วันพฤหัสบดีที่ 22 ธันวาคม พ.ศ. 2554

ตราอันทรงเกียรติ หัวหน้าภาควิชารังสีเทคนิค มหิดล


(614ครั้ง)
Last update: 15-07-2014

ตราอันทรงเกียรติสำหรับหัวหน้าภาควิชารังสีเทคนิค มหาวิทยาลัยมหิดล เป็นตราที่ผู้ช่วยศาสตราจารย์นายแพทย์สุพจน์ อ่างแก้ว (1) ผู้อำนวยการโรงเรียนรังสีเทคนิคท่านแรกและท่านเดียว (เมื่อครั้งเป็นโรงเรียนรังสีเทคนิคตั้งแต่ พ.ศ. 2508)  และหัวหน้าภาควิชารังสีเทคนิคท่านแรก (หลังจากที่โรงเรียนรังสีเทคนิคปรับเปลี่ยนเป็นภาควิชารังสีเทคนิคเมื่อ พ.ศ. 2522 จนท่านเกษียณอายุราชการในปี พ.. 2530) ได้จัดทำขึ้น เพื่อมอบให้กับหัวหน้าภาควิชารังสีเทคนิค ผู้ที่มารับหน้าที่ต่อจากท่าน ในเวลานั้นคือ รองศาสตราจารย์จิตต์ชัย สุริยะไชยากร (2) (พ.ศ.2531-2537) และได้เป็นประเพณีสืบทอดกันมา เมื่อท่านใดมารับตำแหน่งหัวหน้าภาควิชารังสีเทคนิค ก็จะรับตราอันทรงเกียรตินี้ไป หัวหน้าภาควิชารังสีเทคนิคท่านต่อๆมา ได้แก่ อาจารย์ธันพงษ์ กฤษณจินดา (3) (พ.ศ. 2537-2541) รองศาสตราจารย์ชวลิต วงษ์เอก (4) (พ.ศ. 2541-2549) และรองศาสตราจารย์มานัส มงคลสุข (5)(พ.ศ. 2549-2557)ตามลำดับ
ผศ.ดร.นภาพงษ์ พงษ์นภางค์ หัวหน้าภาคลำดับที่ 6
รับตำแหน่งตั้งแต่ 21 กรกฏาคม 2557 วาระ 4 ปี

       ลักษณะ
       ตราอันทรงเกียรติสำหรับหัวหน้าภาควิชารังสีเทคนิค มหาวิทยาลัยมหิดล สร้างขึ้นจากจานโลหะทังสะเต็นอัลลอยด์ที่ใช้ทำเป้าในหลอดเอกซเรย์จริงๆขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 7 เซ็นติเมตร นำมาชุบด้วยทองคำ ปิดทับด้วยแผ่นอะลูมิเนียมกลมสีน้ำเงินทั้งสองด้าน ด้านหน้ามีข้อความ ขนฺตี ธีรสฺส ลงฺกาโร ขันติเป็นเครื่องประดับของนักปราชญ์ด้านหลังมีข้อความ ตราอันทรงเกียรติ พ.ศ. 2506 หัวหน้าภาควิชารังสีเทคนิค คณะเทคนิคการแพทย์ มหิดล ประดับห้อยกับสายสะพายขนาดกว้าง 3 เซ็นติเมตร สีแดง มีริ้วสีเขียว น้ำตาลและน้ำเงิน ใช้สวมที่คอ

       ความหมาย
ภายในหลอดเอกซเรย์ประกอบด้วย จานโลหะและไส้หลอด เมื่ออิเล็กตรอนจากไส้หลอดที่มีพลังงานจลน์สูงมากวิ่งไปชนจานโลหะ จะเกิดเอกซเรย์สามารถนำไปใช้ประโยชน์ทางการแพทย์ จานโลหะนี้มีคุณสมบัติ ทนทานต่อแรงกระแทกกระทั้น แข็งแกร่งไม่แตกหักง่ายๆ และมีจุดหลอมเหลวสูง ทุกๆครั้งที่มีการผลิตเอกซเรย์ จานโลหะนี้จะเกิดความเค้น ความเครียดและความร้อนสูงมาก เพราะต้องรับแรงกระแทกจากการชนของอิเล็กตรอนจำนวนมาก โดยที่พลังงานของอิเล็กตรอนประมาณ 99 % จะกลายเป็นพลังงานความร้อนสะสมอยู่ในจานโลหะ ประมาณ 1 % เท่านั้นที่เป็นเอกซเรย์ออกมาจากจานโลหะให้เราได้ใช้ประโยชน์ นี่เป็นเหตุผลที่ว่า เพราะอะไรจานโลหะจึงต้องมีความทนทานสูง เก็บพลังงานในรูปความร้อนได้สูงและนานโดยไม่หลอมหรือแตกหัก แต่ใช่ว่าจานโลหะนี้จะอมตะ อยู่ยงคงกะพัน จำเป็นต้องมีวิธีระบายความร้อนออกจากจานโลหะด้วย เช่น ทิ้งช่วงเวลาในการระดมยิงอิเล็กตรอนใส่จานโลหะซะบ้าง มิฉะนั้นความร้อนจะสะสมในตัวจานโลหะมากเกินกว่าที่มันจะทนได้ จนหลอมหรือแตกไปในที่สุด
หากตัวเราเป็นดั่งจานโลหะนี้ และเปรียบอิเล็กตรอนคือ อุปสรรคและปัญหาต่างๆที่พุ่งเข้าหาเรา พลังของปัญหาต่างๆเหล่านั้น จะทำให้เราเกิดความเค้นและเครียด ในขณะที่ตัวเรายังสามารถสร้างผลงานที่เป็นประโยชน์ต่อสังคม ประชาชน หน่วยงานหรือองค์กรได้บ้าง ดูเหมือนน้อยนิด หากไตร่ตรองให้ดี ประโยชน์ที่เกิดขึ้นนั้นมันมากพอที่ทำให้เราภูมิใจ เป็นพลังใจให้เราทำงานเดินหน้าต่อไปได้อย่างภาคภูมิ ขณะเดียวกัน ต้องมีวิธีการที่ถูกต้องในการระบายพลังความเครียดออกไปจากเรา เพื่อให้เราสามารถอยู่รอด ไม่ให้สะสมเกินขีดจำกัดของเราได้ มิฉะนั้นเราจะแตกหักไปหรือหลอมละลายไป เราแตกต่างจากจานโลหะทังสะเต็นอัลลอยด์ก็ตรงที่ว่า เราเป็นคน มีชีวิตจิตใจ แต่ละคนมีความทนทานและความจุพลังความเครียดไม่เท่ากัน
     จานโลหะนี้จึงเป็นเครื่องเตือนสติให้หัวหน้าภาควิชารังสีเทคนิค มีความอดทน อดกลั้น เข้มแข็ง ไม่ขาดสติ แม้จะมีอุปสรรคและปัญหา พุ่งเข้ามากระแทกกระทั้นหนักหนาสาหัสสักปานใดก็ตาม ประกอบกับข้อความที่เขียนไว้ว่า ขนฺตี ธีรสฺส ลงฺกาโร ขันติเป็นเครื่องประดับของนักปราชญ์ เป็นพุทธสุภาษิตที่เตือนสติให้หัวหน้าภาควิชารังสีเทคนิคได้เข้าใจว่า เครื่องประดับนั้นเป็นสิ่งที่ช่วยเสริมให้คนดูสวยงามขึ้น แต่หากผู้นั้นแสดงกิริยาไม่เหมาะสม ขาดความอดทนอดกลั้น ความสวยงามก็หมดไป สำหรับนักปราชญ์ หากแสดงกิริยาไม่เหมาะสม ก็จะยิ่งน่ารังเกียจเป็นทวีคูณ นักปราชญ์จะแสดงความสง่าน่านับถือไว้ได้ด้วยความอดทนอดกลั้น

วันอังคารที่ 8 พฤศจิกายน พ.ศ. 2554

รังสีส่องชีวิต


(538 ครั้ง) 

ในโอกาสวันที่ 8 พฤศจิกายน 2554 ซึ่งเป็นวันครบรอบปีที่ 116 แห่งการค้นพบรังสีเอกซ์ และองค์การอนามัยโลกกำหนดให้เป็นวัน รังสีเทคนิคโลก หรือ “World Radiography Day” ได้เวียนมาบรรจบอีกครั้งหนึ่ง ขอใช้โอกาสนี้แสดงความระลึกถึง คุณประโยชน์อันอเนกอนันต์ของรังสี (เช่น รังสีเอกซ์ เป็นต้น) ในส่วนต่างๆที่มนุษย์โลกได้รับ ทั้งโดยทางตรงและทางอ้อม และน้อมคารวะนักวิทยาศาสตร์ที่มีส่วนสร้างผลงานที่น่าทึ่งและทรงคุณค่าทั้งหลาย เป็นการเตือนความจำให้เราท่านทั้งหลายได้ระลึกรู้ เฉกเช่นคนไทยและมนุษย์โลกทั้งหลายที่มีความกตัญญู รู้คุณ โดยจะชวนทุกท่านขึ้นยานท่องกาลเวลา ย้อนรอยกลับไปดูเรื่องราวของการใช้ รังสีส่องชีวิต

รังสีเอกซ์เผยภาพความลับของร่างกาย

เริ่มท่องกาลเวลา ณ จุดนี้ครับ พ.ศ. 2438 เมื่อ 116 ปีที่ผ่านมา
หากจะมองคุณสมบัติของรังสีเอกซ์ ก็พอสรุปได้ว่า รังสีเอกซ์เป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า มองไม่เห็นด้วยตาเปล่า ไม่เบี่ยงเบนในสนามไฟฟ้าและสนามแม่เหล็ก เคลื่อนที่ในสุญญากาศด้วยอัตราเร็วเท่ากับแสง มีอำนาจทะลุผ่านสูงมาก ทำให้เกิดรอยดำบนฟิล์มถ่ายรูป เมื่อเคลื่อนที่ผ่านตัวกลางสามารถทำให้อะตอมของตัวกลางแตกตัวได้ คุณสมบัติที่ทำให้อะตอมแตกนี่แหละที่ทำให้เราจัดรังสีเอกซ์เป็นรังสีชนิดที่ทำให้ก่อประจุ
จากคุณสมบัติที่ทำให้เกิดรอยดำบนฟิล์ม จึงทำให้รังสีเอกซ์กลายเป็นกุญแจสำคัญ ที่สามารถเปิดเผยความลี้ลับภายในร่างกายของเราได้ โดยเราไม่รู้สึกเจ็บปวดทรมาน เหมือนใช้มีดผ่าหรือเจาะร่างกายเข้าไปดู
แต่ในระยะแรกๆที่ค้นพบรังสีเอกซ์ใหม่ๆ ผู้คนทั่วไปเกิดความกลัวและต่อต้านการถ่ายภาพเอกซเรย์ เพราะเข้าใจผิดว่า รังสีเอกซ์จะเปิดเผยความลับของพวกเขาซึ่งถือเป็นการล่วงละเมิดสิทธิส่วนตัว ไม่นานเท่าไร ความรู้สึกนั้นจางหายไป ปัจจุบันผู้คนทั่วไปไม่รู้สึกแบบนั้นแล้ว ในทางตรงกันข้าม เมื่อมีอาการเจ็บป่วย หรือสงสัยว่าตัวเองจะเป็นนั่นเป็นนี่ มักจะเรียกร้องให้ถ่ายภาพเอกซเรย์ด้วยซ้ำไป ดังนั้น การค้นพบรังสีเอกซ์จึงเป็นจุดเริ่มต้นแห่งการส่องสำรวจภายในร่างกายมนุษย์ด้วยรังสี
ปัจจุบันนี้ ในโรงพยาบาลจะมีนักรังสีเทคนิค (สำหรับประเทศไทยมีนักรังสีเทคนิคมานานกว่า 40 ปีแล้ว จำนวนกว่า 3,000 คน) นักรังสีเทคนิคจะต้องมีใบอนุญาตประกอบโรคศิลปะเพราะเป็นผู้ใช้รังสีกับมนุษย์ มีหน้าที่รับผิดชอบหลายอย่าง และอย่างหนึ่งคือ การถ่ายภาพเอกซเรย์ให้ได้ภาพเอกซเรย์ที่มีคุณภาพและผู้ป่วยปลอดภัยจากรังสี โดยใช้รังสีเอกซ์ส่องผ่านเข้าไปในร่างกายผู้ป่วย เมื่อรังสีเอกซ์ที่ทะลุออกมาแล้วไปตกกระทบบนฟิล์ม หรือแผ่นรับภาพแบบดิจิทัล ภาพเงาของอวัยวะภายในร่างกายก็จะถูกเปิดเผยออกมา ภาพเงานี้คือภาพเอกซเรย์ ซึ่งจะช่วยให้รังสีแพทย์สามารถวินิจฉัยโรคได้
ภาพเงาที่เกิดขึ้นนั้น มาจากการดูดกลืนรังสีเอกซ์ของอวัยวะภายในร่างกายที่แตกต่างกัน เช่น กระดูกมีความหนาแน่นสูงจะดูดกลืนรังสีเอกซ์ไว้มากกว่าปอดที่มีความหนาแน่นต่ำกว่า เป็นต้น ทำให้เราเห็นเงาของกระดูกเป็นสีขาวหรือเทาอ่อนๆ ขณะที่ปอดเห็นเป็นสีเทาเข้มหรือดำ ตรงนี้เกี่ยวข้องกับกฎของ Lambert-Beer
นี่เป็นการใช้รังสีเอกซ์ส่องดูอวัยวะภายในร่างกายของมนุษย์เพื่อการวินิจฉัยโรค เป็นการดูภาพเอกซเรย์แบบกายวิภาคครับ แต่ก็มีปัญหาอยู่บ้างเรื่องการซ้อนทับกันของเงาของอวัยวะที่ปรากฏบนภาพเอกซเรย์

ผลึกวิทยารังสีเอกซ์
ยานท่องกาลเวลาพาเราเดินมาถึงห้วงเวลาพ.ศ. 2455 ซึ่งเป็นช่วงของการใช้รังสีเอกซ์กับผลึก เป็นการใช้รังสีเอกซ์ส่องดูโครงสร้างของผลึกครับ แม้ฟังดูจะเป็นเรื่องเกี่ยวกับผลึก อาจจะไม่เกี่ยวกับชีวิตเลย แต่ใจเย็นๆครับ ตามผมมาเรื่อยๆ แล้วจะทราบว่า จุดเริ่มต้นตรงนี้ มันช่วยนำไปสู่การส่องชีวิตได้อย่างละเอียดลึกซึ้งมากขึ้นจริงๆ

แรกทีเดียวที่ศาสตราจารย์เรินท์เกนค้นพบรังสีเอกซ์ใหม่ๆ นักวิทยาศาสตร์ไม่แน่ใจว่า รังสีเอกซ์เป็นคลื่นหรืออนุภาค จนกระทั่งปี พ.ศ. 2455 Max von Laue ตั้งสมมติฐานว่า รังสีเอกซ์เป็นคลื่นและโครงสร้างของผลึกมีการจัดตัวเป็น lattice (จุดสมมติ) อย่างเป็นระเบียบ เขาได้แสดงให้เห็นว่า รังสีเอกซ์มีคุณสมบัติเป็นคลื่นจริง และเป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าด้วย โดยการยิงรังสีเอกซ์ผ่านเข้าไปในผลึกแล้วเกิดการเลี้ยวเบน (diffraction) ได้แบบคลื่น ทำนองเดียวกับที่เราใช้แสงขาวส่องผ่านเกรตติ้ง แล้วแสงขาวเลี้ยวเบนออกมาเป็นสีรุ้ง 7 สีที่ทราบกันดี นอกจากนั้นยังยืนยันได้ว่า โครงสร้างของผลึกมีการจัดตัวเป็นระเบียบจริงๆ ผลงานนี้ทำให้ Max von Laue ได้รับรางวัลโนเบล สาขาฟิสิกส์ ในปี พ.ศ. 2457
 ในเวลาต่อมา สองพ่อลูกตระกูล Bragg (William Bragg ผู้พ่อและ Lawrence Bragg ผู้เป็นลูก) ร่วมกันศึกษาจนค้นพบกุญแจสำคัญที่สามารถไขไปสู่การหาโครงสร้างของผลึกด้วยการใช้รังสีเอกซ์ คือ สามารถบอกได้อย่างละเอียดถี่ถ้วนว่า การจัดตัวของอะตอมในผลึกเป็นอย่างไร อะตอมตัวไหนอยู่ตรงไหน อะตอมแต่ละตัวทำมุมกันเท่าไรทิศทางไหน
มีการสร้างเครื่องมือที่เรียกว่า Bragg diffractometer และเสนอกฎเกณฑ์ที่สามารถคำนวณหาความยาวคลื่นของรังสีเอกซ์ได้ นั่นคือ nl=2dsinq เมื่อ l คือความยาวคลื่นของรังสีเอกซ์ d คือระยะระหว่างระนาบของอะตอม และ q คือ Bragg angle อันนี้ หลายท่านอาจจะยังพอนึกออกนะครับ
ร่องรอยการเลี้ยวเบนของรังสีเอกซ์จากผลึกถูกบันทึกไว้ด้วยฟิล์มเอกซเรย์ เกิดเป็นจุดดำที่มีความดำแตกต่างกันสัมพันธ์กับความเข้มของรังสีเอกซ์ การวัดความดำของจุดเหล่านี้ ทำให้ทราบความเข้มของรังสีเอกซ์ที่เลี้ยวออกมาในทิศทางต่างๆที่สอดคล้องกับกฎของ Bragg คือบอกได้อย่างมั่นใจว่า จุดดำแต่ละจุดเหล่านี้ เลี้ยวเบนมาจากระนาบอะตอมชุดไหน และสามารถนำความเข้มของรังสีเอกซ์ที่วัดได้ทั้งหมดนี้ ไปคำนวณหาตำแหน่งของอะตอมได้อย่างแม่นยำและน่าอัศจรรย์
ดังนั้นในปี พ.ศ. 2458 สองพ่อลูกตระกูล Bragg จึงได้รับรางวัลโนเบล สาขาฟิสิกส์ และถือว่าเป็นผลงานที่เป็นจุดกำเนิดของ ผลึกวิทยารังสีเอกซ์ (X-rays Crystallography)


โครงสร้าง 3 มิติของโปรตีน
ตอนนี้ ยานท่องกาลเวลากำลังมาถึงพ.ศ. 2469 เป็นเรื่องการใช้รังสีเอกซ์ส่องดูโครงสร้างของโปนตีน
เมื่อมองลึกลงไปในเซลล์ของมนุษย์เราทั้งหลาย แม้ในช่วงเวลาสั้นมากๆ มันก็มีปฏิกิริยาเคมีเกิดขึ้นจำนวนมากมาย ที่ควบคุมหรือเร่งปฏิกิริยาด้วยเอ็นไซม์
 ปรากฏว่าใน พ.ศ. 2469 James Batcheller Sumner สามารถทำในสิ่งที่ไม่น่าจะเป็นไปได้ คือเขาทำให้เอ็นไซม์เป็นผลึกได้ และพิสูจน์ได้ว่า เอ็นไซม์ คือ โปรตีน หมายความว่า โปรตีนทำให้เป็นผลึกได้นั่นเอง

นี่เป็นก้าวแรกที่มีความสำคัญอย่างยิ่ง ที่นำไปสู่การวิเคราะห์โครงสร้างแบบ 3 มิติของโปรตีน ด้วยการใช้การเลี้ยวเบนของรังสีเอกซ์ตามวิธีการของผลึกวิทยารังสีเอกซ์ หมายความง่ายๆ ย่อๆ ว่า เมื่อเราทำโปรตีนให้เป็นผลึกได้แล้ว (ซึ่งต้องใช้เทคนิคพิเศษจริงๆมิฉะนั้นโปรตีนก็จะสูญเสียสภาพไป) จากนั้นยิงรังสีเอกซ์ผ่านผลึกของโปรตีน ก็จะเกิดการเลี้ยวเบน บันทึกภาพการเลี้ยวเบนของรังสีเอกซ์ วัดความเข้มของรังสีเอกซ์ที่เลี้ยวเบนออกมาในทิศทางต่างๆ นำไปคำนวณโครงสร้างของโปรตีน
เห็นไหมครับว่า รังสีเอกซ์ส่องเห็นการจัดตัวอะตอมที่เป็นองค์ประกอบของโปรตีนในสถานะผลึก ทำให้เข้าใจโปรตีนได้ดีขึ้นอย่างมาก ดังนั้นใน พ.ศ. 2489 James Batcheller Sumner พร้อมคณะได้แก่ John Howard Northrop และ Wendell Meredith Stanley จึงได้รับรางวัลโนเบล สาขาเคมี

การสั่นพ้องแม่เหล็กของนิวเคลียส (NMR)
ยานท่องกาลเวลาพาเรามาถึงจุดสำคัญอีกจุดหนึ่ง พ.ศ. 2488 คือ การสั่นพ้องแม่เหล็กของนิวเคลียส หรือ NMR ย่อมาจาก Nuclear Magnetic Resonance

พ.ศ. 2488 ทีมวิจัย 2 ทีม ทีมหนึ่งนำโดย Felix Bloch นักฟิสิกส์ชาวสวิตเซอร์แลนด์จากมหาวิทยาลัยสแตนฟอร์ด อีกทีมหนึ่งนำโดย Edward Mills Purcell นักฟิสิกส์ชาวอเมริกันจากมหาวิทยาลัยฮาร์วาร์ด ค้นพบการสั่นพ้องแม่เหล็กของนิวเคลียส และทั้งสองทีมได้รับรางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ร่วมกันจากผลงานนี้ใน พ.ศ. 2495
NMR หรือการสั่นพ้องแม่เหล็กของนิวเคลียสคืออะไร
ลองดูที่นิวเคลียสของอะตอมไฮโดรเจนซึ่งมีแม่เหล็กอ่อนๆ เมื่อวางระบบนิวเคลียสไฮโดรเจนไว้ในสนามแม่เหล็กสม่ำเสมอ ระบบนิวเคลียสไฮโดรเจนจะมีความถี่ธรรมชาติหรือความถี่ลาร์มอร์ (Larmor Frequency) ค่าหนึ่งขึ้นกับความแรงของสนามแม่เหล็กจากภายนอก ระบบนิวเคลียสไฮโดรเจนนี้จะสามารถดูดกลืนคลื่นวิทยุที่มีความถี่ตรงกับความถี่ธรรมชาติของระบบนิวเคลียสได้ เมื่อดูดกลืนคลื่นวิทยุจนหมดแล้ว ระบบนิวเคลียสก็คายพลังงานออกมา นี่แหล่ะครับคือ NMR อย่างง่ายที่สุด
video
การค้นพบนี้ นำไปใช้ประโยชน์ในทางเคมี เช่น การหาโครงสร้างของสารประกอบ เป็นต้น และที่สำคัญอีกอย่างหนึ่งคือ การนำไปใช้ในการสร้างภาพอวัยวะภายในร่างกายมนุษย์เพื่อวินิจฉัยโรคที่เรารู้จักกันดีคือ MRI (Magnetic Resonance Imaging)

รังสีเอกซ์เผยโครงสร้างรหัสลับของชีวิต
ยานท่องกาลเวลามาจอดที่ พ.ศ. 2495 เป็นปีที่ โรซาลินด์ แฟรงคลิน (Rosalind Franklin) และมอรีส วิลคินส์ (Maurice Wilkins) ชาวอังกฤษ เปิดข้อมูลภาพความลับของรหัสลับแห่งชีวิต เขาได้ใช้หลักการผลึกวิทยารังสีเอกซ์ ด้วยการใช้รังสีเอกซ์ส่องผ่านไปยัง DNA (Deoxyribonucleic acid ซึ่งเป็นกรดที่พบในใจกลางของเซลล์ บรรจุรหัสพันธุกรรมของชีวิตเราไว้) ของมนุษย์ และสามารถบันทึกภาพการเลี้ยวเบนของรังสีเอกซ์จาก DNA ได้ชัดเจนที่สุดเป็นครั้งแรกของโลก


เจมส์ วัตสัน (James Watson) และฟราซิส คริก (Francis Crick) ใช้ข้อมูลที่ได้จากการเลี้ยวเบนรังสีเอกซ์จาก DNA นำทางไปสู่การค้นพบว่า DNA มีโครงสร้างเป็นเกลียวคู่ รหัสลับของชีวิตถูกเฉลย ทำให้เราสามารถค้นหาคำตอบของชีวิตได้มากยิ่งขึ้น
พ.ศ. 2505 เจมส์ วัตสัน, ฟราซิส คริก และมอรีส วิลคินส์ ได้รับรางวัลโนเบล สาขาการแพทย์ ซึ่งก่อนหน้านั้น 4 ปี โรซาลินด์ แฟรงคลิน เสียชีวิตด้วยโรคมะเร็งรังไข่ด้วยวัยเพียง 37 ปีเท่านั้น มีความเป็นไปได้ว่าเป็นผลจากการได้รับปริมาณรังสีมากเกินไป เพราะเหตุที่เธอมีความมุ่งมั่นอย่างสูงในการทำการทดลอง ตอนที่รับรางวัลโนเบลนั้นก็น่าแปลใจ ที่สุภาพบุรุษทั้งสามท่านไม่กล่าวถึง โรซาลินด์ แฟรงคลิน เลยเหมือนถูกทิ้งไว้เบื้องหลังให้ถูกลืม ทั้งที่ผลงานของเธอนั้นชี้ขาดว่า DNA มีโครงสร้างเป็นเกลียวคู่ เธอจึงถูกขนานนามว่า “Dark Lady of DNA”

ภาพตัดเป็นชิ้นบางๆด้วยรังสีเอกซ์
ยานท่องกาลเวลามาจอดที่ พ.ศ. 2514
หากย้อนกลับไปดูการถ่ายภาพเอกซเรย์แบบธรรมดา ซึ่งได้ภาพเอกซเรย์ที่มีประโยชน์ต่อการวินิจฉัยโรค จากอดีตจนถึงปัจจุบันโดยส่วนใหญ่ยังใช้วิธีนี้ ซึ่งเราท่านทั้งหลายคุ้นเคยดีเมื่อไปถ่ายภาพเอกซเรย์ที่โรงพยาบาล อย่างไรก็ตาม เราพบปัญหาสำคัญคือ ภาพเอกซเรย์แบบธรรมดาที่ได้ มีการซ้อนทับกันของเงาของอวัยวะภายในร่างกายของเรา เช่น ภาพเอกซเรย์ทรวงอก เราจะเห็นเงาของเนื้อปอดและกระดูกซ้อนกัน ทำให้การวินิจฉัยโรคต้องใช้ความชำนาญและความพยายามสูง
พ.ศ.2514  เป็นปีที่ จี. เอ็น. เฮานสฟิลด์ (G.N. Hounsfield) วิศวกรของบริษัทอีเอ็มไอ ประเทศอังกฤษ ซึ่งได้รับแรงกระตุ้นจากผู้บริหารบริษัท ในฐานะที่เป็นคนชอบประดิษฐ์อุปกรณ์วิทยาศาสตร์ตั้งแต่วัยเยาว์ เขามองเห็นโอกาสความเป็นไปได้ ในการสร้างภาพเอกซเรย์จากการใช้ความเข้มของรังสีเอกซ์มาคำนวณ ในที่สุด เขาประสบความสำเร็จในการสร้างเครื่องมือรังสีเอกซ์ทางการแพทย์ ที่สามารถสร้างภาพตัดขวางของร่างกายมนุษย์ออกมาเป็นชิ้นบางๆ ซึ่งเรารู้จักกันดีในนาม CT หรือ Computed Tomography หรือเอกซเรย์คอมพิวเตอร์ หรือซีทีสแกน ด้วยการใช้รังสีเอกซ์ลำแคบเป็นเส้นดินสอยิงผ่านไปในระนาบที่ต้องการดูภาพ ในทิศทางต่างๆที่มากพอ เมื่อนำค่าความเข้มของรังสีเอกซ์ที่ทะลุผ่านออกมาไปคำนวณ จะสามารถสร้างภาพชิ้นบางๆนั้นได้ เป็นภาพที่เสมือนหั่นร่างกายออกมาเป็นชิ้นบางๆ
ผลงานนี้เป็นก้าวสำคัญของวงการรังสีทางการแพทย์ เป็นการปฏิวัติการถ่ายภาพเอกซเรย์ทางการแพทย์ครั้งสำคัญนับจากที่มีการค้นพบรังสีเอกซ์ สามารถแก้ปัญหาการซ้อนทับกันของภาพเงาของอวัยวะภายในร่างกายได้อย่างมีประสิทธิภาพ  และนำไปสู่เทคนิคการสร้างภาพรังสีเอกซ์ที่ทันสมัยตามมาอีกมากมาย เช่น การสร้างภาพ 3 มิติของหัวใจที่ใช้เวลาสั้นมากๆ เป็นต้น
พ.ศ. 2522 จี. เอ็น. เฮานสฟิลด์ และ เอ.เอ็ม. คอร์แม็ก (A.M. Cormack) จึงได้รับรางวัลโนเบลสาขาการแพทย์ หลายท่านอาจแปลกใจว่า เอ.เอ็ม. คอร์แม็ก คือใคร มีบทบาทเกี่ยวพันกับเรื่องนี้อย่างไร
เอ.เอ็ม. คอร์แม็ก เป็นนักฟิสิกส์นิวเคลียร์ ชาวอัฟริกาใต้ เมื่อพ.ศ. 2506 ได้ศึกษาในเชิงทฤษฎีเกี่ยวกับการคำนวณค่าการกระจายสัมประสิทธิ์การดูดกลืนรังสีเอกซ์ของตัวกลางที่รังสีเอกซ์เคลื่อนที่ผ่านไปในทิศทางต่างๆ ผลงานของเขาถือเป็นผลงานจุดกำเนิดของเรื่องนี้
แนวความคิดของ จี. เอ็น. เฮานสฟิลด์ และ เอ.เอ็ม. คอร์แม็ก คล้ายคลึงกับหลักการของผลึกวิทยารังสีเอกซ์ ต่างกันตรงที่  หลักการของผลึกวิทยารังสีเอกซ์ใช้การเลี้ยวเบนรังสีเอกซ์ แต่หลักการของซีทีสแกนใช้การดูดกลืนของรังสีเอกซ์ ซึ่งเป็นการส่องชีวิตที่น่าอัศจรรย์ยิ่ง

นิวเคลียสตื่นเต้นส่องชีวิตชัดเจน
ยานท่องกาลเวลาร่อนมาจอดที่สถานีสุดท้ายที่ พ.ศ. 2515 ณ จุดเวลานี้ เป็นจุดเริ่มของการใช้คลื่นวิทยุส่องชีวิต
พ.ศ. 2515 เลาเตอร์เบอร์ (Lauterbur) เป็นคนแรกที่พยายามสร้างภาพชิ้นบางๆของแฟนตอมที่ทำเป็นหลอดบรรจุน้ำขนาดเล็กโดยอาศัยการสั่นพ้องของแม่เหล็กนิวเคลียส (NMR) จนสำเร็จ และเขาเรียกวิธีการสร้างภาพแบบนี้ว่า เซียกมาโตกราฟฟี่ (Zeugmatography) แต่ไม่นิยมเรียกกัน เรานิยมเรียกว่า MRI (Magnetic Resonance Imaging) หรือ การสร้างภาพการสั่นพ้องแม่เหล็กของนิวเคลียส เป็นการทำการกระตุ้นนิวเคลียสของอะตอมเป้าหมายในที่นี้คือไฮโดรเจนให้ตื่นเต้นด้วยคลื่นวิทยุ เมื่อนิวเคลียสคลายความตื่นเต้น มันจะคลายพลังงานออกมาซึ่งตรวจจับได้และสามารถนำไปคำนวณสร้างภาพได้
ภาพที่เลาเตอร์เบอร์ใช้การสั่นพ้องแม่เหล็กของนิวเคลียสสร้างขึ้น ต่อมาเรียกว่า ภาพเอ็มอาร์ไอ เป็นภาพที่แสดงการกระจายของความหนาแน่นของโปรตอน และเวลาการผ่อนคลาย (relaxation time) ซึ่งกระจายอยู่ในหลอดน้ำปริมาณ 1 มิลลิลิตร จำนวน 2 หลอด ซึ่งในเวลาเดียวกันนั้น จี. เอ็น. เฮานสฟิลด์ ประสบความสำเร็จในการสร้าง CT แล้ว ทำให้นักวิทยาศาสตร์หลายกลุ่มหันมาสนใจผลงานของเลาเตอร์เบอร์กันมาก คงเพราะเห็นว่า เป็นวธีการสร้างภาพแบบที่ไม่ต้องใช้รังสีเอกซ์ โดยคาดหมายกันว่า หากวิธีการนี้ใช้ได้กับมนุษย์จะเป็นการดีทีเดียวเพราะอันตรายที่มีต่อมนุษย์แบบเดียวกับที่เกิดจากรังสีเอกซ์ไม่เกิดขึ้น




พ.ศ. 2519 แมนส์ฟิลด์ (Mansfield) และแมดส์เลย์ (Maudsley) ใช้การสั่นพ้องของแม่เหล็กนิวเคลียสเพื่อสร้างภาพอวัยวะภายในร่างกายมนุษย์ได้เป็นครั้งแรก และพัฒนาจนกระทั่งสามารถสร้างภาพได้ตลอดทั้งลำตัว
และในปีพ.ศ. 2546 เลาเตอร์เบอร์และแมนส์ฟิลด์ ได้รับรางวัลโนเบลสาขาการแพทย์ร่วมกัน

การส่องชีวิตด้วยรังสีที่ยานท่องกาลเวลาพาเราไปชมนั้น เป็นจุดเวลา (milestone) สำคัญๆที่เลือกมาเท่านั้น ความจริงแล้ว ยังมีการส่องชีวิตด้วยรังสีแบบอื่นๆอีก เช่น การใช้คลื่นเสียงความถี่สูงมากที่เราเรียกว่า Ultrasonography การใช้สารเภสัชรังสีเพื่อส่องดูหน้าที่การทำงานของอวัยวะต่างๆทางด้านเวชศาสตร์นิวเคลียร์ ส่องกันในระดับโมเลกุล เป็นต้น
ปัจจุบันนี้ การส่องชีวิตด้วยรังสีได้ถูกพัฒนาไปอย่างมากมาย เพิ่มประสิทธภาพในการส่องชีวิตมากยิ่งขึ้น ได้เห็นในสิ่งที่คลุมเครือหรือไม่เคยเห็นมาก่อน เกิดวิธีการแบบใหม่ มีการรวมภาพรังสีที่เกิดจากกระบวนการที่แตกต่างกัน ทำให้เราสามารถมองเห็นภาพเชิงกายวิภาคและหน้าที่การทำงานของอวัยวะต่างๆในเวลาเดียวกัน และยังเป็นประโยชน์ในการวางแผนการรักษาด้วยรังสีที่มีความเที่ยงตรงและแม่นยำมากยิ่งขึ้น การพัฒนายังไม่สิ้นสุด บอกไม่ได้ว่าจะไปสุดที่ใด เส้นทางนี้ยังอีกยาวไกลครับ  
จำนวนผู้อ่านบทความนี้ 538 ครั้ง (8พย2554-30พย2555)  

วันพุธที่ 12 ตุลาคม พ.ศ. 2554

มหาวิกฤติน้ำท่วม 2554 -ส่งแรงใจถึงผู้ประสบอุทกภัย


     เฉพาะช่วงเดือนกรกฎาคม 2554 เป็นต้นมา อิทธิพลของพายุโซนร้อน นกเตน ร่องมรสุมกำลังปานกลางถึงค่อนข้างแรงพาดผ่านประเทศไทย และด้วยเหตุผลอื่นที่ยังต้องการความชัดเจน ทำให้ประเทศไทยประสบกับอุทกภัยอย่างหนัก ภาพผืนดินกลายเป็นผืนน้ำขนาดกว้างใหญ่สุดลูกหูลูกตา เมืองที่อยู่อาศัยยานพานะจนน้ำ การสัญจรชะงัก มีให้เห็นในภาพข่าวทุกวัน ความวินาศสันตะโรเกิดขึ้นเป็นบริเวณกว้างหลายจังหวัด ตั้งแต่ภาคเหนือ-อีสานลงมาจนกระทั่งขณะนี้ถึงภาคกลางตอนล่างแล้ว เขื่อนใหญ่ๆมีปริมาณน้ำเกินกว่า 100% มีมากกว่า 10 เขื่อน น้ำป่าหลากดินโคลนถล่มอย่างไม่ทันตั้งตัว พนังกั้นน้ำพัง น้ำทะลักเข้าเมือง ที่ทำมาหากินเสียหาย ฝนกระหน่ำซ้ำเติม ผู้คนได้รับความเดือดร้อนจำนวนมาก ต้องอพยพทิ้งถิ่นที่อยู่อาศัยเป็นการชั่วคราว รถจำนวนมากย้ายไปจอดบนถนนสูง ถนนต่างระดับ  ห้างสรรพสินค้า เหมือนมดหนีน้ำ ได้เห็นภาพความผูกพันของผู้เฒ่าผู้แก่ที่มีต่อบ้านเรือนถิ่นที่อยู่มานานโดยไม่ยอมอพยพออกไปในจุดที่ปลอดภัยกว่า เศร้าใจจริง ได้เห็นภาพความมีน้ำใจที่ยิ่งใหญ่ของคนไทยทั้งประเทศอีกครั้ง






     และภาวะการณ์นี้น่าจะยังคงมีต่อเนื่องไปอีกหลายวัน เป็นเดือน อาจหลายเดือน ประกายรังสีจึงขอแสดงความเสียใจ เห็นใจ ต่อผู้ที่ได้รับผลกระทบทั้งหลาย และขอให้เข้มแข็ง มีกำลังใจที่จะฝ่าฟันให้ผ่านพ้นอุปสรรคนี้ไปได้ คนไทยไม่ทิ้งกันครับ

ผลกระทบต่อชีวิต
     เสียชีวิต 446 คน สูญหาย 2 คน
     ผู้คนเดือดร้อนจำนวน 1,175,264 ครัวเรือน 3,160,417 คน
     (ศูนย์ปฏิบัติการรองรับเหตุฉุกเฉิน กรมป้องกันและบรรเทาสาธารณภัย 5 พย 2554)

ผลกระทบต่อปัจจัยสี่และปัจจัยที่ห้า
บริเวณถนนหน้ามหาวิทยาลัยมหิดล ศาลายา ภายในมหาวิทยาลัยไม่มีปัญหาน้ำท่วม

    น้ำท่วมทุกครั้งนอกจากหลายชีวิตจะสูญเสียไป ปัจจัยสี่ก็ถูกทำลายหนักเบาแตกต่างกันไป แต่คราวนี้รู้สึกได้ว่าหนักหนาสาหัส ปัจจัยสี่ที่ได้รับผลกระทบได้แก่
     อาหาร-น้ำดื่ม แทบไม่ต้องอธิบายเลยเพราะคนเราต้องกิน ในภาวะที่น้ำท่วมแรงอย่างนี้ ผู้ประสบภัยที่ไม่ทันตั้งตัวจะลำบากแน่ๆ หากมองแหล่งผลิตอาหารซึ่งมาจากเลือกสวนไร่นา ที่ปลูกไปแล้ว  ตอนนี้ล่มไปจำนวนมาก และที่รอการพราะปลูกเจริญงอกงามก็อาจเหลื่อมฤดูกาล ผลผลิตอาจไม่เต็มเม็ดเต็มหน่วย มีการคาดการณ์ว่าปีนี้ราคาข้าวจะแพง
     ที่อยู่อาศัย-ถนนหนทาง-สิ่งแวดล้อม ถูกท่วมหรือทำลายจนไม่สามารถอยู่อาศัย และไม่สามารถใช้สัญจรไปมาได้จำนวนมาก ส่งผลเสียหายเป็นปฏิกิริยาลูกโซ่  ต้องตั้งศูนย์พักพิงชั่วคราว

      เมื่อน้ำท่วมนาน สิ่งแวดล้อมเริ่มเสื่อมโทรม ขยะมากมายเก็บไม่ได้ ปะปนในน้ำเป็นปริมาณมาก ทำให้น้ำเน่าเสีย มีการร่วมมือกันทำ EM-ball (Effective Microorganisms) ด้วยจิตอาสาจำนวนมาก เพื่อนำไปใส่ลงในน้ำที่กำลังเน่าหวังให้น้ำดีขึ้น แต่ก็มีข้อมูลของนักวิชาการด้านสิ่งแวดล้อมว่า การใช้ EM-ball ไม่น่าจะได้ผล ต้องหาวิธีเติมออกซิเจนลงไปในน้ำด้วยวิธีอื่น

     นอกจากนี้ ยังมีเรื่องสัตว์ร้ายหลุดออกมาในน้ำ เช่น จระเข้ งูพิษ ปลาช่อนอะเมซอน เป็นต้น สิ่งเหล่านี้เป็นผลกระทบที่ทำให้การดำรงชีวิตของมนุษย์ในบามวิกฤติแบบนี้ไม่เป็นปกติสุข
     เครื่องนุ่งห่ม จมหายไปกับสายน้ำ ต้องหามาทดแทน ราคาก็อาจสูงขึ้น เพราะโรงงานอุตสาหกรรมก็ได้รับผลกระทบจนไม่สามารถดำเนินการผลิตวัตถุดิบได้
     ยารักษาโรค การเจ็บป่วยในสภาพน้ำท่วม เป็นเรื่องทุกข์ร้อนแสนสาหัส ขาดการรักษาที่เหมาะสม ยาไม่มี น้ำหมด อาหารขาดแคลน ที่อยู่อาศัยก็อยูไม่ได้
     โรงพยาบาลที่ให้บริการรักษาผู้ป่วย พลันได้รับผลกระทบอย่างรุนแรงในบางแห่ง นอกจากต้องขนย้ายผู้ป่วยกันจ้าระหวั่นแล้ว เครื่องไม้เครื่องมือทางการแพทย์ก็พลอยมาเสียหายไปกับพิษภัยของน้ำท่วมคราวนี้ด้วยอีกไม่รู้เท่าไร ยากที่จะคาดเดา เครื่องมือแพทย์ส่วนใหญ่มีราคาแพง เช่น เครื่องเอกซเรย์ เครื่องเอกซเรย์คอมพิเตอร์ ฯลฯ ที่ยกตัวอย่างนี้เป็นเครื่องมือที่เคลื่อนย้ายไม่ได้ และส่วนใหญ่ชอบจะติดตั้งไว้ชั้นล่างของตัวอาคาร เพราะเป็นเครื่องมือที่มีน้ำหนักมาก จึงมีโอกาสเสียหายสูงมากเช่นที่เกิดที่จังหวัดนครสวรรค์

     ปัจจัยที่ห้า เป็นเรื่องของจิตใจที่ผู้คนทั้งประเทศได้รับหนักเบาต่างกัน แน่นอน ผู้ที่สูญเสียญาติมิตร ทรัพย์สิน ย่อมมีสภาพจิตใจที่ย่ำแย่มากกว่า บางคนมากจนต้องรักษา บางคนที่แม้จะสูญเสียมากแต่มีวิธีคิดที่ทำให้เกิดกำลังใจสู้ต่อไป ตัวอย่างเช่นคุณตัน ผู้ชายที่หัวใจไม่เคยยอมแพ้ (ขอบคุณ youtube และ MrJameskungg)

ข้อเสนอแนะรับมือน้ำท่วมเครื่องมือแพทย์
     ในสภาพเช่นนี้ โรงพยาบาลที่น้ำท่วมไปแล้ว เครื่องไม้เครื่องมือเสียหายแล้ว ไม่ทราบจะทำอย่างไร นอกจากถ้ามีประกันอุทกภัยคงค่อยยังชั่ว 
     โรงพยาบาลบางแห่งอาจอยู่ในความสุ่มเสี่ยงที่น้ำอาจท่วมถึง ในภาวะที่เผชิญกับการโจมนี้ด้วยน้ำที่คาดไม่ถึง ถ้ามีเวลาควรเตรียมตัวไว้ล่วงหน้า ถ้าน้ำค่อยๆเอ่อขึ้นช้าๆ และระดับน้ำไม่สูงมาก เราทำห้องให้เป็นห้องนิรภัยได้ไหม คือ ทำอย่างไรก็ได้ที่ไม่ให้น้ำเข้ามาในห้องซีที ห้องเอกซเรย์ และห้องอื่นๆได้ อุดช่องให้หมด
     นึกถึงถ้าถูกโจมตีด้วย fallout ฝุ่นรังสีปลิวมามองไม่เห็นด้วย เรายังมีวิธี seal ประตู หน้าต่าง ทางเข้าห้องได้ ซึ่งใช้แผ่นพลาสติกปิดช่องประตูหน้าต่างไว้ยึดด้วยเทปกาว
     ทีนี้ เรามองเห็นน้ำน่าจะง่ายกว่า มันต่างกันตรงที่น้ำมีแรงดัน และแรงดันเฉลี่ยของมันเป็นปฏิภาคกับกำลังสองของความลึก หมายความว่า หากน้ำลึก 20 cm มีแรงดันน้ำเฉลี่ยเป็น P ถ้าระดับน้ำเพิ่ม 2 เท่า คือน้ำลึกเป็น 40 cm แล้วละก็ แรงดันน้ำจะเป็น 4P คือ 4 เท่าของแรงดันเดิม เป็นต้น 
     ควรมีแผนฉุกเฉิน เตรียมอุปกรณ์ให้พร้อมเพื่อ ใช้อุดห้อง อย่าให้ห้องซีที หรือห้องเครื่องมือรังสี หรือห้องอื่นๆ มีช่องรั่วที่น้ำจะเข้าได้ อย่าให้น้ำเข้ามาในห้องแม้แต่หยดเดียว เป็นภาระกิจสำคัญสุดของเราที่ต้องเตรียมการเดี๋ยวนี้เลยครับสำหรับโรงพยาบาลที่มีความเสี่ยงกับน้ำตอนนี้ 
     สิ่งต่างๆเหล่านี้น่าจะช่วยได้ เช่น ผ้าพลาสติด เทปกาว ดินน้ำมัน กระสอบทราย เครื่องปั๊มน้ำ ฯลฯ 

ความขัดแย้งที่ยังปรากฏให้เห็น
    มหาวิกฤติจากน้ำท่วมความกว้างขนาดเท่าประเทศเดนมาร์คที่เกิดขึ้นขณะนี้ไม่เคยเกิดกับประเทศไทย และการเกิดครั้งนี้หลายประเทศในภูมิภาคเดียวกันก็เกิดด้วย ในประเทศไทยก็ยังปรากฏความขัดแย้งทางความคิดของผู้คนเป็นวงกว้างอีก จึงเกิดมีความรู้สึกว่า ผมอยากเห็นคนไทย 
     ++เรียนรู้และใช้โอกาสนี้ยุติความขัดแย้งซะ 
     ++แยกแยะเรื่องส่วนตัวกับเรื่องของประเทศขณะที่หายนะรออยู่ 
     ++ไม่ฉกฉวยโอกาสหาประโยชน์บนความเดือดร้อนของคนจำนวนมาก 
     ++ไม่เห็นแก่ตัวโดยใช้สถานะการณ์นี้คิด/ทำเพื่อทำลายล้างกัน 
     ++ใช้หลักกาลามสูตรในการเสพข่าวสาร.. 
ไม่รู้อยากมากไปหรือเปล่าครับ


ลิงค์รวมข้อมูลเพื่อช่วยเหลือผู้ประสบอุทกภัย
     ข้อมูลเพื่อช่วยเหลือผู้ประสบอุทกภัย  มีข้อมูลครบถ้วนเลยครับ
     สภาวะระดับน้ำในแม่น้ำเจ้าพระยา (กองทัพเรือ)
     EM และน้ำมักชีวภาพแก้ไขปัญหาน้ำเน่าเสัยได้จริงหรือ?
     รายงานสภาพการจราจร
     รู้ทันน้ำ

     แผนที่แสดงจุดเกิดอุทกภัยบนทางหลว
     Sea Level Rise Explorer
     พื้นที่ที่ได้รับผลกระทบ
     ภาพถ่ายดาวเทียมสภาพอากาศแบบ animation 



สถานะการณ์น้ำท่วมที่อาจเกิดกับกรุงเทพฯ (11ตค2554)







วันเสาร์ที่ 1 ตุลาคม พ.ศ. 2554

ฉลอง 40 ปีเอกซเรย์คอมพิวเตอร์


(1,231 ครั้ง)
(เผยแพร่ครั้งแรก 19กย2554)
เอกซเรย์คอมพิวเตอร์ ชื่อนี้ชาวบ้านคนทั่วไปรู้จักดี และเป็นเครื่องมือรังสีที่มีราคาแพงมาก โรงพยาบาลโดยเฉพาะของเอกชนจะใช้มันเป็นจุดขาย เอกซเรย์คอมพิวเตอร์มาจากภาษาอังกฤษว่า Computed Tomography ซึ่งราชบัณฑิตยสถานได้บัญญัติศัพท์ภาษาไทยไว้ว่า การถ่ายภาพรังสีส่วนตัดอาศัยคอมพิวเตอร์ เอกซเรย์คอมพิวเตอร์ถูกนำมาใช้งานทางคลินิกครั้งแรกเมื่อ 40 ปีที่ผ่านมาแล้ว คือเมื่อวันที่ 1 ตุลาคม ค.ศ. 1971 ที่โรงพยาบาลแอทคินสัน มอร์เลย์ (Atkinson Morley) ตั้งอยู่ที่ Copse Hill, Wimbledon, London ประเทศอังกฤษ ในช่วงเวลา 40 ปีที่ผ่านมา มีการใช้งานเอกซเรย์คอมพิวเตอร์อย่างแพร่หลาย เพื่อเป็นการเฉลิมฉลองในโอกาสครบ 40 ปีของการใช้งานเอกซเรย์คอมพิวเตอร์ ขอถือโอกาสนี้ เล่าเกร็ดประวัติศาสตร์ตอนสำคัญที่เกี่ยวข้อง เพื่อเป็นการรำลึกถึงครับ

ค.ศ.
1895 พบเอกซเรย์
เมื่อเย็นวันศุกร์ที่ 8 พฤศจิกายน ค.. 1895 นักฟิสิกส์ชาวเยอรมันชื่อ วิลเฮล์ม คอนราด เรินท์เกน (Wilhelm Conrad Roentgen) ค้นพบรังสีเอกซ์ (x-ray) ขณะทำการศึกษารังสีแคโทด (cathode ray) เมื่อใช้ความต่างศักย์ไฟฟ้าสูงมาก ผมได้เขียนบทความรำลึก 115 ปีแห่งการต้นพบเอกซเรย์ไปแล้วเมื่อปีที่แล้วลองอ่านดูนะครับ และให้สัมภาษณ์สถานีวิทยุกระจายเสียงแห่งประเทศไทยด้วยครับ ปัจจุบัน องค์การอนามัยโรคกำหนดให้วันที่เรินท์เกนค้นพบรังสีเอกซ์เป็น วันรังสีเทคนิคโลก




     รังสีเอกซ์ถูกนำมาใช้ประโยชน์ในทางการแพทย์ ในระยะแรกกระทำเพียงฉายรังสีเอกซ์ไปยังผู้ป่วยเพื่อตรวจหาสิ่งผิดปกติของอวัยวะภายในร่างกายของผู้ป่วย โดยอาศัยหลักการเกิดภาพเช่นเดียวกับการเกิดภาพเงาดำของร่างกายของเราบนพื้นขณะที่เรายืนอยู่กลางแสงแดด
     ปัญหาสำคัญที่เป็นอุปสรรคต่อการวินิจฉัยโรคด้วยการพิจารณาจากภาพถ่ายเอกซเรย์ธรรมดาหรือที่ได้ตามวิธีการนี้คือ
     ประการแรก การซ้อนทับกันของเงาของอวัยวะใน 3 มิติ (Object, 3D) บนฟิล์มรับภาพซึ่งเป็นระบบ 2 มิติ (Image, 2D) ทำให้ภาพเอกซเรย์แบบนี้ดูซับซ้อนยากต่อการวินิจฉัยโรค
     ประการที่สอง ภาพถ่ายเอกซเรย์แบบธรรมดาไม่สามารถแยกความแตกต่างของซอฟท์ทิชชู (soft tissue) เช่น ไม่สามารถแยกความแตกต่างระหว่างตับและตับอ่อน เป็นต้น
     ประการที่สาม ภาพเอกซเรย์แบบธรรมดาไม่สามารถบอกความหนาแน่นที่แตกต่างกันของสารที่เป็นองค์ประกอบของโครงสร้างภายในร่างกายมนุษย์ ภาพเอกซเรย์ธรรมดาเหล่านี้เป็นเพียงการบันทึกการดูดกลืนโดยเฉลี่ยของเนื้อเยื่อต่างๆ ที่รังสีเอกซ์ทะลุทะลวงผ่านออกมาเท่านั้น




..1922 Conventional Tomography
นายแพทย์ชาวฝรั่งเศสชื่อ โบเคจ (Bocage) ได้เสนอเทคนิคการถ่ายภาพที่เรียกว่า โทโมกราฟฟี่ (tomography คำว่า tomo แปลว่า ตัดหรือชิ้นบางๆ) ซึ่งเป็นเทคนิคที่ทำให้ได้ภาพของโครงสร้างภายในร่างกายชัดเจนเพียงระนาบใดระนาบหนึ่งเท่านั้น ขณะเดียวกันภาพเงาของระนาบอื่นก็ปรากฏซ้อนทับออกมาด้วยแต่ไม่คมชัด เทคนิคนี้จึงแก้ปัญหาในประการแรกที่เกี่ยวกับการซ้อนทับกันของเงาของอวัยวะภายใน (3D) ที่ปรากฏบนฟิล์มรับภาพ (2D) ได้แต่ไม่สมบูรณ์ ขณะถ่ายภาพหลอดเอกซเรย์และฟิล์มเอกซเรย์จะเคลื่อนที่พร้อมกันแต่เคลื่อนที่ในทิศทางตรงข้ามกัน เพื่อต้องการกำจัดภาพเงาของระนาบที่อยู่ด้านบนและระนาบที่อยู่ด้านล่างของระนาบที่ต้องการออกไป ภาพที่ได้แม้จะชัดเจนเพียงระนาบเดียวคือระนาบที่เรียกว่า ระนาบโฟกัส (focal plane) แต่ภาพจะมีคอนทราสต์ (contrast) ลดลงมากเพราะในการถ่ายภาพแบบนี้จะมีรังสีกระเจิง (scattered radiation) ค่อนข้างสูง

Reference 1. Bocage AEM. Method of, and apparatus for, radiography on a moving plate. Republic of France, National Office of Industrial Property, Patient No. 536464, applied June 3, 1921, published May 4, 1922. 

หลายสิบปีต่อมามีการตั้งสมมติฐานว่า ถ้ายิงรังสีเอกซ์ลำเล็กๆทะลุผ่านผู้ป่วยไปตกกระทบที่หัววัด แล้วกวาดลำเอกซเรย์ไปในระนาบหนึ่งที่ต้องการตรวจ และกระทำซ้ำกันโดยบิดมุมของลำเอกซเรย์ไป ข้อมูลความเข้มรังสีเอกซ์ที่บันทึกได้โดยหัววัดน่าจะสามารถนำไปใช้ศึกษาการจำแนกของสัมประสิทธิ์การลดลง (attenuation coefficient) ภายในระนาบนั้นได้ หมายความว่า จะสามารถสร้างภาพของระนาบที่สนใจได้ เพราะความหนาแน่นของเนื้อเยื่อมีความสัมพันธ์กับสัมประสิทธิ์การลดลง ถ้าเป็นจริงการคำนวณสร้างภาพจะต้องเกิดขึ้นและต้องอาศัยคอมพิวเตอร์ (computer) ซึ่งในเวลาต่อมา สมมติฐานดังกล่าวได้กลายเป็นความจริง โดยการบุกเบิกของนักคิดอย่าง คอร์แม็ก (A.M. Cormack) และนักประดิษฐ์อย่าง เฮานสฟิลด์ (G.N. Hounsfield)

ค.ศ.1956-1964 Cormack


คอร์แม็ก (A.M. Cormack) นักฟิสิกส์นิวเคลียร์แห่งภาควิชาฟิสิกส์ มหาวิทยาลัยเคฟทาวน์ (Capetown University) มีแรงดลใจในการพัฒนางานการสร้างภาพจากข้อมูลความเข้มของรังสีที่บันทึกได้ เมื่อเขาได้ทำงานที่โรงพยาบาลกรุทเชอ (Groote Shuur) ประมาณกลาง ค..1956 ระหว่างทำงานในโรงพยาบาลนั้น เขาพบข้อบกพร่องเกี่ยวกับการวางแผนรักษาโรคด้วยรังสี กล่าวคือ ในการฉายรังสีเข้าไปในตัวผู้ป่วยเพื่อทำการักษาโรค ขณะนั้นแพทย์จะพิจารณาและตัดสินใจเลือกไอโซโดสคอนทัวร์ (isodose contours) แบบที่เหมาะที่สุด แต่ไอโซโดสคอนทัวร์นั้นได้จากไอโซโดสชาร์ต (isodose charts) ที่คิดคำนวณมาจากการกระจายของปริมาณการดูดกลืนรังสีในตัวกลางที่มีเนื้อเหมือนกันตลอด จึงทำให้การตัดสินใจในการกำหนดการรักษาของแพทย์คลาดเคลื่อนจากความเป็นจริง เพราะร่างกายผู้ป่วยมิได้ประกอบด้วยสารเนื้อเดียวกันตลอด คอร์แม็กคิดว่า
     ถ้าทราบการกระจายของสัมประสิทธิ์การลดลงในร่างกายผู้ป่วย จะสามารถปรับปรุงการวางแผนรักษาโรคด้วยรังสีให้มีประสิทธิภาพมากขึ้นได้ และการจะทราบค่าการกระจายของสัมประสิทธิ์การลดลง น่าจะสามารถทำได้โดยการคำนวณจากข้อมูลความเข้มของรังสีที่ทะลุผ่านร่างกายผู้ป่วยออกมาในทิศทางต่างๆที่มากพอ
     คอร์แม็กใช้เวลาประมาณหนึ่งปีพัฒนาวิธีการทางคณิตศาสตร์เพื่อคำนวณค่าการกระจายของสัมประสิทธิ์การลดลงของตัวกลาง เขาสร้างเครื่องมือเพื่อทดสอบทฤษฎีการคำนวณดังกล่าว สร้างจากเครื่องกลึงเก่าราคาถูกมาก


คอร์แม็กใช้รังสีแกมมาที่ได้จากธาตุโคบอลต์-60 (Co-60) ซึ่งอยู่ในถ้ำทรงกระบอก ยิงผ่านแฟนตอม (phantom) ที่ทำจากอะลูมิเนียมและไม้ อยู่ตรงกลางระหว่างทรงกระบอกทั้งสองอัน เมื่อรังสีแกมมาทะลุผ่านแฟนตอมออกมาแล้วจึงใช้ไกเกอร์เคาน์เตอร์ (Geiger counter) เป็นตัววัดความเข้ม จากข้อมูลความเข้มรังสีแกมมาที่วัดได้ในทิศทางต่างๆ ด้วยวิธีการหมุนแฟนตอมที่วางบนแท่นกลึง สามารถนำไปคำนวณค่าการกระจายของสัมประสิทธิ์การลดลงของแฟนตอมได้ตามวิธีการที่คอร์แม็กเตรียมไว้ ปรากฏว่าได้ผลการคำนวณสอดคล้องกับความเป็นจริงอย่างดีเยี่ยม คอร์แม็กแสดงผลงานนี้ครั้งแรกที่มหาวิทยาลัยทัฟต์ส (Tufts University) ปรากฏว่าไม่ได้รับความสนใจจากผู้เข้าร่วมประชุมซึ่งส่วนใหญ่เป็นนักฟิสิกส์รังสี (radiological physicist) แต่ผลงานของเขาได้ตีพิมพ์ไว้ในวารสารทางวิชาการที่เกี่ยวข้อง และเป็นหลักฐานสำคัญที่ยืนยันว่า คอร์แม็กคือผู้เริ่มต้นงานเอกซเรย์คอมพิวเตอร์   
    Reference 2.
Cormack AM. Representation of a function by its line integrals with some radiological applications. J Appl Phys 1963; 34:2722-2727.
Reference 3.Cormack AM. Representation of a function by its line integrals with some radiological applications II. J Appl Phys 1964; 35:2908-2913.

ค.ศ.
1967-1972 Hounsfield
     เฮานสฟิลด์ (G.N. Hounsfield) วิศวกรของบริษัทอีเอ็มไอ (EMI, Electric and Musical Industries) มีความเชี่ยวชาญทางคอมพิวเตอร์ ผลงานวิจัยทางคอมพิวเตอร์ของเขานำไปสู่การพัฒนา EMIDEC 1100 ซึ่งเป็นเครื่องคอมพิวเตอร์เครื่องแรกที่ออกแบบมาใช้งานทางด้านธุระกิจในประเทศอังกฤษ เฮานสฟิลด์เริ่มงานหลังคอร์แม็กร่วม 10 ปี งานของเขาไม่มีความเกี่ยวข้องหรือเลียนแบบงานของคอร์แม็ก แรงผลักดันที่ทำให้เฮานสฟิลด์สนใจค้นคว้าเรื่องนี้ เกิดจาการที่ต้องทำงานตามหน้าที่ที่ต้องปฏิบัติการวิจัยที่บริษัทอีเอ็มไอ ค.. 1967 เขาคาดหมายว่า
     เทคนิคทางคณิตศาสตร์น่าจะถูกนำมาใช้คำนวณสร้างภาพในร่างกายผู้ป่วยได้ โดยคำนวณจากข้อมูลความเข้มรังสีที่วัดได้จากการที่รังสีทะลุผ่านร่างกายของผู้ป่วยออกมา
     เขาตระหนักดีว่า การได้มองเห็นภาพของร่างกายผู้ป่วยถูกตัดออกมาเป็นชิ้นบางๆ จะต้องเป็นประโยชน์อย่างมากสำหรับงานทางด้านการวินิจฉัยโรคด้วยรังสี


เฮานสฟิลด์เริ่มพิจารณาทฤษฎีการคำนวณสร้างภาพอย่างละเอียด โดยได้มีการคำนึงถึงอันตรายที่ผู้ป่วยจะได้รับและความถูกต้องของภาพที่จะเกิดขึ้นด้วย เขาเริ่มทำการทดลอง ด้วยการสร้างเครื่องมือที่มีส่วนประกอบคล้ายคลึงกับเครื่องมือของคอร์แม็ก แต่ใช้รังสีแกมมาที่แผ่ออกมาจากธาตุอะเมอริเซียม (americium) ยิงทะลุผ่านแฟนตอม แล้วใช้หัววัดแบบผลึก (crystal detector) เป็นตัววัดรังสีแกมมา ข้อมูลความเข้มของรังสีแกมมาที่ทะลุผ่านแฟนตอมออกมาทั้งหมด จะถูกบันทึกลงบนเทปกระดาษแล้วนำไปคำนวณสร้างภาพด้วยคอมพิวเตอร์ เทคนิคทางคณิตศาสตร์ที่ใช้คือ การสร้างภาพแบบอิทเทอเรชัน (iterative reconstruction) การทดลองในตอนแรกนี้กระทำหลายครั้ง พบว่าในการเก็บข้อมูลความเข้มรังสีแกมมาเพื่อให้เพียงพอสำหรับการคำนวณสร้างภาพหนึ่งภาพจะต้งใช้เวลานานถึง 9 วัน และใช้เวลาในการคำนวณสร้างภาพนานถึง 2 ชั่วโมง 30 นาที


     เนื่องจากเวลาที่ใช้ในการเก็บข้อมูลความเข้มของรังสีแกมมานานเกินไป เพราะรังสีแกมมาที่ใช้แผ่ออกจากแหล่งกำเนิดที่มีกำลังต่ำ เฮานสฟิลด์จึงเปลี่ยนมาใช้รังสีเอกซ์ที่ได้จากหลอดรังสีเอกซ์แทน ประกอบด้วย หลอดรังสีเอกซ์ แฟนตอมที่เป็นสมองดองของมนุษย์ และหัววัดเอกซเรย์ ซึ่งทุกชิ้นส่วนถูกวางไว้บนแท่นคล้ายแท่นกลึง ด้วยความช่วยเหลือจาก เจมส์ เอ็มโบรส (James Ambrose) และหลุยส์ ครีล (Louis Kreel) ทำให้เฮานสฟิลด์สามารถใช้เวลาในการเก็บข้อมูลความเข้มเพียง 9 ชั่วโมง แล้วภาพสมองดองของมนุษย์ภาพแรกก็ถูกคำนวณสร้างขึ้นด้วยคอมพิวเตอร์ ซึ่งสามารถมองเห็นเกรย์แมตเตอร์ (gray matter) และไวท์แมตเตอร์ (white matter) ได้ค่อนข้างดีแต่จะมีอิทธิพลของฟอร์มาลิน (formalin) ปะปนออกมาด้วย ต่อจากนั้นเฮานสฟิลด์ได้ทดลองสร้างภาพของสมองวัวสดและไตของหมูที่ตายแล้ว ปรากฏว่าได้ภาพที่แสดงรายละเอียดทางกายวิภาคที่ชัดเจน



   หลังจากที่เฮานสฟิลด์ประสบความสำเร็จในตอนต้นแล้ว เขาได้สร้างเครื่องมือที่มีความสมบูรณ์มากขึ้นและสามารถใช้กับผู้ป่วยได้อย่างปลอดภัย โดยใน วันที่ 1 ตุลาคม ค.. 1971 ได้นำเครื่องที่สร้างเสร็จแล้วไปติดตั้งที่โรงพยาบาลแอทคินสัน มอร์เลย์ (Atkinson Morley) ประเทศอังกฤษ 
     ย่างเข้าสู่ปี ค.. 1972 เครื่องมือนี้ได้ทดลองใช้กับผู้ป่วยสุภาพสตรี โดยคาดว่าจะสามารถพบความผิดปกติในสมอง พบว่าภาพตัดขวางชิ้นบางๆที่เครื่องมือนี้สร้างขึ้นสามารถมองเห็นชัดเจนว่ามีก้อนกลมสีดำที่เป็นความผิดปกติเกิดในเนื้อสมอง วินิจฉัยว่าเป็นถุงน้ำ (cyst) เฮานสฟิลด์ใช้เวลาในการเก็บข้อมูลทางคลินิกเป็นเวลานาน 1 ปี 6 เดือน หลังจากนั้นจึงได้นำผลงานไปแสดงในการประชุมทางวิชาการประจำปีของ British Institute of Radiology ซึ่งจัดขึ้นเมื่อเดือนเมษายน ค.. 1972 ปรากฏว่าได้รับความสนใจอย่างสูงจากนักวิชาการและผู้ที่ทำงานเกี่ยวข้องกับรังสี นับเป็นการเริ่มต้นการปฏิวัติการถ่ายภาพเอกซเรย์ เป็นการเปลี่ยนแปลงศาสตร์ของการถ่ายภาพเอกซเรย์อย่างใหญ่หลวง (Paradigm Shift) จากที่เข้าใจง่ายๆแบบ Shadow Technique มาเป็นแบบที่ต้องคำนวณเพื่อสร้างภาพ


Reference 4. Hounsfield GN. Computerized transverse axial scanning (tomography) : Part 1. Description of system. Br J Radiol 1973; 46:1016-1022.


เครื่องมือที่เฮานสฟิลด์สร้างขึ้นในตอนแรกสามารถใช้วินิจฉัยโรคเฉพาะส่วนศีรษะเพียงอย่างเดียว และเนื่องจากเฮานสฟิลด์เป็นวิศวกรของบริษัทอีเอ็มไอ เครื่องมือนี้จึงเรียกว่า อีเอ็มไอเฮดสแกนเนอร์ (EMI Head Scanner) นอกจากนี้ยังมีการเรียกชื่อเครื่องมือนี้หลายแบบ เช่น ซีทีเอที (CTAT: Computerized Transverse Axial Tomography) ซีเอที (CAT: Computerized Axial Tomography) ซีทีทีอาร์ที (CTTRT: Computerized Transaxial Transmission Reconstructive Tomography) และอาร์ที (Reconstructive Tomography) เป็นต้น ในที่สุดสมาคมรังสีวิทยาแห่งอเมริกาเหนือ อาเอสเอ็นเอ (RSNA: Radiological Society of North America) ตกลงใช้คำว่า ซีที (CT: Computed Tomography) เพื่อใช้เรียกชื่อเครื่องมือนี้เมื่อมีการตีพิมพ์ผลงานวิจัยที่เกี่ยวข้องกับเรื่องนี้ในวารสารรังสีวิทยาซึ่งเป็นวารสารหลักของสมาคม

ค.ศ. 1979 รางวัลโนเบล
เมื่อข่าวความสำเร็จของเฮานสฟิลด์แพร่ออกไป ทำให้งานทางด้านนี้ได้รับการพัฒนาอย่างรวดเร็ว หากจะเปรียบเทียบระหว่างการค้นพบเอกซเรย์โดยเรินท์เกนในช่วงปลายปี ค..1895 และการประสบความสำเร็จในการสร้างซีทีโดยเฮานสฟิลด์ใน ค.. 1972 ซึ่งมีระยะเวลาห่างกันถึงประมาณ 77 ปี เรินท์เกนได้รับการยกย่องในฐานะผู้ที่สามารถเปิดเผยภาพอวัยวะภายในของร่างกายมนุษย์ได้ และทำให้คนทั่วไปในเวลานั้นตื่นกลัวปนดีใจกับอำนาจการทะลุผ่านของรังสีเอกซ์ แต่ด้วยประโยชน์มหาศาลของรังสีเอกซ์ในการวินิจฉัยโรคจากภาพเอกซเรย์ ทำให้เรินท์เกนได้รับรางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์เป็นคนแรกของโลกใน ค..1901 สำหรับเฮานสฟิลด์ได้รับการยกย่องและให้เกียรติเทียบเท่าเรนท์เกนจาก รังสีแพทย์ (Radiologist) นักรังสีเทคนิค (Radiological Technologist) นักฟิสิกส์การแพทย์ (Medical Physicist) และวิศวกรที่เกี่ยวข้อง ว่าเป็นผู้ที่เปิดโลกของการวินิจฉัยโรคด้วยรังสีเอกซ์แบบใหม่ จนทำให้เฮานสฟิลด์และคอร์แม็กได้รับรางวัลโนเบลสาขาการแพทย์ร่วมกันใน ค.. 1979

     Reference 5. Di Chiro G, Brooks RA. The 1979 Nobel prize in physiology or medicine. J Comput Assist Tomogr 1980; 4:241-245.
     GN.Hounsfield-Autobiography. Nobelprize.org
     GN.Hounsfield. Computed Medical Imaging. Nobel Prize Lecture, 8th December 1979.
     AM. Cormack-Autobiography. Nobelprize.org
     AM. Cormack. Early Two-Dimentional Reconstruction and Recent Topics Stemming From It. Nobel Prize Lecture, 8th December 1979.


Nobel Prizes for Imaging Life

     ขอส่งท้ายสำหรับตอนนี้ ด้วยการกล่าวถึงเฮานสฟิลด์ สำหรับเฮานสฟิลด์เป็นผู้ที่มีความุ่งมั่น ใฝ่รู้ ไม่ยอมแพ้ แม้จะไม่สำเร็จการศึกษาระดับปริญญา แต่ก็สามารถสร้างผลงานที่เป็นประโยชน์มหาศาลต่อชาวโลก และวันที่ 12 สิงหาคม 2547 เป็นวันที่เฮานสฟิลด์เสียชีวิต
 
    ผมคิดว่าคนทั้งหลายจึงไม่อาจวัดกันที่ปริญญาอย่างเดียว และไม่ควรจะมาเสียเวลาวัดกันว่าคุณจบระดับไหน ฉันจบระดับไหน ซึ่งเป็นการแสดงออกถึงความด้อยทางปัญญาที่แท้จริง ที่ร้ายกว่านั้นอาจมีบางคนคิดในเชิงดูถูกผู้ที่มีการศึกษาระดับต่ำกว่าว่าเรียนมาน้อยไม่ค่อยรู้อะไรหรอก ผมคิดว่า เราควรคิดถึงสิ่งที่เราควรทำร่วมกันให้เกิดเป็นประโยชน์ต่อสังคม  ตามความสามารถ ตามศักยภาพของเราอย่างเต็มที่ เอาสิ่งดีๆของทุกคนมารวมกันเพื่อสร้างพลังขับเคลื่อนให้เกิดการพัฒนาวงการรังสีและสังคมไทยให้ดียิ่งขึ้น โดยไม่ปล่อยให้เวลาผ่านไปเรื่อยๆ เฮานสฟิลด์เป็นตัวอย่างของคนที่ไม่จบปริญญา ที่มีผลงานระดับดีเลิศ จนได้รับรางวัลโนเบลในปี 1979 ซึ่งเป็นรางวัลแห่งเกียรติยศสูงสุดในทางวิชาการ และได้รับการสถาปนาให้มีศักดิ์เป็นอัศวิน Sir ของอังกฤษในปี 1981


มานัส มงคลสุข

Related Links:
1. Modern Medicine-Computerized tomography
2. Modern Medicine-History of X-rays
3. A Brief History of  CT
4. The Scanner Story: Documentary of Covering early CT Development    Part1    Part2
5. World Radiography Day: 8th November 2011
6.How a CT Scan Works by Vanderbilt Biomedical Engineers
7.Beckmann EC. CT scanning the early days. BJR 2006; 79:5-8. (pdf)
STAT
จำนวนผู้อ่านบทความนี้
 1,231 ครั้ง (19กย2554-3กย2556)