Các nhà khoa học tại Đại học Michigan (Mỹ) vừa phát triển một công cụ trí tuệ nhân tạo có khả năng phân tích phim chụp cộng hưởng từ (MRI) não bộ và đưa ra chẩn đoán chỉ trong vài giây. Công cụ này đạt độ chính xác lên tới 97,5% trong việc nhận diện các bệnh lý thần kinh, đồng thời có thể xác định mức độ khẩn cấp để ưu tiên xử lý những ca nguy kịch.
Nhóm nghiên cứu cho biết đây là một bước tiến đáng kể trong lĩnh vực chẩn đoán hình ảnh thần kinh, hứa hẹn thay đổi cách các bệnh viện đọc và xử lý phim MRI não. Kết quả nghiên cứu được công bố ngày 6/2 trên tạp chí Nature Biomedical Engineering.
“Khi nhu cầu chụp MRI trên toàn cầu ngày càng tăng, gây áp lực lớn lên đội ngũ bác sĩ và hệ thống y tế, mô hình AI của chúng tôi có thể giúp giảm gánh nặng này bằng cách cung cấp thông tin chẩn đoán nhanh và chính xác hơn,” bác sĩ Todd Hollon, tác giả chính của nghiên cứu và là phẫu thuật viên thần kinh tại Trường Y Đại học Michigan, cho biết.
Thử nghiệm hệ thống Prima
Hệ thống AI mới được đặt tên là Prima. Trong vòng một năm, nhóm nghiên cứu đã đánh giá Prima dựa trên hơn 30.000 ca chụp MRI, bao phủ hơn 50 chẩn đoán hình ảnh khác nhau liên quan đến các rối loạn thần kinh nghiêm trọng.
Kết quả cho thấy Prima vượt trội so với nhiều hệ thống AI hiện có trong lĩnh vực chẩn đoán hình ảnh não bộ. Không chỉ dừng lại ở việc phát hiện bệnh, mô hình còn có khả năng sắp xếp các ca theo mức độ khẩn cấp, giúp những bệnh nhân cần can thiệp gấp được ưu tiên trước.
Đối với các tình huống cấp cứu như đột quỵ hay xuất huyết não, nơi từng phút đều có ý nghĩa sống còn, Prima có thể tự động gửi cảnh báo đến nhân viên y tế để kích hoạt quy trình điều trị ngay lập tức. Hệ thống cũng được thiết kế để chuyển thông tin đến đúng chuyên khoa phù hợp, chẳng hạn bác sĩ thần kinh đột quỵ hoặc bác sĩ phẫu thuật thần kinh, ngay sau khi bệnh nhân hoàn tất chụp chiếu.
“Độ chính xác là yếu tố then chốt khi đọc phim MRI não, nhưng tốc độ xử lý cũng quan trọng không kém để đảm bảo chẩn đoán kịp thời và cải thiện kết quả điều trị,” Yiwei Lyu, đồng tác giả thứ nhất và là nghiên cứu sau tiến sĩ ngành Khoa học Máy tính tại Đại học Michigan, nhận định.
Prima hoạt động như thế nào?
Prima thuộc nhóm mô hình thị giác – ngôn ngữ (vision-language model, VLM), có khả năng đồng thời xử lý hình ảnh và văn bản. Dù AI từng được ứng dụng trong phân tích MRI, các nhà nghiên cứu cho rằng cách tiếp cận của Prima khác biệt rõ rệt so với các hệ thống trước đây.
Những mô hình cũ thường được huấn luyện trên các bộ dữ liệu chọn lọc và chỉ đảm nhiệm các nhiệm vụ hẹp, như phát hiện một dạng tổn thương cụ thể hoặc ước tính nguy cơ sa sút trí tuệ. Ngược lại, Prima được xây dựng để có cái nhìn toàn diện hơn.
Nhóm nghiên cứu đã huấn luyện Prima bằng toàn bộ dữ liệu MRI được lưu trữ kể từ khi hồ sơ chẩn đoán hình ảnh tại Đại học Michigan được số hóa, bao gồm hơn 200.000 ca chụp và 5,6 triệu chuỗi hình ảnh. Bên cạnh đó, mô hình còn được cung cấp tiền sử bệnh, triệu chứng và lý do bác sĩ chỉ định chụp MRI cho từng bệnh nhân.
“Prima hoạt động tương tự một bác sĩ chẩn đoán hình ảnh, khi kết hợp dữ liệu hình ảnh với bối cảnh lâm sàng của bệnh nhân để đưa ra đánh giá tổng thể,” Samir Harake, đồng tác giả và nhà khoa học dữ liệu tại Phòng thí nghiệm Học máy trong Phẫu thuật Thần kinh của Đại học Michigan, cho biết.
Giải bài toán tồn đọng MRI và thiếu nhân lực
Mỗi năm, hàng triệu ca chụp MRI được thực hiện trên toàn thế giới, trong đó phần lớn liên quan đến não bộ và hệ thần kinh. Tuy nhiên, số lượng bác sĩ chẩn đoán hình ảnh thần kinh không theo kịp nhu cầu ngày càng tăng, dẫn đến tình trạng tồn đọng phim chụp, chậm trễ chẩn đoán và nguy cơ sai sót.
Tại nhiều cơ sở y tế, bệnh nhân có thể phải chờ nhiều ngày, thậm chí lâu hơn, mới nhận được kết quả MRI. Theo các nhà nghiên cứu, những công cụ như Prima có thể hỗ trợ giải quyết tình trạng này, đặc biệt ở các bệnh viện có nguồn lực hạn chế.
“Dù là tại một trung tâm y tế lớn đang quá tải hay một bệnh viện vùng nông thôn thiếu nhân lực, các công nghệ đổi mới đều cần thiết để cải thiện khả năng tiếp cận dịch vụ chẩn đoán hình ảnh,” bác sĩ Vikas Gulani, Chủ nhiệm Khoa Chẩn đoán Hình ảnh tại Đại học Michigan, nhận định.
Dù đạt kết quả khả quan, nhóm nghiên cứu nhấn mạnh Prima vẫn đang ở giai đoạn đánh giá ban đầu. Các nghiên cứu tiếp theo sẽ tập trung vào việc tích hợp thêm dữ liệu từ hồ sơ bệnh án điện tử nhằm nâng cao độ chính xác và tính ứng dụng trong môi trường lâm sàng thực tế.
Bác sĩ Hollon ví Prima như “ChatGPT cho chẩn đoán hình ảnh y khoa” và cho rằng công nghệ tương tự có thể được mở rộng sang các loại hình ảnh khác, từ chụp nhũ ảnh, X-quang ngực đến siêu âm.
“Prima không nhằm thay thế bác sĩ, mà đóng vai trò như một trợ lý thông minh, giúp tăng tốc quy trình và hỗ trợ ra quyết định,” ông nói. “Đây là ví dụ cho thấy AI có thể tạo ra thay đổi mang tính hệ thống trong chăm sóc sức khỏe nếu được triển khai đúng cách.”
Một hệ thống AI mới mạnh mẽ mang tên Prima có thể đọc phim MRI não chỉ trong vài giây, chẩn đoán các rối loạn thần kinh với độ chính xác lên tới 97,5% và phát hiện các tình huống cấp cứu như đột quỵ theo thời gian thực. Ảnh: Shutterstock
