Nhật Bản ứng dụng các công nghệ tiên tiến trong điều trị ung thư

Đầu năm 2024, Tổ chức Y tế thế giới (WHO) dự báo rằng đến năm 2050, số ca mắc ung thư mới trên toàn cầu sẽ vượt mốc 35 triệu, tăng 77% so với con số 20 triệu ca vào năm 2022.

Sự gia tăng này chủ yếu xuất phát từ dân số già hóa, sự gia tăng dân số, và các yếu tố liên quan đến lối sống. Gánh nặng ung thư dự kiến sẽ gây ảnh hưởng sâu rộng trên khắp các quốc gia.

Tại Nhật Bản, các bác sĩ và kỹ sư đang tận dụng công nghệ trí tuệ nhân tạo (AI) cùng các công nghệ tiên tiến khác để phát triển những công cụ hỗ trợ chẩn đoán và điều trị ung thư một cách hiệu quả.

Sử dụng công nghệ AI để phát hiện dấu hiệu sớm của bệnh ung thư

Chẩn đoán sớm và chính xác đóng vai trò then chốt trong cuộc chiến chống lại các bệnh như ung thư. Tuy nhiên, một nghiên cứu gần đây cho thấy tại Mỹ, mỗi năm có gần 800.000 người tử vong hoặc chịu tổn thương vĩnh viễn do chẩn đoán sai hoặc không phát hiện ung thư kịp thời.

Đặc biệt, ung thư đường tiêu hóa (GI) là nguyên nhân hàng đầu gây tử vong do ung thư tại Nhật Bản và trên toàn cầu, phần lớn là do phát hiện bệnh quá muộn. Mặc dù nội soi được xem là công cụ hiệu quả để phát hiện ung thư GI giai đoạn đầu, nhưng đáng lo ngại là khoảng 20% trường hợp vẫn bị bác sĩ bỏ sót khi kiểm tra đường tiêu hóa trên của bệnh nhân.

Nhưng điều gì sẽ xảy ra nếu công nghệ AI có thể rà soát lại hình ảnh nội soi dạ dày và phát hiện bất kỳ dấu hiệu bất thường nào mà bác sĩ có thể đã bỏ sót? Đây chính là mục tiêu mà hệ thống AI tiên tiến gastroAI model-G do công ty công nghệ y tế AI Medical Service Inc. phát triển hướng tới.

Hệ thống này được thiết kế để hỗ trợ các bác sĩ trong quá trình nội soi dạ dày bằng cách phân tích hình ảnh theo thời gian thực và phát hiện các dấu hiệu bất thường có thể bị bỏ sót trong quá trình kiểm tra.

Đặc biệt, hệ thống này hoạt động song song với bác sĩ nội soi, liên tục rà soát hình ảnh thu được từ quá trình nội soi. Nếu phát hiện một khu vực tiềm ẩn nguy cơ, chẳng hạn như tổn thương bất thường hoặc dấu hiệu của ung thư, gastroAI model-G sẽ làm nổi bật khu vực đó và đưa ra cảnh báo như: "Xem xét sinh thiết".

Điều này giúp các bác sĩ tập trung hơn vào những vùng có vấn đề, cải thiện độ chính xác trong chẩn đoán và giảm tỷ lệ bỏ sót các bệnh lý nghiêm trọng, đặc biệt là ung thư đường tiêu hóa.

“Khám nội soi thực chất là một quá trình nhận diện hình ảnh”, ông Tada Tomohiro, CEO của AI Medical Service chia sẻ. “Các bác sĩ quan sát dạ dày hoặc ruột kết để phát hiện tổn thương, và hệ thống AI đóng vai trò như một trợ lý đắc lực, giúp họ kiểm tra lại những khu vực có dấu hiệu bất thường. Dù sự tập trung của bác sĩ có thể giảm sút từ sáng đến chiều, hệ thống AI vẫn duy trì hiệu suất không đổi, không biết mệt mỏi”.

Ông Tada Tomohiro nhận thấy rằng, AI có thể vượt trội hơn con người trong khả năng nhận diện hình ảnh, một yếu tố then chốt trong việc phát hiện ung thư đường tiêu hóa.

Năm 2016, ông Tada Tomohiro bắt đầu ứng dụng AI vào y học nội soi. Ông đã xây dựng một hệ thống AI học sâu, được đào tạo với khoảng 200.000 video y khoa đường tiêu hóa chất lượng cao, từ đó phát triển thành công hệ thống AI đầu tiên trên thế giới có khả năng phát hiện ung thư dạ dày giai đoạn đầu và ung thư thực quản.

Đến năm 2017, ông thành lập AI Medical Service, mở rộng hoạt động bằng cách ra mắt các công ty con tại Mỹ và Singapore.

Công ty nhanh chóng trở thành đơn vị tiên phong nhờ 2 lợi thế nổi bật đó là một mạng lưới nghiên cứu mạnh mẽ với quyền truy cập dữ liệu từ hơn 100 trung tâm y tế lớn tại Nhật Bản, bao gồm Bệnh viện Đại học Tokyo, Bệnh viện Đại học Keio và Viện Ung thư Quốc tế Osaka; cùng với sự hợp tác chặt chẽ với các nhà sản xuất thiết bị.

AI Medical Service tập trung phát triển phần mềm linh hoạt, có thể tích hợp và hoạt động với hầu hết các hệ thống nội soi hiện có, mở rộng khả năng ứng dụng toàn cầu.

“Nhật Bản hiện dẫn đầu thế giới trong lĩnh vực sản xuất máy nội soi”, ông Tada nhấn mạnh. “Việc hợp tác với các nhà sản xuất không chỉ là chiến lược quan trọng mà còn là bước đi để đưa Nhật Bản trở thành quốc gia hàng đầu toàn cầu về công nghệ y tế”.

Hệ thống hỗ trợ chẩn đoán của AI Medical Service đã được các cơ quan quản lý tại Nhật Bản, Brazil và Singapore phê duyệt, khẳng định tính hiệu quả và độ tin cậy của công nghệ.

Công ty cũng đã huy động thành công khoảng 14,5 tỷ yên (tương đương 93,4 triệu USD) từ các quỹ đầu tư mạo hiểm và các chương trình trợ cấp của chính phủ, tạo nền tảng vững chắc để mở rộng hoạt động.

Năm 2024, AI Medical Service được tạp chí Forbes Asia vinh danh trong danh sách 100 công ty nhỏ và công ty khởi nghiệp nổi bật, thu hút sự quan tâm mạnh mẽ từ cộng đồng đầu tư.

Hiện tại, ông Tada Tomohiro đang tập trung mở rộng sự hiện diện tại Singapore, đồng thời liên tục cập nhật và cải tiến hệ thống dựa trên sự tiến bộ của công nghệ AI.

Công ty cũng đang làm việc để đạt được sự chấp thuận từ cơ quan quản lý tại Mỹ và mở rộng ứng dụng AI sang chẩn đoán các loại ung thư khác. Dù bận rộn với sứ mệnh phát triển công nghệ, ông Tada vẫn duy trì công việc lâm sàng, thể hiện cam kết mạnh mẽ đối với việc cải thiện sức khỏe cộng đồng.

Sử dụng công nghệ sóng siêu âm hội tụ cường độ cao để điều trị ung thư

Tại Bệnh viện Đại học Y khoa Tokyo, một bệnh nhân ung thư nằm trên bàn điều trị khi một thiết bị hình nón gắn trên cánh tay robot được nhẹ nhàng đặt lên bụng anh.

Thiết bị này sử dụng sóng siêu âm để truyền năng lượng đến tuyến tụy của bệnh nhân, tạo ra nhiệt độ cục bộ lên đến 100°C, nhằm tiêu diệt các tế bào ung thư trong cơ quan.

Các sóng siêu âm khác giúp bác sĩ theo dõi chính xác vị trí của vùng được làm nóng, đảm bảo hiệu quả điều trị. Quy trình này cực kỳ ít xâm lấn, không yêu cầu phẫu thuật hay gây mê, và chỉ mất khoảng nửa giờ để hoàn thành.

Kỹ thuật này sử dụng sóng siêu âm hội tụ cường độ cao (HIFU) để điều trị. Khác với xạ trị truyền thống, khi mà bức xạ có thể gây tổn thương không chỉ cho tế bào ung thư mà còn cho các tế bào khỏe mạnh xung quanh, sóng HIFU có thể tập trung chính xác vào một vùng nhỏ bên trong cơ thể mà không ảnh hưởng đến các mô lành.

Dù năng lượng tiêu điểm giảm dần khi đi sâu dưới da, HIFU vẫn có thể được áp dụng nhiều lần để điều trị các trường hợp ung thư tái phát, mang lại hiệu quả trong việc kiểm soát bệnh.

Trong các nghiên cứu quốc tế, siêu âm hội tụ đã được áp dụng để điều trị nhiều loại ung thư, bao gồm ung thư não, vú, tuyến tiền liệt và các cơ quan khác. Tại Nhật Bản, công nghệ HIFU đã được sử dụng để điều trị phì đại tuyến tiền liệt, bệnh Parkinson và run vô căn.

Các bác sĩ lâm sàng ở Nhật Bản hiện đang kỳ vọng HIFU sẽ trở thành phương pháp điều trị tiêu chuẩn cho ung thư tuyến tụy, một trong những loại ung thư nguy hiểm nhất và có xu hướng tái phát thường xuyên.

Thực tế, khoảng 70% các trường hợp ung thư tuyến tụy được phát hiện khi bệnh đã tiến triển quá xa để phẫu thuật cắt bỏ, dẫn đến tỷ lệ sống sót sau 3 năm chỉ đạt 3,2%. Hơn nữa, ngay cả sau phẫu thuật, ung thư tuyến tụy vẫn tái phát ở khoảng 80% bệnh nhân.

Ung thư tuyến tụy rất khó điều trị một phần vì cơ quan này di chuyển theo nhịp thở của bệnh nhân, khiến việc áp dụng bức xạ trị liệu trở nên phức tạp. Sự chuyển động này có thể khiến bức xạ không chỉ tác động lên tuyến tụy mà còn ảnh hưởng đến các cơ quan xung quanh, đặc biệt là hệ tiêu hóa.

“Tuyến tụy có khả năng kháng bức xạ, vì vậy cần phải sử dụng liều cao trong xạ trị, có thể kéo dài qua các buổi điều trị hàng ngày trong suốt sáu tuần”, ông Satoh Tohru, CEO của SONIRE Therapeutics Inc., một công ty khởi nghiệp tại Tokyo đang phát triển công nghệ HIFU thế hệ mới để điều trị ung thư, chia sẻ. “Với công nghệ HIFU của SONIRE, bệnh nhân chỉ cần trải qua 2 buổi điều trị ngoại trú, rút ngắn thời gian và giảm thiểu tác động của điều trị”.

Điểm đặc biệt của công nghệ HIFU là việc ứng dụng hiệu ứng tạo bọt khí, một hiện tượng thường thấy xung quanh chân vịt dưới nước. Hiệu ứng này xảy ra khi áp suất thay đổi, tạo ra các bong bóng khí trong chất lỏng.

Bằng cách tận dụng hiệu ứng tạo bọt khí, công nghệ của SONIRE giúp bác sĩ hình dung chính xác khu vực cần điều trị, đảm bảo hiệu quả cao và tối ưu hóa quá trình gia nhiệt. Điều này không chỉ nâng cao hiệu suất điều trị mà còn rút ngắn thời gian can thiệp, mang lại lợi ích lớn cho bệnh nhân.

Kết quả nghiên cứu chỉ ra rằng, HIFU có thể nâng cao hiệu quả khi kết hợp với các phương pháp điều trị truyền thống. Thời gian sống trung bình của bệnh nhân ung thư tuyến tụy không thể phẫu thuật chỉ đạt 288 ngày sau khi điều trị bằng hóa trị liệu đơn thuần.

Tuy nhiên, theo một nghiên cứu đăng trên tạp chí khoa học chuyên về ung thư Current Oncology, xuất bản tại Canada năm 2021 cho thấy, khi kết hợp với phương pháp HIFU, thời gian sống của bệnh nhân tăng lên đáng kể, đạt 648 ngày.

Sự đổi mới của SONIRE đã giúp công ty nhận được sự công nhận rộng rãi cả trong và ngoài nước. Vào năm 2023, công ty được Bộ Kinh tế, Thương mại và Công nghiệp Nhật Bản chọn tham gia chương trình hỗ trợ J-Startup dành cho các doanh nghiệp khởi nghiệp.

Năm 2024, hệ thống trị liệu HIFU của SONIRE đã được Cục Quản lý Thực phẩm và Dược phẩm Mỹ (FDA) chỉ định là thiết bị đột phá trong điều trị ung thư tuyến tụy. Những thành tựu này đã mở ra nhiều cơ hội và giúp công ty vươn lên tầm cao mới.

Cùng với các đối tác nghiên cứu và lâm sàng, SONIRE hiện đang tiến hành thử nghiệm ngẫu nhiên, có đối chứng đầu tiên trên thế giới về liệu pháp HIFU cho bệnh ung thư tuyến tụy.

Nghiên cứu này được thực hiện tại 6 bệnh viện trên khắp Nhật Bản, với mục tiêu mang lại hy vọng mới cho bệnh nhân, gia đình và các chuyên gia y tế. Nghiên cứu sẽ theo dõi kết quả sống sót của 90 bệnh nhân ung thư tuyến tụy không thể phẫu thuật, trong đó 30 bệnh nhân chỉ điều trị bằng hóa trị liệu và 60 bệnh nhân kết hợp hóa trị liệu với liệu pháp HIFU.

“Chúng tôi mong muốn mang đến một phương pháp điều trị ung thư hiệu quả và an toàn hơn cho càng nhiều bệnh nhân càng tốt, và thực hiện điều đó trong thời gian sớm nhất”, ông Satoh chia sẻ. “Mục tiêu của chúng tôi là vượt qua ranh giới giữa dược phẩm và thiết bị y tế, và một trong những cách thức để làm điều này chính là thông qua liệu pháp HIFU dành cho bệnh nhân ung thư”.

Phan Văn Hòa