เปิดตัว "หุ่นยนต์แขนกลฟื้นแขนอ่อนแรง" ช่วยผู้ป่วยหลอดเลือดสมองป่วยอัมพาต แก้วิกฤตนักกายภาพไม่เพียงพอ "ปลอดภัย-ใช้ง่าย-มอเตอร์เล็ก-น้ำหนักเบา-ถูกกว่านำเข้า 5 เท่าตัว" เตรียมขยายผลทดสอบในผู้ป่วย 60 ราย มิ.ย.นี้
นพ.วสุวัฒน์ กิติสมประยูรกุล อาจารย์ประจำภาควิชาเวชศาสตร์ฟื้นฟู คณะแพทยศาสตร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย กล่าวว่า ในปัจจุบันประชากรผู้สูงวัยและกลุ่มผู้พิการมีแนวโน้มป่วยเป็นโรคหลอดเลือดสมองมากขึ้น ทำให้ขณะนี้ที่ศูนย์เวชศาสตร์ฟื้นฟูสภากาชาดไทยที่เขาดูแลอยู่ คลาคล่ำไปด้วยผู้ป่วยแขนขาอ่อนแรงอันเป็นผลกระทบจากอาการหลอดเลือดสมองตีบ, แตกหรือตัน
นพ.วสุวัฒน์ เผยว่า ผู้ป่วยแขนขาอ่อนแรงในระยะเริ่มแรกไม่เกิน 6 เดือนหากได้รับการทำกายภาพฟื้นฟูต่อเนื่องจะมีสิทธิ์กลับมาใช้ชีวิตเช่นคนปกติได้ การรักษาผู้ป่วยกลุ่มนี้จึงจำเป็นต้องใช้นักกายภาพบำบัดในการช่วยดำเนินกิจกรรมบำบัดเป็นจำนวนมาก แต่ในทางตรงกันข้ามโรงพยาบาลกลับไม่มีบุคลากรเพียงพอ การมองหาหุ่นยนต์ทางการแพทย์มาช่วยทำงานแทนคนจึงเป็นอีกหนึ่งทางออก เพราะก่อนหน้านี้เคยมีผลวิจัยจากมหาวิทยาลัยต่างประเทศ ที่ระบุไว้อย่างชัดเจนว่าการนำหุ่นยนต์มาช่วยทำงานให้ประสิทธิภาพการฟื้นฟูดีกว่าหรือเท่ากัน จึงติดต่อมายังทีมวิจัยที่คณะวิศวกรรมศาสตร์เพื่อให้โจทย์พัฒนาหุ่นยนต์ฟื้นฟูผู้ป่วย
ศ.ดร.วิบูลย์ แสงวีระพันธุ์ศิริ อาจารย์ประจำภาควิชาวิศวกรรมเครื่องกล คณะวิศวกรรมศาสตร์จากสถาบันเดียวกันเผยว่า เดิมทีเขาเป็นผู้วิจัยและพัฒนาหุ่นยนต์กลไกสำหรับใช้ในโรงงานมานานกว่า 30 ปีแต่เมื่อได้รับโจทย์จากคณะแพทย์ก็รู้สึกสนใจ เมื่อประมาณเกือบ 2 ปีก่อนจึงได้เริ่มทดลองทำหุ่นยนต์ทางการแพทย์ขึ้นเป็นครั้งแรก โดยออกแบบให้มีลักษณะเป็นแขนกลแบบสวมใส่ (exoskeleton robot) ที่ครอบคลุมตั้งแต่หัวไหล่จนถึงข้อมือเพื่อใช้ในการฟื้นฟูสมรรถภาพของผู้ป่วยโรคหลอดเลือดสมอง
ศ.ดร.วิบูลย์ เผยว่า หุ่นยนต์ฟื้นฟูฯ ที่เขาทำขึ้นแตกต่างกับหุ่นยนต์ทั่วไปตรงที่มีความปลอดภัยสูงสามารถใช้งานกับมนุษย์โดยตรงได้ เพราะมีการออกแบบโปรแกรมควบคุมให้มีความซับซ้อนเป็นพิเศษจึงสามารถสั่งงานได้ทั้งระดับความแรงและตำแหน่งการทำงาน โดยทั้งหมดถูกออกแบบก่อนสร้างด้วยระบบคอมพิวเตอร์ชั้นสูง ทำให้นักกายภาพหรือผู้ควบคุมเครื่องสามารถกำหนดลักษณะการเคลื่อนที่ที่เหมาะสมกับแต่ละบุคคล และสอดแทรกฟังก์ชันเกมส์เพื่อเพิ่มความน่าสนใจในการทำกายภาพเข้าสู่ระบบได้
ศ.ดร.วิบูลย์ อธิบายเพิ่มเติมว่า หุ่นยนต์ฟื้นฟูฯ ประกอบด้วย 3 องค์ประกอบหลักได้แก่ ตัวแขนหุ่นยนต์แบบสวมใส่ที่มีลักษณะการเคลื่อนที่คล้ายกับแขนคนปกติ ที่ใช้กำลังขับเคลื่อนจากมอเตอร์ร่วมกับระบบควบคุมการทำงานที่พัฒนาขึ้นเพื่อใช้ในการควบคุมการเคลื่อนที่ของข้อต่อต่างๆของแขนหุ่นยนต์ โดยในส่วนของแขนท่อนบนประกอบด้วยข้อต่อจำนวน 4 ข้อแบ่งเป็นข้อต่อไหล่ 3 ข้อเนื่องจากไหล่ปกติเคลื่อนไหวได้ 3 ทิศทาง และข้อข้อศอกอีก 1 ข้อเพราะข้อศอกปกติพับขึ้นลงได้ทิศทางเดียว, ระบบควบคุมการทำงานโดยคอมพิวเตอร์ และหน้าจอคอมพิวเตอร์ที่เป็นส่วนแสดงผล
สำหรับระบบควบคุมการทำงานของแขนหุ่นยนต์ ศ.ดร.วิบูรณ์ เผยว่าแบ่งออกเป็น 2 โหมดได้แก่ โหมดหุ่นยนต์ออกแรงช่วยเหลือผู้ป่วย (Assistive and Resistive mode) ในกรณีที่ผู้ป่วยไม่สามารถเคลื่อนแขนตัวเองไปตามเส้นทางที่กำหนด โดยระบบจะเป็นแบบอัตโนมัติสามารถตอบสนองการทำงานเองได้ กล่าวคือเมื่อคนไข้สามารถควบคุมแขนกลตามเส้นทางที่กำหนดได้ดีขึ้นแรงที่แขนกลกระทำกับแขนคนไข้ก็จะน้อย แต่ถ้าคนไข้ไม่สามารถเคลื่อนที่ไปตามเส้นทางที่กำหนดแขนกลก็จะออกแรงช่วยคนไข้
ส่วนอีกโหมดคือโหมดการทำงานแบบสร้างแรงต้าน (Resistive mode) ที่เหมาะสำหรับคนไข้ที่มีอาการดีขึ้นและต้องการฟื้นฟูสมรรถนะ โดยแรงกระทำของผู้ป่วยต่อการดำเนินกิจกรรมบำบัดจะถูกแสดงผลในรูปแบบของกราฟที่ปรากฎขึ้นบนหน้าจอ ที่จะระบุให้เห็นอย่างชัดเจนว่าผู้ป่วยคนนั้นมีการทำงานของข้อต่อใดดีหรือไม่ดี เพราะที่มอเตอร์ของแต่ละข้อต่อจะมีตัวตรวจจับแรงกระทำของมอเตอร์ต่อแขนติดตั้งอยู่ ซึ่งแพทย์หรือนักกายภาพบำบัดสามรรถนำข้อมูลจากกราฟนี้ไปใช้สำหรับการประเมินหรือออกแบบการรักษาได้
"ข้อดีของหุ่นยนต์ฟื้นฟูตัวนี้คือใช้งานง่าย วิศวกรสามารถสอนงานให้นักกายภาพบำบัดในการนำไปใช้กับผู้ป่วยได้ในเวลาไม่ถึง 1 สัปดาห์ ปรับให้เป็นได้ทั้งมือซ้าย-มือขวา และที่สำคัญคือมอเตอร์มีขนาดเล็กเพียง 90 วัตต์ทำให้มีน้ำหนักเบา แต่ใช้งานได้ตลอดทั้งวัน ส่วนหน้าจอก็ทำให้เห็นลักษณะการเคลื่อนไหวอย่างชัดเจน มีเกณฑ์ช่วยการประเมินการรักษา และถ้าใส่แว่นชนิดพิเศษก็จะทำให้เห็นภาพ 3 มิติทำให้การทำกายภาพบำบัดไม่ใช่เรื่องน่าเบื่อในสายตาผู้ป่วย" ศ.ดร.วิบูลย์ เผยแก่ทีมข่าวผู้จัดการวิทยาศาสตร์
ด้าน นพ.วสุวัฒน์ กล่าวเสริมว่า หลังจากพัฒนาสำเร็จทีมวิจัยได้ส่งมอบหุ่นยนต์จำนวน 1 ตัวให้คณะแพทย์นำไปศึกษานำร่องใช้ที่ศูนย์เวชศาสตร์ฟื้นฟูสภากาชาดไทยแล้วระยะหนึ่ง ซึ่งขณะนี้ได้ทดลองกับผู้ป่วยโรคหลอดเลือดสมองแล้วจำนวน 5 รายพบว่า ผู้ป่วยที่ทำกายภาพบำบัดด้วยหุ่นยนต์ดังกล่าววันละ 1 ชั่วโมงควบคู่กับมีนักกายภาพบำบัดช่วยอีกครึ่งชั่วโมง เป็นเวลา 5 วันต่อสัปดาห์ติดต่อกัน 1 เดือนครึ่งมีสมรรถภาพการเคลื่อนไหวแขนที่ดีขึ้นในระดับเป็นที่น่าพอใจ ทำให้คณะแพทย์เตรียมขยายผลการทดสอบไปยังผู้ป่วยอีก 60 คนซึ่งขณะนี้กำลังอยู่ในขั้นตอนการขออนุญาตทดลองใช้กับคนซึ่งคาดว่าจะเริ่มดำเนินการได้ประมาณเดือน มิ.ย.
ส่วนโครงการระยะต่อไป ศ.ดร.วิบูลย์ เผยว่าจะพัฒนาให้โปรแกรมและเกมส์ภายในมีความซับซ้อนมากยิ่งขึ้น และจะเพิ่มเติมความสวยงามของตัวหุ่นยนต์ด้วยการออกแบบวัสดุมาติดประกอบให้ดูสวยงามน่าใช้ และอาจนำหุ่นยนต์พัฒนากล้ามเนื้อมือซึ่งกำลังอยู่ในขั้นพัฒนามาติดตั้งเข้ากับแขนกลให้ผู้ป่วยทำกายภาพได้ประโยชน์แบบสองต่อในเครื่องเดียว และจะพยายามปรับให้ราคาต้นทุนถูกลง
นอกจากนี้ ศ.ดร.วิบูลย์ ยังเผยด้วยว่า กว่าจะประสบความสำเร็จจนเป็นที่พอใจ หุ่นยนต์ฟื้นฟูนี้ก็ถือเป็นรุ่นที่ 3 ที่พัฒนาขึ้นจากสองรุ่นแรกที่เป็นแขนหุ่นยนต์แบบยึดอยู่กับที่ ให้กลายมาเป็นหุ่นยนต์ที่สามารถเคลื่อนย้ายได้ ที่นอกจากจะทำให้ใช้งานสะดวก ยังลดค่าใช้จ่ายจากเดิมประมาณ 2-3 ล้านบาทให้ลงมาอยู่ที่ประมาณ 5 แสนบาทในรุ่นปัจจุบัน ซึ่งเขาตั้งความหวังว่าหากงานวิจัยเข้าสู่เชิงพาณิชย์จะพยายามควบคุมราคาให้ไม่สูงเกิน 7 แสนบาท เพื่อเปิดโอกาสให้สถานพยาบาลทั่วประเทศเข้าถึงการใช้เครื่องมือดีราคาถูก เพราะเครื่องมือกายภาพลักษณะนี้ที่นำเข้าจากต่างประเทศมีราคาสูงถึงเครื่องละ 4 ล้านบาท
