Thực tế mở rộng đang biến đổi ngành chỉnh hình như thế nào

Thực tế ảo, tăng cường và thực tế hỗn hợp đang định hình lại đào tạo, phẫu thuật và phục hồi chức năng chỉnh hình.

Đến bài báo

Trong một ấn phẩm gần đây trên KSSTA, các tác giả chứng minh rằng công nghệ XR cải thiện đáng kể đào tạo chỉnh hình, độ chính xác trong phẫu thuật và kết quả phục hồi chức năng.

Công nghệ XR trong y tế và chỉnh hình

Trong lĩnh vực y tế, công nghệ XR đang thay đổi cách thực hành y khoa vận hành bằng cách kết nối các môi trường ảo và thực, tái định hình giáo dục y khoa, cải thiện độ chính xác trong quy trình và nâng cao chăm sóc bệnh nhân. Ví dụ, các trình mô phỏng VR đã được chứng minh hiệu quả trong việc giúp các bác sĩ phát triển kỹ năng phẫu thuật đồng thời giảm thiểu các rủi ro liên quan đến kinh nghiệm lâm sàng thực tế ban đầu và loại bỏ nhu cầu đào tạo dựa trên tử thi.

Trong phẫu thuật chỉnh hình cụ thể, hệ thống định vị AR nâng cao độ chính xác trong các phẫu thuật thay thế khớp gối và hông toàn phần bằng cách cải thiện căn chỉnh các thành phần và giảm thiểu sai sót trong phẫu thuật, điều này có thể dẫn tới kết quả lâu dài tốt hơn cho bệnh nhân.

Gem kỹ thuật số và AI trong chỉnh hình

Trong số các tiến bộ này, công nghệ gem kỹ thuật số xuất hiện như một ứng dụng sáng tạo của XR trong chỉnh hình, cho phép lập kế hoạch phẫu thuật cá nhân hóa, theo dõi phục hồi chức năng theo thời gian thực và mô hình dự đoán các rối loạn cơ xương bằng cách kết hợp nhiều nguồn dữ liệu với mô phỏng tính toán.

Cùng với các phát triển XR này, các mô hình ngôn ngữ lớn như ChatGPT và hệ thống AI đa phương thức mới nổi như DeepSeek đang định hình nghiên cứu chỉnh hình bằng cách cải thiện khả năng truy cập ngôn ngữ y tế, đơn giản hóa việc chuẩn bị bản thảo và cung cấp các công cụ đổi mới cho việc ra quyết định lâm sàng và đánh giá tài liệu.

Việc tích hợp AI vào các nền tảng XR có thể nâng cao hơn nữa phẫu thuật chỉnh hình bằng cách cho phép dự đoán cá nhân hóa và hỗ trợ đào tạo phẫu thuật.

XR trong chấn thương thể thao và nội soi khớp

Trong lĩnh vực chấn thương thể thao và phẫu thuật nội soi khớp, công nghệ XR mang lại những lợi ích rõ ràng và có ý nghĩa lâm sàng.

Các bộ mô phỏng nội soi khớp dựa trên thực tế ảo cho phép học viên luyện tập nhiều lần các thủ thuật vai và gối trong môi trường an toàn, kiểm soát, giúp tăng tốc quá trình thu nhận kỹ năng đồng thời giảm rủi ro.

Trong phẫu thuật, điều hướng hướng dẫn AR có thể cải thiện vị trí đặt đường hầm trong tái tạo ACL, giảm sử dụng huỳnh quang trong sửa chữa đa dây chằng và nâng cao khả năng quan sát trong các ca phẫu thuật vai phức tạp.

Sau phẫu thuật, các công cụ phục hồi dựa trên thực tế ảo và AR thúc đẩy sự tuân thủ của bệnh nhân, cho phép giám sát từ xa, và hỗ trợ các quyết định hiệu quả hơn về việc sẵn sàng trở lại thể thao.

Phạm vi và mục tiêu của bài đánh giá

Bài đánh giá này cung cấp quan điểm hướng đến bác sĩ về cách tích hợp XR có thể nâng cao kết quả quy trình, an toàn bệnh nhân và khả năng tiếp cận trong chăm sóc chỉnh hình. Bài viết tập trung vào ba trụ cột:

Đào tạo phẫu thuật chỉnh hình với công nghệ nhập vai

Ý tưởng sử dụng bộ mô phỏng dựa trên VR cho đào tạo phẫu thuật xuất phát từ quan sát rằng các bác sĩ phẫu thuật có kinh nghiệm chơi game video thích nghi nhanh hơn với các nhiệm vụ liên quan đến thị giác gián tiếp và phối hợp vận động chính xác, đặc biệt là trong các thủ thuật nội soi khớp và nội soi ổ bụng.

Bộ mô phỏng VR cung cấp cho học viên cơ hội luyện tập nhiều kỹ năng - từ giải phẫu phức tạp đến các ca phẫu thuật tinh vi như nội soi khớp, sửa chữa gãy xương và thay khớp - trong môi trường an toàn, kiểm soát và không rủi ro.

Các loại và lợi ích của bộ mô phỏng VR

Bộ mô phỏng VR dựa trên màn hình
Các hệ thống này kết hợp mô hình vật lý, phản hồi xúc giác và màn hình độ phân giải cao. Chúng thường sử dụng các công cụ được theo dõi nhưng không dựa vào kính VR.

Bộ mô phỏng VR dựa trên tai nghe hoàn toàn nhập vai
Chúng sử dụng tai nghe VR và bộ điều khiển tay để tạo ra một môi trường đào tạo hoàn toàn ảo.

AR và MR trong đào tạo phẫu thuật

Source: Aksoy ME, Kocaoglu B, Izzetoglu K, Agrali A, Yoner SI, Polat MD, et al. Assessment of learning in simulator-based arthroscopy training with the diagnostic arthroscopy skill score (DASS) and neurophysiological measures. Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc. 2023; 31: 5332–5345.

AR và MR đòi hỏi các thiết bị chuyên dụng để tích hợp các thành phần ảo vào môi trường thực tế, bao gồm bộ theo dõi vị trí và kính hiển thị gắn trên đầu. Những thiết bị này cho phép hướng dẫn hình ảnh trong phẫu thuật, giám sát dữ liệu và đào tạo phẫu thuật, mặc dù có các hạn chế như độ phân giải thông qua thấp. AR tăng cường sự tham gia của học viên, cung cấp phản hồi thời gian thực, và cho phép hướng dẫn rảnh tay và cố vấn từ xa.

Tiềm năng của metaverse trong đào tạo phẫu thuật

Cái gọi là metaverse mang lại những lợi ích như tăng sự tham gia của sinh viên, môi trường ra quyết định an toàn, trò chơi hóa và xác minh blockchain. Đào tạo ảo trong tương lai có thể phát triển thành các mô phỏng cực kỳ thực tế và phức tạp, có thể trở thành phần không thể thiếu trong chương trình đào tạo chỉnh hình. Những thách thức bao gồm sự chênh lệch trong truy cập kỹ thuật số, chi phí thiết bị cao và sự phân mảnh nền tảng.

Ứng dụng trong phẫu thuật chỉnh hình

Source: Aksoy ME, Kocaoglu B, Izzetoglu K, Agrali A, Yoner SI, Polat MD, et al. Assessment of learning in simulator-based arthroscopy training with the diagnostic arthroscopy skill score (DASS) and neurophysiological measures. Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc. 2023; 31: 5332–5345.

VR và AR đã biến đổi kế hoạch trước phẫu thuật, điều hướng trong phẫu thuật và phục hồi sau phẫu thuật. VR nâng cao độ chính xác phẫu thuật và lập kế hoạch trong khi AR cải thiện hướng dẫn trong phẫu thuật, định vị cấy ghép và khả năng hình ảnh hóa.

Bảng dưới đây tóm tắt các ứng dụng chính trong các giai đoạn phẫu thuật, thể hiện giá trị lâm sàng riêng biệt của công nghệ XR trong cố định gãy xương, nội soi khớp và thay khớp.

Tích hợp AI với XR trong phẫu thuật

Khi kết hợp với AI và VR/AR, công nghệ XR có thể cung cấp các giải pháp thích ứng cho lập kế hoạch và ra quyết định phẫu thuật, hỗ trợ đào tạo và thu hẹp khoảng cách kinh nghiệm giữa các bác sĩ phẫu thuật mới và giàu kinh nghiệm. Thách thức bao gồm các mối quan ngại về đạo đức liên quan đến dữ liệu bệnh nhân và hiệu suất AI hạn chế trong các tình huống hiếm hoặc thiếu dữ liệu.

XR trong phục hồi chức năng cơ xương

Phục hồi chức năng dựa trên XR mở rộng chăm sóc ngoài bối cảnh lâm sàng thông qua y tế từ xa và các thiết bị đeo như IMU, cho phép theo dõi liên tục chuyển động khớp và dáng đi. VR cung cấp môi trường nhập vai hoàn chỉnh, trong khi AR phủ lớp hướng dẫn ảo lên các bài tập thực tế. Các nghiên cứu cho thấy sự tuân thủ cải thiện, phục hồi chức năng, giảm đau và hiệu quả tương đương với vật lý trị liệu trực tiếp.

Hướng đi tương lai và nhu cầu nghiên cứu trong phục hồi chức năng

Phục hồi chức năng dựa trên XR cũng đã được áp dụng cho các rối loạn mãn tính, quản lý đau cấp tính và đau chi ảo. Khi các ứng dụng XR mở rộng, nghiên cứu trong tương lai nên tối ưu hóa các giao thức, tùy chỉnh can thiệp và đánh giá kết quả lâu dài để thiết lập hiệu quả lâm sàng trong thực hành chỉnh hình thường quy.

Hướng tới chăm sóc chỉnh hình cá nhân hóa và dự đoán được

Công nghệ XR đang trở thành một phần không thể thiếu trong thực hành chỉnh hình, thu hẹp khoảng cách giữa giáo dục, phẫu thuật và phục hồi chức năng. Bộ mô phỏng VR tăng tốc phát triển kỹ năng trong môi trường an toàn, AR và MR nâng cao độ chính xác trong phẫu thuật, và các công cụ phục hồi dựa trên XR mở rộng chăm sóc ngoài phòng khám. Với tiềm năng tích hợp AI và gem kỹ thuật số, các công nghệ này hứa hẹn chăm sóc chỉnh hình cá nhân hóa, dự đoán và hiệu quả hơn.