Viên thuốc CAMERA công cụ chẩn đoán hữu ích trong nền y học hiện đại

Giới thiệu về công nghệ hi-tech trong y học hiện nay

Cùng với sự ra đời và ứng dụng có hiệu quả các thiết bị công nghệ cao và kỹ thuật số hóa như viên thuốc camera, bộ cảm ứng sức khỏe (Health sensors) và bản đồ siêu âm cho công việc của các phẩu thuật viên (Ultrasound Maps for surgeons) được đăng tải trên nhiều tạp chí y học cho thấy hiệu quả của chúng quả là kỳ diệu.

Từ lâu, việc tầm soát và chẩn đoán bệnh của hệ thống tiêu hóa mặc dù đã có những thành tự đáng kể, song vãn còn một số nhược điểm vẫn chưa khắc phục được (như chưa khảo sát hết toàn bộ hệ tiêu hóa, các khối u ở sâu trong các cơ quan phủ tạng thuộc ổ bụng vãn còn bỏ ngõ, …đôi khi phải dùng đến thủ thuật mổ bụng thăm dò (explosive laparatomy) mới chẩn đoán và giải quyết được căn nguyên bệnh. Do đó, việc ra đời và ứng dụng các công năng của viên thuốc camera (camera pills) hoặc viên nang video (video capsules) trong 10 năm qua đã là một trong những thành tựu nổi bật của y học hiện đại trên toàn cầu, song vẫn còn mới mẻ đối với y học Việt Nam. Nhân đây, chúng tôi muốn giới thiệu thông qua một số tài liệu tổng hợp được về các sản phẩm công nghệ cao (hi-tech/digital) và những ứng dụng của nó trong việc chẩn đoán, điều trị và theo dõi diễn tiến bệnh hiện nay tại các quốc gia tiên tiến trên thế giới.

Các sản phẩm như thế thật sử đã tạo ra nhiều bước đột phá cho y học và sẽ là các sản phẩm công nghệ hiện đại không thể thiếu trong tương lai. Viên thuốc camera đã được biết đến từ gần 10 năm qua, song cho tới nay, thuốc viên camera mới thực sự được sản xuất và bắt đầu được đưa vào thử nghiệm trong những ca điều trị bệnh đầu tiên trên thế giới. Thực chất đây là một chiếc camera nhỏ chuyên dụng với thiết bị điều khiển từ xa. Với hình dạng nhỏ như một viên thuốc, thuốc viên camera có thể dễ dàng đi vào trong cơ thể người bệnh và có thể ứng dụng trong nhiều tình huống phức tạp mà đôi khi các công cụ chẩn đoán khác của y học phải tạm dừng, chẳng hạn giúp thiết lập bản đồ siêu âm của cơ thể thông qua việc phát sóng siêu âm; hỗ trợ chụp ảnh các cơ quan bên trong cơ thể; phát hiện các bất thường và đặc biệt hỗ trợ cuộc phẫu thuật và một số hoạt động khác.

Thuốc viên camera giúp cung cấp hình ảnh 3D cho việc phẫu thuật

Trong suốt 10 năm qua, tiến sĩ Ronald Marvik thuộc Bệnh viện Olav cùng các nhà khoa học thuộc Viện khoa học SINTEF đã tiến hành nhiều thí nghiệm với thiết bị thuốc viên camera. Trong đó, họ đặc biệt tập trung vào việc làm sao để thu được cơ sở dữ liệu về cấu tạo bên trong của cơ thể con người, đồng thời đưa những hình ảnh này hiển thị trên màn hình máy vi tính, nhằm phục vụ hiệu quả hơn cho các ca phẫu thuật phức tạp và khó tiến hành. Với thuốc viên camera, vấn đề này đã phần nào được giải quyết. Các bác sĩ đã có thêm cơ sở để tin rằng: họ sẽ phẫu thuật thành công những ca phẫu thuật rắc rối nhất và ở những khu vực hẹp, khó quan sát nhất, chẳng hạn như trong thành ruột.

Trong một ca phẫu thuật như trên, điều mà người ta cần làm là biến đổi những thông tin thu được không chỉ ở dạng thông thường trước đây là nhờ vào việc chụp chiếu tia X hoặc quét cộng hưởng từ trường... mà quan trọng hơn là đưa chúng trở thành các hình ảnh ba chiều. Và không gì tốt hơn là giao nhiệm vụ này cho một chiếc camera nhỏ xíu như một viên thuốc có khả năng luồn lách vào những nơi chật hẹp nhất. Những hình ảnh mà camera này cung cấp, sẽ cho phép các bác sĩ khoanh vùng nơi cần phẫu thuật, giúp họ thao tác chính xác hơn, nhanh chóng hơn khi phẫu thuật, tránh được việc gây tổn thương cho các cơ quan khác trong khi phẫu thuật, đồng thời ít gây ra đau đớn, căng thẳng và nguy cơ rủi ro hơn cho bệnh nhân.

Triển vọng về những viên thuốc thông minh

Không đơn giản như hình dạng bên ngoài của nó, thuốc viên camera chính là thiết bị giúp khám và chuẩn đoán bệnh khá chính xác. Người bệnh sẽ nuốt thuốc viên camera giống như việc uống một viên thuốc con nhộng bình thường. Viên thuốc này sẽ đi vào bên trong đường ruột, song không giống như những chiếc camera thụ động phải nằm chờ vài ngày mới đi hết được hệ tiêu hóa, thay vào đó chúng sẽ được các bác sĩ điều khiển bằng một thiết bị điều khiển từ xa được gắn với máy tính hoặc do các bác sĩ theo dõi, điều khiển. Thiết bị điều khiển camera bao gồm một bộ phận cảm biến hoạt động dựa trên sự điều chỉnh sóng siêu âm, hoặc quang phổ... Việc điều khiển cho viên thuốc camera này di chuyển theo ý muốn, sẽ cho phép các bác sĩ kiểm tra và nhìn thấy rõ hơn tình trạng bệnh của người bệnh. Đôi khi, các bác sĩ có thể điều khiển cho chiếc camera nhỏ xíu này tiến hành luôn tại chỗ những cuộc phẫu thuật nhỏ và đơn giản.

Rất nhiều bệnh nhân ngày nay không muốn phải nằm lại bệnh viện. Thay vào đó, họ muốn được tự quan sát và kiểm tra bệnh trạng bệnh của cơ thể mình và dĩ nhiên, viên thuốc camera là một trong những thiết bị có thể giúp người bệnh tự làm được điều đó. Họ chỉ việc nuốt viên thuốc camera, sau đó, sử dụng thiết bị điều khiển và một màn hình máy tính để theo dõi những “diễn biến” tiếp theo bên trong chính cơ thể mình. Nếu phát hiện thấy có “sự cố” bất thường, bệnh nhân tất nhiên sẽ phải tìm cách phòng và ngăn chặn bệnh kịp thời.

Phân tích và xét nghiệm mẫu bệnh phẩm trong cơ thể

Thay vì việc bệnh nhân phải lấy mẫu máu và chờ đợi gởi đến phòng để được xét nghiệm máu, các bác sĩ chỉ cần sử dụng thiết bị điều khiển thuốc viên camera đảm nhận luôn công việc phân tích và gửi dữ liệu này một cách nhanh chóng, chính xác. Tại phòng xét nghiệm của mình, các nhà khoa học thuộc Trung tâm SINTEF đã tiến hành một cuộc thí nghiệm kiểm chứng vai trò này của thuốc viên camera. Kết quả là họ đã thành công khi để cho thuốc viên camera tiến hành việc phân tích các mẫu dịch lỏng trong cơ thể. Công việc này được tiến hành bởi một con chíp plastic nhỏ xíu gắn bên trong thuốc viên camera. Con chíp có chức năng giống như một phòng thí nghiệm siêu nhỏ và cho kết quả rất chính xác về một số thành phần như: nồng độ cholesterol, nồng độ glucose trong máu... Thậm chí việc này cũng chỉ diễn ra trong vòng vài phú mà không cần phải lấy mẫu dịch, hay mẫu máu ra khỏi cơ thể của bệnh nhân.

Nhìn vào một số ứng dụng trên đây của thuốc viên camera trong thực tế khám chữa bệnh, các nhà khoa học tin chắc rằng: trong tương lai, sự kết hợp giữa công nghệ cao và sinh học dạng như thuốc viên camera sẽ ngày một phát triển và trở nên ứng dụng phổ biến trên khắp thế giới.

Sức khỏe đi cùng với công nghệ cao như camera pills, health sensors và Ultrasound map

Viên thuốc camera và bản đồ thiết lập nhờ siêu âm hiện được đưa vào danh mục các kỹ thuật cao cho ngành y tế. Một số tiến bộ gần đây cũng cho kết quả đáng khích lệ trong kỹ thuật y học. Hơn 10 năm qua, các chuyên gia y học cao cấp thâm niên Ronald Marvik tại bệnh viện St. Olav’s ở Trondheim đã phối hợp với nhà khoa học tại SINTEF là Thomas Lango. Họ đã sáng tạo ra một của sổ mới dựa trên nền công nghệ thông tin (IT-base window) trong toàn cơ thể, mộthẹ thống có thể soi chiếu được bệnh nhân trên nền screen khi nhà phẩu thuật đưa các dụng cụ phẩu thuật vào cơ thể qua một lổ mở nhỏ trên thành bụng.

Những gì mà hệ thống thực sự chuyển các hình ảnh X-quang và cộng hưởng từ hạt nhân (nuclear magnetic resonance_MR) thành bản đồ 3 chiều thông qua công việc các phẩu thuật viên có thể tìm vị trí và đánh dấu khi thực hiện phẩu thuật chỉ qua lỗ nhỏ này trên khoang bụng. Kỹ thuật có thể phẩu thuật chọn lọc một cách nhẹ nhàng và gọn gàng qua lỗ nhỏ mà giải quyết một cuộc phẩu thuật lớn. Điều này mang lại lợi ích cả cho cá nhân bệnh nhân và cho cả xã hội bởi vì so với phẩu thuật mở cổ điển thì phẩu thuật qua lỗ mở nhỏ trên thành bụng sẽ gây ít stress trên cơ thể bệnh nhân. Kết quả là bệnh nhân chỉ bỏ ra ít thời gian nằm việc và rất mau hồi phục vết thương.

Tương tự như các hệ thống khảo sát thăm dò khác trên lĩnh vực tài biển và hàng không,công nghệ này đã phát triển nhằm cải thiện tính an toàn: hệ thống cung cấp thông tin cho các nhà phẩu thuật tránh chạm vào các mạch máu, vi mạch và các cơ quan khác khi phẩu thuật khu vùng bụng. Các bản đồ siêu âm chỉ ra cho phẩu thuật viên chính xác nơi nào là khối ung thư đang định vị. để đưa dụng cụ đến can thiệp, nhờ có siêu âm đồ thì chúng ta tránh đến mức tối thiểu các tổn thưởng đến các cơ quan sống và mạch máu lân cận.

Với hình ảnh rõ nét về các cơ quan phủ tạng cũng như các mạch máu, một phẩu thuật viên có thể thực hiện trong phạm vi một vùng an toàn và có thể và có thể thăm dò nhiều lần qua lỗ nhỏ đó trước khi tiến hành phẩu thuật khối u trong một cơ quan bất kỳ; các cơ quan như thận, tuyến thượng thận hoặc tụy đều có thể làm được. Tác giả Thomas Lange cho biết. Một bệnh viện ở Netherlands giờ đây đã mua phần mềm này của SINTEF và các bác sĩ từ Trondheim và Utrecht sẽ phối hợp các phẩu thuật cũng như trình bày các tiện ích do kỹ thuạt mang lại.

Viên thuốc thông minh “Smart capsule”

Hơn bao giờ hết, hiện nay công nghệ đang mở ra nhiều bước đột phá trong y học, đặc biệt là các dịch vụ y tế, thiết lập chẩn đoán sớm, phẩu thuật chính xác và giảm stress tối đa. Các nhà nghiên cứu tại Trung tâm nghiên cứu sức khỏe và ICT ở SINTEF hiện đang tiến hành và phối hợp với 17 đối tác khác nhau khắp châu Âu để phát triển một viên thuốc có khả năng “trườn bò” (creep) khắp hệ tiêu hóa, mang một dụng cụ và bộ phận cảm ứng chạy bằng pin, như thể tìm kiếm các tế bào bị bệnh (diseased cells).

Viên thuốc camera có thể được nuốt vào trong hệ tiêu hóa, rồi thì chúng chu du tự nhiên trong hệ tiêu hóa và cso thể phải mất vài ngày mới đi qua hết đường tiêu hóa. Tuy nhiên, không giống như các thiết bị khác, viên thuốc thông minh sẽ được kiểm soát và điều khiển bởi bác sĩ hoặc một hệ thống máy vi tính cho phép nó dừng hoặc thậm chí quay ngược lại khi có một bất thường nào đó cần kiểm tra trở lại Nhà nghiên cứu kỳ cựu Thomas Lango, dẫn đầu nhóm nghiên cứu của dự án này, đặt tên là “Vector” đã phát biểu rằng chúng ta có hệ thống giám sát và dò tìm một cách chính xác nhờ viên thuốc đi trong hệ tiêu hóa, bất kỳ lúc nào và có thể thực hiện các cuộc phẩu thuật khác nhau.

Bộ cảm ứng của viên thuốc gồm phần cảm ứng dựa trên nguyên lý siêu âm, quang phổ và có thể là biosensors, thậm chí có thể giúp lấy mẫu mô. Kế hoạch này đang thực hiện với sự quan tâm của bệnh viện St. Olav’s. Chẩn đoán sớm ung thư trực tràng là một trong những lợi điểm tiềm năng nhất của loại viên thuốc thông minh này, giúp cứu sống rất nhiều bệnh nhân. Thomas Lango cho biết thử thách lớn nhất là khu vực mà chúng ta cần tìm kiếm trong phạm vi và khả năng của viên thuốc, không nên có kích thước quá lớn để dễ nuốt. Nếu mọi thứ xuôi theo kế hoạch, họ sẽ thực hiện và phát triển viên thuốc này trong vòng 4 năm.

Kiểm tra sức khỏe tại nhà

Trong vài năm trỏ lại đây, nằm viện trong thời gian dài nhiều tuần có thể là một vấn đề như trường hợ bệnh nhân Martin và một số ca bệnh khác như anh ta. Trước đây anh ta bị cao huyết áp và đến viện được khám và cho thuốc, sau đó kiểm tra thường xuyên, nằm viện dài ngày để theo dõi.Nay họ có thẻ nằm ở nhà, uống café sáng và mang tren mình các bộ cảm ứng. có thể đo huyết áp tại nhà ròi chuyển thông tin đến các dịch vụ y tế. Các bác sĩ sẽ thu nhận dữ liệu tốt hơn để đánh giá hiệu lực của thuốc và nếu một liệu pháp điều trị không hiệu quả, họ có thể thay đổi. Đối với người sử dụng, khía cạnh quan trọng nhất mang bộ cảm ứng trên người có thể cải thiện đời sống. Đó là lời nhận xét của Dag Ausen thuộc SINTEF ICT. Với số lượng người già và tình trạng béo phì như hiên nay, điều quan trọng nhất là cho bệnh nhân hiểu biết về cơ thể của họ giúp họ tự chăm sóc bản thân , từ đó giảm đi chi phí điều trị và giảm đi gánh nặng quá tải tại các cơ ở y tế.

Ausen là người quản lý dự án Scandinavian futures project (FOBIS) về đề tài này, cho biết các nghiên cứu khác nahu về các bộ cảm ứng khác nhau trong các hoàn cảnh khác nhau có liên quan việc sử dụng các cảm ứng y sinh học(biomedical sensors). “Về cơ bản mà nói là bệnh nhân có thể có hệ đo và giám sát bệnh tại nhà của họ hằng ngày”. Với thiết bị dẫn truyền không dây, bệnh nhân có thể di chuyển và đi lại tự do mà các thiết bị đo không hề gì, vẫn cứ theo dõi liên tục. Nếu các thông số chạy liên tục nếu có vấn đề gì thì sẽ hiển thị lên bộ điều khiển và lên tín hiệu cảnh báo.

Đến việc theo dõi các chất dịch trong cơ thể đang diễn ra như thế nào

Trong suốt quá trình phân tích tự thân nó, các bộ cảm ứng có khả năng làm việc rất lớn. Ngày nay, hầu như các mẫu máu được gởi đến phòng xét nghiệm để kiểm tra, song tiến trình này mất nhiều thời gian. Các nàh khoa học đã nhìn về tuwng lai cùng với các thiết bị hi-tech như thế. Với sự hợp tác chặt chẽ với các nhà khoa học của Norchip AS, SINTEF,đã thiết lập quy trình hệ thiết bị phân tích thực hiện các phản ứng hóa sinh học các dịch cơ thể chỉ trong vài phút. Một bác sĩ hoặc một y tá đặt một mẫu thử trên một “thẻ từ” rồi tự nó sẽ thực hiện như một phòng xét nghiệm vi sinh. Các nhà khoa học gọi đó là “lab o n a chip”.

Viên thuốc camera sẽ cho thấy điều gì đang xảy ra bên trong cơ thể

Viên thuốc có kích thước giống như một viên kẹo hình hạt đậu, một bệnh nhân nuốt viên thuốc camera vào trong và cho các bác sĩ nhìn thấy các hình ảnh từ bên trongcơ thể bệnh nhân. Joanne Rossall, 26 tuổi nói rằng sau khi uống thuốc không cảm thấy gì xảy ra. Chiếc camera này chỉ lớn hơen viên thuốc bình thường một tý, sẽ giúp các bác sĩ chẩn đoán các vấn đề về dạ dày mà bệnh nhân đã mắc bệnh hơn 2 năm qua. Các nhà chuyên khoa của bệnh viện hoàng gia Royal Hallamshire Hospital ở Sheffield, nơi bệnh nhân được điều trị cho biết chiếc camera cho chúng ta hình ảnh chi tiết về hệ tiêu hóa của cô ta. Camera trị giá £300, kích thước 26x11mm trên 50.000 màu cho hình ảnh, dẫn truyền đến một đơn vị trong suốt thời gian viên thuốc di chuyển, khoảng 8 giờ. Rồi thì viên thuốc đi qua cơ thể thông qua đại tiện. Các bác sĩ sẽ chiếu các hình ảnh lên video.

Kết quả cô Rossall-một y tá của bệnh viện Manchester's St Mary's Hospital, cho BBC News o nline biết: " tôi bị đau dạ dày nhưng điều này không có gì so với bệnh khi cho nuốt viên thuóc camera”, cô ta có thể mang nó trong người mà sinh hoạt bình thường, trong khi viên thuốc vẫn dẫn truyền các hình ảnh của cả đường tiêu hóa. Cô Rossall đi dạo bộ, ăn trưa và đọc tạp chí và bắt đầu đợi tuần đến sẽ có kết quả. Bình thường các bác sĩ dùng nọi soi để khảo sát ben trong ống tiêu hóa hoặc chụp X-quang có barium để chẩn đoán các bệnh lý dạ dày tá tràng, nhưng viên thuốc camera có thể dùng để chẩn đoán các bệnh lý tại ruột non như bệnh Crohns, bệnh Celiac và các khối khu ở đó.

Các tiến bộ nổi bật với chi phí

Tiến sĩ Mark McAlindon-bác sĩ thực hiện thủ thuật này cho biết đây là một tiến bộ tột bật, nó giúo chúng ta biết rõ hình ảnh trong ruột non. Mark cho biết họ chưa bao giờ tìm ra cách nào gióng như thế này từ trước đến nay, bây giờ thì có thể nhìn thấy thêm 5 mét ruột nữa rồi. Chiếc camera sẽ được sử dụng để khám bệnh cho bênh nhân bị bệnh lý dạ dày và ruột già, nay hình ảnh như thế nào đã rõ ràng và ngay cả ruột non cũng không còn là vấn đề lớn. Thiết bị máy vi tính và 10 viên thuốc chỉ trị giá £30,000 và được chi trả bởi bệnh viện Westfield Health Scheme ở Sheffield.

Thật dễ để nuốt viên thuốc vào cơ thể, một camera nhỏ xíu không chỉ ít xâm nhập vào cơ thể hơn là các công cụ cổ điển khi chẩn đoán bệnh lý ruột non mà giờ đây còn chứng minh thiết bị có độ nhạy cực lớn. Nhà nghiên cứu Amy Hara và cộng sự tại Mayo Clinic ở Scottsdale, Arizona nghiên cứu hiệu quả của viên thuốc camera này, cho thấy đây là mọt dạng nội soi nhờ vien thuốc thông minh, giúp cải tiến chẩn đoán bệnh ruột non. Các bệnh lý ruột non thường liên quan đến tổn thương viêm ruột. Các triệu chứng gồm có co thắt ruột, tiêu chảy và phá hủy thành ruột, dẫn đến loét sâu quanh ruột non.

Test chẩn đoán xác định hình thái viêm ruột như một sinh thiết, lấy mẫu mô rộng rãi từ nhiều vùng của ruột non. Điều này thông thường được làm thông qua nội soi, một quy trình đưa ống soi mềm vào ruột và quan sát dưới một camera và cũng chỉ xem đươc tới đoạn đầu ruột non. Phương pháp này là xâm lấn và có hạn chế do ống nội soi chỉ đến được phần trên của ruột non, nên khảo sát không triệt để.

Viên thuốc quay phim (video capsule)

Không giống như một bộ phận nội soi chuẩn, nội soi bằng thuốc (capsule endoscopy) có thể kiểm tra toàn bộ chiều dài thành ruột non (gần 25 feet). Đối với kỹ thuật này, các bệnh nhân phải nhịn đói 8 giờ rồi nuốt dần viên thuốc có kích thước tương đương như 1 viên vitamin. Các cơ ruộtnon hoạt động tự ý đẩy viên thuốc đi tiếp và máy camera sẽ quan sát liên tục các hình ảnh kỹ thuật số truyền số liệu liên quan đến bệnh nhân. Rồi thầy thuốc có thể tải dữ liệu và hình ảnh về phân tích viên thuốc nội soi có thể dùng để phát hiện các bất thường trong khi CT-scans một kỹ thuật cũng không xâm lấn cũng không phát hiện trọn vẹn. Khi camera lăn và di chuyển trong toàn bộ đường ruột, chúng ta biết chính xác vị trí khối u. Hình ảnh tương phản của CT cung cấp các hình ảnh rất tốt về cơ thể, các thông số chuyên biệt về vị trí tổn thương. Trong số bệnh nhân mắc bệnh Crohn’s thì thẻ viêm ruột non thường xảy ra nhiều nhất ở đoạn dưới và khiến bệnh nhân đi tiêu chảy, đau bụng và chảy máu.

Viên thuốc camera giúp chẩn đoán tốt hơn rất nhiều so với công cụ cổ điển

Nhờ Hara và cộng sự, viên thuốc nội soi giờ có thể sử dụng một cách rộng rãi. Kỹ thuật này đã chứng minh rằng đã phát hiện nhiều khốu u hơn, nhiều vết loét hơn, các biến dạng về mạch máu và các bất thường khác của đường mật, …hơn cả khi ứng dụng chụp CT và chúp X-quang có barium một mình. Để kiểm tra, Hara và cộng sự đã tổng hợp dữ liệu trên 52 bệnh nhân theo quy trình này và so sánh với chúp X-quang có barium hoặc CT đơn thuần.Trong số 40 bệnh nhân chụp X-quang có barium và nội soi bằng viên thuốc, thì viên thuốc đã giúp các nhà X-quang phát hiện 55% bất thường trong khi X-quang có barium lại phát hiện có 3%. Trong số 19 bệnh nhân chụp Ct và làm nội soi cho thuốc thì viên thuốc phát hiện 63% bất thường trong khi đó CT chỉ phát hiện 21%. Thông tin trên cũng để giúp nâng cao các kỹ năng cũng như kỹ thuật về X-quang và CT để chẩn đoán tốt hơn.

Ths.Bs.Huỳnh Hồng Quang

(Biên dịch và tổng hợp)