Thực tế ảo ứng dụng trong y khoa

10:45 03/01/2018
Bệnh viện nhi Shriners là một trong những trung tâm nổi tiếng nhất nước Mỹ trong điều trị bỏng cho trẻ em và trong số đó có những ca bỏng kinh khủng nhất - 70% cơ thể bệnh nhi bị đốt cháy và vết bỏng xâm chiếm hết cả gương mặt.

Quá trình điều trị bỏng gây đau đớn khủng khiếp bởi vì mỗi ngày phải tước bỏ những lớp da chết. Hunter Hoffman, Giám đốc Trung tâm Nghiên cứu Hiện thực ảo (VRRC) Đại học Washington đồng thời là chuyên gia khoa tâm lý học nhận thức, cho biết: "Mức độ đau đớn của các bệnh nhi phải nói là tột cùng, bất chấp sự chỉ định dùng những loại thuốc giảm đau cực mạnh".

Đó là lý do thúc đẩy Hoffman có mặt tại Bệnh viện Shriners để cung cấp cho các bệnh nhi phương pháp điều trị rất khác biệt mang tính cách mạng - liệu pháp hiện thực ảo (VR).

Một bệnh nhân trải nghiệm công nghệ VR với sự giúp đỡ của các nhà nghiên cứu Đại học Oxford.

Sau khi một cánh tay robot đưa cặp kính hiện thực ảo (VR) đến gần sát gương mặt bị bỏng nặng (trong trường hợp tình trạng bỏng nặng đến phần mặt, bộ thiết bị VR áp vào đầu không thể sử dụng được), bệnh nhi bắt đầu bước vào thế giới liệu pháp kỳ ảo được Giáo sư Hunter Hoffman và cộng sự David Patterson thiết kế.

Trong chương trình liệu pháp "SnowCanyon" (Hẻm núi tuyết), những đứa trẻ sẽ có cảm giác trôi nổi trên một hẻm núi phủ tuyết dày cùng với Người tuyết, lều tuyết và những con voi ma mút mình phủ lớp lông dày. Trên nền nhạc của ca sĩ Mỹ Paul Simon, bọn trẻ sẽ chơi trò ném banh tuyết vào những mục tiêu bắt gặp lướt qua.

Hiện thực ảo sống động đến mức các bệnh nhi bỏng nặng không còn mấy chú ý đến những gì đang diễn ra trong thế giới thực đau đớn -  đó là lúc các cô y tá đang rửa vết thương cho các em. Hoffman giải thích: "Vấn đề là con người có một mức độ chú ý giới hạn, trong khi sự đau đớn đòi hỏi nhiều sự tập trung. Do đó, hiện thực ảo khiến cho não bộ kém tập trung khi xử lý các tín hiệu đau".

Công nghệ VR chứng tỏ hiệu quả trong điều trị chứng trầm uất.

Theo Hoffman, liệu pháp VR giúp giảm được cảm giác đau đớn đến 50%, hiệu quả hơn nhiều nếu so sánh với các loại thuốc giảm đau dù có mạnh đến đâu. Ý tưởng sử dụng VR để làm xao lãng tinh thần khiến cho bệnh nhân không còn chú ý đến cơn đau đã làm nên cuộc cách mạng chống đau trong y khoa.

Tuy nhiên, đó mới chỉ là một trong nhiều ứng dụng tuyệt vời của VR trong điều trị bệnh. Có lẽ, VR được vận dụng nhiều nhất trong lĩnh vực bệnh tâm thần để chữa trị cho các chứng bệnh sợ hãi (phobia), PTSD (rối loạn căng thẳng hậu chấn thương tâm lý) v.v…

Ví dụ, một bệnh nhân mắc chứng sợ bay trong không trung được chỉ định ngồi trên chiếc ghế (hay thậm chí một chỗ ngồi mô phỏng như trong máy bay) và mang vào đầu bộ thiết bị VR để trải nghiệm cảm giác như đang trong một chuyến bay thực thụ - cất cánh, thực hiện hành trình bay, hạ cánh, với tiếng ồn động cơ và thậm chí cả âm thanh trò chuyện trong chuyến bay. Hiện nay, Hunter Hoffman và các đồng nghiệp được coi là những người đi tiên phong trong sử dụng liệu pháp VR chữa trị PTSD và các dạng phobia.

Đối với liệu pháp truyền thống, bệnh nhân sẽ phải dần dần làm quen với đối tượng gây ra chứng sợ hãi cho đến khi không còn xuất hiện phản ứng sợ hãi tự nhiên nữa. Liệu pháp truyền thống chỉ dễ thực hiện đối với các chứng sợ thông thường - ví dụ, người sợ chó được tiếp xúc với con vật ở bất cứ nơi đâu; hay người mắc chứng sợ khoảng rộng (agoraphobic) có thể dần dần bước ra không gian ngoài trời trong từng khoảng thời gian ngắn.

Công nghệ VR cũng giúp điều trị những bệnh nhân bị liệt chi bước đi trở lại.

Tuy nhiên, đối với các chứng sợ đặc biệt như là sợ đi máy bay hay sợ cá mập thì liệu pháp truyền thống khó thực hiện cũng như đòi hỏi chi phí thực hiện khá cao trong thực tế. Với liệu pháp VR, lợi thế rất lớn cũng như đạt hiệu quả cao khi được sử dụng cho những bệnh nhân rối loạn căng thẳng. Điển hình là việc điều trị cho các binh sĩ trở về từ chiến trường Iraq.

Các nhà khoa học nhanh chóng nhận ra rằng, VR có nhiều ứng dụng cho điều trị nhiều loại bệnh tâm thần như chứng hoang tưởng (paranoia)- một dạng phổ biến trong số nhiều rối loạn tâm thần khác như là tâm thần phân liệt (schizophrenia).

Trong một  nghiên cứu gần đây được công bố trên tờ British Journal of Psychiatry của Anh, các bệnh nhân bị "phức cảm ảo giác hành hạ" được sử dụng liệu pháp VR mô phỏng những tình huống xã hội bất ổn và kết quả cho thấy rất khả quan. So với liệu pháp truyền thống, những bệnh nhân được điều trị bằng kỹ thuật VR giảm mạnh chứng ảo giác và hoang tưởng một cách rõ rệt.

Các nghiên cứu khác cũng chứng minh VR hữu ích đối với những đứa trẻ mắc chứng bệnh tự kỷ và ở những bệnh nhân bị suy giảm trí nhớ do tổn thương não bộ. Trong một số nghiên cứu sau này của Giáo sư Hunter Hoffman và nhóm cộng sự thiết kế chương trình sử dụng VR điều trị những bệnh nhân rối loạn thần kinh bất ổn hay tâm lý không ổn định dẫn đến khó có thể duy trì các mối quan hệ trong xã hội.

Một bệnh nhân bỏng nặng được chỉ định liệu pháp VR.

Công nghệ VR cũng được chỉ định cho những người bị mất chi phải tiếp tục chịu sự đau đớn từ chi đã mất hay còn gọi là "chi ma" - cảm giác như phần chi đã cắt bỏ vẫn còn tồn tại và gây đau. Những người bị đau vì "chi ma" thường được dùng "liệu pháp gương" để cắt triệu chứng đau - tức là, đưa phần chi còn lại vào trong một hộp gương để có vẻ như là hai tay hay hai chân vẫn còn nguyên. Vì lý do nào đó chưa được biết rõ, khi nhìn thấy chi đã bị cắt cụt qua gương phản chiếu, bệnh nhân sẽ dịu bớt cơn đau.

Tuy nhiên, cách xử lý này vẫn có những hạn chế, nhất là với những bệnh nhân bị mất cả hai tay hay hai chân. Theo một nghiên cứu mới đây đăng trên tờ Frontiers in Neuroscience cho thấy cách điều trị truyền thống này không hiệu quả đối với một bệnh nhân bị cắt cụt cánh tay và sang hôm sau người này tiếp tục thấy đau trở lại.

Sau đó, bệnh nhân được chỉ định thử nghiệm liệu pháp VR sử dụng hoạt động xung điện trong cơ bắp cánh tay còn lại để vận động cánh tay ảo. Sau 10 tuần điều trị tích cực, bệnh nhân bắt đầu trải nghiệm những thời khắc không đau đớn đầu tiên sau nhiều thập niên.

Liệu pháp VR cũng cách mạng hóa các kỹ thuật chẩn đoán hình ảnh trong y khoa. Thay vì chăm chú quan sát hình ảnh quét qua kỹ thuật MRI hay CT, hiện nay các bác sĩ bắt đầu sử dụng VR để tương tác với những hình ảnh 3D về các bộ phận cơ thể.

Trong một phiên thử nghiệm tiến hành tại Đại học Stanford (bang California, Mỹ), các bác sĩ sử dụng hình ảnh không gian 3 chiều để đánh giá tình trạng những em bé chào đời với bệnh hẹp động mạch phổi - dạng bệnh tim bẩm sinh trong đó van động mạch phổi không hình thành đúng cách và ngăn không cho máu lưu thông từ tim đến 2 lá phổi.

Trước khi ca phẫu thuật được thực hiện, các bác sĩ phải lập bản đồ chi tiết về toàn bộ mạch máu rất nhỏ của bệnh nhi - một công việc cực kỳ khó khăn và dễ gây sai sót. Nhưng với công nghệ mới từ công ty VR Mỹ Echopixel, các bác sĩ sử dụng hệ thống lập thể 3D đặc biệt để nghiên cứu hệ thống mạch máu của bệnh nhi.

Kết quả cho thấy công nghệ VR chính xác hơn kỹ thuật chẩn đoán hình ảnh truyền thống rất nhiều và giúp can thiệp ngoại khoa trong thời gian nhanh hơn- một yếu tố quan trọng trong phẫu thuật. Hiện nay, sinh viên ngành y cũng được học tập với công nghệ VR thay vì mổ xẻ tử thi như trước đây.

Các thiết bị VR ngày càng chất lượng cao hơn và dễ sở hữu hơn. Trong quá khứ, những thiết bị này có giá đến hàng trăm ngàn USD, trong khi hiện nay công ty Ocilus Rift đề xuất sản phẩm chỉ có giá hơn 700 USD! Nhờ giá thành giảm mạnh mà thiết bị VR được sử dụng rộng rãi hơn trong các bệnh viện và dĩ nhiên đối tượng hưởng lợi nhất chính là bệnh nhân.

Hunter Hoffman cho biết: "Về cơ bản, công nghệ VR là cuộc cách mạng trong y khoa. Hiện thời, chúng tôi đang sử dụng các hệ thống VR quân sự được thiết kế nhằm mục đích huấn luyện phi công. Có thể nói rằng, sắp tới bệnh nhân bị đau lưng, đau nửa đầu hay đau khớp không cần phải sử dụng thuốc giảm đau nữa bởi vì họ sẽ được các bác sĩ chỉ định điều trị bằng công nghệ VR hiệu quả.

Duy Minh (tổng hợp)