Y học số và những mong chờ

TTCT - Chúng ta đang đứng trên ngưỡng cửa của xã hội số hóa. Những phương pháp dự phòng, chẩn đoán, điều trị và phục hồi sẽ thay đổi. Các mối quan hệ rồi cũng sẽ thay đổi.

Dữ liệu lớn đã được ứng dụng thành công trong một chương trình chống đau của Đức. Ở đất nước này có chừng 12 triệu người (trong số hơn 80 triệu dân) thường xuyên bị các cơn đau mãn tính hành hạ, nhiều trường hợp trong số đó là những đau đớn chưa thật rõ nguyên nhân và chữa nhiều năm không khỏi.

Khi bệnh nhân đến bác sĩ, họ sẽ cùng bác sĩ ngồi điền vào một bảng thăm dò rất dài. Những tờ khai ấy của hàng ngàn bệnh nhân được tập hợp thành một bộ dữ liệu lớn, gọi là ngân hàng dữ liệu “PaintDetect” (phát hiện đau). So sánh dữ liệu của từng bệnh nhân với các “mẫu” rút ra từ ngân hàng này, ta có được một chẩn đoán chính xác hơn và một chỉ dẫn hiệu quả hơn về điều trị.

Các phương pháp điều trị đều là phương pháp thông thường, nhưng sự phối hợp giữa thuốc men, vật lý trị liệu và luyện tập phục hồi mới là quyết định. Đấy chính là tương quan được tìm ra trong dữ liệu lớn. Hiện PaintDetect đã được sử dụng trong hơn 900 bệnh viện và cơ sở chữa bệnh tại Đức.

Hình ảnh hỗ trơ bác sĩ phẫu thuật trong phòng mổ. Bên trái: trên máy tính bảng. Bên phải: mạch máu trong bụng và đùi

Hỗ trợ bác sĩ phẫu thuật trong phòng mổ. Bên trái: trên máy tính bảng. Bên phải: mạch máu trong bụng và đùi

Trí tuệ nhân tạo

Đỉnh cao của thời đại hiện nay là trí tuệ nhân tạo. Đã xuất hiện những cỗ máy khôn ngoan, làm người ta vừa hi vọng lại vừa lo sợ.

Microsoft thực hiện bước đi đầu tiên: huấn luyện cho máy đọc và hiểu được những tài liệu đã có trong y học. Đó là hàng tỉ trang tài liệu với lượng thông tin hầu như vô hạn về các quá trình sinh học, các cơ chế điều trị, những nghiên cứu lâm sàng.

Cũng chỉ có máy mới đọc được tất cả những thứ đó. Và chỉ nhờ sự giúp đỡ của máy, các bác sĩ mới có thể phát triển những kỹ thuật điều trị chính xác cho từng cá thể. Điều trị cá thể hóa cũng là một sản phẩm đặc trưng trong y học thời công nghiệp 4.0.

Một thí dụ mang dấu ấn tiên phong nhưng còn lâu nữa mới trở thành quy trình điều trị phổ biến: hóa trị liệu cho bệnh nhân ung thư da. Vấn đề khó khăn ở đây là hiện tượng tái phát do khối u luôn biến đổi. Bác sĩ phải tìm ra một hỗn hợp các loại thuốc sao cho luôn luôn thích ứng với ung thư biến đổi ở từng bệnh nhân.

Làm thế nào để tìm ra những tổ hợp đúng cho từng cá thể, cho hàng triệu bệnh nhân khi số hoạt chất chống ung thư được phép sử dụng hiện nay là 200 và số thuốc cụ thể là 1.200? Số tổ hợp hai thứ thuốc đã là hàng trăm ngàn, còn tổ hợp 3 thứ thuốc là 300 triệu. Chỉ có máy thông minh mới giúp được con người.

Trí tuệ nhân tạo đọc bộ mã gen của bệnh nhân, đọc loại ung thư mà bệnh nhân đang phải gánh chịu, tìm trong tư liệu mà nó đã “nuốt” sẵn về phương pháp hóa trị, về sự phối hợp của các loại thuốc rồi “đề nghị” một tổ hợp thuốc cho bệnh nhân này, một tổ hợp “có cơ hội thành công cao nhất”.

Microsoft đang thực hiện một dự án tại Viện ung thư Knight (Oregon). Từ nhiều năm nay, các bác sĩ đang đi tìm tổ hợp mới cho bệnh ung thư máu. Từ các thuốc hiện có đã tạo ra 11.026 tổ hợp, trong hai năm 2015-2016 đã thử 102 tổ hợp trên cơ sở những “đề nghị” của trí tuệ nhân tạo. Như đã nói, đây là lĩnh vực của các khoa học liên ngành. Và thí dụ ta nói tới ở trên thuộc về “ung thư máy tính” (Computer Cancer).

Các tập đoàn IT lớn đều đang dồn sức tìm ra các ứng dụng trong lĩnh vực y học 4.0. Riêng mức đầu tư năm 2016 tính theo tỉ USD là Amazon - 16,1; Alphabet - 13,9; Microsoft - 12,3, Apple - 10,0; Facebook - 5,9... Ngoài ung thư máu và ung thư da, ung thư não hay các bệnh về tim cũng thu được sự chú tâm nghiên cứu của các nhà khoa học.

Hướng đi này tạo ra một chủ đề lớn: sự hợp tác và quan hệ người - máy trong tương lai. Các nhà tin học luôn nhấn mạnh máy không bao giờ có thể thay thế bác sĩ, “máy chỉ giúp bác sĩ sớm loại bỏ những cái tầm thường và qua đó giúp bác sĩ giảm đi những gánh nặng trong công việc”.

Mở rộng ra là công nghệ đọc phim trong lĩnh vực chẩn đoán hình ảnh. Với mắt thường, nhà chẩn đoán hình ảnh chỉ “đọc” được khoảng 5% thông tin chứa trong những bức ảnh chẩn đoán y học.

Bởi thế, ông J. Lotz, giám đốc Viện chẩn đoán hình ảnh ở Trường đại học Goettingen (Đức), đã hóm hỉnh viết rằng chẩn đoán trên văn bản nhiều khi viết theo lối “tản văn”, nghĩa là chung chung, để tránh nhầm lẫn và chỉ giới hạn như một gợi ý, chứ chưa hẳn là một kết luận rõ ràng.

Với trí tuệ nhân tạo sẽ hoàn toàn khác: sau khi được “đào tạo”, máy sẽ đọc được cỡ 95% thông tin ẩn sau các bức hình và đưa ra những kết luận chính xác với những con số cụ thể, như xác định đường viền quanh một khối u.

Phòng mổ tích hợp

Các thiết bị đo, các cấu trúc số hóa

Nếu các nhà tin học chủ yếu làm việc với hệ thống dữ liệu thì cán bộ kỹ thuật y sinh tập trung vào các thiết bị đo. Tất cả cùng nhau tạo ra các cấu trúc số hóa trong thời đại công nghệ mới.

Việc số hóa các thiết bị chẩn đoán, điều trị về cơ bản đã được hoàn thiện trong những năm qua. Trên cơ sở chuẩn hóa dữ liệu, chúng ta đã có thể tổ chức các hệ thống hoạt động có hiệu quả như y học từ xa, như hệ thống thông tin bệnh viện... Mặc dù vẫn còn phải nỗ lực rất nhiều cả về mặt kỹ thuật lẫn về tổ chức nhưng về cơ bản, đường đi đã được xác định rõ.

Những thiết bị đo mới xuất hiện nhiều trong giai đoạn vừa qua là những thiết bị gọn, nhẹ, vừa đảm bảo tính cơ động lại vừa phục vụ nhu cầu cá thể hóa và đảm bảo ghi đo các tín hiệu suốt 24 giờ trong ngày.

Như máy ghi điện tim chỉ nhỏ bằng bao diêm, như thiết bị ghi nhịp tim theo nguyên lý quang học, như máy đo huyết áp, như thiết bị đo đường huyết hay nhóm thiết bị đo và đánh giá vận động: số năng lượng tiêu hao, số bước chân, số quãng đường đi được và cả những thiết bị ghi tổng trở của da, các số đo liên quan chất lượng giấc ngủ hay các quá trình dinh dưỡng.

Máy điện tim nhỏ như bao diêm và cấu trúc số chăm sóc bệnh nhân tim Cardiogo

Những thiết bị này góp phần thay đổi cấu trúc hệ thống chăm sóc sức khỏe bệnh nhân, nhất là ở tuyến cơ sở. Nếu đủ thiết bị cần thiết, bệnh nhân không nhất thiết lúc nào cũng phải đến bệnh viện và bác sĩ không cần thiết lúc nào cũng phải đến gặp bệnh nhân.

Các thiết bị kỹ thuật và đội ngũ y tá - kỹ thuật viên sẽ làm nhiệm vụ cầu nối. Một dạng y học từ xa quy mô nhỏ tỏ ra rất có tác dụng trong trường hợp này. CHLB Đức đã thử nghiệm hệ thống như vậy từ năm 2015. Dr. Th. Assmann là bác sĩ làm việc trong dự án này và hết sức hài lòng với kết quả thu được.

Một trợ lý của ông đến tận nhà bệnh nhân, trong balô có thiết bị đo nhịp tim, huyết áp, điện tim, máy đo oxy bão hòa và cả một cái cân. Balô này gọi là “balô y học từ xa”. Các dữ liệu được ghi vào iPad. Thông qua Videochat, bác sĩ có thể đọc những thông tin này và trông thấy bệnh nhân để thăm khám từ xa. Phương pháp này cho phép bác sĩ hoàn tất công việc chẩn đoán của mình, còn bệnh nhân cũng cảm thấy được chăm sóc chu đáo, không hề bị bỏ rơi.

Tương tự theo nguyên tắc này là chuỗi One Medical của Mỹ, làm việc 24 giờ thông qua Mail - Videochat - Phone với khẩu hiệu “Đừng chờ đợi tới lúc tệ hơn. Hãy nói chuyện với bác sĩ ngay hôm nay”. Hiện trong chuỗi này, tỉ lệ khám qua video đã lên tới 27%.

Một cấu trúc chăm sóc sức khỏe khác dành cho bệnh nhân tiểu đường. Thường thì có một đơn thuốc chung cho mọi bệnh nhân, dù liều lượng khác nhau nhưng uống theo phương thức hằng ngày, vào một thời điểm xác định tương quan với bữa ăn.

Với kỹ thuật mới, các bác sĩ có thể cá thể hóa quá trình điều trị. Một thiết bị đo đường trong cơ thể được gắn trực tiếp vào vùng bụng và đo trực tiếp cứ 5 phút một lần. Chỉ khi máy báo mới đưa thuốc vào cơ thể và lượng đưa vào cũng tùy thuộc kết quả đo. Như vậy, rõ ràng mỗi người mỗi khác và ngay cả với mỗi người, thời điểm dùng thuốc cũng mỗi ngày mỗi khác.

Trong nhiều trường hợp, bệnh nhân tiểu đường có “đơn” luyện tập thể thao mỗi ngày và ta có thể đo các tham số tập luyện đồng thời. Kết hợp số đo cả hai hệ thống, bác sĩ sẽ chỉ định một chế độ chăm sóc sức khỏe tối ưu kết hợp thuốc và tập luyện.

Bệnh tim mạch cũng có một hệ thống chăm sóc cá thể tương tự, như hệ thống Cardiogo ở Hamburg, đảm bảo chăm sóc liên tục 24 giờ, sử dụng điện thoại thông minh liên kết với trung tâm, xử lý bởi 2 bác sĩ chuyên khoa tim mạch luôn có mặt trên hệ thống. Điện thoại thông minh và bây giờ bệnh nhân cũng thông minh khi tham gia tự giám sát mình.

Chương trình PaintDetect, điều trị đau bằng dữ liệu lớn của Freynhagen, cá thể hóa, tích hợp nhiều phương pháp và liên ngành.

Một ca mổ thành công trong tương lai dựa vào sự kết nối các dữ liệu, sự hỗ trợ của computer và roboter, thông qua các phần mềm chuyên dụng phục vụ quá trình phẫu thuật. Bác sĩ ngoại khoa được hệ thống dẫn đường chỉ đạo giống như tài xế lái xe trên đường phố. Thành tựu mới nhất được bổ sung bởi công nghệ thực tế mở rộng (Augmented Reality - AR).

Trong công nghệ này, phẫu thuật viên đeo một chiếc kính đặc biệt. Nếu lấy tay trượt trên ngoài mặt kính như với smartphone, anh ta sẽ nhìn thấy sâu hơn một lớp nữa trên cơ thể bệnh nhân trong thời gian thực, qua da, đến cơ, các cơ quan và mạch máu, cho tới tận xương. Dẫn đầu hiện nay trong lĩnh vực dẫn đường phẫu thuật nhờ công nghệ AR là Công ty Thụy Sĩ Cascination phối hợp với Đại học Bern.

Trong thế giới số, có một khái niệm rất đáng yêu: “Healing Architecture” (kiến trúc chữa bệnh). Mỗi chúng ta đều muốn sống trong một căn phòng đẹp, trong một không gian thoáng đãng, xanh mát. Nhưng bệnh nhân cảm nhận điều đó sâu sắc hơn một mức nữa. Một mặt người bệnh cần cảm giác an toàn, được bảo vệ vững chắc, nhưng mặt khác họ cần tầm nhìn rộng mở để có cảm giác cộng đồng gắn bó, không bị cô lập, không bị lãng quên.

Từ đây có sự kết hợp giữa kiến trúc và số hóa. Trong kiến trúc chữa bệnh, bệnh nhân đóng vai trò trung tâm và quan hệ thầy thuốc - bệnh nhân có ý nghĩa quyết định. Nhờ những hệ thống số, bên giường mỗi bệnh nhân có một trạm giao tiếp như một máy tính, qua đó bệnh nhân có thể hỏi han, trao đổi với bác sĩ, với người nhà, trình bày các yêu cầu, được giải đáp những thắc mắc hay theo dõi các chương trình giải trí...

Giá trị trung tâm của bệnh viện trong tương lai là tổ chức các hệ thống số hóa sao cho có thể tổ chức, quản trị và xử lý dữ liệu bệnh nhân tại mọi nơi trong bệnh viện.■