการหล่อที่ยุ่งเหยิงไปเป็นการวัดแบบดิจิทัล

“ข้อได้เปรียบอย่างมากในการใช้เครื่องสแกนในการวัดที่แม่นยำคือไม่จำเป็นต้องสัมผัสผู้ป่วยเลย ดังนั้นจึงสะดวกกว่ามาก” Rappard กล่าว “ด้วย Artec Eva และ Leo การตรวจวัดอันมีค่าสามารถจัดเก็บและจัดเก็บด้วยระบบอิเล็กทรอนิกส์ได้ โดยไม่สูญหายเมื่อพลาสเตอร์ถูกทิ้งเป็นขยะ นี่เป็นข้อดีอย่างมากเมื่อเทียบกับการวัดด้วยปูนปลาสเตอร์”

การสแกนอัตโนมัติด้วย AI

หลังจากนำ Artec Leo มาใช้ ทีม Mobilab & Care ได้นำไปใช้อย่างรวดเร็ว โดยเป็นส่วนหนึ่งของโครงการวิจัยร่วมกับบริษัท Orthobroker ในเบลเยียม เพื่อพัฒนาแบบจำลองเชิงคาดการณ์สำหรับการออกแบบขาเทียมส่วนล่าง จากข้อมูลของ Saey อุปกรณ์เหล่านี้ในปัจจุบันจำเป็นต้อง “ออกแบบตั้งแต่เริ่มต้น” ในแต่ละครั้ง ในกระบวนการที่ต้องใช้ “การทำงานของซอฟต์แวร์ CAD จำนวนมาก” และการแก้ไขด้วยตนเอง

อย่างไรก็ตาม เนื่องจากการเปลี่ยนแปลงส่วนใหญ่เหล่านี้คล้ายคลึงกันสำหรับผู้ป่วยจำนวนมาก กล่าวกันว่าอัลกอริธึม AI ของนักวิจัยสามารถคาดการณ์และทำการเปลี่ยนแปลงได้โดยอัตโนมัติ

แล้วซอฟต์แวร์เรียนรู้วิธีการทำเช่นนี้ได้อย่างไร? นั่นคือจุดที่การสแกน Artec 3D เข้ามามีบทบาท

ด้วยอุปกรณ์ Eva และ Leo ทีมงานสามารถจับภาพร่างของผู้พิการจำนวนมากได้อย่างแม่นยำ ก่อนที่จะส่งออกผลลัพธ์ 3D meshes ไปยัง Rhino 3D ซึ่งเป็นซอฟต์แวร์ CAD ที่รู้จักกันเป็นอย่างดีในด้านเครื่องมือสร้างแบบจำลองอิสระ เมื่อนำเข้าแล้ว คุณสมบัติหลักของโมเดลจะถูกแยกออกมาและใช้ในการฝึกโมเดลการปรับแต่งอวัยวะเทียมแบบคาดการณ์ได้

แม้ว่าจะยังอยู่ภายใต้การวิจัยและพัฒนาโดย Orthobroker แต่เมื่อเสร็จสิ้นแล้ว อัลกอริธึมจะถูกรวมเข้ากับแพลตฟอร์มที่สามารถใช้เพื่อเร่งการออกแบบเบ้าเทียมได้

ในอนาคต ทีมงานเชื่อว่าความเร็ว, ความแม่นยำ และการเข้าถึงได้จะผลักดันให้เกิดการนำการสแกน 3D มาใช้

“สิ่งที่แพทย์ปกติทำคือแก้ไขแม่พิมพ์ก่อนที่จะนำไปใช้ทำขาเทียมขั้นสุดท้าย แต่ 95% ของการแก้ไขที่พวกเขาทำมีความคล้ายคลึงกันในผู้ป่วยจำนวนมาก” Saey กล่าว “เราตั้งใจที่จะคาดการณ์สิ่งเหล่านี้โดยอาศัยการสแกนตอของผู้ป่วยและพารามิเตอร์อื่น ๆ ด้วยวิธีนี้ เราจึงสามารถหลีกเลี่ยงความจำเป็นเดิม ๆ ที่ต้องใช้เวลาหลายชั่วโมงอยู่หน้าคอมพิวเตอร์ได้ และพวกเขายังสามารถทำการเปลี่ยนแปลงเล็ก ๆ น้อย ๆ เฉพาะผู้ป่วยได้ด้วยตนเอง”

อนาคตทางการแพทย์ของการสแกน 3D

ในขณะที่ Orthobroker ยังคงปรับแต่งแบบจำลองการคาดการณ์ที่นำโดย AI นี้ต่อไป ทีมงาน Mobilab & Care ก็ได้กลับมาดำเนินการตามล่าหาแนวทางเพิ่มเติมในการปรับปรุงชีวิตของผู้พิการทุกแห่ง เมื่อพูดถึงการสแกน 3D Saey อ้างว่าเทคโนโลยีมีบทบาทสำคัญในเรื่องนี้ แต่เขากล่าวว่าอุปกรณ์ต่าง ๆ จะต้องรวดเร็ว, แม่นยำ และหยิบใช้ได้ง่าย เพื่อให้สามารถนำไปใช้ในวงกว้างได้

จากประสบการณ์ของเขา Saey พบว่าการสแกน Artec 3D ทำเครื่องหมายในช่องที่ถูกต้องทั้งหมดในแต่ละพื้นที่เหล่านี้ เมื่อประมวลผลการสแกนบน Artec Studio เขากล่าวว่าเขาชอบวิธีที่คุณสามารถเจาะลึก “เข้าไปในเฟรมและทำทุกอย่างที่คุณต้องการ” หรือทำให้ขั้นตอนนี้เป็นอัตโนมัติด้วย Autopilot ของโปรแกรม ซึ่งเป็นคุณสมบัติที่เหมาะสำหรับแพทย์ที่ต้องการสแกนตัวเลขจำนวนมากของผู้ป่วย

ในอนาคตข้างหน้า Saey เชื่อว่า Artec Leo ยังมีคุณสมบัติที่แข็งแกร่งในฐานะเครื่องมือปรับแต่งกายอุปกรณ์ เนื่องจากสามารถวัดร่างกายของผู้ป่วยด้วยระดับความเร็วและความแม่นยำที่ไม่มีใครเทียบได้กับอุปกรณ์ที่แพทย์ใช้อยู่ในปัจจุบัน

“สิ่งที่เราเห็นในภาคนี้ก็คือบริษัทจำนวนมากมองหาทางเลือกที่ถูกกว่า แต่พวกเขาจำเป็นต้องทราบข้อเสียของสิ่งเหล่านี้ เนื่องจากคุณไม่สามารถคาดหวังได้ว่าจะได้รับการสแกนคุณภาพสูงแบบเดียวกันจากพวกเขา” Saey กล่าวสรุป “หากคุณต้องการความแม่นยำ สิ่งสำคัญคือต้องใช้เครื่องสแกนที่ดี เพราะหากคุณตั้งใจที่จะพิมพ์อุปกรณ์ 3D และเริ่มต้นด้วยการสแกนที่ไม่ดี ผลลัพธ์ของคุณก็จะแย่เช่นกัน ดังนั้นฉันคิดว่าการชั่งน้ำหนักสิ่งนี้เป็นก้าวแรกที่สำคัญ”

“ในด้านการแพทย์ มีการใช้งานอีกมากมายที่เราสามารถนำมาใช้ได้อย่างแน่นอน ฉันคิดว่าการปรับแต่งอุปกรณ์กายอุปกรณ์เกือบทั้งหมดจะได้รับประโยชน์จากการสแกน 3D”