Hình minh họa. Nguồn: Munawar

Những người mắc các bệnh hoặc tình trạng ảnh hưởng đến nền sọ, chẳng hạn như bất thường về tai, khối u ung thư và dị tật bẩm sinh, có thể cần phải phẫu thuật hộp sọ. Để tiến hành thành công quy trình phức tạp này, bác sĩ phẫu thuật phải khéo léo phẫu thuật trên và trong hộp sọ của người bệnh để tiếp cận các khu vực cụ thể.

Adnan Munawar, một thành viên nhóm nghiên cứu đã phát triển hệ thống, cho biết: "Quá trình phẫu thuật đòi hỏi các bác sĩ phẫu thuật phải loại bỏ một lượng xương tối thiểu và đảm bảo rằng các cấu trúc quan trọng (như dây thần kinh và mạch máu) nằm trong xương không bị tổn hại. Do đó, các ca phẫu thuật hộp sọ đòi hỏi tay nghề cao, độ chính xác tuyệt đối đến từng milimet. Để đạt được những kỹ năng phẫu thuật này cần phải rèn luyện siêng năng để đảm bảo an toàn cho bệnh nhân."

Hiện nay, hầu hết các bác sĩ phẫu thuật nội trú được đào tạo phẫu thuật hộp sọ trên tử thi hoặc trên người sống dưới sự giám sát của các bác sĩ có kinh nghiệm. Tuy nhiên, mô phỏng máy tính thực tế và môi trường ảo có thể hỗ trợ đáng kể cho quá trình đào tạo bác sĩ phẫu thuật, vì phương pháp tập luyện này rẻ hơn và an toàn hơn.

Ngoài việc giúp các bác sĩ phẫu thuật thực hành kỹ năng trong một môi trường an toàn và vẫn giống thực tế, các công cụ VR mô phỏng cho phép thu thập dữ liệu về quá trình luyện tập, chẳng hạn như quỹ đạo tối ưu cho các dụng cụ phẫu thuật, độ mạnh của lực hoặc vị trí của máy ảnh/ống nội soi.

"Dữ liệu này có lợi cho hai mục đích," Munawar giải thích. "Thứ nhất, nó có thể được sử dụng để đào tạo các thuật toán trí tuệ nhân tạo (AI) có thể hỗ trợ các bác sĩ phẫu thuật. Thứ hai, bằng cách so sánh dữ liệu phẫu thuật từ bác sĩ luyện tập trong khóa đào tạo và bác sĩ phẫu thuật chuyên gia, có thể cá nhân hóa việc đào tạo và hướng dẫn bác sĩ luyện tập một cách hiệu quả hơn."

Hệ thống VR do nhóm JHU tạo ra cho phép các bác sĩ phẫu thuật nội trú và có kinh nghiệm thực hành các quy trình phẫu thuật phức tạp trong môi trường mô phỏng dựa trên bản chụp cắt lớp vi tính (CT) của bệnh nhân thực. Ngoài ra, mô phỏng có thể được sử dụng để ghi lại dữ liệu để đánh giá kỹ năng của học viên.

"Hệ thống của chúng tôi cung cấp một môi trường mô phỏng nhập vai, nơi các bác sĩ phẫu thuật có thể tương tác với hộp sọ ảo được tạo ra từ quá trình chụp CT của bệnh nhân thực", Munawar nói. "Học viên điều khiển một mũi khoan ảo thông qua thiết bị xúc giác (hoặc bàn phím) để khoan qua hộp sọ ảo. Tương tác giữa mũi khoan và hộp sọ được cũng tạo ra phản hồi lực, qua thiết bị xúc giác, để học viên có được cảm giác thực tế. Hình ảnh được hiển thị trên kính VR."

Trong tương lai, hệ thống VR này có thể sẽ được sử dụng trong các trường y, bệnh viện và cơ sở chăm sóc sức khỏe, như một phương tiện để đào tạo các bác sĩ phẫu thuật mới trước khi họ bắt đầu phẫu thuật trên người.

Hệ thống được giới thiệu trong một bài báo đăng trên tạp chí Computer Method in Biomechanics and Biomedical Engineering: Imaging & Visualization.

Phạm Nhật