Máy quét 3D Explorer đầu tiên trên thế giới – Cỗ máy bước ra từ phim viễn tưởng

Một chiếc máy quét y tế 3D đầu tiên trên thế giới đã được nhóm nghiên cứu giới thiệu tại cuộc họp của Hội phóng xạ Bắc Mỹ. Thiết bị máy quét là sự kết hợp giữa công nghệ chụp cắt lớp vi tính tia X (còn gọi là CT) và công nghệ chụp cắt lớp phát xạ positron (PET). Bản quét này sẽ cho phép tạo ra bản quét trong vòng 20-30 giây. Công nghệ này không chỉ giúp thiết bị hoạt động nhanh hơn đồng thời còn giúp khả năng quét với liều bức xạ thấp hơn mức đáng kể.

Cỗ máy Explorer có thể quét 3D toàn thân với mức độ vô cùng chi tiết, cỗ máy nặng đến hơn 10 tấn, tiêu thụ xấp xỉ hơn 60kW điện. Điều đó cho thấy những đặc tính vượt qua giới hạn của những thiết bị máy quét thương mại thông thường. Thiết bị 3D sẽ cho phép quan sát những chất phóng xạ đánh dấu sự di chuyển khắp cơ thể theo không gian 3 chiều. Hứa hẹn sẽ có nhiều ứng dụng trong việc nghiên cứu thuốc, chẩn đoán bệnh hay theo dõi tiến triển bệnh tật trong tương lai.

Một khi chúng ta nhìn thấy được bệnh tật, chúng ta có thể tìm hiểu nó. Sau đó tìm phương pháp để rồi chữa trị nó. 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. Mục đích để cho ra đời một cỗ máy quét y tế xứng đáng đặt vào thế giới viễn tưởng ấy. 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.

Khởi đầu cuộc cách mạng trong y tế

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.

“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”.

Nhìn vào sự phức tạp đến vô hạn cơ thể người

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”.

Ngạc nhiên ngay từ hình ảnh đầu tiên

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”.

Thời gian quét chỉ trong 20 đến 30 giây

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”. 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.