Cỗ máy bước ra từ phim viễn tưởng, hứa hẹn khởi đầu một cuộc cách mạng trong y tế

Có thể bạn còn nhớ một cỗ máy quét y tế nào đó xuất hiện trong các bộ phim viễn tưởng, Startrek, Gattaca và Passengers… Tất cả chúng đều có thể nhìn sâu vào toàn bộ cơ thể con người chỉ trong nháy mắt, báo hiệu các sai hỏng bên trong từng cơ quan, bộ phận và thậm chí sửa chữa chúng.

Mặc dù chúng ta còn cách xa trình độ công nghệ trong các bộ phim này, một nhóm nghiên cứu tại Đại học California Davis đã nỗ lực suốt 13 năm nay, để cho ra đời một cỗ máy quét y tế xứng đáng đặt vào thế giới viễn tưởng ấy.

Cỗ máy quét cơ thể bước ra từ những bộ phim viễn tưởng

Đó là một thiết bị kết hợp giữa công nghệ phát xạ positron (PET) và chụp cắt lớp X-quang (CT) tên là Explorer. Cỗ máy này thực sự có thể chụp ảnh ba chiều toàn bộ cơ thể bạn chỉ trong 30 giây. Và chi tiết mà nó cho ra cũng chính xác hơn bất kỳ cỗ máy nào có mặt trên thế giới ở thời điểm hiện tại.

Giờ là thời điểm để suy nghĩ về một kỷ nguyên mà những cỗ máy như thế này có thể khởi đầu. Chúng có thể cho phép các bác sĩ chẩn đoán và theo dõi bệnh tật chính xác hơn bao giờ hết, chưa kể đến những lợi ích mà nó sẽ đem lại cho quá trình phát triển thuốc.

Sáng chế này có thể có tác động sâu sắc đến nền y học hiện đại, cho phép chúng ta nhìn thấy sự khởi nguồn và phát triển của bệnh tật, chẳng hạn như ung thư. Một khi chúng ta nhìn thấy được bệnh tật, chúng ta có thể tìm hiểu nó, để rồi chữa trị nó.

Tiến sĩ Simon Cherry và Ramsey Badawi, hai người đã sáng chế ra cỗ máy Explorer

"Từ nhiều năm trước, tôi đã từng tưởng tượng ra [nếu một cỗ máy như vậy quét được cơ thể thì] ảnh chụp sẽ trông như thế nào", tiến sĩ Simon Cherry, một kỹ sư y sinh tham gia vào nghiên cứu cho biết. Thế nhưng, chính anh cũng phải bất ngờ khi công trình hoàn thành và cỗ máy cho ra những hình ảnh quét thử đầu tiên.

"Tôi đã không chuẩn bị cho những hình ảnh chi tiết đến kinh ngạc mà chúng tôi đã thấy trong lần quét đầu tiên ấy", tiến sĩ Cherry nói. "Trong khi vẫn còn rất nhiều phân tích cẩn thận cần phải làm, tôi nghĩ rằng Explorer đã thực hiện được gần như tất cả những gì chúng tôi đã từng hứa hẹn về dự án".

Đó là một tuyên bố lớn, bởi tiến sĩ Cherry và đồng nghiệp của anh tiến sĩ Ramsey Badawi – một chuyên gia X quang- đã hứa hẹn khá nhiều. Ba năm về trước, sau khi nhận được khoản tài trợ 15,5 triệu USD từ Viện Y tế Quốc gia Hoa Kỳ (NIH), tiến sĩ Badawi đã so sánh khả năng của Explorer với Kính viễn vọng Không gian Hubble.

Nhưng thay vì nhìn xa hơn vào vũ trụ, tiến sĩ Badawi nói rằng cỗ máy quét y tế của mình sẽ cho phép chúng ta nhìn vào sự phức tạp đến vô hạn của cơ thể con người.

"Xét trên nhiều khía cạnh, con người đã không biết Hubble sẽ nhìn thấy gì trước khi phóng nó lên vũ trụ, và tôi cũng thấy điều đó đúng trong trường hợp của Explorer", tiến sĩ Badawi nói.

"Thật thú vị, bởi vì chúng ta chưa bao giờ có thể nhìn vào bên trong cơ thể theo cách này. Vì vậy, chúng ta thực sự không biết những gì chúng ta sẽ thấy. Và điều đó có thể là dấu hiệu của một cuộc cách mạng".

Ảnh chụp từ cỗ máy Explorer, nhanh hơn, chi tiết hơn và an toàn hơn so với bất kể cỗ máy PET phổ thông nào hiện tại

Đó chắc chắn là một tuyên bố táo bạo, nhưng kết quả ban đầu thực sự cho thấy Explorer là một dự án cực kỳ hứa hẹn. Không chỉ tiến sĩ Cherry, cả tiến sĩ Badawi, người đã đặt hy vọng rất cao ngay từ đầu, cũng cho biết ông phải chết lặng khi nhìn vào hình ảnh đầu tiên mà Explorer chụp được.

"Mức độ chi tiết là đáng kinh ngạc, đặc biệt là khi chúng tôi tìm ra được phương pháp tái thiết lập và tinh chỉnh nó một chút để tối ưu hóa hơn", ông nói. "Chúng tôi có thể thấy các tính năng mà bạn không thể thấy trong những lần quét PET thông thường".

Cỗ máy cho hiệu quả quét toàn bộ cơ thể chỉ trong 20 đến 30 giây, nhanh hơn đến 40 lần so với các cỗ máy quét PET phổ thông hiện tại. Ảnh chụp tức thì sẽ cho phép các nhà khoa học theo dõi các loại thuốc được đánh dấu đặc biệt khi chúng di chuyển qua cơ thể con người trong thời gian thực.

Tiến sĩ Badawi nói: "Không có thiết bị nào khác có thể thu thập dữ liệu nhanh như thế này trên con người, vì vậy, đây thực sự là một thiết bị cách mạng".

Explorer quét toàn bộ cơ thể chỉ trong 20 đến 30 giây, nhanh hơn đến 40 lần so với các cỗ máy quét PET phổ thông hiện tại.

Không chỉ nhanh hơn, Explorer còn an toàn hơn. Khi sử dụng các công nghệ chụp hình y tế bằng tia X hiện tại, các nhà khoa học và bác sĩ vẫn luôn lo lắng về việc phải kiểm soát liều tích lũy của bức xạ trên từng bệnh nhân, vì chúng có thể gây hại cho sức khỏe con người.

Thế nhưng, liều bức xạ của Explorer chỉ nhỏ bằng 1/40 lần so với chụp PET thông thường. Điều này sẽ cho phép nó có thể quét được nhiều lần hơn và được sử dụng cho các đối tượng dễ bị tổn hại như trẻ em, người già và bệnh nhân ung thư mà vẫn an toàn.

"Trong mọi trường hợp, chúng tôi có thể cung cấp các phép quét tốt hơn, nhanh hơn hoặc với liều bức xạ ít hơn", tiến sĩ Cherry nói.

Explorer được hứa hẹn sẽ tham gia vào mọi lĩnh vực nghiên cứu y học nhờ khả năng kiểm tra các cơ quan và mô trong cơ thể cùng một lúc. 

Cỗ máy có thể tham gia vào nghiên cứu bệnh tim mạch, khi cho phép các bác sĩ đo lưu lượng máu một cách chính xác nhất. Chúng ta cũng có thể theo dõi quá trình chuyển hóa glucose của cơ thể sau khi ăn, phục vụ nghiên cứu các bệnh chuyển hóa như tiểu đường, béo phì.

Các nhà nghiên cứu hy vọng rằng cỗ máy sẽ cải thiện được cả nghiên cứu ung thư và một loạt các bệnh khác gây viêm, nhiễm trùng, rối loạn miễn dịch hoặc trao đổi chất trong cơ thể.

Và tương lai ấy sẽ đến ngay đây mà chúng ta không phải chờ đợi. Tiến sĩ Cherry và Badawi nói rằng họ đang hoàn thiện những công đoạn cuối cùng để Explorer sẵn sàng được sử dụng vào đầu tháng 6 năm 2019.

"Tôi không nghĩ rằng sẽ không lâu nữa, chúng ta sẽ thấy những hệ thống Explorer được lắp đặt tại nhiều nơi trên toàn thế giới", tiến sĩ Cherry nói.

Tham khảo Sciencealert, Medicaldevice