Phẫu thuật hoàn hảo hơn nhờ in 3D

109

Thay vì phải xem xét hàng nghìn ảnh chụp y tế, các chuyên gia X quang và bác sĩ phẫu thuật giờ đây chỉ cần một mô hình giải phẫu in 3D để hiểu rõ tình trạng bệnh lý của bệnh nhân và xác định hướng điều trị phù hợp.

Một mô hình giải phẫu được in 3D của quả thận bị ung thư. Ảnh: Trung tâm Sáng tạo thuộc Bộ Cựu chiến binh Hoa Kỳ.

Khoảng 3 năm trước, bác sĩ Beth Ripley gặp một trường hợp bệnh nhân bất hợp tác. Dù Ripley và một số chuyên gia X quang khác đã phát hiện một khối u đang phát triển trong thận của một nữ bệnh nhân nhưng người phụ nữ này không muốn tin vào điều đó vì phương pháp điều trị bằng cách phẫu thuật cắt bỏ cả quả thận dường như rất kinh khủng đối với chị.

Cả bệnh nhân và bác sĩ đều bế tắc cho đến khi một chuyên gia phẫu thuật cho nữ bệnh nhân xem mô hình quả thận bị ung thư của chị do Ripley in 3D từ một ảnh chụp y tế. Ngay lập tức, bệnh nhân này biết được tình trạng bản thân, đồng thời bác sĩ phẫu thuật cũng cho biết nhận định của ông. “Ông ấy nhận ra rằng mình có khả năng bóc tách khối u mà không cần cắt bỏ toàn bộ thận,” Ripley cho biết.

Hiện nay, Ripley đang tạo những sáng tạo đột phá như vậy tại hệ thống chăm sóc y tế lớn nhất nước Mỹ – các bệnh viên thuộc Bộ Cựu chiến binh Hoa Kỳ (VA). Bà hiện là trưởng dự án Mạng lưới In 3D tại Trung tâm Sáng tạo của Bộ Cựu chiến binh. Mục tiêu của chương trình này là cho phép cựu chiến binh tại tất cả 170 cơ sở khám bệnh của VA có thể tiếp cận các ứng dụng công nghệ in 3D. Theo dự kiến, đến cuối năm nay, Mạng lưới In 3D sẽ giúp trang bị công nghệ hiện đại này cho gần 25 bệnh viện, tăng gấp năm lần số cơ sở có công nghệ này đầu năm 2016.

Những sản phẩm của công nghệ in 3D – một nhánh của ngành công nghệ đắp lớp – đang nhanh chóng thay đổi cách bác sĩ tiếp cận với phẫu thuật và các cách trị liệu khác. Theo Hiệp hội Kỹ thuật Sản xuất, 96% chuyên gia y tế hy vọng sẽ ứng dụng nhiều sản phẩm đắp lớp hơn trong công việc, trong đó ¼ số chuyên gia dự đoán rằng thị trường này sẽ tăng trưởng 20% trong năm 2018. Họ nhận ra rằng những sản phẩm này chạm tới bản chất của “lương y” vì chúng giúp bác sĩ tương tác rõ ràng hơn để đáp ứng yêu cầu riêng biệt của từng bệnh nhân.

Cuộc cách mạng đắp lớp trong y tế sẽ không dừng lại trong phạm vi phòng phẫu thuật. Theo Jimmie Beacham, kỹ sư trưởng của GE Healthcare tại Waukesha, Wisconsin, trong tương lai hãng này sẽ áp dụng công nghệ in 3D cho việc sản xuất khoảng 70% linh kiện máy của hãng.

Chương trình Mạng lưới In 3D có mục tiêu đưa công nghệ in 3D vào các cơ sở khám chữa bệnh thuộc Bộ Cựu chiến binh Hoa Kỳ. Ảnh: Trung tâm Sáng tạo thuộc Bộ Cựu chiến binh Hoa Kỳ.

Trở lại với bệnh viện, vài tuần trước khi bệnh nhân lên bàn mổ, các bác sĩ phẫu thuật và chuyên gia X quang sẽ họp bàn để lên lộ trình từng bước cho ca phẫu thuật. Kết quả của cuộc phẫu thuật phụ thuộc lớn vào khả năng giải thích của bác sĩ X quang cho chuyên gia phẫu thuật về tình trạng bệnh lý của bệnh nhân, nên cuộc hội chẩn này có ý nghĩa sống còn. “Dù anh có hoạt ngôn thế nào đi nữa, thì việc tóm tắt hàng nghìn hình ảnh vào một báo cáo 300 chữ vẫn là một việc cực kỳ khó khăn,” Ripley nói. Và, giải pháp của bà là khi không thể diễn đạt bằng từ ngữ, Ripley sử dụng một mô hình thực tế và đặt nó vào bàn tay của bác sĩ phẫu thuật. “Họ có thể đọc thông tin bằng tay, bằng mắt và xử lý dữ liệu nhanh hơn rất nhiều,” Ripley cho biết.

Khi bệnh nhân gặp bác sĩ để xem lại các chẩn đoán, mô hình y tế đóng vai trò như một thông dịch viên, giúp họ hình dung rõ ràng về vấn đề của mình. Việc bệnh nhân hiểu được những tình trạng phức tạp, nguy cơ đe dọa tính mạng cao như u não có ý nghĩa rất quan trọng.

Quá trình “in 3D” mô hình giải phẫu não bắt đầu bằng một hình ảnh chụp cắt lớp. Đầu tiên, chuyên gia X quang sẽ chọn lọc từ các ảnh chụp để xác định chi tiết giải phẫu nào nên in ra. Tiếp đó, những ảnh chụp đã qua chỉnh sửa sẽ được xuất thành một tệp tin có định dạng đặc biệt, ví dụ như tệp tin .STL – viết tắt của công nghệ in 3D tiên phong stereolithography. Mục đích của việc này là tính toán chính xác diện tích bề mặt để từ ảnh phẳng 2D in ra một hình khối 3D đúng tỉ lệ. Cuối cùng, bác sĩ đưa tệp STL vào máy in 3D để tạo hình giải phẫu não bộ bằng các lớp mực “nhựa”.

Các chuyên gia X quang như Ripley thường tạo ra sản phẩm đắp lớp ngay tại chỗ. Cách tiếp cận này cho phép nhiều tổ chức y tế có thể tùy biến sản phẩm theo nhu cầu của từng bệnh nhân, ngay cả khi yêu cầu đó không phải là các bộ phận cơ thể; các chuyên gia đắp lớp có thể tạo ra những thiết bị hỗ trợ tùy chỉnh cho từng bệnh nhân. Ví dụ như trường hợp một bệnh nhân bị chấn thương não và gặp khó khăn khi chơi bi-a, một bệnh viện cựu chiến binh tại Richmond, Virginia đã giúp ông tạo ra một thiết bị khiến gậy bi-a không rung khi cúi người đánh bóng. Ngoài ra, các bác sĩ cũng được tự do tạo mô hình để hoàn thiện những công trình sáng tạo cá nhân của mình.

Những người ủng hộ công nghệ sáng tạo này như Ripley muốn đưa in 3D vào nhiều khía cạnh khác trong hoạt động chăm sóc y tế. Họ đang hợp tác chặt chẽ với các tổ chức như FDA và Hiệp hội Quang học Bắc Mỹ để xác định những tiêu chuẩn sản xuất và quy trình tốt nhất. Họ cũng đang thực hiện nhiều khóa tập huấn để đào tạo một thế hệ chuyên gia in 3D.

Mô hình giải phẫu 3D giúp bác sĩ phẫu thuật đọc và tiếp thu thông tin nhanh hơn so với biện pháp truyền thống. Ảnh: Trung tâm Sáng tạo thuộc Bộ Cựu chiến binh Hoa Kỳ.

Theo Amy Kover

BÌNH LUẬN CỦA BẠN