Cánh cửa hy vọng mới cho bệnh nhân suy tim và đột quỵ

Hàng năm, gần 12 triệu cá nhân trải qua cơn đột quỵ đầu tiên. Về phía tim mạch, bệnh lý này được dự đoán sẽ ảnh hưởng đến khoảng 729,5 triệu người vào năm 2050, chiếm 33% tổng số ca tử vong trên toàn cầu.

Trong bối cảnh đó, các công nghệ tiên tiến, đặc biệt là trái tim nhân tạo mềm và cánh tay mô phỏng suy nghĩ, đang mở ra một kỷ nguyên mới của điều trị cá nhân hóa và phục hồi chức năng, mang lại niềm hy vọng lớn cho bệnh nhân. Tác giả cuả những công nghệ nói trên đã có mặt tại Việt Nam và thẳng thắn  chia sẻ về nghiên cứu của mình tại buổi diễn thuyết truyền cảm hứng về công nghệ đột phá tương lai do Quỹ Vinfuture tổ chức.

Trái tim nhân tạo mềm

Suy tim là giai đoạn cuối cùng của nhiều bệnh tim mạch, đặc trưng bởi việc tim không thể bơm máu đầy đủ. Việc điều trị thường liên quan đến cấy ghép tim hoặc sử dụng các thiết bị hỗ trợ tâm thất (VAD). Tuy nhiên, 43% bệnh nhân sử dụng VAD có thể gặp phải tình trạng suy tâm thất phải, dẫn đến giảm đáng kể tỷ lệ sống sót. Để giải quyết vấn đề này, một bước đột phá quan trọng là công nghệ mô phỏng tim bên ngoài cơ thể được phát triển bởi PGS Đỗ Thanh Nhỏ (Đại học New South Wales - Úc ).

Tham dự buổi diễn thuyết truyền cảm hứng, PGS Đỗ Thanh Nhỏ chia sẻ: Bệnh tim mạch được coi là nguyên nhân tử vong số 1 trên toàn cầu, với 20,5 triệu người tử vong mỗi năm. Con số này cao hơn người tử vong do ung thư. Hơn ¾ số ca tử vong của người bị tim mạch ở đất nước đang phát triển. Có khoảng 300 triệu người dang sống chung với bệnh suy tim và có thể tăng trong thập kỷ mới. Vậy chúng ta diều trị cho họ như thế nào? Có thiết bị nào giống và có thể tồn tại ổn định cùng cơ thể con người mà không gây ra biến chứng.

Trăn trở với điều này, nhiều năm qua PGS Đỗ Thanh Nhỏ cùng đồng nghiệp đã dày công nghiên cứu tìm ra trái tim “mềm” với mong muốn mang lại nhiều hơn sự hy vọng cho những bệnh nhân có vấn đề về tim mạch.

Bằng cách sử dụng vật liệu mềm có tính đàn hồi cao (highly elastic soft materials), mô hình này có khả năng tái tạo đồng thời chuyển động, áp lực và lưu lượng máu của tim, giống như một trái tim người thật.

Quy trình mô phỏng bao gồm: Chụp ảnh y tế tiên tiến (như MRI, CT scan) để thu thập dữ liệu chi tiết của bệnh nhân. Tái tạo mô hình 3D trên máy tính. Đồng thời, sử dụng công nghệ sản xuất tiên tiến và cơ bắp nhân tạo (artificial muscle) để tái tạo lại lớp cơ tim bên ngoài cơ thể.

Công nghệ này cho phép các bác sĩ và nhà khoa học tái tạo nhanh chóng trái tim của bệnh nhân bên ngoài cơ thể. Mục tiêu chính là cho phép các bác sĩ phẫu thuật thử nghiệm, diễn tập và đánh giá các rủi ro tiềm ẩn trước khi tiến hành phẫu thuật.

Cụ thể, mô hình này giúp: Chọn bệnh nhân phù hợp cho các can thiệp phức tạp, ví dụ như thay van tim qua da. Xác định sớm nguy cơ biến chứng cho bệnh nhân cần thiết bị hỗ trợ (như VAD), từ đó có thể tránh được nhiều biến chứng nguy hiểm...

Robot “cánh tay” huấn luyện não bộ

Là nhà nghiên cứu thuộc top 2% các nhà khoa học được trích dẫn nhiều nhất thế giới, GS Raymond Kai-yu Tong đã tập trung nghiên cứu Robot phục hồi chức năng, giao diện não-máy tính, kỹ thuật thần kinh và kích thích điện chức năng từ hơn 20 năm trước. GS Raymond Kai-yu Tong đã nhận được nhiều giải thưởng danh giá như "Người có ảnh hưởng toàn cầu về lão hóa năm 2021".

Mang trong mình nhiều trăn trở, câu chuyện của GS Raymond Kai-yu Tong đến từ Đại học Hồng Kông đã thu hút sự chú ý của hàng trăm người tham gia diễn đàn truyền cảm hứng. Mở đầu không chỉ bằng thông tin, hiện trên thế giới có khoảng  101 triệu người đang sống trong di chứng từ bệnh đột quỵ. Sau đột quỵ dù nghèo hay giàu có đều dễ có thể bị tổn thương não bộ, không thể nâng tay, nâng chân bình thường, cần phải có sự hỗ trợ từ người khác.

Ông còn dẫn chứng bằng chính câu chuyện của cuộc đời mình 20 năm về trước. Đó là khi ông đến thăm một trung tâm dành cho người già. Trong số đó, một người quen đang điều trị ở đây đã “níu tay” ông và hỏi là nhà khoa học, ông có giải pháp nào giúp họ - những người bị đột quỵ trở lại cuộc sống bình thường?

Sau những trăn trở, GS Raymond Caillou và nhóm nghiên cứu của ông đã phát triển các giải pháp robot đột phá để giải quyết vấn đề này. Theo đó, công nghệ mà ông hướng tới là tập trung vào việc khôi phục khả năng vận động thông qua robot ngoại xương (robotic exoskeleton). Một hệ thống robot ngoại xương (hay nói cách khác là tạo ra một bàn tay robot mềm) có khả năng cảm nhận tín hiệu thần kinh cơ và diễn giải ý định di chuyển của người bệnh.

Thiết bị này hỗ trợ phục hồi vận động và huấn luyện thần kinh, có khả năng đeo được, mạnh mẽ và linh hoạt. Các cơ nhân tạo này sử dụng áp suất không khí (air pressure) để co lại, cho phép tạo ra lực lớn (có thể nâng tới 20 kg), nhưng vẫn an toàn.

Song điểm đột phá của phương pháp này nằm ở triết lý phục hồi chức năng huấn luyện não bộ. Mục tiêu không chỉ là khiến robot giúp bệnh nhân di chuyển tay hoặc đi lại, mà là huấn luyện lại não bộ của họ. Robot di chuyển khi não bộ của bệnh nhân đang nghĩ đến chuyển động đó. Điều này quan trọng vì não bộ chỉ học tập hiệu quả khi có ý định chủ động, khác với việc chỉ di chuyển thụ động.

Chia sẻ thêm về kết quả, GS Raymond Kai-yu Tong cho hay, nghiên cứu cho thấy phương pháp này có thể giúp 80% bệnh nhân phục hồi chức năng tay, so với chỉ 10% theo các phương pháp huấn luyện cũ. Công nghệ này đã được chứng minh hiệu quả trong việc giúp bệnh nhân đột quỵ lấy lại chức năng tay (vốn được coi là khó nhất), giúp bệnh nhân đứng dậy và đi lại, thậm chí là hỗ trợ trẻ em mắc các vấn đề thần kinh.

Có thể nói, cả hai lĩnh vực công nghệ trên đều hướng đến việc sử dụng dữ liệu bệnh nhân chất lượng cao để xác thực và nâng cao hiệu quả của các mô hình và thiết bị. Chúng thể hiện tinh thần "công nghệ phục sự vì sự sống" hứa hẹn giảm gánh nặng cho hệ thống y tế và gia đình bệnh nhân, đồng thời khôi phục hy vọng, sự độc lập và phẩm giá cho hàng triệu người. Các nhà khoa học tin rằng, với sự kết hợp giữa kỹ thuật và sự đồng cảm, sự đổi mới này sẽ giúp mọi người giành lại khả năng vận động và độc lập trong cuộc sống hàng ngày.