Chào bác sĩ, đó có phải là một chiếc HoloLens trên đầu bạn không?

Hãy tưởng tượng lái xe của bạn qua một đường hầm tối tăm, nơi có những khu vực bất ngờ bướng lên và sau đó quẹo góc qua một đường hầm giống như mê cung. Hành trình nguy hiểm trở nên an toàn hơn với ánh sáng và camera chỉ đường phía trước. Thậm chí tốt hơn nếu các đường số kỹ thuật số đặt ra một đường đua, đảm bảo bạn ở trong làn đường của mình.

Một cách nguyên thủy, tình huống đó minh họa ưu điểm mà thực tế kết hợp (hoặc thực tế gia tăng) mang lại cho phẫu thuật, bắt đầu từ những con đường tinh tế của xoang mũi. “Khi bạn thực hiện phẫu thuật nhỏ mức vào một hành lang hẹp, bạn muốn ở trong hành lang, làm bất cứ điều gì cần làm và không làm phiền bất kỳ thứ gì xung quanh bạn,” nói Martin J. Citardi, một chuyên gia về xoang mũi tại Trung tâm Khoa học Y tế Đại học Texas tại Houston, người đã trở thành người đầu tiên ở Hoa Kỳ thực hiện phẫu thuật xoang mũi sử dụng tầm nhìn kết hợp giữa hình ảnh thực và số.

Các dấu kỹ thuật số được đặt lên các luồng camera thế giới thực đã trở nên phổ biến trong cuộc sống hàng ngày, như trong camera hậu xe ô tô và các đường line đầu tiên trong các trận bóng đá truyền hình, nhưng đây là một hiện tượng mới trong phẫu thuật. Năm 2017, hệ thống hướng dẫn mà Citardi đã sử dụng trở thành hệ thống đầu tiên được FDA Hoa Kỳ chấp thuận cho phẫu thuật xoang mũi. Hai ứng dụng lập kế hoạch phẫu thuật khác nhau được thiết kế cho HoloLens, chiếc kính thực tế kết hợp của Microsoft, cũng đã nhận được sự chấp thuận của FDA. Sắp tới là những hình ảnh huyền bí nhấp nhô của trí tưởng tượng khoa học viễn tưởng trong chính phẫu thuật: Hiện đang tiến hành một thử nghiệm lâm sàng để đánh giá liệu kính đeo HoloLens có giúp bác sĩ và chuyên gia chụp cắt xạ tác động lên những khối u hay không.

Những công cụ mới nổi này là “một bước tiến đột phá,” như Jenny Chen, một chuyên gia chụp cắt xạ não và người sáng lập của 3D Heals, một tổ chức khuyến khích sự đổi mới trong in ấn y tế 3D, nói. “Bước tiếp theo là xem các công ty làm thế nào để điều chỉnh những sản phẩm này để trở nên thân thiện với người dùng hơn và có hiệu quả lâm sàng hơn.”

Chiếc kính đeo HoloLens, phiên bản thứ hai của nó dự kiến sẽ ra mắt vào cuối năm nay, đang tìm thấy một nơi đặc biệt trong số các bác sĩ phẫu thuật và kỹ sư y sinh học. “Khi bạn đeo kính HoloLens, nó giống như có tầm nhìn X-quang,” như Karl West, một nhà phát minh và kỹ sư y sinh học tại Cleveland Clinic, người đã phát triển một ứng dụng HoloLens được cấp phép cho công ty khởi nghiệp MediView có trụ sở tại Cleveland, nói. “Bạn có thể nhìn thấy cấu trúc bên trong bệnh nhân.” Không có tia X thực sự; các hình ảnh đến từ các bức quét CT hoặc MRI trước phẫu thuật, được chiếu holographic qua một màn hình đeo đầu và kết hợp với các thiết bị theo dõi siêu âm và từ trường.

Kính của Microsoft vừa vặn lên đầu của bác sĩ và hiển thị hình ảnh trong suốt lơ lửng trong tầm nhìn của bác sĩ. Các ứng dụng làm cho hình ảnh về cấu trúc bên trong cơ thể của bệnh nhân trùng khớp với tầm nhìn thực tế. Khi mọi thứ đã sẵn sàng, một bác sĩ có thể đi dạo quanh bệnh nhân, nhìn thấy hình ảnh hình thể ba chiều của các cấu trúc nội tạng—như động mạch, tĩnh mạch và các bộ phận nội tạng—từ các góc nhìn khác nhau.

Chiếc kính có thể giúp các bác sĩ không cần phải nhìn đi xa để có thông tin trong khi thực hiện một thủ tục. Họ có thể sử dụng lệnh giọng nói hoặc cử chỉ tay để phóng to hình ảnh hoặc di chuyển thông tin xung quanh. Thậm chí các dấu hiệu quan trọng về sức khỏe của bệnh nhân cũng có thể được chiếu lên trường tầm nhìn. “Nó sẽ cho phép bác sĩ có khả năng thực hiện công việc nhanh chóng, hiệu quả và chính xác hơn trong một môi trường thực tế,” như Karl West nói. MediView hiện đang thử nghiệm ứng dụng HoloLens của mình trong các thủ thuật tiêu diệt u gan, thận và u bụng khác nhau.

Trong một thủ tục điển hình, một chuyên gia chụp cắt xạ can thiệp sử dụng một kim lấy mẫu để truyền năng lượng vi sóng làm nóng và phá hủy các vấn đề không bình thường. Việc nhìn thấy cấu trúc cơ thể của bệnh nhân ở dạng 3D sẽ cung cấp “khả năng nhắm mục tiêu tăng đáng kể đối với các khối u ác tính sâu bên trong cơ thể,” như Karl West nói. (MediView đã sử dụng HoloLens 1 và kế hoạch nâng cấp lên HoloLens 2 khi nó trở nên khả dụng.)

Vào tháng 5, startup New York Medivis nhận được sự chấp thuận của FDA cho sản phẩm hình ảnh của mình dựa trên HoloLens, SurgicalAR, có thể được sử dụng cho lập kế hoạch phẫu thuật hình ảnh. Đây là ý tưởng của hai bác sĩ nội trú tại Đại học New York—một bác sĩ ngoại mạch và một chuyên gia chụp cắt xạ, hai người yêu công nghệ bắt đầu đồng tâm tư duy về cách thiết bị thực tế kết hợp có thể giúp phát hiện cấu trúc phẫu thuật.

Dù trong những giờ làm việc lâm sàng dài, Osamah Choudhry và Chris Morley đã thành lập một công ty. Hiện họ đã có các hợp đồng đối tác với Microsoft, Magic Leap (đối với việc sử dụng thiết bị cho mục đích giáo dục) và Verizon (để thử nghiệm sản phẩm tại Verizon 5G Lab) tại New York. Hình ảnh 3D giúp bác sĩ hình dung phương pháp tiếp cận tốt nhất một cách mà hình ảnh hai chiều truyền thống không thể làm được, theo Choudhry, Giám đốc điều hành của Medivis, người đang ở trong năm thứ bảy (và cuối cùng) của nhiệm kỳ thực tập của mình. “Đó là biểu tượng chính xác nhất về bệnh nhân trong suốt ca phẫu thuật,” ông nói.

Khi hệ thống dẫn đường phẫu thuật cải thiện, một thách thức chính là phải đối chiếu dữ liệu từ các bức quét trước phẫu thuật với bệnh nhân thực tế, người đương nhiên đang hít thở. Một chiếc que phẫu thuật có thể thay đổi cấu trúc cơ thể. Khi cơ thể và các cơ quan của bệnh nhân chuyển động, hình ảnh được áp đặt số hóa cũng cần phải chuyển động theo đồng bộ.

Một giải pháp là đặt các đầu dò trên bệnh nhân, mà hệ thống AR có thể phát hiện. Mỗi khi các điểm đánh dấu chuyển động, một thuật toán thực hiện điều chỉnh theo thời gian thực. “Sự kết hợp chính xác giữa hình ảnh y tế với bệnh nhân thực tế là bước quan trọng nhất trong việc chấp nhận AR cho các thủ tục y tế,” như Raul Uppot, một chuyên gia chụp cắt xạ can thiệp tại Bệnh viện Tổng hợp Massachusetts ở Boston, người đã sử dụng thực tế ảo trong giảng dạy tại Trường Y Harvard nói.

Các bác sĩ đã đeo kính HoloLens và chạm vào các hình ảnh 3D đều ấn tượng bởi cách mà chiếc kính có thể biến đổi phẫu thuật. Họ có thể quay một hình ảnh ảo để nhìn từ góc độ khác. Họ có thể ra lệnh bằng giọng nói. “Bạn có thể nói ‘cho tôi xem bức quét tiếp theo,’ và nó sẽ chuyển đến bức quét tiếp theo,” như Uppot nói.

Hệ thống hướng dẫn phẫu thuật hình thể cần được FDA chấp thuận. MediView và Medivis hy vọng đạt được điều đó và đưa sản phẩm của họ ra thị trường vào năm 2021—mở ra một thế giới phẫu thuật mới, phong cách hơn và sáng tạo hơn.

• Một hành trình đến Galaxy's Edge, nơi đầy kiến thức trên thế giới
• Kẻ trộm thực sự sử dụng máy quét Bluetooth để tìm laptop và điện thoại
• Cách thiết kế ngốc nghếch của máy bay WWII dẫn đến Macintosh
• Xe điện—và sự không hợp lý—có thể cứu sống hộp số bằng tay
• Các bộ phim trường khổng lồ của Trung Quốc khiến Hollywood cũng phải xấu hổ
• 👁 Một cách an toàn hơn để bảo vệ dữ liệu của bạn; ngoài ra, tin tức mới nhất về trí tuệ nhân tạo
• ✨ Tối ưu hóa cuộc sống tại nhà với những lựa chọn tốt nhất từ đội ngũ Gear của chúng tôi, từ robot hút bụi đến đệm giá rẻ đến loa thông minh.