ระหว่างการผ่าตัดสมอง เครื่องมือที่สัมผัสหรือกดเนื้อเยื่ออาจกระทบการทำงานของระบบประสาทได้ การติดตามสัญญาณไฟฟ้าช่วยให้แพทย์ประเมินการเปลี่ยนแปลงของการทำงาน แต่ถ้าวัดแรงกดที่เกิดขึ้นพร้อมกันได้ เราอาจเข้าใจได้ชัดขึ้นว่าการใช้เครื่องมือกำลังส่งผลต่อเนื้อเยื่ออย่างไร
ทีมวิจัยจาก Huazhong University of Science and Technology ประเทศจีน ร่วมกับนักวิจัยจาก National University of Singapore พัฒนาระบบชีวอิเล็กทรอนิกส์ที่มีส่วนสัมผัสสมองแบบนิ่ม เรียกว่า Soft Neural Interface Bioelectronic System หรือ SNIBS ระบบนี้รวมการวัดแรงกดสัมผัส สัญญาณไฟฟ้า และอุณหภูมิ เพื่อเฝ้าระวังการบาดเจ็บระหว่างผ่าตัด งานวิจัยเผยแพร่ในวารสาร Nature Biomedical Engineering เมื่อวันที่ 7 ตุลาคม 2026 และทดสอบการใช้งานในแบบจำลองผ่าตัดเนื้องอกสมองของกระต่าย
ทำให้เซ็นเซอร์แนบกับสมอง และถอดออกได้
ความท้าทายไม่ได้อยู่ที่วงจรวัดเพียงอย่างเดียว ผิวสมองเปียกและลื่น ขณะที่เนื้อเยื่อมีความอ่อนนุ่ม เซ็นเซอร์จึงต้องสัมผัสได้แนบสนิทเพื่อรับสัญญาณ แต่การยึดติดต้องไม่สร้างปัญหาเพิ่มเมื่อถึงเวลาถอดอุปกรณ์ออก
นักวิจัยใช้ไฮโดรเจลที่มีไมโครสเฟียร์หรืออนุภาคทรงกลมขนาดเล็กซึ่งตอบสนองต่ออุณหภูมิ อนุภาคที่มีรูพรุนช่วยดูดซับของเหลวบริเวณผิวสัมผัส ทำให้ชั้นไฮโดรเจลแนบกับผิวสมองได้ดีขึ้น เมื่อให้ความร้อน อนุภาคจะเปลี่ยนสภาพและคายน้ำ ส่งผลให้แรงยึดเกาะลดลงเพื่อช่วยถอดอุปกรณ์ออก
วัสดุส่วนนี้จึงทำหน้าที่ทั้งรักษาการสัมผัสระหว่างการวัด และปรับการยึดเกาะเมื่อสิ้นสุดการใช้งาน เป็นตัวอย่างของการออกแบบวัสดุชีวภาพให้ทำงานร่วมกับระบบอิเล็กทรอนิกส์โดยตรง
วัดแรงกดพร้อมติดตามการทำงานของระบบประสาท
SNIBS ติดตามข้อมูลหลายชนิดพร้อมกัน ได้แก่ แรงกดสัมผัส อุณหภูมิ สัญญาณไฟฟ้าจากผิวสมองหรือ electrocorticography (ECoG) และสัญญาณตอบสนองของระบบประสาทต่อการกระตุ้นทางรับความรู้สึกหรือ somatosensory evoked potentials (SSEP)
การวัดร่วมกันช่วยให้เชื่อมโยงสิ่งที่เกิดขึ้นทางกลกับการเปลี่ยนแปลงทางไฟฟ้าได้ กล่าวคือ เมื่อแรงกดเพิ่มขึ้น ระบบสามารถติดตามได้ด้วยว่าสัญญาณตอบสนองของระบบประสาทเปลี่ยนไปอย่างไร แทนที่จะพิจารณาข้อมูลแต่ละส่วนแยกจากกัน
ผลทดลองบอกอะไร และยังตอบอะไรไม่ได้
นักวิจัยศึกษาความสัมพันธ์ระหว่างแรงกดกับการบาดเจ็บของเนื้อเยื่อสมอง และใช้การย้อม Evans blue ร่วมกับภาพ MRI ตรวจสอบความเสียหาย บทคัดย่อรายงานว่าแรงกดสัมผัสสูงกว่า 80 กิโลปาสคาล (kPa) ทำให้เกิดการบาดเจ็บที่ไม่สามารถย้อนกลับได้ในเงื่อนไขทดลองของงานนี้ จากนั้นจึงทดสอบระบบระหว่างการผ่าตัดเนื้องอกสมองในกระต่าย
ตัวเลข 80 kPa เป็นผลจากแบบจำลองและวิธีทดลองเฉพาะ ไม่ใช่เกณฑ์ความปลอดภัยที่นำไปใช้กับผู้ป่วยได้ทันที อีกทั้งแรงกดสัมผัสที่อุปกรณ์วัดในงานนี้ไม่ใช่ค่าความดันในกะโหลกศีรษะ แม้ทั้งสองอย่างจะแสดงด้วยหน่วยความดันเหมือนกัน
จุดที่น่าสนใจของงานนี้คือการนำวัสดุที่ปรับการยึดเกาะได้มารวมกับเซ็นเซอร์หลายชนิด เพื่อให้เห็นทั้งแรงที่กระทำต่อเนื้อเยื่อและการตอบสนองของระบบประสาทในช่วงเวลาเดียวกัน อย่างไรก็ตาม หลักฐานที่รายงานยังเป็นการทดลองในสัตว์ การศึกษาต่อในคนจึงจำเป็นก่อนสรุปว่าระบบช่วยลดการบาดเจ็บหรือเพิ่มความปลอดภัยในการผ่าตัดจริงได้มากเพียงใด
อ้างอิง
- Pang, B., Yang, G., Cheng, Q. และคณะ. A soft bioelectronic system with a responsive hydrogel neural interface for direct force quantification and real-time intraoperative craniocerebral injury monitoring. Nature Biomedical Engineering (2026). อ่านบทความวิจัย
- Huazhong University of Science and Technology. ข่าวและภาพอธิบายระบบจากทีมวิจัย, 12 ตุลาคม 2026.