Nghiên cứu phát triển hệ thống thực tại ảo mô phỏng dữ liệu bộ xương trục người Việt Nam trưởng thành phục vụ cho việc giảng dạy và tra cứu

 Tr ịnh Xuân Đàn và Đtg Tạp chí KHOA H ỌC & CÔNG NGH Ệ 89(01/2): 117 - 121 
NGHIÊN C ỨU PHÁT TRI ỂN H Ệ TH ỐNG TH ỰC T ẠI ẢO MÔ PH ỎNG D Ữ 
LI ỆU B Ộ X ƯƠ NG TR ỤC NG ƯỜI VI ỆT NAM TR ƯỞNG THÀNH 
PH ỤC V Ụ CHO VI ỆC GI ẢNG D ẠY VÀ TRA C ỨU 
 Tr ịnh Xuân Đàn 1; Đỗ N ăng Toàn 2 & CS 
 1Tr ường Đạ i h ọc Y D ược Thái Nguyên 
 2 Vi ện Công ngh ệ Thông tin-Vi ện Khoa h ọc Vi ệt Nam 
TÓM T ẮT 
 Để kh ắc ph ục tình tr ạng thi ếu điều ki ện quan sát th ực hành và rèn luy ện k ỹ n ăng ngh ề nghi ệp v ề 
 sự hi ểu bi ết th ấu đáo c ấu t ạo c ơ th ể ng ười giúp cho quá trình ch ẩn tr ị y h ọc trong ch ăm sóc s ức 
 kh ỏe. D ựa vào trang thiết b ị hi ện đạ i c ủa Phòng thí nghi ệm tr ọng điểm Công ngh ệ M ạng của Vi ện 
 CNTT-Vi ện KHVN. Với ph ần m ềm t ạo mô hình 3DSMax phiên b ản 2010 và các k ỹ thu ật h ỗ tr ợ, 
 nhóm tác gi ả b ước đầ u xây d ựng thành công b ộ x ươ ng tr ục mô ph ỏng v ới ph ần m ềm VRBODY 
 1.0. Kết qu ả bước đầ u giúp ng ười h ọc d ễ dàng quan sát t ừng chi ti ết c ơ quan, b ộ ph ận c ơ th ể ng ười 
 bình th ường để phát hi ện được nh ững b ất th ường c ủa chúng khi có t ổn th ươ ng b ệnh lý giúp cho 
 vi ệc nâng cao hi ệu qu ả trong ch ẩn đoán và điều tr ị. 
 Từ khóa: Giải ph ẫu; mô ph ỏng 3D; công ngh ệ thông tin; ph ần m ềm; ph ần c ứng máy tính. 
ĐẶT V ẤN ĐỀ * địa lý c ũng ch ưa ch ắc cho ta ti ếp c ận v ới b ệnh 
 nhân có lo ại b ệnh ta quan tâm. Vậy câu h ỏi 
Ở n ước ta vi ệc gi ảng d ạy và h ọc t ập môn Gi ải 
 đặt ra là ta có th ể t ạo d ựng b ệnh nhân ảo, và 
ph ẫu v ẫn còn tình tr ạng gi ảng chay, thi ếu điều 
 bệnh nhân này có được các b ệnh mà ta mong 
ki ện th ực hành quan sát. Đây là môn h ọc mô 
 mu ốn? Làm được nh ư v ậy, chúng ta s ẽ có 
tả các chi ti ết c ấu t ạo c ơ th ể nên c ần có nhi ều 
 được kho d ữ li ệu v ề các lo ại b ệnh, được th ể 
ph ươ ng ti ện h ỗ tr ợ nh ư xác, x ươ ng r ời, tiêu 
 hi ện mô hình b ệnh nhân ảo. 
bản, tranh, mô hình...trong đó xác là ph ươ ng 
ti ện tr ực quan t ốt nh ất giúp cho ng ười h ọc có Trên c ơ s ở s ự phát tri ển c ủa ph ần c ứng máy 
th ể xác đị nh được t ừng chi ti ết c ơ th ể m ột tính, các k ỹ thu ật đồ ho ạ và thực t ại ảo, h ệ 
cách đầy đủ , chính xác. Ch ỉ khi hi ểu được c ấu th ống đào t ạo y h ọc trên b ệnh nhân ảo d ần 
trúc c ơ th ể bình th ường m ới nh ận ra được các thành hi ện th ực. H ệ th ống đào t ạo này bao 
bi ến đổ i b ất th ường do b ệnh ho ặc ch ấn gồm hai b ộ ph ận c ơ b ản: m ột là kh ối t ươ ng 
th ươ ng gây ra. Vì v ậy, ki ến th ức v ề gi ải ph ẫu tác ba chi ều là mô hình sinh th ể ảo cho phép 
rất c ần cho t ất c ả các th ầy thu ốc lâm sàng. th ực hi ện các thao tác gi ải ph ẫu thông qua các 
Tuy nhiên, xác r ất khó ki ếm vì hi ến xác là dụng c ụ ảo; hai là kh ối giao di ện cung c ấp 
vấn đề tình c ảm, phong t ục, r ất nh ạy c ảm... thông tin ph ản h ồi tr ực quan t ừ mô hình 
mặc dù có hàng nghìn đơ n hi ến xác nh ưng trong ph ẫu thu ật c ũng nh ư thông tin h ướng 
trong vòng trên 10 n ăm nay Vi ện Gi ải ph ẫu dẫn đào t ạo. 
ch ỉ nh ận được 6 xác, BMGP tr ường ĐHYD Vi ệc phát tri ển h ệ th ống mô ph ỏng t ạo ra cái 
nh ận đươ c 2 xác hi ến. Vi ệc nh ận xác vô th ừa nhìn tr ực quan v ề c ơ th ể. Kh ắc ph ục được 
nh ận ph ức t ạp v ề các th ủ t ục pháp lý, x ử lý nh ững nh ược điểm c ủa gi ảng d ạy thông 
khó kh ăn vì đã để l ưu ở môi tr ường không th ường hi ện nay. H ơn n ữa, vi ệc xây d ựng mô 
thu ận l ợi. ph ỏng này, s ẽ giúp cho vi ệc hoàn thi ện xây 
Trên lâm sàng, vi ệc tìm ki ếm b ệnh nhân có dựng c ơ th ể ảo và ti ến t ới xây d ựng b ệnh 
bệnh quan tâm để h ọc t ập, nghiên c ứu c ũng là nhân ảo. Kh ắc ph ục được nh ững v ấn đề khó 
vấn đề khó. B ởi không d ễ ki ếm b ệnh nhân và kh ăn v ề xác - một v ấn đề tình c ảm, phong t ục 
ngay trong tr ường h ợp có thì kho ảng cách v ề và r ất nh ạy c ảm đồ ng th ời xây d ựng được 
 cho chúng ta m ột kho cơ s ở d ữ li ệu v ề các 
* lo ại b ệnh. 
 117 
 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 
 Tr ịnh Xuân Đàn và Đtg Tạp chí KHOA H ỌC & CÔNG NGH Ệ 89(01/2): 117 - 121 
Hi ện nay ở Vi ệt Nam, vi ệc xây d ựng ph ần PH ƯƠ NG PHÁP CÔNG C Ụ TẠO MÔ HÌNH 
mềm ứng d ụng trong ngành y t ế còn có nhi ều Thu th ập d ữ li ệu hình thái và c ấu trúc 
hạn ch ế, v ẫn là m ảng đang b ị b ỏ ng ỏ, ch ưa có các x ươ ng 
đầu t ư nào thích đáng. T ươ ng t ự, nh ững ứng - Thông tin và tài li ệu v ề x ươ ng ph ải ch ọn l ọc 
dụng v ề mô ph ỏng trong chu ẩn đoán b ệnh và phân lo ại để thu ận ti ện cho quá trình x ử lý 
ho ặc luy ện ngh ề c ủa các tr ường h ọc và các dữ li ệu sau này. 
trung tâm y t ế c ũng ch ưa có gì. 
 - Thông tin thu nh ận ph ải đả m b ảo đầ y đủ , 
Kết h ợp v ới các trang thi ết b ị hi ện đạ i c ủa chính xác c ả v ề hình ảnh và thông tin t ừ Hình 
Vi ện CNTT, c ộng v ới k ỹ n ăng và kinh ảnh, video để mô t ả: Tên chi ti ết – bộ ph ận, v ị 
nghi ệm, vi ệc xây d ựng các ph ần m ềm mô trí, đặc điểm gi ải ph ẫu  
ph ỏng các c ơ quan b ộ ph ận c ơ th ể là kh ả Trên c ơ s ở các d ữ li ệu thu th ập, v ới các thi ết 
quan. Đồng th ời có th ể tách r ời các c ơ quan ra bị c ủa Phòng thí nghi ệm tr ọng điểm Công 
để quan sát m ột cách chi ti ết để mô t ả, xác ngh ệ M ạng và Đa ph ươ ng ti ện do Vi ện CNTT 
định nh ững m ốc chính, nh ững chi ti ết quan ch ủ trì th ực hi ện: các thi ết b ị ph ần c ứng và 
tr ọng để v ận d ụng vào th ực t ế lâm sàng. các b ộ ch ươ ng trình ph ần m ềm h ỗ tr ợ xây 
Mục tiêu chung dựng các d ữ li ệu đa ph ươ ng ti ện nh ư âm 
Nghiên c ứu, ứng d ụng công ngh ệ th ực t ại ảo thanh, hình ảnh, hình ảnh độ ng; h ỗ tr ợ biên 
 tập d ữ li ệu đa ph ươ ng ti ện, ... 
xây d ựng các b ộ ph ận chính c ủa c ơ th ể con 
ng ười, v ới kh ả n ăng cung c ấp các giao ti ếp Sử d ụng h ệ qu ản tr ị CSDL h ướng đố i t ượng, 
cho phép ng ười s ử d ụng quan sát tra c ứu tìm hướng đố i t ượng -quan h ệ, c ơ s ở d ữ li ệu quan 
ki ếm thông tin v ề các b ộ ph ận chính c ủa c ơ hệ. Các ngôn ng ữ, công c ụ mô hình hóa trong 
th ể con ng ười và m ột s ố b ệnh liên quan tr ợ th ực t ại ảo. Ph ươ ng pháp phân tích thi ết kế h ệ 
giúp cho vi ệc gi ảng d ạy và tra c ứu. Ph ục v ụ th ống thông tin cho h ệ th ống ph ức t ạp liên k ết 
 gi ữa CSDL và th ực t ại ảo. K ỹ thu ật tiên ti ến 
cho vi ệc ti ến t ới xây d ựng b ệnh nhân ảo. 
 của đồ h ọa máy tính và giao di ện ng ười máy 
Mục tiêu c ụ th ể HCI (Human-Machine Interaction). 
1. B ước đầ u xây d ựng b ộ x ươ ng tr ục ng ười Ph ần m ềm được s ử d ụng t ạo mô hình là 
tr ưởng thành b ằng áp d ụng công ngh ệ th ực 3DSMax phiên b ản 2010 sau đó s ử d ụng các k ỹ 
tại ảo. thu ật h ỗ tr ợ để hi ệu ch ỉnh mô hình nh ư mô hình 
2. Ứng d ụng xây d ựng bài gi ảng v ề h ệ x ươ ng đa giác (polygon), mô hình d ựa trên k ết n ối 
cho sinh viên ngành Y-Dược v ới các hình ảnh đường cong (NURBs) và m ột s ố k ỹ thu ật hi ệu 
mô ph ỏng minh h ọa. ch ỉnh khác nh ư ch ất li ệu, màu s ắc, ánh sáng 
 Sách gi ải 
 ph ẫu ng ười Cơ s ở d ữ li ệu thu nh ận 
 Ảnh ch ụp c ắt l ớp 
 CT (DICOM) 
 Mô hình th ật Mô hình mô ph ỏng 
 Ch ọn l ọc 
 thông tin và 
 Một s ố ngu ồn phân lo ại 
 Tranh Atlas 
 thông tin khác gi ải ph ẫu 
 Hình 1: Một s ố ph ươ ng pháp thu nh ận d ữ li ệu 
118 
 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 
 Tr ịnh Xuân Đàn và Đtg Tạp chí KHOA H ỌC & CÔNG NGH Ệ 89(01/2): 117 - 121 
THI ẾT K Ế PH ẦN M ỀM -VRBODY 1.0 hi ện, l ựa ch ọn đố i t ượng. Cho phép hi ển th ị 
Mục đích c ủa h ệ th ống thông tin cho t ừng đố i t ượng c ụ th ể được l ựa 
 ch ọn. H ệ th ống ch ạy được trên môi tr ường 
Xây d ựng ch ươ ng trình mô ph ỏng các c ơ 
 Window. 
quan, b ộ ph ận trên c ơ th ể ng ười, ph ục v ụ cho 
vi ệc gi ảng d ạy và tra c ứu. Các ch ức n ăng c ủa h ệ th ống 
Các yêu c ầu c ủa ph ần m ềm-VRBODY 1.0 Ch ức n ăng đọ c mô hình 3D các c ơ quan, b ộ 
 ph ận c ơ th ể ng ười vào ch ươ ng trình. Ch ức 
Các yêu c ầu c ủa h ệ th ống 
 năng t ươ ng tác v ới mô hình g ồm: xoay, 
- Sử d ụng các đố i tượng 3D được đị nh ngh ĩa phóng to, thu nh ỏ, d ịch chuy ển, ẩn, hi ện, l ựa 
theo c ấu trúc VRML. ch ọn đố i t ượng. Ch ức n ăng hi ển th ị thông tin, 
- Đọc các mô hình c ơ quan, b ộ ph ận 3D theo mô t ả v ề đố i t ượng. 
cấu trúc VRML. Yêu c ầu h ệ th ống 
- Cho phép hi ển th ị mô hình c ủa các h ệ c ơ Yêu c ầu ph ần c ứng máy tính có h ệ điều hành 
quan theo c ả hai ch ế độ là MONO ho ặc WinXP ho ặc Win7, CPU Pentium4 (2.4GHZ) 
STEREO. Cho phép hi ển th ị toàn b ộ ho ặc tr ở lên, RAM 1GB tr ở lên, b ộ nh ớ t ối thi ểu 1GB. 
hi ển th ị riêng l ẻ t ừng c ơ quan b ộ ph ận. Cho 
 Yêu c ầu file ph ần m ềm có đầy đủ các file: 
phép th ực hi ện các thao tác trên mô hình nh ư: 
 VirtualBodySystem.rar. 
xoay, phóng to, thu nh ỏ, d ịch chuy ển, ẩn, 
 Bi ểu đồ các ca s ử d ụng c ủa h ệ th ống 
 Ch ọn và đọc các mô hình vào h ệ th ống 
 Hi ển th ị các mô hình 3D c ủa h ệ th ống 
 Ng ười s ử d ụng Tươ ng tác v ới các mô hình 3D 
 Hình 2: Bi ểu đồ các ca s ử d ụng c ủa h ệ th ống 
- Các tính n ăng chính c ủa ch ươ ng trình 
Đọc mô hình 3D h ệ x ươ ng: chươ ng trình cho phép ng ười s ử d ụng đọ c các mô hình 3D các h ệ c ủa 
cơ th ể ng ười vào ch ươ ng trình, cho phép xoay, di chuy ển mô hình h ộp s ọ 3D ở các v ị trí và các 
góc độ khác nhau để quan sát và nghiên c ứu. Ch ươ ng trình h ỗn tr ợ đị nh d ạng file mô hình 3D là 
(*.ISB). 
Lựa ch ọn và hi ển th ị thông tin các thành ph ần trong mô hình: chươ ng trình h ỗ tr ợ vi ệc vi ệc l ựa 
ch ọn, hi ển th ị thông tin các đố i t ượng trong mô hình 3D c ủa các hệ c ơ quan trong c ơ th ể. 
Hướng d ẫn s ử d ụng chi ti ết:Click đúp chu ột vào file VirtualBodySystem.exe, khi đó giao di ện 
ch ươ ng trình nh ư sau: 
 119 
 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 
 Tr ịnh Xuân Đàn và Đtg Tạp chí KHOA H ỌC & CÔNG NGH Ệ 89(01/2): 117 - 121 
Một s ố k ết qu ả xây d ựng mô hình 
Một s ố k ết qu ả xây d ựng bài gi ảng t ừ 1. Nghiên c ứu t ổng quan v ề th ực t ại ảo và ứng 
ch ươ ng trình dụng th ực t ại ảo vào vi ệc mô ph ỏng trong y t ế 
 bao g ồm v ề m ặt thi ết b ị v ới các kh ối: Thu 
Ch ươ ng trình là công c ụ để các chuyên gia, 
 nh ận, trình chi ếu, t ươ ng tác v.v.. Ngôn ng ữ, 
các th ầy cô giáo gi ảng d ạy b ộ môn gi ải ph ẫu 
 công c ụ phát tri ển, các ứng d ụng c ơ b ản v.v.. 
sinh ra các bài gi ảng, ph ục v ụ quá trình gi ảng 
dạy và h ọc t ập. Bài gi ảng có th ể là ở d ạng 2. H ệ th ống hóa và nghiên c ứu các k ỹ thu ật 
hình ảnh, d ạng powerpoint ho ặc là d ạng tạo mô hình, các k ỹ thu ật điều khi ển mô hình 
video. Kết qu ả m ột s ố bài gi ảng đã được và tích h ợp ánh sáng trong h ệ th ống. 
tạo và ghi ra đĩa CD (có đĩ a kèm theo tài 3. Cài đặt Ph ần m ềm Th ực t ại ảo mô ph ỏng 
li ệu này). bộ x ươ ng tr ục c ủa ng ười Vi ệt tr ưởng thành có 
KẾT LU ẬN th ể th ể hi ện theo các bài h ọc c ơ b ản 
Đề tài đã xây d ựng quy trình công ngh ệ xây KHUY ẾN NGH Ị 
dựng m ột ph ần m ềm th ực t ại ảo và các k ỹ 1. Ứng d ụng công ngh ệ th ực t ại ảo trong vi ệc 
thu ật liên quan nh ư: Xây d ựng mô hình, điều xây d ựng các c ơ quan b ộ ph ận c ơ th ể ng ười 
khi ển mô hình, tích h ợp âm thanh, ánh sáng ph ục v ụ cho công tác đào t ạo c ủa các trường 
v.v.. trên c ơ s ở đó xây d ựng h ệ th ống ph ần Đại h ọc Y D ược, giúp cho sinh viên y tránh 
mềm th ực t ại ảo mô ph ỏng b ộ x ươ ng tr ục c ủa được tình tr ạng h ọc chay, đồ ng th ời giúp cho 
ng ười Vi ệt tr ưởng thành có th ể th ể hi ện các gi ảng viên gi ảng d ạy sinh độ ng gây 
theo các bài h ọc c ơ b ản đã đạt được các k ết hứng thú cho sinh viên để ti ếp thu bài h ọc 
qu ả sau: có hi ệu qu ả. 
120 
 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 
 Tr ịnh Xuân Đàn và Đtg Tạp chí KHOA H ỌC & CÔNG NGH Ệ 89(01/2): 117 - 121 
2. Ti ến t ới xây d ựng c ơ th ể ảo cho sinh viên [4]. Nguy ễn Quang Quy ền, Ph ạm Đă ng Di ệu, 
cũng nh ư các th ầy thu ốc co c ơ h ội ti ến hành Atlas gi ải ph ẫu ng ười (tài li ệu d ịch t ừ Frank 
th ực hi ện các th ủ thuwtj trong công tác th ăm A.Netter). NXB Y h ọc. 
khám, điều tr ị, ph ẫu thu ật để ren luy ện các k ỹ [5]. Đỗ N ăng Toàn, Ph ạm T ấn N ăm, Tr ần Thanh 
năng chuyên môn c ủa b ản thân. Hi ệp, Tr ịnh Hi ền Anh (2005), “M ột k ỹ thu ật ti ếp 
 cận trong t ạo mô hình 3 chi ều”, Báo cáo khoa h ọc 
 TÀI LI ỆU THAM KH ẢO tại Hội th ảo Qu ốc gia “M ột s ố v ấn đề ch ọn l ọc v ề 
[1]. Tr ịnh Xuân Đàn ch ủ biên (2008): Bài gi ảng CNTT” , H ải Phòng 25-27/08/2005. 
Gi ải ph ẫu h ọc t ập 1, t ập 2; Tr ường Đại h ọc Y [6]. Video Bài gi ảng h ướng d ẫn h ọc 3DSMAX 
Dược Thái Nguyên-Bộ môn gi ải ph ẫu h ọc, Nhà của trung tâm đồ h ọa Nami, t ại website 
xu ất b ản Y h ọc, Hà N ội 2008.  
[2]. Nguy ễn V ăn Huân, Tr ịnh Xuân Hùng, Ph ạm [7]. Character-Animation Tutorials, Autodes 
Bá M ấy, “C ẢI TI ẾN K Ỹ THU ẬT BI ỂU DI ỄN 
 3DSMAX 2010 
BỀ M ẶT NURBs” ”, Báo cáo khoa h ọc t ại Hội 
th ảo Qu ốc gia “M ột s ố v ấn đề ch ọn l ọc v ề [8]. Gray J.: (1985): Anatomy descriptive and 
CNTT” , Biên Hòa – Đồng Nai 05-06/08/2009. applied, 34th edition, London. 
[3]. Lê H ải Khôi, Đỗ N ăng Toàn, Ph ạm Th ế Anh, [9]. Les Piegl (1991) "On NURBs: A Survey", Jan 
Tr ịnh Xuân Hùng (2005), M ột cách ti ếp c ận cho 01, 1991, IEEE Computer Graphics and 
hi ển th ị hình ảnh 3 chi ều, Hội th ảo Qu ốc gia v ề Applications, Vol. 11, No. 1, pp. 55 - 71 
“Các v ấn đề ch ọn l ọc c ủa CNTT , H ải Phòng 25- [10]. Tutorial © CSC, “Advanced Texture 
27/8/2005. Mapping”. 
 SUMMARY 
 DEVELOPMENT OF VIRTUAL SYSTEM FOR DATA SIMULATION OF 
 AXIAL SKELETON IN VIETNAMESE ADULTS FOR TEACHING AND 
 SEARCHING 
 Trinh Xuan Đan1*; Do Nang Toan2 et al 
 1 Thai Nguyen University of Medicine & Pharmacy 
 2 Institute of Information Technology - Viet Nam Academy of Science & Technology 
 It is to overcome insufficient condition for observational practice and professional skills training 
 on thorough understanding of the body structure to helps process of medical diagnosis and 
 treatment in health care. It is based on the modern equipment of the Key Laboratory of Network 
 Technology of Institute of Information Technology - Viet Nam Academy of Science & 
 Technology. With software creating models of 3dsmax of version 2010 and support techniques, at 
 the beginning authors built successfully simulated axial skeleton with VRBODY 1.0 software . 
 Initial results help leaners to observation more easily detail organs, body parts in normal bodies to 
 detect abnormalities of the pathological lesions, which helps to improve efficiency in the diagnosis 
 and treatment. 
 Keywords: Anatomy; 3D simulation; IT; software; computer hardware. 
* 
 121 
 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên