Robot dạng viên thuốc gắn camera thay thế phương pháp nội soi truyền thống
Khi nỗi sợ luồn ống nội soi và biến chứng gây mê vẫn là rào cản khiến hàng triệu người chần chừ tầm soát bệnh sớm, sự xuất hiện của công nghệ robot viên nang AI đang mở ra một cuộc cách mạng y tế đáng chú ý về cách chúng ta thăm khám nội soi.
Hình dung một ca nội soi dạ dày mà người bệnh không cần nằm nghiêng, không có ống nội soi đi qua miệng và cũng không cần bác sĩ trực tiếp điều khiển một ống mềm bên trong đường tiêu hóa. Thay vào đó, người bệnh nuốt một viên nang nhỏ có gắn camera. Viên nang đi vào dạ dày, còn bên ngoài cơ thể là một hệ thống robot tạo và điều khiển từ trường. Thông qua các chuyển động được lập trình, robot làm viên nang xoay và di chuyển để camera ghi lại hình ảnh các vùng khác nhau của dạ dày. Sau khi hoàn tất, hàng loạt hình ảnh được đưa vào hệ thống xử lý, trong đó AI có thể hỗ trợ bác sĩ sàng lọc và đọc dữ liệu.
Đó là nguyên lý của nội soi viên nang được điều khiển hoàn toàn bằng từ trường (FAMCE - Fully Automated Magnetically Controlled Capsule Endoscopy), một hướng phát triển đáng chú ý của nội soi tiêu hóa.
Một nghiên cứu được công bố trên The Lancet Gastroenterology & Hepatology năm 2021 cho thấy công nghệ này có thể khảo sát đầy đủ các mốc giải phẫu chính của dạ dày và cho kết quả phát hiện tổn thương có độ tương đồng cao với nội soi qua đường miệng.
Viên thuốc không tự "bơi" trong dạ dày để nội soi
Điểm khác biệt quan trọng của hệ thống này nằm ở chữ "robot". Nội soi viên nang thông thường phụ thuộc chủ yếu vào nhu động tự nhiên của đường tiêu hóa. Viên nang được nuốt vào và camera ghi lại hình ảnh khi thiết bị di chuyển theo đường tiêu hóa.
Với nội soi dạ dày bằng từ trường, viên nang có thể được định hướng từ bên ngoài cơ thể. Trong hệ thống FAMCE được nghiên cứu, một cánh tay robot tạo ra từ trường để điều khiển viên nang. Hệ thống có thể thay đổi hướng của viên nang, đưa camera quan sát những vùng khác nhau của dạ dày theo một quy trình được lập trình.
Điều này giải quyết một trong những bài toán khó của nội soi viên nang: làm thế nào để một thiết bị nhỏ nằm trong dạ dày có thể quan sát có hệ thống thay vì chỉ ghi lại những hình ảnh mà nó tình cờ đi qua.
Trong nghiên cứu trên 114 bệnh nhân, FAMCE đã phát hiện đầy đủ 6 mốc giải phẫu của dạ dày gồm tâm vị, phình vị, thân vị, góc bờ cong nhỏ, hang vị và môn vị ở 100% trường hợp.
Đây là điểm có ý nghĩa về mặt kỹ thuật: viên nang không chỉ được nuốt vào để ghi hình, mà quá trình khảo sát được tổ chức thành một quy trình có kiểm soát.
Một trong những kết quả đáng chú ý của nghiên cứu là thời gian. Với FAMCE, thời gian hoàn tất khảo sát dạ dày trung bình là 19,17 phút. Trong cùng nghiên cứu, thời gian của nội soi qua đường miệng là khoảng 5,21 phút.
Như vậy, nếu chỉ nhìn vào tốc độ thực hiện, viên nang robot chưa vượt qua nội soi truyền thống. Giá trị của công nghệ nằm ở một khía cạnh khác: thay đổi trải nghiệm của người bệnh và mở ra một phương thức khảo sát không cần đưa ống nội soi qua đường miệng.
Đây cũng là lý do không nên hiểu "không cần ống nội soi" đồng nghĩa với "tốt hơn trong mọi trường hợp". Nội soi truyền thống vẫn có lợi thế rất quan trọng: bác sĩ có thể trực tiếp quan sát qua hệ thống camera, lấy mẫu mô để sinh thiết và thực hiện một số thủ thuật can thiệp ngay trong quá trình khám.
Viên nang robot chủ yếu đóng vai trò chẩn đoán hình ảnh không xâm lấn, chứ chưa phải một thiết bị thay thế toàn bộ hệ thống nội soi can thiệp.
Nếu robot giải quyết bài toán điều khiển viên nang, AI giải quyết một bài toán khác: làm thế nào để bác sĩ xử lý lượng hình ảnh rất lớn được tạo ra trong một cuộc nội soi viên nang.
Một viên nang có thể ghi lại hàng nghìn khung hình trong quá trình di chuyển qua đường tiêu hóa. Việc để bác sĩ xem từng hình ảnh theo cách thủ công có thể mất nhiều thời gian. Vì vậy, các hệ thống phần mềm AI được phát triển để hỗ trợ phát hiện những hình ảnh có dấu hiệu bất thường, sắp xếp dữ liệu và giúp bác sĩ tập trung vào những khung hình đáng chú ý.
Một điểm khác khiến công nghệ này đáng chú ý là khả năng mở rộng từ dạ dày xuống ruột non. Trong nghiên cứu FAMCE, cả 114 bệnh nhân đều hoàn thành được khảo sát ruột non và 50 người, tương đương 44%, được phát hiện tổn thương ở ruột non. Nghiên cứu cũng không ghi nhận trường hợp viên nang bị lưu giữ trong cơ thể và không có biến cố bất lợi nghiêm trọng; 2 bệnh nhân, tương đương 2%, gặp biến cố bất lợi.
Điều này mở ra một hướng tiếp cận khác với nội soi truyền thống. Một lần nuốt viên nang có thể tạo ra dữ liệu hình ảnh cho nhiều đoạn của đường tiêu hóa, trong khi nội soi qua đường miệng chủ yếu khảo sát thực quản, dạ dày và tá tràng.
Tuy nhiên, "khảo sát được" không đồng nghĩa với "thay thế hoàn toàn". Đối với ruột non, nội soi viên nang vốn đã có vai trò nhất định trong những trường hợp mà các phương pháp khác khó tiếp cận. Nhưng nếu phát hiện tổn thương cần sinh thiết hoặc can thiệp, người bệnh vẫn có thể phải thực hiện thêm một phương pháp nội soi khác.
Điều gì xảy ra sau khi nuốt viên nang?
Về nguyên lý, quy trình tương đối đơn giản. Người bệnh được chuẩn bị theo hướng dẫn của cơ sở y tế, sau đó nuốt viên nang có camera. Hệ thống ghi nhận tín hiệu hình ảnh từ viên nang khi nó nằm trong đường tiêu hóa.
Trong trường hợp FAMCE, robot từ trường bên ngoài cơ thể điều khiển viên nang trong quá trình khảo sát dạ dày. Hình ảnh được truyền tới hệ thống ghi nhận và xử lý. Sau đó, bác sĩ xem dữ liệu, đánh giá những vùng bất thường và đưa ra kết luận.
Sau khi rời khỏi dạ dày, viên nang tiếp tục di chuyển theo nhu động đường tiêu hóa. Điểm khiến phương pháp này khác biệt với nội soi thông thường nằm ngay từ bước đầu tiên: thiết bị đi vào cơ thể bằng cách được nuốt thay vì được đưa vào qua đường miệng bằng một ống nội soi.
Ưu điểm dễ nhận thấy nhất của nội soi viên nang là trải nghiệm thực hiện. Người bệnh không phải chịu cảm giác ống nội soi đi qua họng như phương pháp truyền thống. Đây có thể là yếu tố giúp giảm tâm lý e ngại ở những người trì hoãn việc kiểm tra tiêu hóa vì sợ nội soi.
Tuy nhiên, không nên từ đó suy ra rằng mọi người có triệu chứng tiêu hóa đều có thể lựa chọn viên nang thay cho nội soi truyền thống. Việc lựa chọn phương pháp nào phụ thuộc vào mục đích kiểm tra, triệu chứng, nguy cơ bệnh lý và đánh giá của bác sĩ.
Đặc biệt, nếu bác sĩ nghi ngờ tổn thương cần lấy mẫu mô, cầm máu hoặc can thiệp, nội soi truyền thống vẫn có những khả năng mà viên nang chẩn đoán không đáp ứng được.
Một công nghệ mới vì vậy có thể bổ sung thêm một lựa chọn cho bác sĩ và người bệnh, thay vì đơn giản là thay thế công nghệ cũ.
Từ "nội soi không đau" đến bài toán tiếp theo của y học
Sức hấp dẫn của robot nội soi viên nang không chỉ nằm ở việc biến một thiết bị y tế thành một "viên thuốc có camera".
Điều đáng chú ý hơn là sự kết hợp của ba lớp công nghệ: Một là viên nang camera, biến thiết bị ghi hình thành một vật thể đủ nhỏ để người bệnh có thể nuốt. Hai là robot và từ trường, giúp kiểm soát vị trí, hướng và chuyển động của viên nang trong dạ dày. Ba là AI và xử lý hình ảnh, giúp con người quản lý lượng dữ liệu hình ảnh ngày càng lớn. Ba lớp này tạo thành một chuỗi khá đặc biệt: robot đưa camera đến vị trí cần quan sát, camera tạo dữ liệu, AI hỗ trợ sàng lọc dữ liệu và bác sĩ đưa ra quyết định lâm sàng.
Trong nghiên cứu được công bố năm 2021, nhóm tác giả kết luận hiệu quả của FAMCE trong hoàn tất khảo sát dạ dày và phát hiện tổn thương tương tự nội soi qua đường miệng, đồng thời có khả năng khảo sát toàn bộ ruột non. Tuy nhiên, chính nghiên cứu cũng cho thấy thời gian khảo sát dạ dày bằng FAMCE dài hơn nội soi truyền thống và vẫn có những tổn thương mà phương pháp này bỏ sót.
Vì thế, giá trị của công nghệ không nằm ở việc tuyên bố nó đã thay thế nội soi truyền thống.
Điểm đáng chú ý hơn là lần đầu tiên robot, từ trường, camera dạng viên nang và AI được ghép thành một quy trình khảo sát tiêu hóa có mức độ tự động hóa cao.
Nếu tiếp tục được cải thiện về khả năng điều hướng, chất lượng hình ảnh, thuật toán AI và khả năng xử lý tổn thương, nội soi viên nang robot có thể trở thành một thành phần quan trọng trong hệ sinh thái chẩn đoán tiêu hóa.
Nhưng ở thời điểm hiện tại, câu trả lời khoa học thận trọng hơn là: đây là một phương pháp nội soi mới nhiều tiềm năng, chứ chưa phải sự thay thế hoàn toàn cho nội soi dạ dày truyền thống.
