Nghiên cứu một số kỹ thuật xử lý đối tượng và mô phỏng ứng dụng trong y học

B GI O D C V
OT O
I H C DUY T N

L V n Chung

NGHI N C U M T S K THU T
X L
I T NG V M PH NG
NG D NG TRONG Y H C
LU N N TI N S KHOA H C M Y T NH

N ng - 2022


B GI O D C V
OT O
I H C DUY T N

L V n Chung

NGHI N C U M T S K THU T
X L
I T NG V M PH NG
NG D NG TRONG Y H C
Chuy n ng nh: Khoa h c m y t nh
M s : 9 48 01 01

LU N N TI N S KHOA H C M Y T NH
Ng i h ng d n khoa h c: PGS.TS L c Nh ng
TS. Jolanda Gerda Tromp

N ng - 2022


L i cam oan
T c gi xin cam oan y l c ng tr nh nghi n c u c a b n th n t c gi . C c
k t qu nghi n c u v c c k t lu n trong lu n n n y l trung th c, kh ng sao
ch p t b t k m t ngu n n o v d i b t k h nh th c n o. Vi c tham kh o c c
ngu n t i li u
c th c hi n tr ch d n v ghi ngu n t i li u tham kh o ng
quy nh.
Nghi n c u sinh
L V n Chung

i


Mclc
L i cam oan

i

Danh m c b ng

v

Danh m c h nh v

vi

Danh m c t vi t t t
Licm n

x

M

1

u

Ch ng 1. T ng quan v x l

1.3

viii

i t ng trong m ph ng y h c

6

1.1 Kh i qu t v m ph ng v m ph ng 3D ........................................................... 6
1.1.1 Kh i ni m v m ph ng ............................................................................. 6
1.1.2 Ph n lo i c c h th ng m ph ng ........................................................... 7
1.1.2.1 H th ng m ph ng kh ng c t nh nh ng ......................... 7
1.1.2.2 H th ng m ph ng B n nh ng ............................................. 8
1.1.2.3 H th ng m ph ng nh ng to n ph n ................................. 8
1.1.3 M ph ng 3D trong y h c ............................................................................ 10
1.1.3.1 C ng ngh m ph ng y h c .................................................. 10
1.1.3.2 H th ng m ph ng 3D th c t i o trong y h c............ 13

1.1.3.3 M t s k thu t t o m h nh 3D......................................... 15
1.1.3.4 Nguy n l t i u m h nh 3D .............................................. 18
1.1.4 ng d ng c a m ph ng th c t o trong y h c................................ 19
1.2 M t s k thu t bi u di n, t i t o v t ng t c tr n i t ng 3D . 22
1.2.1 K thu t bi u di n, bi n i i t ng 3D ......................................... 22
1.2.2 K thu t x l , t i t o b m t i t ng 3D ................................ 23
1.2.3 K thu t t ng t c i t ng 3D a g c nh n ..................................27
1.2.3.1 V n cong v nh i t ng h a a i m nh n . 28
1.2.3.2 G c nh n ng i d ng khi t ng t c i t ng 3D . 28
1.2.3.3 G c nh n a ng i d ng t ng t c i t ng 3D . 30
M t s h ng ti p c n x l i t ng 3D trong m ph ng y h c . 31
1.3.1 H ng ti p c n t i u h a b m t i t ng 3D.......................... 31
1.3.1.1 T i u h a b m t l i tam gi c, t gi c.......................... 31
1.3.1.2 Ti p c n l m m n b m t i t ng 3D ............................33
1.3.2 H ng ti p c n v chi u s ng v t o b ng i t ng 3D .............. 33
ii


1.3.2.1 Ti p c n chi u s ng i t ng 3D .......................................33
1.3.2.2 Ti p c n t o b ng i t ng 3D ..........................................34
1.3.3 H ng ti p c n v t ng t c i t ng 3D.................................... 34
1.3.3.1 i u h ng t ng t c .......................................................... 35
1.3.3.2 L a ch n, thao t c v i u ki n ng d ng .......................35
1.3.4 Ti p c n b o m t cho d li u h nh nh i t ng 3D ...................36
1.4 K t ch ng 1.................................................................................................................... 37
Ch ng 2.
yhc

xu t m t s k thu t x l

i t ng trong m ph ng

38

2.1 K thu t l a ch n m u RGB hi u qu cho c u tr c i t ng 3D
ph c t p....................................................................................................................... 38
2.1.1
t v n ............................................................................................................................ 38
2.1.2 C c nghi n c u li n quan ........................................................................40
2.1.3 xu t m h nh l a ch n m u RGB hi u qu cho c u tr c
i t ng 3D ph c t p trong h th ng th c nh ........................42
2.1.3.1 V tr c v ng ch n v nh danh ......................................43
2.1.3.2 X c nh ng bi n ................................................................43
2.1.3.3 Truy v n d li u ....................................................................... 47
2.1.3.4 Ki m so t tr ng th i Texture ch nh v RGB .................48
2.1.3.5 X l c c t nh to n b ng GLSL.....................................48
2.1.3.6 T ng t c v i v ng ch n ..................................................49
2.1.3.7 K t xu t (Rendering) .................................................................. 50
2.1.4 K t qu th c nghi m v nh gi ...........................................................51
2.1.4.1 nh gi hi u n ng c c thao t c ghi pixel ..........................52
2.1.4.2 nh gi hi u qu tr n i t ng 3D ph c t p............... 53
2.2 K thu t n ng cao hi u qu t ng t c v i a ng i d ng trong th c
t o t ng c ng ........................................................................................................54
2.2.1
t v n ............................................................................................................................ 54
2.2.2 C c nghi n c u li n quan ........................................................................55
2.2.3 xu t k thu t c i thi n hi u qu c a t ng t c v i nhi u
ng i d ng trong th c t t ng c ng h p t c
o t o gi i
ph u y khoa ...................................................................................................... 57

2.2.3.1 Ki n tr c a t ng t c v i nhi u ng i d ng trong
AR............................................................................. 57
2.2.3.2 Tri n khai AnatomyNow trong m i tr ng AR .............59
2.2.3.3 K thu t chia s nhi u ng i d ng .....................................62
2.2.3.4 K thu t t ng t c AR v i nhi u thi t b ..................... 64
2.2.4 K t qu th c nghi m v nh gi ...........................................................65
2.2.4.1 K t qu th c nghi m ...............................................................65
2.2.4.2 Ph n t ch, nh gi k t qu th c nghi m ........................67
2.3 K thu t t ng c ng m h a d li u y t tr n ng truy n trong
c c h th ng ph n t n d a tr n IoT ...................................................................68
iii


2.3.1
t v n ............................................................................................................... 68
2.3.2 C c nghi n c u li n quan ........................................................................69
2.3.3 xu t thu t to n Memetic m h a d li u y t tr n ng truy n
trong c c h th ng ph n t n d a tr n IoT ........................................70
2.3.3.1 Thu t to n Memetic truy n d li u y t an to n . 70
2.3.3.2 M h a th ng tin nh y c m v i thu t to n Memetic 72
2.3.3.3 Thu t to n Memetic m h a d li u .................................73
2.3.3.4 Th t c gi u tin s d ng DWT ...................................... 74
2.3.3.5 Th t c l y th ng tin b m t ...............................................75
2.3.4 K t qu th c nghi m v nh gi ..........................................................76
2.3.4.1 Thi t l p m i tr ng th c nghi m ................................. 76
2.3.4.2 Thi t l p tham s nh gi ............................................... 76
2.3.4.3 Ph n t ch, nh gi m c b o m t ................................78
2.4 K t ch ng 2 ..............................................................................................................84

Ch ng 3. ng d ng m t s k thu t x l

th ng m ph ng th c t o c th ng i

i t ng x y d ng h

85

3.1 Th c tr ng gi ng d y m n gi i ph u v h ng ti p c n.............................85
3.1.1 Th c tr ng gi ng d y................................................................................85
3.1.2 H ng ti p c n ng d ng c ng ngh m ph ng ...............................86
3.1.3 C c nghi n c u li n quan ........................................................................86
3.2 ng d ng m t s k thu t x l i t ng 3D x y d ng h th ng
m ph ng c th ng i ................................................................................... 88
3.2.1 H th ng m ph ng c th ng i 3D ...................................................88
3.2.2 M ph ng c c h gi i ph u c th ng i ....................................... 89
3.2.3 M ph ng v gi l p c c c ng, ho t ng................................ 92
3.2.4 M ph ng t ng t c a n n t ng thi t b v i h th ng .............. 93
3.3 Ph n t ch, i s nh hi u qu c a h th ng th c nghi m ............................94
3.3.1 Thi t k ki n tr c v l a ch n i t ng th c nghi m ............... 94
3.3.2 Ph n t ch k t qu th c nghi m .............................................................96
3.3.3 nh gi v h th ng m ph ng ............................................................. 101
3.4 K t ch ng 3 ........................................................................................................... 103

K t lu n v h ng ph t tri n

104

Danh s ch c c c ng b li n quan n lu n n

107

Reference

108

iv


Danh m c b ng bi u
1.1 So s nh hi u n ng ho t ng c a c c h th ng m ph ng [52] ..................... 10
2.1
2.2
2.3
2.4
2.5
2.6
2.7

L u tr m m u v c c gi tr quan h ....................................................... 47
M i tr ng th c nghi m .............................................................................. 51
So s nh nh gi hi u su t ghi pixel c a ph ng ph p xu t .................... 52
So s nh nh gi i m chu n FPS tr n h th ng gi i ph u ng i ............... 53
Ph n t ch c c nh m ng i s d ng AnatomyNow kh c nhau d ng HoloLens 66
Ph n t ch so s nh gi i ph p xu t v i c c gi i ph p kh c ......................... 67
So s nh t l t n hi u nh tr n nhi u v l i b nh ph ng trung b nh i
v i h nh nh m u......................................................................................... 78
2.8 So s nh t l t n hi u nh tr n nhi u v l i b nh ph ng trung b nh i
v i h nh a c p x m .................................................................................... 80
2.9 So s nh T l l i bit, s gi ng nhau v c u tr c, n i dung c u tr c v s
t ng quan c a h nh nh m u ..................................................................... 83
2.10 So s nh c c gi tr PSNR v MSE gi a Memetic v c c ph ng ph p kh c 84

3.1 C c h c quan trong c th
c m ph ng................................................ 89
3.2 C c c quan v c i m c u t o h H h p ................................................ 90
3.3 bi n thi n gi a
tu i v gi i t nh c a c c nh m sinh vi n ......................... 97

v


Danh m c h nh v
1.1
1.2
1.3
1.4
1.5
1.6
1.7
1.8
1.9
1.10
1.11
1.12
1.13

Giao di n gi a ng i s d ng v h th ng m y t nh 3D .............................. 6
Thi t b g ng tay trong h th ng nh ng to n ph n ...................................... 9
Thi t b HDM trong h th ng nh ng to n ph n ........................................... 9
ng d ng c a th c t i o trong cu c s ng .................................................... 14
Ki n tr c h th ng m ph ng th c t i o trong y h c .................................. 15
Bi u di n m h nh 3D t t p nh, t p m t v t p UV.............................. 16

C c th nh ph n trong m h nh 3D m ph ng tim ng i ............................. 16
M h nh tri n khai h th ng VR t i b nh vi n ............................................ 21
C c b c t i t o m t cong B zier tam gi c (a) L i kh i t o, (b,c,d) m t
cong t
c sau k = 2, 4, 6 b c d ch chuy n, (e) m t trong c a m t
cong (d), v (f ) cong Gaussian c a B zier k t qu v i b c n = 164 ........ 24
Th sai t g c ng i d ng khi t ng t c i t ng 3D ............................ 27
Th sai t i m nh n c nh v g c nh n c a ng i d ng ........................ 29
G c nh n a ng i d ng c ng t ng t c i t ng 3D ................................ 31
i u h ng g c nh n trong m i tr ng 3D .................................................... 35

2.1 Hi n t ng c c b m t b ch ng ch o RGBA. ............................................... 39
2.2 H p s
c nh d u b ng c c PIN v tr i tim v i m t s v ng
c
nh d u b ng k nh alpha. ......................................................................... 42
2.3 K thu t l a ch n m u RGB hi u qu cho i t ng 3D ph c t p. .............. 43
2.4 V c c v ng m u d a tr n UV ch nh x c. .................................................... 43
2.5 C c nh
c di chuy n d ng m t ng bi n. ...................................... 45
2.6 Thu t to n t o ng bi n kh c nhau. ........................................................ 46
2.7 K t qu c a ph t hi n v t i t o ng bi n ................................................ 47
2.8 B c s d li u v i n o
c l u tr tr n MySQL ............................. 48
2.9 K t qu p d ng RGB texture cho m h nh s ............................................ 49
2.10 K t qu p d ng t ng t c v i v ng c u ......................................... 50
2.11 K t qu l a ch n m u RGB cho m h nh ph i 3D ph c t p......................... 51
2.12 K t qu p d ng k thu t
xu t l n m h nh b n o ................................. 52
2.13 So s nh ph ng ph p xu t v i c c k thu t hi n c ................................. 53

2.14 Ki n tr c a t ng t c v i nhi u ng i d ng th c t o t ng c ng ............ 57
2.15 M h nh chi ti t cho h th ng nhi u ng i d ng kh c nhau trong c ng
m t kh ng gian v t l ...................................................................... 58
2.16 C c b c x c nh v tr c a c c i m trong kh ng gian 3D ........................ 59
2.17 G n c c Pin v o v tr
ch n v i u khi n t ng t c t xa .................... 60
2.18 M t s k t qu c a t ng t c RGB v Pin tr n i t ng 3D ..................... 62
2.19 T o kh ng gian t thi t b u v kh ng gian cho c c thi t b kh c ............ 62
2.20 V tr v gi tr c a pin tr n m y ch ........................................................... 63
2.21 Quy tr nh l m vi c c a t ng t c AR v i nhi u thi t b ............................. 64
2.22 D ch v chia s IP tr n m h nh Client-Server .......................................... 65
2.23 AnatomyNow
c hi n th v i t ng t c AR v i nhi u ng i d ng ............ 66

vi


2.24
2.25
2.26
2.27
2.28
2.29

So s nh tr i nghi m c a ng i d ng v i HoloLens ....................................... 67
Qu tr nh ti n h a c c qu n th trong thu t to n Memetic ......................... 71
Qu tr nh ph n t ch c a DWT-2L ............................................................... 74
Qu tr nh t ng h p DWT-2L ....................................................................... 75
H nh nh m u v x m
c s d ng

nh gi ........................................... 76
So s nh bi u c a h nh nh m u tr c v sau khi p d ng thu t to n
Memetic v i c c k ch th c v n b n (15, 30, 45, 55 Byte) ..............................79
2.30 So s nh bi u c a h nh nh m u tr c v sau khi p d ng thu t to n
Memetic v i c c k ch th c v n b n (100, 128, 256 Bytes) .............................81
2.31 So s nh bi u c a h nh nh x m tr c v sau khi p d ng thu t to n
Memetic v i c c k ch th c v n b n (15, 30, 45, 55, 100, 128, 256 Bytes) . 82
3.1
3.2
3.3
3.4
3.5
3.6
3.7
3.8
3.9
3.10
3.11
3.12
3.13
3.14
3.15

H th ng m ph ng c th ng i 3D ............................................................ 89
H h h p .................................................................................................... 90
H ti u h a .................................................................................................. 91
H Tim m ch............................................................................................... 91
H Th n kinh .............................................................................................. 92
M ph ng ho t ng t chi v h m ............................................................. 93
H th ng m ph ng c th ng i v ho t ng c a tim ............................... 93

K thu t nh d u v ghi nh c c i m gi i ph u ....................................... 94
Ng i d ng t ng t c h th ng qua m y t nh, thi t b di ng v VR ......... 94
Thi t k ki n tr c kh o s t th c nghi m ...................................................... 95
3 ph ng ph p i ch ng trong nghi n c u ................................................. 96
M h nh thay i ph ng ph p h c c a nh m A sang cho nh m C ............. 98
So s nh i m s c a sinh vi n k thi sau t o t o u ti n.................. 99
So s nh i m s c a sinh vi n k thi sau t o t o th hai. .................. 99
So s nh i m c a sinh vi n c c tr ng i h c
c nh m l i v i nhau
theo c c ph ng ph p h c (Manikin, Cadaver, VR) sau b i ki m tra u
ti n (m u v ng) v b i ki m tra th hai (m u ). ............................... 100
3.16 So s nh i m c a sinh vi n c c tr ng i h c
c nh m l i v i nhau
theo (Manikin, X c ng i, VR), v i i m sau k thi th nh t (m u cam)
v i m l n th hai k thi sau o t o (m u xanh l c y)....................... 100
3.17 H c nh m t ng t c AR qua smartphone .................................................. 102

vii


Danh m c t vi t t t
Vi t t t

Ngh a ti ng Anh

Ngh a ti ng Vi t

2D
3D

Two Dimension
Three Dimentional

2 Chi u
3 chi u

AR
API
AES

Agumented Reality
Application Programming Interface
Advanced Encryption Standard

Th c t o t ng c ng
Giao di n l p tr nh ng d ng
Chu n m h a d li u

BER
Bit Error Rate
BFS
Breadth-First Search
B-Spline Basic Spline

T l l i bit
T m ki m theo chi u r ng
ng c s Spline

CPU
CT

CTA
CAM
CAD
CNN

Central Processing Unit
Computerized Tomography
Computer Tomography Angiography
Computer-Aided Manufacturing
Computer Aided-Design
Convolutional Neural Networks

B x l trung t m
Ch p c t l p
Ch p CT m ch m u n o
S n xu t th ng qua s tr gi p m y t nh
Thi t k th ng qua s tr gi p m y t nh
M ng n -ron t ch ch p

DWT
DME
DICOM
FPS
DCT

Discrete Wavelet Transform
Distance Measuring Equipment
Digital Imaging and
Communications in Medicine
Frames-per-second

Discrete Cosine Transform

Ph p bi n i wavelet r i r c
Thi t b o kho ng c ch
Ti u chu n nh s v
truy n th ng trong y t
T c khung h nh/gi y
Bi n i cosin r i r c

GLSL
GPU
GLM

OpenGL Shading Language
Graphics Processing Unit
Gray Level Modification

Ng n ng t o b ng OpenGL
B x l
ha
Thay i m c x m

HMD
HIE

Head-Mounted Display
Health Information Exchange

M n h nh g n tr n u
H th ng chia s th ng tin y t

viii


HGA

Hybrid Genetic Algorithm

Thu t to n di truy n lai

IoT

Internet of things

Internet v n v t

LOD
LSB

Level of Detail
Least Significant Bit

C p chi ti t
Bit th p nh t

MLE
MSE
MPU

Multi-Level Encryption

Mean Square Error
Multi-Partition Unit

Mha amc
Sai s to n ph ng trung b nh
Ph n v ng a c p

NTP
NURBS

Normalized Totally Positive
Non-uniform rational B-spline

Ph n b t ng th t ch c c
Bi u di n ng cong v b m t

OpenGL

Open Graphics Library

Th vi n OpenGL

P2P
PIA
PIN
PSNR
PRNG
PHT

Peer-to-Peer

Progressive Iterative Approximation
Put Information Note
Peak Signal to Noise Ratio
Pseudorandom Number Generator
Pressure Half-time

M ng ngang h ng
X p x l p l y ti n
Ghim ch th ch
T l t n hi u nh tr n nhi u
B sinh s gi ng u nhi n
Th i gian
ch nh p gi m i

RGB
RGB-A
RGB-D
RBF
RSA

Red, Green, Blue
Red Green Blue Alpha
Red Green Blue Depth
Radial Basis Function Network
R. Rivest, A. Shamir, L. Adleman

M h nh m u RGB
M h nh m u RGB-A
M h nh m u RGB-D
M ng h m c s b n k nh

H m h a RSA

SSIM
SC

Structural Similarity
Structural Content

Ch s s t ng ng c u tr c
N i dung c u tr c

UI

User Interface

Giao di n ng i d ng

VR
VE

Virtual Reality
Virtual Environment

Th c t i o
M i tr ng o

ix

1
2

Licm n
Lu n n c ho n th nh d i s h ng d n t n t nh c a PGS.TS L c
Nh ng v TS. Jolanda Gerda Tromp. L i u ti n, t i xin b y t l ng k nh tr ng
v bi t n s u s c t i Th y v C .
T i xin ch n th nh c m n c c Th y, C trong Tr ng Khoa h c m y t nh
ng g p nh ng ki n qu b u c v h c thu t v kinh nghi m nghi n c u
gi p t i trong su t qu tr nh th c hi n lu n n.
T i xin ch n th nh c m n Ban Gi m hi u tr ng i h c Duy T n v Tr ng
Khoa h c M y t nh, Ban o t o Sau i h c t o m i i u ki n thu n l i trong
qu tr nh ho n th nh v b o v lu n n. Xin ch n th nh c m n c n b trung t m
CVS
lu n ng vi n gi p
t i trong c ng t c t i c th i gian t p trung
nghi n c u, th c hi n lu n n.
c bi t t i xin b y t l ng bi t n s u s c t i Cha, M , V , Con v c c anh,
ch em trong gia nh, nh ng ng i lu n d nh cho t i nh ng t nh c m n ng m
v s chia nh ng l c kh kh n trong cu c s ng, lu n ng vi n gi p t i trong
qu tr nh nghi n c u. Lu n n c ng l m n qu tinh th n m t i tr n tr ng g i
t ng n c c th nh vi n trong Gia nh.
T i xin tr n tr ng c m n!

x


M

u

1. T nh c p thi t

Trong nh ng n m g n y, c ng v i s ph t tri n c a ph n c ng nh c c thi t
b thu nh n h nh nh, thi t b tr nh chi u l s ti n b c a h c thu t v i nhi u
c ng tr nh nghi n c u v l nh v c x l h nh nh, m ph ng
th c y m nh
m c c h th ng m ph ng th c t i o. Th c t i o (VR- Virtual Reality) [114]
ng y c ng ch ng t vai tr quan tr ng trong i s ng c ng nh trong khoa h c,
k thu t. Th c t i o hi n di n h u nh m i l nh v c gi i tr , v n h a, kinh t ,
ch nh tr , qu c ph ng, khoa h c, i s ng. . .
Trong th c t i o vi c x y d ng c c i t ng 3D (3 chi u) l v c ng quan
tr ng, v c c i t ng 3D gi p cho th gi i trong th c t i o gi ng v i th c t
h n p ng
c c c nhu c u kh t khe c a con ng i. C c m h nh i t ng
3D trong th c t i o c t o ra ch y u b ng ba ph ng ph p: t c c l nh trong
ng n ng l p tr nh, t c c nh thi t k s d ng ph n m m 3D v t c c m y qu t
3D. C ng v i s ph t tri n c a khoa h c c ng ngh nh ng chi c m y qu t 3D
ang d n tr th nh c ng c c l c cho vi c t o ra c c m h nh 3D t th gi i
th c [77, 99, 100]. C c s n ph m
c t o t m y qu t 3D c t l ch nh x c so
v i m u ban u kh cao, ng th i c ng gi m kh nhi u th i gian v chi ph
t o ra i t ng 3D [3, 22]. Tuy nhi n, ng ngh a v i
ch nh x c cao, c c m
h nh n y c ng c s l ng l i kh l n, kh c th d ng cho nhi u ng d ng kh c
nhau c a th c t i o.
B i to n t i u h a x l c c i t ng trong m h nh 3D c nhi u ngh a
khi m s l ng i t ng c n a v o th c t i o ng y m t nhi u, v d nh
ch ng ta m ph ng l i m t th nh ph , hay t i t o l i m t khu b o t ng hay bi u
di n c c c quan trong c th ng i... [10, 121]. B n c nh , s n ph m v th c
t i o xu t hi n nhi u tr n c c i n tho i th ng minh hay m y t nh b ng, c c

thi t b n y hi n t i th c u h nh ph n c ng ang c n kh khi m t n. V i kh
n ng ng d ng cao, chi ph th p th c n ph i c nh ng nghi n c u chuy n s u v
x l c c i t ng 3D sau
c t o t m y qu t 3D c th ng d ng
c r ng
d i h n [10, 15, 77, 107].
Trong l nh v c o t o y khoa, theo th ng k c a B Gi o d c v o t o,
Vi t Nam hi n nay c 31 tr ng i h c, 42 tr ng Cao ng v 49 tr ng Trung
1


c p c o t o kh i ng nh Y d c. Trong ch ng tr nh o t o, m n gi i ph u
h c l m n c b n v quan tr ng nh t m t t c c c ng nh Y a Khoa, i u
d ng, D c, chu n o n h nh nh,... u ph i h c. M n h c n y i h i ph i h c tr
c ti p tr n x c ng i. Tuy nhi n, v i i u ki n th c t hi n nay Vi t Nam c
c bao nhi u tr ng o t o kh i ng nh Y D c c x c ng i
sinh vi n h c?
Ngo i c c tr ng i h c l n, tr ng i m nh : i h c Y H N i, i h c Y D c
Th nh ph H Ch Minh, i h c Y D c Hu l c x c ng i. C c tr ng c n l i
ch cho sinh vi n h c tr n c c m h nh, tranh, ti u b n v h nh nh 2D ho c d
ng c c ph n m m kh ng c b n quy n tr n c a n c ngo i - ng n ng th hi n l
ti ng Anh, m h nh m u l ch ng ng i ph ng T y [62]. Nh ng i u n y l m
cho sinh vi n kh n m c chi ti t gi i ph u th c t , kh ng ti p thu ki n th c
i v i c c h c quan, kh quan s t nh c c h c , th n kinh, m ch m u, ti u h
a, n o. c bi t i v i sinh vi n n m nh t th ti ng Anh l r o c n l n
ti p c n t i li u chuy n ng nh, d n n s kh ng nh n bi t c s gi ng v
kh c nhau m c gi i ph u gi a ng i Vi t v i ng i ph ng T y [114].
M t kh c, c c tr ng i h c l n tuy c x c ng i nh ng x c c ng ph i
tr i qua qu nhi u l n th c h nh m x v
b s d ng qu l u ng y, d n n

c c chi ti t tr n x c kh ng c n nguy n v n, c c b ph n b h h ng, bi n d ng.
Quy tr nh l u tr v ng m x c trong b formol c ng kh t n k m v kh kh n,
i h i quy tr nh x l kh c khe v m i tr ng. Hi n nay, x c ng i r t kh ki m
do ngu n hi n t ng t, ph n v v n h a, t n ng ng c a ng i Vi t Nam i v i
ng i th n sau khi ch t. Vi c th c h nh tr n x c ng v t c ng kh ng th thay
th ho n to n
c v i x c ng i, ng th i b gi i h n b i quy n gi t m ng
v t. Ngo i ra, c c tr ng Trung h c ph th ng, i u ki n gi ng d y m n Sinh
h c c n r t ngh o n n v s s i. H c sinh
c h c ph n l n ch l l thuy t t
s ch gi o khoa, m kh ng c t n m t th y c c b ph n tr n c th con ng i, c
c em ch
c xem qua c c tranh v s ch, tranh nh minh h a. V i i u ki n kh
kh n v x c ng i v t nh th c t c a c c m n h c gi i ph u v sinh h c nh v y,
t ng p d ng c ng ngh 3D th c t i o s l gi i ph p t i u gi i quy t b i to n
n y [113, 118].
Vi c nghi n c u gi i quy t b i to n m ph ng c th ng i v x y d ng ng
d ng ph c v cho c ng t c nghi n c u, h c t p v luy n ngh gi i ph u h c l v n
c n m i m v i Vi t Nam, trong khi c nh ng y u c u th c t ang t ra.
y th c s l b i to n
c t ra cho c c nh nghi n c u, c c nh ph t tri n
ph n m m v c c b nh vi n, B Y t c n ph i h p l i v i nhau t o ra
c
c c s n ph m ng d ng li n ng nh c gi tr cao trong o t o nh tr ng c ng
nh o t o n ng cao tay ngh trong c c c s y t [72, 119].
2


Xu t ph t t ho n c nh v t m quan tr ng c a b i to n t i u x l , bi u
di n i t ng trong m h nh 3D, t i th c hi n t i "Nghi n c u m t s k thu t

x l
i t ng v m ph ng ng d ng trong y h c" nh m p ng c c y u t v
k ch th c d li u m h nh i t ng, chia s nhi u ng i d ng trong m i tr ng
th c t o t ng c ng. t i nghi n c u h ng n vi c m ph ng v bi u di n
c th o ho n ch nh v i y
c c h c quan nh : h x ng, h c , h tu n
ho n, h th n kinh, h h h p, ti u h a, h b i ti t v sinh d c, c c h n y bao
g m y c c chi ti t gi i ph u nh nh t v ho n to n gi ng v i ng i th t, v i t l
ch nh x c 1:1, c th in 3D ra c c b ph n c a c th ng i. C c k thu t x l ,
bi u di n t i u c c i t ng 3D, k thu t t ng t c l n i t ng 3D trong m i
tr ng th c t i o, chia s v c ng t c nhi u ng i d ng ph p quan s t c to n
b c c c quan, c ng nh c c chi ti t gi i ph u, m c gi i ph u m t c ch tr c quan v
gi ng th t nh t nh m t o thu n l i nh t cho vi c o t o, t v n c ng nh h i ch n
qua m ng (telehealth).
2. M c ti u nghi n c u c a lu n n

M c ti u c a t i l nghi n c u m t s k thu t x l i t ng 3D v tri n
khai ng d ng c ng ngh ti n ti n v th c t i o hi n c
thi t k v x y d ng
m i tr ng th c t i o i v i m t s b ph n tr n c th con ng i nh m tr
gi p cho vi c gi ng d y, o t o v nghi n c u trong y h c. Nghi n c u k thu t
t ng t c l n i t ng 3D trong m i tr ng th c t o v k thu t chia s hi u
qu nhi u ng i d ng trong m i tr ng th c t o t ng c ng.
V i h th ng n y kh ng ch h tr cho gi ng vi n, sinh vi n c i u ki n quan
s t k h n, c th xem x t t ng th nh ph n b ph n, c th quan s t nhi u g c
kh c nhau v i m t m u v t, m ng l tr c y ch c th quan s t th ng
qua nh ng nh 2D
c ch p nhi u g c
kh c nhau. Ngo i ra, c c m h nh
o n y s gi p b c s r n luy n c c k n ng l m s ng, t ch c c c bu i o t o t

xa, h i ch n li n vi n, ti t ki m c chi ph v gi p sinh vi n ti p thu ki n th c
m t c ch d hi u v tr c quan h n c c k thu t th c h nh trong ng nh y t .
Tr n c s c c m c ti u ch nh
c u c th sau:
■

■

ra,

t i t p trung v o c c m c ti u nghi n

Th nh t: Nghi n c u t ng quan v ph t tri n c c k thu t x l
i t ng
3D, m h nh h a, c c k thu t t i t o, m ph ng b m t, v t li u c a m
h nh. nh gi v l a ch n ph ng ph p ph h p, hi u qu .
Th hai: Nghi n c u v t i u h a c c m h nh, nghi n c u k thu t a
ng i d ng trong 3D th c t i o, nghi n c u c c k thu t m ph ng 3D
th c t i o t c c nh y t (MRI, X-Ray, CT Scan).
3


■

■

Th ba: Nghi n c u k thu t m h a d li u y t trong qu tr nh truy n d
li u h nh nh gi a c c thi t b .
Th t : Tr n c s k thu t xu t x y d ng th nghi m m t h th ng
m t s b ph n tr n c th ng i nh : h x ng, c , ti u h a, tu n ho n,

th n kinh, tim.

3. i t ng, ph m vi nghi n c u c a lu n n

C c k thu t x l , k thu t t i t o,
m h nh h a, k thu t ho n thi n b m t ch t li u c a m h nh 3D. C c k thu t
nh d u v v l n c c i t ng trong m i tr ng 3D, k thu t t i u h a m
h nh trong th c t i o v k thu t t ng t c a ng i d ng.
i t ng nghi n c u c a

t i g m:

t i t p trung ch y u v o nghi n c u c c
k thu t x l i t ng 3D, t i u h a i t ng 3D, x l nh v hi n th h nh
nh d a tr n c ng ngh 3D th c t o o, ng d ng m ph ng c c h x ng, c ,
th n kinh, tu n ho n, ti u h a, tim tr n c ng ngh th c t i o 3D.
Ph m vi nghi n c u c a

t i:

4. ng g p ch nh c a lu n n

C c k t qu nghi n c u c a lu n n g p ph n b sung v ho n thi n c c gi i
ph p x l i t ng 3D hi u qu ng d ng m ph ng th c t i o trong y h c.
C th , lu n n c 4 ng g p ch nh sau:
■

■

■

■

xu t k thu t l a ch n m u RGB hi u qu cho c u tr c i t ng 3D ph
c t p d a tr n k t h p ph ng ph p g n th , nh d u b ng c ch ch n v
ng m u RGB tr n c u tr c i t ng trong h th ng th c nh.
xu t k thu t n ng cao hi u qu t ng t c v i a ng i d ng trong th c t
o t ng c ng v i c c k ch b n c c ng i d ng c c ng kh ng gian a l v
kh c kh ng gian a l .
xu t thu t to n Memetic t ng c ng m h a d li u y t tr n ng
truy n trong c c h th ng ph n t n d a tr n IoT s d ng thu t to n Memetic
k t h p ph p bi n i DWT.
X y d ng h th ng m ph ng c c h c quan trong c th ng i: H x ng,
h c , h tu n ho n, h th n kinh, h h h p, ti u h a, h b i ti t v sinh
d c,...

C c ng g p tr n c a lu n n
c c ng b trong 6 c ng tr nh khoa h c t
i c c t p ch trong v ngo i n c g m: 02 b i b o ng tr n c c T p ch qu c t
trong danh m c SCIE n m 2021; 01 b i b o ng T p ch qu c t trong danh m
c Scopus n m 2020; 03 ch ng s ch ng tr n s ch chuy n kh o c xu t b n b i
nh xu t b n Wiley v Springer n m 2018 v 2020.
4


5. Ph ng ph p v n i dung nghi n c u

Ph ng ph p lu n trong nghi n c u c a lu n n l k t h p gi a nghi n c u
l thuy t v th c nghi m.
Ph ng ph p l thuy t: T ng h p m t s c ng b li n quan n c c k thu t

x l i t ng 3D trong y h c. C th nghi n c u c c k th t m h nh, bi u di n,
t i t o, t ng t c tr n i t ng 3D.
Ph ng ph p th c nghi m: Th c hi n c i t c c thu t to n, k thu t x l
i t ng 3D c a lu n n, ch y th nghi m tr n h th ng m ph ng c th ng i
k t h p v i tri n khai e-learning
o t o trong kh i ng nh khoa h c s c kh e.
6. C u tr c lu n n

Ngo i ph n m u, k t lu n v t i li u tham kh o, lu n n
th nh 3 ch ng nh sau:

c t ch c

Ch ng 1: T ng quan v x l i t ng trong m ph ng y h c
Ch ng 2:
xu t m t s k thu t x l i t ng trong m ph ng y h c
Ch ng 3: ng d ng c c k thu t x l i t ng x y d ng h th ng m
ph ng th c t o c th ng i.

5


Ch ng 1
T ng quan v x l i t ng trong m
ph ng y h c
1.1

Kh i qu t v m ph ng v m ph ng 3D

1.1.1 Kh i ni m v m ph ng

Trong v ng v i n m tr l i y, m ph ng ang tr th nh m t ng nh c ng
ngh m i nh n nh v o kh n ng ng d ng r ng r i trong m i l nh v c nh : y t ,
gi o d c, ki n tr c, qu n s , du l ch, gi i tr ,... Hi n nay, c nhi u nh ngh a v
m ph ng, m t trong c c nh ngh a c ch p nh n r ng r i l c a C. Burdea
v P. Coiffet th c th hi u m ph ng t ng i ch nh x c nh sau: M ph ng l
m t h th ng giao di n c p cao gi a Ng i s d ng v M y t nh. H th ng n y m
ph ng c c s v t v hi n t ng theo th i gian th c c t ng t c v i ng i s d ng
qua t ng h p c c k nh c m gi c.
l ng gi c g m: th gi c, x c gi c, th nh gi c,

kh u gi c v v gi c [18]

H nh 1.1:

Giao di n gi a ng i s d ng v h th ng m y t nh 3D

6


Hay n i m t c ch c th m ph ng l c ng ngh s d ng c c k thu t m
h nh ho kh ng gian ba chi u, v i s h tr c a thi t b hi n i x y d ng m t
th gi i m ph ng
a ng i ta v o m t th gi i nh n t o v i kh ng gian nh
th t. Trong th gi i o n y, ng i s d ng kh ng c n
c xem nh ng i quan
s t b n ngo i, m
th c s tr th nh m t ph n c a h th ng. Th gi i nh n
t o n y kh ng t nh t i m l i ph n ng, thay i theo mu n c a ng i s d ng
nh nh ng c ch , h nh ng,... T c l ng i s d ng nh n th y s v t thay i

tr n m n h nh ngay theo mu n c a h .
M t c ch l t ng, ng i s d ng c th t do chuy n ng trong kh ng gian
ba chi u, t ng t c v i c c v t th o, quan s t v kh o c u th gi i o nh ng
g c kh c nhau v m t kh ng gian. Ng c l i, m i tr ng o l i c nh ng ph n
ng t ng ng v i m i h nh ng c a ng i s d ng, t c ng v o c c gi c quan
nh th gi c, th nh gi c, x c gi c c a ng i s d ng trong th i gian th c l m ng i
s d ng c c m gi c nh ang t n t i trong m t th gi i th c [18].
1.1.2 Ph n lo i c c h th ng m ph ng

M c d kh c th ph n lo i
c t t c c c h th ng m ph ng, nh ng ph n
l n c c h nh th i h th ng r i v o ba nh m ch nh, m i nh m c x p h ng theo
kh n ng cung c p t nh th c hay nh ng c a ng i s d ng trong m i tr ng
o do h th ng t o ra. T nh th c hay nh ng c xem l k t qu c a s ph i
h p nhi u y u t bao g m m c t ng t c v i m i tr ng, m c nh n l p th , tr
ng quan s t v t c
c p nh t nh c a m n h nh trong s thay i v m t kh
ng gian c a ng i d ng [18]
1.1.2.1 H th ng m ph ng kh ng c t nh nh ng

C c h th ng m ph ng kh ng c t nh nh ng (Non-Immersive Systems) l
nh ng h th ng c kh n ng cung c p m c hi n th c th p nh t. M i tr ng o
c quan s t th ng qua m t khung nh n l m t m n h nh m y t nh c ph n
gi i cao. H th ng n y s d ng c c thi t b sau:
- M y t nh
b n: c c u h nh cao, c h tr card x l
ho 3D Stereo c
dung l ng 256 MB tr l n, v c h tr Spaceball c ng nh m t s thi t b ngo i
vi m r ng kh c
Vi c t ng t c v i m i tr ng o c th c hi n th ng qua c c ph ng ti n

truy n th ng nh b n ph m, chu t ho c ti n ti n h n s d ng c c thi t b t ng
t c l p th nh Spaceball.
7


- Chu t Spaceball l thi t b u v o gi p cho ng i d ng th c hi n c c thao
t c nh : ph ng to hay thu nh , theo d i v xoay chuy n c c v t th trong m i
tr ng kh ng gian 3 chi u gi ng y nh trong th gi i th c
u i m c a c c h th ng kh ng c t nh nh ng l ch ch ng kh ng i h i
hi u n ng x l
ho m c cao, kh ng c n h tr b i nh ng ph n c ng c
bi t v c th tr nh di n ngay tr n c c m y t nh c nh n c c u h nh t ng i
tr l n. i u n y c ngh a l nh ng h th ng n y
c xem nh gi i ph p c ng
ngh c chi ph th p nh t [109], trong khi v n c th p d ng trong nhi u ng
d ng. Tuy nhi n chi ph th p c ng ng ngh a v i vi c kh ng p ng
cvi
nh ng t ng t c m c cao [89], kh ng cho c m gi c t n t i trong m i tr ng
gi l p, kh ng ph t huy c c m nh n ph m vi kh ng gian r ng
1.1.2.2 H th ng m ph ng B n nh ng

H th ng b n nh ng (Semi-Immersive Systems) l m t th nghi m kh m i
trong c ng ngh m ph ng. S ph t tri n c a c c h th ng d ng n y d a tr n c c
c ng ngh c ph t tri n trong l nh v c m ph ng bay [36]
M t h th ng b n nh ng th ng c nh ng thi t b sau:
- M t m n nh r ng.
- M y chi u m n nh r ng c ng ngh DLP (Digital Light Processing).
- K nh m t Shutter Glasse l lo i k nh h tr c bi t cho m t ng i quan s t
c th nh n th y nh ng c nh 3D trong th gi i o. y l thi t b h tr
quan tr ng nh t trong h b n nh ng.

H th ng B n nh ng s d ng m t tr ng quan s t r ng, cho ng i d ng c
c m nh n nhi u h n v s hi n di n trong kh ng gian o so v i c c h th ng kh ng
c t nh nh ng. Tuy nhi n, ch t l ng c a nh chi u l v n ng quan t m. Do
vi c n ng cao hi u n ng lu n lu n i k m v i nh ng chi ph t. Nh ng ta
c ng ph i th a nh n nh ng t nh n ng v t tr i m n mang l i so v i h th ng
kh ng t nh nh ng l kh n ng hi n di n c a ng i quan s t trong h , t nh a
ng i d ng [117].
1.1.2.3 H th ng m ph ng nh ng to n ph n

H th ng nh ng to n ph n (Fully Immersive Systems) cung c p cho ng i s
d ng nh ng tr i nghi m tr c quan nh t trong m i tr ng o. Nh ng h th ng
nh v y c th c xem nh b c ti n xa nh t trong c ng ngh m ph ng cho
8


t i th i i m n y. C m t lo i thi t b g n li n v i s ph t tri n c a c c h th ng
d ng n y l thi t b HMD v DataGloves. C c thi t b cho ph p ng i quan
st
c nh ng ho n to n trong m t th gi i o m
c th quay 3600 v
t ng t c v i v t c c m gi c nh t ng t c v i v t th t [57].
- G ng tay d li u (Data Gloves): V h nh d ng gi ng nh g ng tay th ng
nh ng c g n c c thi t b c m bi n (Sensor). Thi t b n y theo d i s thay i
v v tr v c ch tr n b n tay. M i c ch quy nh m t h nh vi kh c nhau c a
ng i s d ng trong m i tr ng o. B ng c ch n y ng i s d ng c th t ng
t c v i c c v t th o, ng th i c nh ng c m nh n v m t x c gi c th ng qua
nh ng ph n h i t ph a h th ng t i g ng tay

H nh 1.2:

Thi t b g ng tay trong h th ng nh ng to n ph n

- Thi t b hi n th i u (Head Mounted Display - HMD) l thi t b kh ng
ch cho ph p ng i quan s t c m nh n c th gi i o 3 chi u m c n cho ph p
ng i quan s t c t do chuy n ng trong th gi i

H nh 1.3:

Thi t b HDM trong h th ng nh ng to n ph n

9


T t c c c h th ng nh ng to n ph n c kh n ng cung c p nh ng c m nh n
hi n th c trong m i tr ng o h n b t k m t lo i h th ng n o
c p tr c.
Tuy nhi n, m c
th c c n ph thu c v o nhi u y u t bao g m tr ng quan
s t c a thi t b HMD, ph n gi i, t c
c p nh t nh trong th i gian th c khi
ng i quan s t chuy n ng trong kh ng gian [110].
B ng 1.1:

Cc

So s nh hi u n ng ho t ng c a c c h th ng m ph ng [52]

c tr ng ch nh

ph n gi i

C m nh n v ph m vi kh ng gian
Kh n ng t ng t c
Tr ng quan s t
tr
C m gi hi n di n trong m i tr ng o

H th ng nh ng

H th ng
b n nh ng

H th ng
nh ng to n ph n

Cao
Th p
Th p
Th p
Th p
Kh ng-Th p

Cao
Trung b nh-Cao
Trung b nh
Trung b nh
Th p
Trung b nh-Cao

Trung b nh
Cao

Cao
Cao
Trung b nh-Cao
Trung b nh-Cao

1.1.3 M ph ng 3D trong y h c
1.1.3.1 C ng ngh m ph ng y h c

Ng y nay, c ng ngh h nh nh m ph ng 3D ang thu h t s ch c a nhi u
ng i v l nh v c y h c c ng kh ng ph i l m t ngo i l . Y h c l m t trong
nh ng l nh v c ng d ng ti m n ng v l m t trong s t l nh v c ng d ng thu c
ng nh khoa h c c a m ph ng. Cho n nay, l nh v c n i b t trong y h c p d ng
th nh c ng c ng ngh m ph ng l gi l p gi i ph u (Surgical Simulation) [102]
Tr n c s c c k thu t ho m y t nh v M ph ng, h th ng o t o y
h c n y bao g m hai b ph n c b n: Kh i t ng t c ba chi u l m h nh sinh th
o cho ph p ng i s d ng th c hi n c c thao t c gi i ph u th ng qua c c d ng
c gi i ph u o; Kh i giao di n ng i d ng hai chi u cung c p nh ng th ng tin
ph n h i tr c quan t m h nh trong qu tr nh gi i ph u c ng nh nh ng th ng
tin h ng d n trong phi n o t o.
Ph ng ph p o t o c t nh t ng t c cao n y mang nhi u u i m so v i
c c ph ng ph p truy n th ng nh th c h nh tr n m h nh plastic hay tr n b nh
nh n th c. Th nh t, kh c v i ph ng ph p d ng m h nh plastic, sinh th gi i
ph u o c kh n ng cung c p nh ng th ng tin ph n h i sinh h c m t c ch t
nhi n nh m t sinh th s ng th c, d i t c ng gi i ph u c a b c s m , ch ng
h n nh s thay i v nh p tim, huy t p v.v.. i u n y t o cho h c vi n c c m
gi c ang tr i qua m t ca m trong m t t nh hu ng th c. Th hai, kh c v i th c
h nh tr n b nh nh n th t, r r ng sai l m c a h c vi n trong qu tr nh th c t p
kh ng ph i tr gi b ng nh ng th ng t n th c tr n c th ng i b nh. i u n y
10

c ng l m gi m p l c l n h c vi n khi th c hi n ph u thu t o. T
t tin v ch ng h n trong h c t p.

, gi p h

Ph ng ph p n y kh ng ch cho ph p c c h c vi n y khoa th c h nh c c ca
ph u thu t trong t nh hu ng th c, em l i cho h nh ng kinh nghi m c n thi t tr
c khi th c hi n ph u thu t tr n c th con ng i, y c n l c h i c c b c
s m n ng cao k thu t gi i ph u v k n ng ph i h p l m vi c theo nh m trong
ph ng m . i u n y c bi t quan tr ng trong c c t nh hu ng ph u thu t nguy hi
m v nh y c m.
C c k thu t M ph ng c ng c s d ng h tr b c s m trong giai
o n l p k ho ch ti n ph u thu t (preoperative planning). Tr c khi th c hi n
quy tr nh gi i ph u tr n b nh nh n th c, ng i b c s c th th nghi m c c ph
ng ph p ti n h nh ph u thu t kh c nhau tr n m h nh o c a ng i b nh. M h
nh n y m ph ng y
c c c i m b nh l c a ng i b nh th t. Theo c ch
n y, ng i b c s s l a ch n ra
c c ch th c an to n nh t, hi u qu nh t v t
n t th i gian nh t trong ph ng ph u thu t, h n ch nh ng bi n c trong qu tr
nh gi i ph u.
Tr n th gi i, nhi u b c s c ng ang c g ng t n d ng c ng ngh m i n y
i u tr b nh nh n. V d nh v o m t cu c ph u thu t n i soi c g n camera 3D.
Camera s truy n v nh ng h nh nh 3D ch n th t, r n t c c ph u thu t vi n
c th i u khi n c c d ng c ph u thu t ch m v o c c c quan b n trong khoang
b ng m t c ch ch nh x c. C ng ngh n y m b o an to n h n trong qu tr nh
ph u thu t. Th m n a, c ng ngh 3D c th gi p ta chuy n t tia X-quang b nh
th ng hay c c h nh nh 2 chi u c a ch p c t l p vi t nh (CT) sang 3 chi u.
V i c c ph ng ph p ch p c c l p vi t nh hay ch p c ng h ng t (MRI), c c

b c s v a nh n h nh nh v a ti n h nh ph u thu t b ng c ch a m t c i kim
ho c m t ng nh g n camera v o c th b nh nh n. Ph m vi sai s
y ph i
t h n 0,5mm, n u kh ng c c m ch m u c th s b v ho c th m ch b r ch
to c ra. C c b c s v a ph i theo d i h nh nh 2D tr n m n h nh, v a ph i t ng
t ng h nh nh s nh th n o trong kh ng gian 3 chi u, i u
g y kh ng
t kh kh n cho h khi ti n h nh c c thao t c ph u thu t. Nay v i vi c ng d ng
c ng ngh h nh nh 3D, c c b c s c th nh n c c c h nh nh 3 chi u r n t
ngay l p t c v t p trung h n v o ph u thu t. i u n y ch c ch n s n ng cao
hi u qu c a m t ca ph u thu t [60].
Nh v y, c ng ngh h nh nh 3D s gi p t ng ch nh x c c a c c ca ph u
thu t l n. Tr c , c c b c s th ng ph i t ng t ng nh 3 chi u c th ng i
trong khi nh n c c h nh nh ph c h a 2 chi u. Tuy nhi n gi y, h c th ph u
11


thu t cho b nh nh n khi nh n tr c ti p nh ng h nh nh 3 chi u. c bi t, ph ng
ph p n i soi 3D c t c d ng gi p gi m thi u r i ro v m ch m u trong qu tr nh
ph u thu t c ng nh m b o cho ca m nhanh ch ng v an to n h n. Th m v o
, c c b c s c ng c th quan s t c c c m ch m u xo n trong kh ng gian 3
chi u v d d ng l m cho l u th ng c c m ch m u b ngh n.
Theo c ch truy n th ng, vi c t ng t c v i m y t nh
c th c hi n th ng
qua c c thi t b nh b n ph m, chu t hay joystick/trackball cung c p th ng
tin u v o v s d ng kh i hi n th tr c quan nh n th ng tin u ra t h
th ng. V i s ra i c a c c h th ng m ph ng, c c ph ng th c giao ti p m i
c ph t tri n cho ph p ng i s d ng t ng t c m t c ch t ch c c v i m y t nh.
M ph ng 3D l c ng ngh s d ng c c k thu t m h nh ho kh ng gian ba
chi u v i s h tr c a c c thi t b a ph ng ti n hi n i x y d ng m t th

gi i m ph ng b ng m y t nh m i tr ng o (virtual environment). Trong th
gi i o n y, ng i s d ng kh ng c n c xem nh ng i quan s t b n ngo i, m
th c s tr th nh m t ph n c a h th ng. M t c ch l t ng, ng i s d ng
c th t do chuy n ng trong kh ng gian ba chi u, t ng t c v i c c v t th o,
quan s t v kh o c u th gi i o nh ng g c kh c nhau v m t kh ng gian.
Ng c l i, m i tr ng o l i c nh ng ph n ng t ng ng v i m i h nh ng
c a ng i s d ng, t c ng v o c c gi c quan nh th gi c, th nh gi c, x c gi c
c a ng i s d ng trong th i gian th c v tu n theo nh ng quy t c v t l r t t
nhi n, l m ta c c m gi c nh ang t n t i trong m t th gi i th c.
Hi n nay, n c ta gi o d c trong y h c v n c n t nh tr ng gi ng chay, thi u
i u ki n th c h nh quan s t. Nh t l trong th c h nh, kh ng ph i l l c n o
c ng c i u ki n th c h nh n ng cao tr nh , k n ng v kinh nghi m, c
bi t l ngo i khoa [62]. c th
c m t ca th c h nh th i h i ph i r t nhi u
th i gian, v chi ph cho m t ca th c h nh nh v y l i r t cao. Khi th c h nh
xong th nh ng m u v t th c h nh r i ch y u l b i, kh ng c kh n ng d ng
l i r t l ng ph v v.v..
H n n a, vi c x y d ng ph n m m ng d ng trong ng nh y t c n c nhi u
h n ch , nh t l Vi t Nam hi n nay ph n m m h tr gi ng d y trong y t v n
l m ng ang b b ng , ch a c u t n o th ch ng ph h p cho t nh h nh
hi n nay. T ng t l nh ng ng d ng v m ph ng trong chu n o n b nh ho c
luy n ngh c a c c tr ng h c v c c trung t m y t c ng ch a c g
Vi c x y d ng c c ph n m m m ph ng trong y t l kh quan. V i nh ng
ph n m m n y, gi ng vi n, sinh vi n c i u ki n quan s t k h n, c th xem
x t t ng th nh ph n b ph n, c th quan s t nhi u g c kh c nhau v i m t
12


m u v t, m ng l tr c y ch c th quan s t th ng qua nh ng nh 2D
c

ch p nhi u g c kh c nhau. Ph n m m m ph ng c th gi p gi i th ch r
r ng h n c c b c, qu tr nh th c hi n, ho c ch cho ch ng ta th y c c k thu t
th c hi n c c thao t c y gi ng v.v..
Trong vi c h c gi i ph u h c l v ra m t h nh nh ba chi u c a t t c c c
c quan b ph n trong c th . ng th i c th t ch r i c c c quan b ph n ra
quan s t m t c ch chi ti t m t , x c nh nh ng m c ch nh, nh ng chi ti t
quan tr ng x c nh v v n d ng v o th c t l m s ng.
1.1.3.2 H th ng m ph ng 3D th c t i o trong y h c

Th c t i o (Virtual Reality) [114] l c ng ngh s d ng c c k thu t m h nh
ho kh ng gian ba chi u, a th gi i ba chi u v o trong m y t nh t o ra m t
m i tr ng o (Virtual Environment -VE) b ng 3D. Trong m i tr ng o, ng i s
d ng th c s tr th nh m t ph n c a h th ng. M t trong c c ng d ng, con
ng i c th c nh p vai c th t do chuy n ng trong kh ng gian
o, t ng t c v i c c v t th o [3]. Ng c l i, m i tr ng o t c ng l i hay c
nh ng ph n h i t ng ng v i c c h nh ng c a ng i s d ng, c c t c ng n y
tu n theo nh ng quy t c to n h c, v t l , ... t nhi n, l m con ng i c c m gi c
nh ang t n t i trong m t th gi i th c.
M t h th ng th c t i o th ng th ng bao g m c 5 th nh ph n: Ph n m m,
ph n c ng, m ng li n k t, ng i d ng v c c ng d ng [45]. Trong , ph n m m,
ph n c ng v c c ng d ng l quan tr ng nh t v i 3 c t nh ch nh:
- T nh t ng t c (Interactive): H th ng th c t i o c kh n ng t o ra m t
th gi i nh n t o gi ng nh m t th gi i th t. Th gi i nh n t o n y kh ng
t nh m l i ph n ng, thay i theo mu n c a ng i s d ng. Ng i s
d ng c th t ng t c v i c c m h nh 3D o trong th gi i o v thay
i ngay l p t c theo mu n c a m nh.
- m ch m (Immersion): H th ng th c t i o c kh n ng thu h t ng i s
d ng v o trong m t th gi i o gi ng nh th t, ng i d ng s c c m gi
c tr th nh m t ph n c a c c h nh ng tr n m n h nh khi h ang tr i
nghi m th c t i o.

- T ng t ng (Imagination): C hai kh a c nh c a t nh t ng t ng trong
m t h th ng th c t i o. Th nh t ch nh l kh n ng di chuy n kh p n i
m t c ch c l p nh ang b n trong th gi i th t c a ng i d ng. Th
hai l nh ng quy t c v c ch th c m con ng i, s v t, hi n t ng trong
13