มหิดลใช้คณิตศาสตร์ช่วยผ่าตัดบายพาส ลดปัญหาผู้ป่วยหลอดเลือดหัวใจอุดตันซ้ำ

ทีมแพทย์และนักวิจัยมหิดลพัฒนาแบบจำลองคณิตศาสตร์ ช่วยผ่าตัดบายพาสผู้ป่วยหลอดเลือดหัวใจอุดตัน ใช้ข้อมูลภาพซีทีสแกนสร้างหลอดเลือดจำลองเสมือนจริงได้สมบูรณ์แบบที่สุดในโลก ช่วยแพทย์เข้าใจปัญหาของโรคและเห็นการไหลของเลือด พร้อมออกแบบการทำบายพาสที่เหมาะสม เห็นผลการผ่าตัดก่อนลงมือจริง ช่วยลดปัญหาผู้ป่วยต้องเข้ารับการผ่าตัดใหม่

รศ.ดร.เบญจวรรณ วิวัฒนปฐพี อาจารย์ภาควิชาคณิตศาสตร์ คณะวิทยาศาสตร์ ร่วมกับ ผศ.นพ.ทนงชัย สิริอภิสิทธิ์ ภาควิชารังสีวิทยา คณะแพทยศาสตร์ ศิริราชพยาบาล มหาวิทยาลัยมหิดล แถลงผลสำเร็จของโครงการวิจัย "เทคนิคการจำลองแบบคณิตศาสตร์เพื่อช่วยการผ่าตัดบายพาสหลอดเลือดหัวใจ" ที่คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหิดล (พญาไท) เมื่อต้นเดือนมิ.ย.ที่ผ่านมา

ผศ.นพ.ทนงชัย กล่าวว่า จากปัญหาการผ่าตัดบายพาสหลอดเลือดหัวใจที่ผ่านมา ของศิริราชพยาบาลที่มีผู้ป่วยเฉลี่ยปีละกว่า 1,200 ราย พบว่า 25% ของผู้ป่วยที่ได้รับการผ่าตัดบายพาส จะต้องกลับมาเข้ารับการผ่าตัดใหม่อีกครั้งภายใน 1 ปี ขณะที่ผู้ป่วยอีกกว่า 50% ต้องกลับมารับการผ่าตัดใหม่อีกครั้งภายใน 10 ปี เพราะหลอดเลือดหัวใจอุดตันซ้ำ ซึ่งคาดว่าเป็นเพราะแพทย์ยังไม่เข้าใจกลไกและปัญหาของโรค รวมถึงผลที่เกิดจากการผ่าตัดบายพาสอย่างละเอียดลึกซึ้งมากพอ

จึงได้ร่วมกับ รศ.ดร.เบญจวรรณ พัฒนาแบบจำลองทางคณิตศาสตร์เพื่อศึกษาสิ่งที่เกิดขึ้นในหลอดเลือดหัวใจทั้งก่อนและหลังการผ่าตัด เพื่อช่วยในการวางแผนการรักษาได้อย่างมีประสิทธิภาพและประหยัดเวลาก่อนลงมือผ่าตัดจริง

รศ.ดร.เบญจวรรณ อธิบายกับทีมข่าววิทยาศาสตร์ ASTVผู้จัดการออนไลน์ว่า ได้นำข้อมูลจริงจากผู้ป่วยโรคหลอดเลือดหัวใจจำนวน 50 ราย มาพัฒนาแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ และใช้ข้อมูลภาพซีทีสแกน (CT scan) มาสร้างแบบจำลองหลอดเลือดหัวใจเสมือนจริงสามมิติ และใช้เทคนิคพิเศษในการปรับแต่งผิวหลอดเลือดหัวใจให้เรียบ ทำให้ได้ภาพสามมิติเสมือนจริงของหลอดเลือดหัวใจที่มีแขนงหลอดเลือดสมบูรณ์ที่สุดในขณะนี้ เพื่อใช้อธิบายการไหลของเลือด แรงดันเลือด และแรงเค้นที่หลอดเลือด ได้อย่างเข้าใจและน่าเชื่อถือยิ่งขึ้น

"แบบจำลองคณิตศาสตร์ที่พัฒนาขึ้น จะช่วยอธิบายกลไกการเกิดโรคหลอดเลือดหัวใจในผู้ป่วยแต่ละรายได้ โดยแพทย์จะต้องวัดแรงดันและอัตราการไหลของเลือดในหลอดเลือดหัวใจมาใช้คำนวณในแบบจำลอง และนำภาพซีทีสแกนหลอดเลือดหัวใจมาสร้างแบบจำลองสามมิติ เพื่อศึกษากลไกต่างๆ ซึ่งจะทำให้แพทย์เข้าใจการไหลของเลือด แรงดันเลือด แรงเค้นที่ผนังหลอดเลือดของผู้ป่วยได้ดียิ่งขึ้น แล้ววางแผนว่าควรจะทำการผ่าตัดบายพาสอย่างไรจึงจะเหมาะสมที่สุดในผู้ป่วยแต่ละราย" รศ.ดร.เบญจวรรรณ

"ในอดีตการผ่าตัดบายพาสหลอดเลือดหัวใจอาศัยประสบการณ์ของแพทย์เป็นส่วนใหญ่ ซึ่งบางครั้งอาจทำให้การรักษาไม่ได้ผลดีเท่าที่ควร ทำให้ผู้ป่วยต้องกลับมาเข้ารับการผ่าตัดใหม่ภายในเวลาไม่ถึง 1 ปี แต่หลังจากนี้เราสามารถใช้แบบจำลองคณิตศาสตร์ช่วยในการวางแผนการรักษาที่มีประสิทธิภาพกว่าเดิม แพทย์สามารถเห็นผลการรักษาก่อนการผ่าตัดจริงได้ และช่วยลดเวลาในการผ่าตัดบายพาสด้วย" ผศ.นพ.ทนงชัย กล่าว

ทั้งนี้ ทีมวิจัยใช้เวลาพัฒนาเทคนิคดังกล่าวมากว่า 2 ปี โดยได้รับทุนวิจัยของมหาวิทยาลัยมหิดล 1.3 ล้านบาท และได้ตีพิมพ์ผลวิจัยในวารสารนานาชาติหลายฉบับ เช่น ไบโอเมดิคัล ไซน์ (Biomedical Science) และ แมทเทอมาติคัล ไบโอไซน์ แอนด์ เอนจิเนียริง (Mathematical Bioscience and Engineering)

อย่างไรก็ตาม ขณะนี้การใช้เทคนิคการจำลองแบบคณิตศาสตร์เพื่อช่วยการผ่าตัดบายพาสดังกล่าวจะต้องใช้เวลาประมาณ 1 สัปดาห์ แพทย์จึงจะลงมือผ่าตัดได้ แต่ทีมวิจัยจะพัฒนาต่อไปอีกเพื่อให้ใช้เวลาลดลงเหลือ 2-3 ชั่วโมง หรือถ้าจะให้ดียิ่งขึ้นคือใช้เวลาเพียง 5-10 นาที เพราะผู้ป่วยบางรายอาจจำเป็นต้องได้รับการผ่าตัดอย่างเร่งด่วน.