Ứng dụng công nghệ thực tế ảo vào y học

Thực tế ảo là gì?

• Thực tế ảo hay còn gọi là thực tại ảo (tiếng Anh là virtual reality, viết tắt là VR) là thuật ngữ miêu tả một môi trường mô phỏng bằng máy tính. Đa phần các môi trường thực tại ảo chủ yếu là hình ảnh hiển thị trên màn hình máy tính hay thông qua kính nhìn ba chiều, tuy nhiên một vài mô phỏng cũng có thêm các loại giác quan khác khác như âm thanh hay xúc giác.
• Một hệ thống VR tổng quát bao gồm 5 thành phần: phần mềm (SW), phần cứng (HW), mạng liên kết, người dùng và các ứng dụng. Trong đó 3 thành phần chính và quan trọng nhất là phần mềm (SW), phần cứng (HW) và các ứng dụng.
• Tại các nước phát triển, VR được ứng dụng trong mọi lĩnh vực: Khoa học kỹ thuật, kiến trúc, quân sự, giải trí, du lịch, địa ốc... và đáp ứng mọi nhu cầu: Nghiên cứu- Giáo dục- Thương mại-dịch vụ. Y học, du lịch là lĩnh vực ứng dụng truyền thống của VR. Bên cạnh đó VR cũng được ứng dụng trong giáo dục, nghệ thuật, giải trí, du lịch ảo (Virtual Tour), bất động sản... Trong lĩnh vực quân sự, VR cũng được ứng dụng rất nhiều ở các nước phát triển.

Ứng dụng công nghệ thực tế ảo trong y học

  Dưới đây là những ứng dụng của VR đang được ứng dụng trong sự phát triển của ngành y tế:

• Điều trị tiếp xúc

Đây là cách điều trị đang được áp dụng với bệnh nhân có những ám ảnh về tâm lý. Ví như các bác sĩ tâm thần học thuộc đại học Louisville đã sử dụng VR để giúp bệnh nhân vượt qua nỗi sợ hãi khi nhìn thấy những vật thể bay hoặc chứng sợ những nơi tù túng, chật hẹp.

VR sẽ mô phỏng lại môi trường chứa những nỗi sợ hãi của các bệnh nhân. Qua đó, bệnh nhân phải học cách đối mặt và làm quen dần với các nỗi sợ hãi đó theo mức độ tăng dần. Ngoài ra, với những môi trường giả định như vậy, bệnh nhân sẽ được điều trị và hướng dẫn để thực hành cách đối phó với những chứng sợ của riêng mình.

Điều trị bệnh tâm lý bằng VR là một phương pháp đang được ưu tiên sử dụng tại các bệnh viện. Nó là một môi trường nhân tạo thích hợp riêng biệt với từng cá nhân, an toàn, có thể lặp đi lặp lại, luôn nằm trong tầm kiểm soát của các y bác sĩ.

• Điều trị cho PTSD

Rối loạn căng thẳng hậu chấn thương tâm lý (PTSD) là một loại rối loạn lo âu kích hoạt bởi một sự kiện chấn thương tâm lý. Có thể phát triển chứng rối loạn căng thẳng hậu chấn thương tâm lý khi có trải nghiệm hoặc chứng kiến một sự kiện gây căng thẳng sợ hãi, bất lực hoặc kinh dị.

Tương tự với điều trị tiếp xúc cho những nỗi sợ hãi và lo lắng, VR đang được đưa vào để giúp các cựu chiến binh bị rối loạn stress sau những căng thẳng hậu chấn thương tâm lý.

Một số phòng khám tâm lý đang sử dụng VR để mô phỏng lại các cuộc chiến tranh tại Iraq và Afghanistan để giúp đỡ các cựu chiến binh hồi tưởng lại những sự kiện đau thương mà họ phải trải qua. Trong một môi trường an toàn có kiểm soát, các cựu chiến binh được hướng dẫn để làm chủ hành vi và tâm lý của mình thay vì họ có thể cắn rứt tới mức tự làm những hành động gây tổn thương cho bản thân hoặc người khác.

• Kiểm soát cơn đau

VR được sử dụng để giúp bệnh nhân giảm tập trung vào cơn đau thay cho thuốc giảm đau. Ví dụ, với những nạn nhân bỏng, đau đớn kéo dài là điều không thể tránh khỏi.

Các bác sĩ Đại học Washington (Mỹ) sẽ cho bệnh nhân đeo VR để tập trung vào những trò chơi thú vị được gọi là Thế giới tuyết (SnowWorld) hoặc nghe những bản nhạc có tác dụng làm họ giảm tập trung vào các cơn đau bằng cách áp đảo các giác quan và cản trở việc não bộ cảm nhận cơn đau đó. Điều này giúp ích rất nhiều cho việc chăm sóc vết thương, vật lý trị liệu.

Cụ thể, năm 2011, những người lính bị bỏng trong vụ nổ IED đã được giảm đau bằng cách sử dụng SnowWorld tốt hơn so với morphine.

Ảnh: Một bệnh nhân đã vượt qua chứng sợ con nhện từ sự hỗ trợ điều trị của VR

• Đào tạo phẫu thuật

Tập huấn cho bác sĩ phẫu thuật buộc phải trải qua nhiều quá trình có liên quan đến tử thi mới có kinh nghiệm để đảm nhận những ca phẫu thuật cho các bệnh nhân. VR trở thành một phương tiện thực hành mà không hề gây ra bất kì rủi ro nào cho những cơ thể sống của bệnh nhân.

Đại học Stanford, nơi mà VR được sử dụng trong các buổi thực thành phẫu thuật. Thậm chí là thực hành phẫu thuật trong không gian ảo nhưng vẫn cả những thông tin phản hồi xúc giác kèm theo.

Từ năm 2002, Đại học Stanford đã thực hành mổ xoang nội soi sử dụng công nghệ scan CT để tạo ra mô hình 3D từ bệnh nhân. Trong khi đó, nếu sử dụng VR thì không cần đến một mô hình 3D đầu người.

• Điều trị cơn đau do mất các chi

Đối với những người bị mất bất kì một chi nào trên cơ thể, những cơn đau, buốt, ngứa ngáy, thường được gọi là “Phantom limb” (chi “ma”), như thể chi ấy vẫn tồn tại rất phổ biến. Thậm chí những cơn đau có thể diễn biến phức tạp, dữ dội hơn.

Trước đây, y học sử dụng phương pháp điều trị gương. Có nghĩa là bệnh nhân nhìn vào gương sẽ thấy hình ảnh của mình còn đủ các chi, nỗi đau của họ sẽ được xoa dịu. Tuy nhiên, với VR, các chi ảo của họ sẽ cử động theo sự điều khiển của bộ não. VR sẽ là liều thuốc giảm đau, giảm sốc và làm bệnh nhân cảm thấy được xoa dịu khi mất đi cánh tay hoặc chân, đặc biệt là những bệnh nhân vừa bị cắt bỏ một phần cơ thể.

Theo tạp chí y học Frontiers năm 2015, một số trò chơi trên VR sẽ giúp người bị “chi ma” giảm đau. Cụ thể, bộ cảm biến được gắn trên VR sẽ ghi nhận tín hiệu từ dây thần kinh não để điều khiển các chi hoạt động nhằm hoàn thành một nhiệm vụ trong game. Qua đó, người bị “chi ma” sẽ học được cách kiểm soát cơn đau, thư giãn các chi khi cơn đau tái phát.

• Đánh giá tổn thương não và phục hồi chức năng

VR hỗ trợ về mặt kỹ thuật trong việc phục hồi chức năng của những bệnh nhân bị tổn thương, khuyết tật ở não.

Ban đầu, VR được phát triển để tạo ra những môi trường ảo nhằm giúp các bác sĩ hoặc nhà tâm lý đánh giá khả năng nhận thức của bệnh nhân trong những trường hợp cụ thể.

Hiện nay, VR bước thêm một bước nữa để hỗ trợ phục hồi chức năng não bộ như rối loạn hành vi, trí nhớ kém, khả năng tập trung kém, chứng sợ những hình ảnh đa diện và nhiều khiếm khuyết khi não bị tổn thương. Trong tương lai, VR sẽ trở thành một phần không thể thiếu trong việc đánh giá nhận thức và phục hồi chức năng não bộ.

• Đào tạo nhận thức xã hội cho trẻ em tự kỷ

Các giáo sư thuộc Đại học Tesax (bang Dallas, Mỹ) đã thiết kế một bộ giáo trình học tập trên VR để giúp trẻ tự kỷ học được những kỹ năng xã hội cần thiết.

VR sẽ được nối với bộ cảm biến để theo dõi sóng não và đặt trẻ em vào những tình huống cơ bản trong cuộc sống như phỏng vấn xin việc, cuộc hẹn với những người chưa từng gặp bao giờ.

Sau khi hoàn chỉnh một quá trình đào tạo, khi quét não bộ của trẻ tự kỷ, các bác sĩ nhận thấy rõ sự gia tăng hoạt động vùng não gắn liền với sự phát triển hiểu biết xã hội.

• Thiền định

Thiền là một phương pháp điều trị cho những chứng lo âu nói chung. Một ứng dụng trên VR Oculus Rift có tên DEEP có khả năng hỗ trợ người dùng học cách để kiểm soát được hơi thở sâu và ổn định theo hướng thiền định chỉ bằng một trò chơi trong thế giới ảo. Ngoài thiết bị đeo đầu, người dùng sẽ đeo thêm một chiếc đai quanh ngực để đo nhịp thở.

Cụ thể, khi đeo Oculus Rift, cảm giác của người sử dụng tương tự như đang ở trong một đại dương. Hơi thở nhịp nhàng và chuẩn xác của người đó có thể điều khiển nhân vật trong game di chuyển từ nơi này sang nơi khác. Thao tác đó lặp đi lặp lại sẽ giúp người chơi học cách kiểm soát hơi thở của mình để trở nên bình tĩnh trước mọi lo âu.

• Cơ hội cho người khuyết tật

Hãng sản xuất tai nghe Fove đã tiến hành một chiến dịch gây quỹ cộng đồng để tạo ra một ứng dụng mang tên Eye play Piano (chơi piano bằng mắt). Ứng dụng này sẽ giúp trẻ em khuyết tật có thể đàn những bản nhạc piano thông qua chuyển động của ánh mắt với VR và tai nghe Fove.