SÁCH KỸ THUẬT Y SINH
ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH, KHOA Y
Võ Văn Tới làm chủ biên
cùng với các cộng sự
Nguyễn Thị Hiệp – Hà Thị Thanh Hương – Vòng Bính Long –
Nguyễn Ngọc Quang – Nguyễn Hoài Thương.
Lời nói đầu
Anh Võ Văn Tới cùng với năm cộng sự trẻ và sáng giá của anh, vài người trong đó là học trò của anh, vừa ra quyển sách Kỹ Thuật Y Sinh (Biomedical Engineering hay BioEngineering) làm nền tảng của ngành này giúp sự phát triển của nó tại các trường đại học khác. Đó là ngành mà anh đã gầy dựng từ năm 2009 tại Đại học Quốc tế thuộc Đại học quốc gia TP Hồ Chí Minh khi anh quyết định về nước, giữa lúc công việc anh đang thăng tiến rất thuận lợi ở Hoa Kỳ. Ngày nay, nói đến Kỹ Thuật Y Sinh ở Việt Nam là phải nói đến Đại học Quốc tế TP Hồ Chí Minh. Đây là công việc anh nối tiếp từ công việc ở Đại học Tufts nơi anh cũng đã thành lập bộ môn này năm 2003.
Tôi rất ngưỡng mộ sự chọn lựa chọn của anh với mảnh đất còn nhiều khó khăn để làm “bến đỗ”, chấp nhận “có ra sao thì ra” để gầy dựng một cái gì hữu ích từ vốn học 40 năm của anh ở nước ngoài cho đất nước. Và sự lựa chọn đó đã không phụ lòng anh. Thật vậy, có một môi trường rất thuận lợi, được trang bị một cơ sở hạ tầng khoa học như anh muốn, hoạt động trong những điều kiện làm việc rất tốt và được Đại học hết lòng ủng hộ, anh đã làm được nhiều việc mà theo anh hơn cả lúc còn ở nước ngoài. Có thể nói, tại “bến đỗ” này, sự sáng tạo của anh đã thăng hoa, và anh đã thực hiện được những điều anh mơ ước theo ý muốn của anh. Anh về không vì đã “mỏi cánh”, mà anh về vì muốn sải cánh bay xa hơn, và giúp cho nhiều con sếu trẻ cùng cất cánh.
Mỗi hai năm, anh tổ chức một hội nghị quốc tế ngành Kỹ thuật Y sinh mời được các nhà khoa học từ khoảng 20 nước tham gia, từ Đông sang Tây, và ra được một số kỷ yếu Springer nhận xuất bản. Anh mời các giáo sư đến giảng dạy và nghiên cứu trong thời gian sabbatical của họ, hướng dẫn sinh viên tại chỗ, hoặc gửi sinh viên đi du học tiếp tục làm tiến sĩ với học bổng của các trường nước ngoài nơi giáo sư quen làm việc và nhận đỡ đầu. Anh có mạng lưới nhà khoa học khắp thế giới, luôn luôn theo dõi được những điều mới mẻ. Mỗi năm anh đào tạo được khoảng 40-50 sinh viên trình độ kỹ sư, và những người này đều được các bệnh viện, công ty tìm thuê. Anh dạy cho sinh viên không những biết về lý thuyết mà còn rành về thực hành, có tinh thần nghiên cứu và biết sáng tạo, biết thực hiện ý tưởng của mình. Đây là vấn đề then chốt của giáo dục, theo anh, bởi học sinh và sinh viên Việt Nam thường “học chay”, chỉ học thuộc lòng mà thiếu phần thực hành, và sáng tạo trong thực tế. Đó là một trong những lý do cốt lõi khiến đất nước không phát triển mạnh, kềm hãm sức sáng tạo của người Việt Nam.
Ngành Kỹ thuật Y sinh, khá mới ở thế giới cũng như ở Việt Nam, dưới sự dìu dắt của anh đã phát triển ngày càng mạnh mẽ và hiệu quả, mặc cho một số khó khăn, chật vật. Có thể nói, ngành Kỹ thuật Y sinh của TP hôm nay đã có mặt trên bản đồ thế giới. Bước tiếp theo là anh đang nghĩ, đó là hợp tác với các công ty tư nhân để sản xuất các sản phẩm từ nghiên cứu của nhóm anh để đưa ra thị trường phục vụ sức khỏe cộng đồng, công việc mà anh gọi là “kinh thầu”, entrepreneurship. Điều này đòi hỏi sự dấn thân và ý thức của các doanh nghiệp, và luật pháp Việt Nam để thúc đẩy tạo ra sản phẩm thực tế cho xã hội, thay vì chỉ mua bán hàng nước ngoài.
Đối với anh, mỗi ngày được làm việc ở Việt Nam là “một ngày vui”. Giờ đây chắc anh đã có thể giải trình với người thân và bạn bè về sự trở về của anh mà không còn lo âu nữa. Anh giống như cá đã trở về sông nguồn của mình. Anh là người rất khiêm tốn, điềm đạm và hiền hậu, sẵn sàng chấp nhận khó khăn cho mình để được việc chung là trên hết. Thật là cao cả.
Tôi muốn cầu chúc anh sức khỏe bền bỉ để tiếp tục sự nghiệp cống hiến đất nước, hay ít ra cho Sài gòn, thành phố đã nuôi dưỡng anh từ lúc bé, theo ý nguyện của anh.
Môi trường hàn lâm phải là vườn ươm ý tưởng sáng tạo và lò đào tạo nhân tài. Do đó các đại học cần có tự do học thuật để thử nghiệm những ý tưởng mới. Ở các đại học nước ngoài mà tôi biết, nhà trường tự quyết định cho đường hướng phát triển của mình, giảng viên có rất nhiều quyền hạn thực thi sáng kiến từ việc tạo ra ngành mới lẫn nghiên cứu và các quản lý chủ yếu phục vụ thay vì chỉ huy. Khi những sáng kiến đó thành công nó sẽ tự động được nhân rộng ra ngoài phạm vi của trường.
Võ Văn Tới
Xã hội Việt Nam thường coi trọng kỹ sư hơn kỹ thuật viên do đó thường xảy ra hai tình huống: (1) các trường cao đẳng phấn đấu để trở thành trường đại học để đào tạo kỹ sư thay vì cố gắng đào tạo kỹ thuật viên giỏi, và (2) những người làm công nghệ cố làm khoa học thay vì phát triển những kỹ xảo thực tiễn để đưa công nghệ lên hàng đầu. Hậu quả là xã hội có nhiều kỹ sư tầm thường trong khi thiếu kỹ thuật viên lành nghề, và sự phân chia không rõ rệt giữa công nghệ và kỹ thuật làm cho nền giáo dục xa rời nhu cầu thực tiễn của đất nước. … Chúng tôi khẳng định của ba nhóm người này đều là như nhau.
Võ Văn Tới
GIỚI THIỆU TÁC GIẢ CHỦ BIÊN
(Ảnh của báo Tuổi Trẻ)
GS.TS. Võ Văn Tới đậu Tiến sĩ ngành Vi Kỹ thuật (Micro‐Engineering) năm 1983 tại trường Bách Khoa Liên bang Lausanne (Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne, EPFL), Thụy Sĩ. Từ năm 1983 đến 1984 ông là Hậu Tiến sĩ trong chương trình liên kết Khoa học và Công nghệ Sức khỏe (Health Science and Technology, HST) giữa Đại học Harvard và Massachusetts Institute of Technology (MIT), Hoa Kỳ. Từ năm 1984 đến 2009, ông là giáo sư tại trường Bách Khoa của Đại học Tufts, Hoa Kỳ và là đồng chủ tịch của các chương trình liên kết giữa trường Bách Khoa với trường Y Khoa, cũng như giữa trường Bách Khoa với trường Nha Khoa của Đại Học Tufts. Từ năm 1991 đến 1992 ông là Giáo sư Thỉnh giảng tại Viện Nghiên cứu Mắt Scheie của Đại học Pennsylvania, Hoa Kỳ. Từ năm 1992 đến 1994 ông đã sáng lập và làm Phó Giám đốc Viện Nghiên cứu Mắt tại Sion, Thụy Sĩ. Năm 1999 ông đồng sáng lập ra hội Ái hữu Vietnam North American Professors Network (VNAUP) để kết nối các giáo sư gốc Việt vùng Bắc Mỹ với nhau. Năm 2003, ông thành lập Bộ môn KTYS tại Đại Học Tufts. Từ năm 2004 đến 2007, Tổng thống Hoa Kỳ G. Bush bổ nhiệm ông làm thành viên của Hội đồng Quản trị của Quỹ Giáo dục Việt Nam (Vietnam Education Foundation, VEF). VEF là một cơ quan của chính phủ Hoa Kỳ được Quốc hội thành lập năm 2003 nhằm mục đích tạo cơ hội hợp tác chặt chẽ với Việt Nam qua hoạt động trao đổi giáo dục trong khoa học, kỹ thuật, toán học, y học và công nghệ. Từ năm 2007 đến 2009, GS. Tới được bổ nhiệm làm Giám đốc Điều hành của VEF. Năm 2009 ông trở về Việt Nam thành lập Bộ môn KTYS của trường Đại Học Quốc Tế thuộc Đại Học Quốc Gia TP HCM (ĐHQG HCM) và là Trưởng Bộ môn từ đó đến 2018. Hiện ông là Trợ lý Hiệu trưởng ĐHQT về Phát triển Khoa Học Kỹ thuật Công nghệ về Sự sống và Sức khỏe. Ông cũng kiêm nhiệm chức Trưởng Bộ môn KTYS tại Khoa Y của ĐHQG HCM. Hoạt động nghiên cứu chính của ông gồm: Thiết kế và ứng dụng Thiết bị Y tế, Cơ chế của hệ thống thị giác con người, Nhãn khoa, và Y tế Viễn thông. Ông có nhiều bài báo đăng trong tạp chí quốc tế, sách và bằng sở hữu trí tuệ.
Lời nói đầu (của quyển sách)
Kỹ Thuật Y Sinh là một ngành kỹ thuật tương đối mới so với các ngành kỹ thuật khác như điện, điện tử, cơ khí, xây dựng,… Đây là một ngành liên ngành đa lĩnh vực ứng dụng kỹ thuật để nghiên cứu những vấn đề sinh học và y học. Ngành này đang phát triển mạnh mẽ ở các nước tiên tiến trên thế giới nhờ những đóng góp to lớn của nó vào sự phát triển y dược học cũng như vào nền kinh tế của một đất nước. Ở Việt Nam, đây là một ngành rất mới. Tuy nhiên nó đã bén rễ và bắt đầu phát triển mạnh vì đáp ứng đúng vào nhu cầu cấp bách của đất nước chúng ta trên phương diện thiết bị y tế, chăm sóc sức khỏe, kiến thức khoa học, kỹ thuật và công nghệ cũng như kinh tế.
Quyển “Kỹ Thuật Y Sinh Đại Cương” này là một sách tham khảo giúp giảng viên soạn thảo giáo trình nhập môn về ngành này. Nội dung của sách chủ yếu bao hàm những bài giảng của tác giả chủ biên của quyển sách trong nhiều năm giảng dạy tại Đại học Tufts, Hoa Kỳ và tại Đại học Quốc Tế thuộc Đại học Quốc Gia Tp HCM. Ngoài ra nó còn có sự đóng góp tích cực của nhiều giảng viên khác và trợ giảng của Khoa Kỹ Thuật Y Sinh, trường Đại Học Quốc Tế. Tại các trường này, các bài giảng đều bằng tiếng Anh. Tuy nhiên thay vì viết quyển sách này bằng tiếng Anh như trong các bài giảng của mình, chúng tôi trộm nghĩ có lẽ quyển sách này sẽ hữu ích hơn nếu nó được viết bằng tiếng Việt vì nó sẽ giúp ích cho việc giảng dạy về Khoa học, Kỹ thuật và Công nghệ Y Sinh, và nhất là góp phần vào tủ sách Kỹ Thuật Y Sinh của Việt Nam hiện đang còn thiếu rất nhiều trong lĩnh vực này. Với kiến thức hạn hẹp về từ ngữ chuyên môn bằng tiếng Việt, chúng tôi đã cố gắng diễn đạt những kiến thức này tốt nhất có thể. Chúng tôi cũng thiết lập một website đối chiếu những từ chuyên môn Anh-Việt, Việt-Anh trong Kỹ Thuật Y Sinh (xem https://bme.hcmiu.edu.vn/glossary).
Trong lần xuất bản đầu tiên, chắc chắn quyển “Kỹ Thuật Y Sinh Đại Cương” này sẽ có rất nhiều sai sót. Chúng tôi kính mong quý độc giả và chuyên gia góp phần bằng cách gởi cho chúng tôi những nhận xét, đề xuất thay đổi,… Chúng tôi xin cám ơn trước.
Sách gồm 7 chương kết nối (a) lý thuyết khoa học cơ bản, (b) sự ứng dụng những lý thuyết đó để hiểu về hoạt động của cơ thể con người, (c) các thiết bị để giúp tìm hiểu và phục vụ con người, (d) các phương pháp học thuật và nghiên cứu, và (e) cách thiết kế thiết bị y tế. Mỗi chương trong quyển sách này thông thường gồm 5 mục: (1) Tổng quan (sơ lược nội dung của chương và những vấn đề chung), (2) Chuyên môn (trình bày chi tiết các chủ đề chánh), (3) Bài tập (giúp người đọc hiểu thêm về chủ đề), (4) Bài đọc thêm (trình bày các chủ đề liên quan) và (5) Tài liệu tham khảo (giới thiệu các tài liệu liên quan đã được xuất bản). Ở cuối quyển sách có phần Danh từ chỉ mục (các từ khóa được trình bày trong các chương). Nội dung các chương được tóm tắt dưới đây:
Chương 1 giới thiệu chỗ đứng của Kỹ Thuật Y Sinh trong đại gia đình các ngành học STEM (Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật và Toán) và trình bày hiện trạng và đóng góp của ngành này trên thế giới cũng như tại Việt Nam. Chương này cũng giới thiệu ngành Kỹ Thuật Y Sinh tại Trường Đại học Quốc Tế như một mô hình để gợi ý cho các giảng viên có ý định thành lập ngành Kỹ Thuật Y Sinh trong đại học của mình.
Chương 2 giới thiệu các phương pháp thiết kế thiết bị y tế kể cả cách sử dụng “Ma trận Quyết định” để lựa chọn giải pháp cũng như cách quản lý dự án dựa trên phương pháp “Lộ trình Tới hạn” và biểu đồ Gantt. Ngoài ra chương này cũng trình bày vài yếu tố cơ bản của y đức và các chuẩn quốc tế trong kỹ nghệ.
Chương 3 trình bày phương pháp mô hình hóa và mô phỏng sử dụng trong kỹ thuật điện và cơ khí. Các kiến thức này được ứng dụng vào việc nghiên cứu không xâm lấn để tìm hiểu hoạt động của tế bào cũng các hệ thống sinh lý như tai và phổi.
Chương 4 về Quang học và Thị Giác là chương chọn lọc với nhiều chi tiết hơn các chương khác như là một thí dụ để các giảng viên dựa vào phương cách đó hầu soạn thảo bài giảng về những chủ đề mà mình ưa thích hay làm nghiên cứu. Phần 1 trình bày những nguyên lý cơ bản của ánh sáng, chủ yếu về quang hình học. Phần 2 trình bày về giải phẫu, sinh lý cũng như bệnh lý của mắt người. Phần 3 kết hợp kiến thức quang học để giúp hiểu rõ hoạt động của mắt trong ngành quang học sinh lý. Phần 4 giới thiệu về các thiết bị nghiên cứu cũng như thiết bị y tế liên quan đến thị giác.
Chương 5 trình bày căn bản của thống kê và xác suất, và ứng dụng trong hướng Kỹ Thuật Y Sinh. Cũng như nội dung chương 3, đây là những công cụ cần thiết thường nhật của một người làm nghiên cứu trong y sinh.
Chương 6 trình bày về ngành Kỹ thuật Nhân bản. Đây là một ngành mới dựa vào nguyên tắc: “Kỹ thuật là để phục vụ con người” để nghiên cứu những yếu tố liên quan đến con người mà khi phát triển kỹ thuật chúng ta cần quan tâm. Chương này chú trọng vào những yếu tố cần thiết trong việc thiết kế thiết bị y tế để tránh sự nhầm lẫn của người dùng chúng hầu tăng sự an toàn cho bệnh nhân. Chương này cũng giới thiệu vài điểm chính của hướng Kỹ thuật Lâm sàng là hướng đóng vai trò càng ngày càng quan trọng trong bệnh viện.
Chương 7 trình bày những yếu tố về chuyển động học, căn bản cho Cơ Y Sinh cũng như nhiều ngành liên quan đến việc chăm sóc sức khỏe con người như kỹ thuật phục hồi chức năng, sinh lý chuyển động và trị liệu nghề nghiệp. Các linh kiện nhân tạo cơ khí thay thế cho bộ phận bị hư hỏng của con người cũng như rô bô hỗ trợ vận động cho người khuyết tật cũng được trình bày.
Thứ tự các chương được lựa chọn như trên để tránh sự nhàm chán cho người học. Giảng viên có thể lựa chọn thứ tự cũng như nội dung theo ý thích và thời gian của mình để giảng dạy. Sách chủ yếu dành cho sinh viên năm 2 ngành Kỹ Thuật Y Sinh, hay khoa Y Dược cũng như những ngành khoa học, kỹ thuật và công nghệ liên quan đến sức khỏe và sự sống. Nội dung của các chương có thể được lựa chọn để giảng dạy trong một học kỳ 45 tiết cho sinh viên đã có những kiến thức cơ bản về toán, lý, hóa và sinh. Nếu được yêu cầu chúng tôi sẵn sàng hỗ trợ các giảng viên các slides (bằng tiếng Anh) tương ứng với nội dung trong chương sách.
Nguồn tài liệu của các chi tiết trích dẫn trong quyển “Kỹ Thuật Y Sinh Đại Cương” này được liệt kê cẩn thận. Tuy nhiên cũng có những thiếu sót vì chúng tôi không tìm lại được nguồn gốc của các tài liệu hoặc chúng tôi không liên hệ được với tác giả để xin phép được trích dẫn hoặc trích dịch. Do đó chúng tôi xin các vị này cho chúng tôi biết để thêm vào hay xin phép.
Cuối cùng chúng tôi ước mong quyển sách này góp phần vào kiến thức mới cho sinh viên Việt Nam và nhất là tạo sự hứng thú và quan tâm để các em chung tay góp sức làm cho ngành Kỹ Thuật Y Sinh Việt Nam ngày càng phát triển hơn.
Thay mặt các tác giả,
GSTS. Võ Văn Tới
Khoa Kỹ Thuật Y Sinh
Đại học Quốc Tế thuộc Đại Học Quốc Gia Tp HCM
Email: vvtoi@hcmiu.edu.vn
Tác giả chủ biên:
Võ Văn Tới
Tác giả cộng tác (theo thứ tự tên):
Nguyễn Thị Hiệp
Hà Thị Thanh Hương
Vòng Bính Long
Nguyễn Ngọc Quang
Nguyễn Hoài Thương.
