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

Trịnh Xuân Đàn và Đtg Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 89(01/2): 117 - 121 
117 
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 
Trịnh Xuân Đàn1; Đỗ Năng Toàn2 & CS 
1Trường Đại học Y Dược Thái Nguyên 
2
 Viện Công nghệ Thông tin-Viện Khoa học Việt Nam 
TÓM TẮT 
Để khắc phục tình trạng thiếu điều kiện quan sát thực hành và rèn luyện kỹ năng nghề nghiệp về 
sự hiểu biết thấu đáo cấu tạo cơ thể người giúp cho quá trình chẩn trị y học trong chăm sóc sức 
khỏe. Dựa vào trang thiết bị hiện đại của Phòng thí nghiệm trọng điểm Công nghệ Mạng của Viện 
CNTT-Viện KHVN. Với phần mềm tạo mô hình 3DSMax phiên bản 2010 và các kỹ thuật hỗ trợ, 
nhóm tác giả bước đầu xây dựng thành công bộ xương trục mô phỏng với phần mềm VRBODY 
1.0. Kết quả bước đầu giúp người học dễ dàng quan sát từng chi tiết cơ quan, bộ phận cơ thể người 
bình thường để phát hiện được những bất thường của chúng khi có tổn thương bệnh lý giúp cho 
việc nâng cao hiệu quả trong chẩn đoán và điều trị. 
Từ khóa: Giải phẫu; mô phỏng 3D; công nghệ thông tin; phần mềm; phần cứng máy tính. 
ĐẶT VẤN ĐỀ * 
Ở nước ta việc giảng dạy và học tập môn Giải 
phẫu vẫn còn tình trạng giảng chay, thiếu điều 
kiện thực hành quan sát. Đây là môn học mô 
tả các chi tiết cấu tạo cơ thể nên cần có nhiều 
phương tiện hỗ trợ như xác, xương rời, tiêu 
bản, tranh, mô hình...trong đó xác là phương 
tiện trực quan tốt nhất giúp cho người học có 
thể xác định được từng chi tiết cơ thể một 
cách đầy đủ, chính xác. Chỉ khi hiểu được cấu 
trúc cơ thể bình thường mới nhận ra được các 
biến đổi bất thường do bệnh hoặc chấn 
thương gây ra. Vì vậy, kiến thức về giải phẫu 
rất cần cho tất cả các thầy thuốc lâm sàng. 
Tuy nhiên, xác rất khó kiếm vì hiến xác là 
vấn đề tình cảm, phong tục, rất nhạy cảm... 
mặc dù có hàng nghìn đơn hiến xác nhưng 
trong vòng trên 10 năm nay Viện Giải phẫu 
chỉ nhận được 6 xác, BMGP trường ĐHYD 
nhận đươc 2 xác hiến. Việc nhận xác vô thừa 
nhận phức tạp về các thủ tục pháp lý, xử lý 
khó khăn vì đã để lưu ở môi trường không 
thuận lợi. 
Trên lâm sàng, việc tìm kiếm bệnh nhân có 
bệnh quan tâm để học tập, nghiên cứu cũng là 
vấn đề khó. Bởi không dễ kiếm bệnh nhân và 
ngay trong trường hợp có thì khoảng cách về 
*
địa lý cũng chưa chắc cho ta tiếp cận với bệnh 
nhân có loại bệnh ta quan tâm. Vậy câu hỏi 
đặt ra là ta có thể tạo dựng bệnh nhân ảo, và 
bệnh nhân này có được các bệnh mà ta mong 
muốn? Làm được như vậy, chúng ta sẽ có 
được kho dữ liệu về các loại bệnh, được thể 
hiện mô hình bệnh nhân ảo. 
Trên cơ sở sự phát triển của phần cứng máy 
tính, các kỹ thuật đồ hoạ và thực tại ảo, hệ 
thống đào tạo y học trên bệnh nhân ảo dần 
thành hiện thực. Hệ thống đào tạo này bao 
gồm hai bộ phận cơ bản: một là khối tương 
tác ba chiều là mô hình sinh thể ảo cho phép 
thực hiện các thao tác giải phẫu thông qua các 
dụng cụ ảo; hai là khối giao diện cung cấp 
thông tin phản hồi trực quan từ mô hình 
trong phẫu thuật cũng như thông tin hướng 
dẫn đào tạo. 
Việc phát triển hệ thống mô phỏng tạo ra cái 
nhìn trực quan về cơ thể. Khắc phục được 
những nhược điểm của giảng dạy thông 
thường hiện nay. Hơn nữa, việc xây dựng mô 
phỏng này, sẽ giúp cho việc hoàn thiện xây 
dựng cơ thể ảo và tiến tới xây dựng bệnh 
nhân ảo. Khắc phục được những vấn đề khó 
khăn về xác - một vấn đề tình cảm, phong tục 
và rất nhạy cảm đồng thời xây dựng được 
cho chúng ta một kho cơ sở dữ liệu về các 
loại bệnh. 
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 
Trịnh Xuân Đàn và Đtg Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 89(01/2): 117 - 121 
118 
Hiện nay ở Việt Nam, việc xây dựng phần 
mềm ứng dụng trong ngành y tế còn có nhiều 
hạn chế, vẫn là mảng đang bị bỏ ngỏ, chưa có 
đầu tư nào thích đáng. Tương tự, những ứng 
dụng về mô phỏng trong chuẩn đoán bệnh 
hoặc luyện nghề của các trường học và các 
trung tâm y tế cũng chưa có gì. 
Kết hợp với các trang thiết bị hiện đại của 
Viện CNTT, cộng với kỹ năng và kinh 
nghiệm, việc xây dựng các phần mềm mô 
phỏng các cơ quan bộ phận cơ thể là khả 
quan. Đồng thời có thể tách rời các cơ quan ra 
để quan sát một cách chi tiết để mô tả, xác 
định những mốc chính, những chi tiết quan 
trọng để vận dụng vào thực tế lâm sàng. 
Mục tiêu chung 
Nghiên cứu, ứng dụng công nghệ thực tại ảo 
xây dựng các bộ phận chính của cơ thể con 
người, với khả năng cung cấp các giao tiếp 
cho phép người sử dụng quan sát tra cứu tìm 
kiếm thông tin về các bộ phận chính của cơ 
thể con người và một số bệnh liên quan trợ 
giúp cho việc giảng dạy và tra cứu. Phục vụ 
cho việc tiến tới xây dựng bệnh nhân ảo. 
Mục tiêu cụ thể 
1. Bước đầu xây dựng bộ xương trục người 
trưởng thành bằng áp dụng công nghệ thực 
tại ảo. 
2. Ứng dụng xây dựng bài giảng về hệ xương 
cho sinh viên ngành Y-Dược với các hình ảnh 
mô phỏng minh họa. 
PHƯƠNG PHÁP CÔNG CỤ TẠO MÔ HÌNH 
Thu thập dữ liệu hình thái và cấu trúc 
các xương 
- Thông tin và tài liệu về xương phải chọn lọc 
và phân loại để thuận tiện cho quá trình xử lý 
dữ liệu sau này. 
- Thông tin thu nhận phải đảm bảo đầy đủ, 
chính xác cả về hình ảnh và thông tin từ Hình 
ảnh, video để mô tả: Tên chi tiết – bộ phận, vị 
trí, đặc điểm giải phẫu  
Trên cơ sở các dữ liệu thu thập, với các thiết 
bị của Phòng thí nghiệm trọng điểm Công 
nghệ Mạng và Đa phương tiện do Viện CNTT 
chủ trì thực hiện: các thiết bị phần cứng và 
các bộ chương trình phần mềm hỗ trợ xây 
dựng các dữ liệu đa phương tiện như âm 
thanh, hình ảnh, hình ảnh động; hỗ trợ biên 
tập dữ liệu đa phương tiện, ... 
Sử dụng hệ quản trị CSDL hướng đối tượng, 
hướng đối tượng -quan hệ, cơ sở dữ liệu quan 
hệ. Các ngôn ngữ, công cụ mô hình hóa trong 
thực tại ảo. Phương pháp phân tích thiết kế hệ 
thống thông tin cho hệ thống phức tạp liên kết 
giữa CSDL và thực tại ảo. Kỹ thuật tiên tiến 
của đồ họa máy tính và giao diện người máy 
HCI (Human-Machine Interaction). 
Phần mềm được sử dụng tạo mô hình là 
3DSMax phiên bản 2010 sau đó sử dụng các kỹ 
thuật hỗ trợ để hiệu chỉnh mô hình như mô hình 
đa giác (polygon), mô hình dựa trên kết nối 
đường cong (NURBs) và một số kỹ thuật hiệu 
chỉnh khác như chất liệu, màu sắc, ánh sáng 
Hình 1: Một số phương pháp thu nhận dữ liệu 
Sách giải 
phẫu người 
Mô hình thật 
Một số nguồn 
thông tin khác 
Cơ sở dữ liệu thu nhận 
Ảnh chụp cắt lớp 
CT (DICOM) 
Tranh Atlas 
giải phẫu 
Mô hình mô phỏng Chọn lọc 
thông tin và 
phân loại 
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 
Trịnh Xuân Đàn và Đtg Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 89(01/2): 117 - 121 
119 
THIẾT KẾ PHẦN MỀM -VRBODY 1.0 
Mục đích của hệ thống 
Xây dựng chương trình mô phỏng các cơ 
quan, bộ phận trên cơ thể người, phục vụ cho 
việc giảng dạy và tra cứu. 
Các yêu cầu của phần mềm-VRBODY 1.0 
Các yêu cầu của hệ thống 
- Sử dụng các đối tượng 3D được định nghĩa 
theo cấu trúc VRML. 
- Đọc các mô hình cơ quan, bộ phận 3D theo 
cấu trúc VRML. 
- Cho phép hiển thị mô hình của các hệ cơ 
quan theo cả hai chế độ là MONO hoặc 
STEREO. Cho phép hiển thị toàn bộ hoặc 
hiển thị riêng lẻ từng cơ quan bộ phận. Cho 
phép thực hiện các thao tác trên mô hình như: 
xoay, phóng to, thu nhỏ, dịch chuyển, ẩn, 
hiện, lựa chọn đối tượng. Cho phép hiển thị 
thông tin cho từng đối tượng cụ thể được lựa 
chọn. Hệ thống chạy được trên môi trường 
Window. 
Các chức năng của hệ thống 
Chức năng đọc mô hình 3D các cơ quan, bộ 
phận cơ thể người vào chương trình. Chức 
năng tương tác với mô hình gồm: xoay, 
phóng to, thu nhỏ, dịch chuyển, ẩn, hiện, lựa 
chọn đối tượng. Chức năng hiển thị thông tin, 
mô tả về đối tượng. 
Yêu cầu hệ thống 
Yêu cầu phần cứng máy tính có hệ điều hành 
WinXP hoặc Win7, CPU Pentium4 (2.4GHZ) 
trở lên, RAM 1GB trở lên, bộ nhớ tối thiểu 1GB. 
Yêu cầu file phần mềm có đầy đủ các file: 
VirtualBodySystem.rar. 
Biểu đồ các ca sử dụng của hệ thống 
Hình 2: Biểu đồ các ca sử dụng của hệ thống 
- Các tính năng chính của chương trình 
Đọc mô hình 3D hệ xương: chương trình cho phép người sử dụng đọc các mô hình 3D các hệ của 
cơ thể người vào chương trình, cho phép xoay, di chuyển mô hình hộp sọ 3D ở các vị trí và các 
góc độ khác nhau để quan sát và nghiên cứu. Chương trình hỗn trợ định dạng file mô hình 3D là 
(*.ISB). 
Lựa chọn và hiển thị thông tin các thành phần trong mô hình: chương trình hỗ trợ việc việc lựa 
chọn, hiển thị thông tin các đối tượng trong mô hình 3D của các hệ cơ quan trong cơ thể. 
Hướng dẫn sử dụng chi tiết:Click đúp chuột vào file VirtualBodySystem.exe, khi đó giao diện 
chương trình như sau: 
Người sử dụng 
Chọn và đọc các mô hình vào hệ thống 
Tương tác với các mô hình 3D 
Hiển thị các mô hình 3D của hệ thống 
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 
Trịnh Xuân Đàn và Đtg Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 89(01/2): 117 - 121 
120 
Một số kết quả xây dựng mô hình 
Một số kết quả xây dựng bài giảng từ 
chương trình 
Chương trình là công cụ để các chuyên gia, 
các thầy cô giáo giảng dạy bộ môn giải phẫu 
sinh ra các bài giảng, phục vụ quá trình giảng 
dạy và học tập. Bài giảng có thể là ở dạng 
hình ảnh, dạng powerpoint hoặc là dạng 
video. Kết quả một số bài giảng đã được 
tạo và ghi ra đĩa CD (có đĩa kèm theo tài 
liệu này). 
KẾT LUẬN 
Đề tài đã xây dựng quy trình công nghệ xây 
dựng một phần mềm thực tại ảo và các kỹ 
thuật liên quan như: Xây dựng mô hình, điều 
khiển mô hình, tích hợp âm thanh, ánh sáng 
v.v.. trên cơ sở đó xây dựng hệ thống phần 
mềm thực tại ảo mô phỏng bộ xương trục của 
người Việt trưởng thành có thể thể hiện 
theo các bài học cơ bản đã đạt được các kết 
quả sau: 
1. Nghiên cứu tổng quan về thực tại ảo và ứng 
dụng thực tại ảo vào việc mô phỏng trong y tế 
bao gồm về mặt thiết bị với các khối: Thu 
nhận, trình chiếu, tương tác v.v.. Ngôn ngữ, 
công cụ phát triển, các ứng dụng cơ bản v.v.. 
2. Hệ thống hóa và nghiên cứu các kỹ thuật 
tạo mô hình, các kỹ thuật điều khiển mô hình 
và tích hợp ánh sáng trong hệ thống. 
3. Cài đặt Phần mềm Thực tại ảo mô phỏng 
bộ xương trục của người Việt trưởng thành có 
thể thể hiện theo các bài học cơ bản 
KHUYẾN NGHỊ 
1. Ứng dụng công nghệ thực tại ảo trong việc 
xây dựng các cơ quan bộ phận cơ thể người 
phục vụ cho công tác đào tạo của các trường 
Đại học Y Dược, giúp cho sinh viên y tránh 
được tình trạng học chay, đồng thời giúp cho 
các giảng viên giảng dạy sinh động gây 
hứng thú cho sinh viên để tiếp thu bài học 
có hiệu quả. 
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 
Trịnh Xuân Đàn và Đtg Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 89(01/2): 117 - 121 
121 
2. Tiến tới xây dựng cơ thể ảo cho sinh viên 
cũng như các thầy thuốc co cơ hội tiến hành 
thực hiện các thủ thuwtj trong công tác thăm 
khám, điều trị, phẫu thuật để ren luyện các kỹ 
năng chuyên môn của bản thân. 
TÀI LIỆU THAM KHẢO 
[1]. Trịnh Xuân Đàn chủ biên (2008): Bài giảng 
Giải phẫu học tập 1, tập 2; Trường Đại học Y 
Dược Thái Nguyên-Bộ môn giải phẫu học, Nhà 
xuất bản Y học, Hà Nội 2008. 
[2]. Nguyễn Văn Huân, Trịnh Xuân Hùng, Phạm 
Bá Mấy, “CẢI TIẾN KỸ THUẬT BIỂU DIỄN 
BỀ MẶT NURBs” ”, Báo cáo khoa học tại Hội 
thảo Quốc gia “Một số vấn đề chọn lọc về 
CNTT”, Biên Hòa – Đồng Nai 05-06/08/2009. 
[3]. Lê Hải Khôi, Đỗ Năng Toàn, Phạm Thế Anh, 
Trịnh Xuân Hùng (2005), Một cách tiếp cận cho 
hiển thị hình ảnh 3 chiều, Hội thảo Quốc gia về 
“Các vấn đề chọn lọc của CNTT, Hải Phòng 25-
27/8/2005. 
[4]. Nguyễn Quang Quyền, Phạm Đăng Diệu, 
Atlas giải phẫu người (tài liệu dịch từ Frank 
A.Netter). NXB Y học. 
[5]. Đỗ Năng Toàn, Phạm Tấn Năm, Trần Thanh 
Hiệp, Trịnh Hiền Anh (2005), “Một kỹ thuật tiếp 
cận trong tạo mô hình 3 chiều”, Báo cáo khoa học 
tại Hội thảo Quốc gia “Một số vấn đề chọn lọc về 
CNTT”, Hải Phòng 25-27/08/2005. 
[6]. Video Bài giảng hướng dẫn học 3DSMAX 
của trung tâm đồ họa Nami, tại website 
[7]. Character-Animation Tutorials, Autodes 
3DSMAX 2010 
[8]. Gray J.: (1985): Anatomy descriptive and 
applied, 34th edition, London. 
[9]. Les Piegl (1991) "On NURBs: A Survey", Jan 
01, 1991, IEEE Computer Graphics and 
Applications, Vol. 11, No. 1, pp. 55 - 71 
[10]. Tutorial © CSC, “Advanced Texture 
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. 
*
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên