Phẫu thuật viên và nha sĩ phải hình dung bên trong cơ thể mà mắt không thấy trực tiếp: dựng giải phẫu ba chiều từ phim chụp cắt lớp, thao tác qua camera nội soi mất cảm giác chiều sâu, hay làm việc trong khoang miệng chỉ nhìn qua gương bị đảo chiều. Các nghiên cứu cho thấy kỹ năng không gian liên quan tới tốc độ học các thao tác này, nhưng luyện tập trên mô hình và máy mô phỏng có thể thu hẹp khoảng cách. Y học hiện đại vì vậy đầu tư mạnh vào mô hình in 3D, giải phẫu ảo và mô phỏng.
Bài này giải thích những thách thức không gian đặc thù của nghề y, nha, những gì nghiên cứu nói, và cách sinh viên y, nha luyện tập. Bài chỉ mang tính kiến thức phổ thông về nghề; mọi vấn đề sức khoẻ cần hỏi bác sĩ.
Thách thức không gian của từng việc
| Công việc | Thách thức không gian |
|---|---|
| Học giải phẫu | Nhớ vị trí ba chiều của hàng trăm cấu trúc: cơ nào nằm trên, dây thần kinh nào đi sau, mạch máu nào chạy chéo |
| Đọc phim chụp cắt lớp | Từ hàng trăm lát cắt phẳng, dựng lại khối u hay mạch máu trong đầu |
| Mổ mở | Định hướng trong vùng mổ sâu, nơi cấu trúc chồng lên nhau và bị máu che |
| Mổ nội soi | Nhìn qua màn hình phẳng (mất chiều sâu từ hai mắt), dụng cụ đi qua lỗ nhỏ nên chuyển động bị đảo chiều |
| Nha khoa | Làm việc trong không gian rất nhỏ, thường nhìn qua gương nha khoa nên trái phải, trên dưới bị đảo |
| Phục hình răng | Hình dung hình dạng răng từ mọi phía để tạc, mài, lắp răng giả khớp với khớp cắn |
Mổ nội soi: "hiệu ứng điểm tựa"
Trong mổ nội soi, dụng cụ dài đưa vào cơ thể qua một lỗ nhỏ trên thành bụng. Lỗ này như một điểm tựa đòn bẩy:
- Tay đẩy cán dụng cụ sang trái thì đầu dụng cụ trong bụng đi sang phải.
- Tay đưa lên thì đầu dụng cụ đi xuống.
- Đầu dụng cụ di chuyển xa hay gần tuỳ phần dụng cụ đã đưa vào bao nhiêu.
Cộng với việc nhìn qua màn hình hai chiều đặt ở chỗ khác với hướng tay làm, phẫu thuật viên phải liên tục "dịch" giữa chuyển động tay và hình trên màn hình. Đây là bài toán xoay hình và đổi góc nhìn liên tục.
Các nghiên cứu của Madeleine Keehner và cộng sự đầu thập niên 2000 cho thấy người học có điểm kỹ năng không gian cao thường thao tác nội soi tốt hơn trong giai đoạn đầu, nhưng sau nhiều buổi luyện, ảnh hưởng của điểm ban đầu giảm đi. Nghĩa là kỹ năng không gian giúp "khởi đầu nhanh" hơn là quyết định tay nghề cuối cùng.
Nha khoa: làm việc qua gương
Nha sĩ thường không nhìn thẳng được mặt trong của răng hàm trên. Họ dùng gương nha khoa nhỏ, nhìn ảnh phản chiếu và thao tác theo ảnh đó. Mọi chuyển động phải được "lật" trong đầu: muốn mũi khoan đi về phía trong miệng, nhìn trong gương lại thấy nó đi về phía khác. Sinh viên nha khoa luyện kỹ năng này trên đầu mô hình (phantom head) hàng trăm giờ trước khi làm trên bệnh nhân.
Kỳ thi tuyển sinh nha khoa ở Mỹ (Dental Admission Test) có phần "khả năng tri giác" với các bài như: chọn hình chiếu đúng của khối, đoán hình gấp từ hình trải, so góc, đếm khối lập phương trong hình chồng, và gấp giấy đục lỗ, chính những dạng bài đã giới thiệu ở danh mục tư duy không gian. Một số trường nha ở các nước còn dùng bài tạc xà phòng hay sáp để thử khéo tay ba chiều.
Đọc phim: dựng khối từ lát cắt
Một phim chụp cắt lớp vi tính hay cộng hưởng từ cho ra hàng trăm ảnh, mỗi ảnh là một lát cắt mỏng của cơ thể. Bác sĩ chẩn đoán hình ảnh lướt qua các lát cắt và theo dõi một cấu trúc (như một mạch máu) từ lát này sang lát khác, dựng hình ba chiều trong đầu. Đây chính là bài tập mặt cắt ở quy mô lớn.
Phần mềm hiện đại có thể dựng hình ba chiều từ các lát cắt, nhưng bác sĩ vẫn cần hiểu các mặt phẳng cắt chuẩn: mặt phẳng ngang (chia trên dưới), mặt phẳng đứng dọc (chia trái phải) và mặt phẳng đứng ngang (chia trước sau). Lỗi định hướng trái – phải trên phim là một trong những sai sót đã được cảnh báo nhiều trong y văn, nên ngành y có các quy trình kiểm tra kỹ bên mổ trước phẫu thuật.
Công cụ giúp hình dung trong đào tạo y
- Mô hình giải phẫu nhựa: tháo lắp được từng cơ quan.
- Mô hình in 3D từ phim của chính bệnh nhân: giúp phẫu thuật viên lập kế hoạch mổ những ca phức tạp như dị tật tim, khối u gần mạch lớn.
- Bàn giải phẫu ảo, thực tế ảo: cho xoay, bóc từng lớp cơ thể trên màn hình lớn hay kính thực tế ảo. Các nghiên cứu cho kết quả khả quan, đặc biệt với sinh viên có kỹ năng không gian thấp, nhưng mô hình thật và học trên xác hiến tặng vẫn được coi trọng.
- Máy mô phỏng nội soi: luyện thao tác trên hộp tập hoặc phần mềm, đo thời gian và độ chính xác.
- Robot phẫu thuật: một số hệ thống cho phẫu thuật viên nhìn hình ba chiều qua ống nhìn đôi và chuyển động tay được "chuyển" trực tiếp, giảm hiệu ứng đảo chiều.
Lời khuyên cho học sinh muốn học y, nha
- Đừng lo nếu thấy mình "kém hình": kỹ năng này rèn được, và tay nghề cuối cùng phụ thuộc nhiều vào luyện tập.
- Luyện kỹ năng tay: vẽ phác, nặn đất, tạc xà phòng, khâu vá, lắp ráp mô hình nhỏ, chơi nhạc cụ.
- Luyện mặt cắt: cắt rau củ theo các mặt phẳng, vẽ lại lát cắt, đoán hình ba chiều.
- Luyện làm qua gương: thử vẽ một ngôi sao chỉ nhìn qua gương. Lúc đầu rất khó; sau vài lần sẽ quen. Bài này từng được dùng trong nghiên cứu tâm lý về học vận động.
Góc nhìn hôm nay: ba bài tập "kiểu bác sĩ"
- Bài vẽ qua gương: đặt một tấm gương đứng trên bàn, dùng một cuốn sách che tay khỏi mắt nhìn trực tiếp. Vẽ theo đường viền một ngôi sao in sẵn chỉ nhìn ảnh trong gương. Ghi số lần chạm ra ngoài; lặp lại năm lần.
- Bài hộp nội soi tự chế: khoét hai lỗ trên một hộp giày, đặt điện thoại quay video bên trong và nhìn qua màn hình. Dùng hai chiếc đũa luồn qua lỗ để gắp hạt đậu vào nắp chai.
- Bài lát cắt: nhờ người khác giấu một viên bi trong khối đất nặn, cắt khối thành mười lát mỏng, xếp các lát theo thứ tự rồi đoán bi nằm ở đâu và to cỡ nào.
Câu hỏi thường gặp
Bác sĩ phẫu thuật cần tư duy không gian thế nào?
Họ cần hình dung giải phẫu ba chiều, dựng hình từ phim cắt lớp, và trong mổ nội soi phải thao tác qua màn hình phẳng với chuyển động dụng cụ bị đảo chiều. Đây đều là bài toán xoay hình và đổi góc nhìn.
Vì sao mổ nội soi khó về mặt không gian?
Vì dụng cụ đi qua một lỗ nhỏ làm điểm tựa, nên tay đẩy sang trái thì đầu dụng cụ sang phải, và phẫu thuật viên nhìn qua màn hình hai chiều mất cảm giác chiều sâu từ hai mắt.
Nha sĩ làm việc qua gương thế nào?
Nha sĩ dùng gương nhỏ để nhìn những mặt răng không thấy trực tiếp, rồi thao tác theo ảnh phản chiếu, phải lật chuyển động trong đầu. Sinh viên nha khoa luyện kỹ năng này hàng trăm giờ trên đầu mô hình.
Kém hình học có học y được không?
Được. Nghiên cứu cho thấy kỹ năng không gian giúp học thao tác nhanh hơn lúc đầu, nhưng sau đủ luyện tập khoảng cách thu hẹp. Có thể luyện trước bằng vẽ phác, nặn đất, tạc xà phòng, cắt lát rau củ.
Mô hình in 3D giúp gì cho phẫu thuật?
Mô hình in 3D dựng từ phim chụp của chính bệnh nhân cho phép phẫu thuật viên cầm, xoay, quan sát cấu trúc phức tạp như dị tật tim hay khối u gần mạch lớn để lập kế hoạch mổ trước.