Bệnh viện Silicon: Silicon và phần mềm có thể thay thế thuốc

Vào tháng 1 năm 2024, OpenWater thông báo rằng họ sẽ biến tất cả các bằng sáng chế của mình cũng như các bản thiết kế và phần mềm của các thiết bị mà họ phát triển thành nguồn mở. Đây là một bước đi bất thường nhưng hợp lý của công ty, vì mục tiêu của họ không gì khác hơn là bắt đầu một cuộc cách mạng trong lĩnh vực chăm sóc sức khỏe.

Đã có một công ty trong lịch sử khởi nghiệp hứa hẹn một cuộc cách mạng trong lĩnh vực chăm sóc sức khỏe, Theranos, nhưng đã kết thúc trong sự ô nhục. Tại sao chúng ta vẫn có thể tin tưởng vào sự thành công của OpenWater? Một người đảm bảo là Giám đốc điều hành của công ty, Mary Lou Jepsen .

Từ Wikipedia:

Cô là người đồng sáng lập và giám đốc công nghệ đầu tiên của One Laptop per Child (OLPC), sau đó thành lập Pixel Qi tại Đài Bắc, Đài Loan, tập trung vào thiết kế và sản xuất màn hình. Cô đã thành lập và lãnh đạo hai dự án moonshot tại Google X, đồng thời là giám đốc điều hành tại Facebook / Oculus VR, dẫn đầu nỗ lực thúc đẩy thực tế ảo. Tạp chí Time đã vinh danh bà trong danh sách hàng trăm nhà khoa học và nhà tư tưởng có ảnh hưởng nhất trên thế giới (The 2008 Time 100). CNN đã vinh danh cô là một trong 10 nhà tư tưởng hàng đầu về khoa học và công nghệ năm 2013 vì công trình đổi mới màn hình của cô. Cô có hơn 200 bằng sáng chế được công bố hoặc ban hành.

Đó không phải là một danh mục đầu tư tồi, phải không? Nhưng quan trọng nhất, Jepsen đã sống sót sau một khối u não, mang lại cho cô trải nghiệm trực tiếp về các vấn đề của hệ thống chăm sóc sức khỏe hiện tại và ý chí mạnh mẽ để thay đổi nó.

Nhưng hệ thống chăm sóc sức khỏe có vấn đề gì?

Trong hệ thống hiện tại, chúng ta thường gặp bác sĩ khi có triệu chứng. Tuy nhiên, trong nhiều trường hợp, triệu chứng chỉ xuất hiện ở giai đoạn muộn của bệnh. Ung thư là một ví dụ điển hình cho điều này. Nhiều loại ung thư có thể điều trị dễ dàng ở giai đoạn đầu nhưng lại khó điều trị hoặc thậm chí không thể điều trị được ở giai đoạn muộn. Phòng ngừa là rất quan trọng. Nếu chúng ta có thông tin cập nhật về tình trạng cơ thể, chúng ta có thể ngăn chặn kịp thời những căn bệnh này. Điều này không chỉ làm tăng đáng kể cơ hội phục hồi mà còn giảm đáng kể chi phí chăm sóc sức khỏe vì không cần phải điều trị ở giai đoạn nặng. Do đó, sự phát triển của các hệ thống chẩn đoán ít nhất cũng quan trọng bằng, nếu không muốn nói là hơn, so với sự phát triển của các phương pháp điều trị.

Nhưng chẩn đoán cũng rất quan trọng trong trường hợp bệnh đã phát triển. Một ví dụ điển hình là đột quỵ. Nếu bệnh nhân được chẩn đoán trong vòng 2 giờ, việc điều trị thích hợp có thể khôi phục hoàn toàn tình trạng của họ. Tuy nhiên, nếu hết thời gian, chúng có thể bị tổn thương vĩnh viễn và rất nghiêm trọng. Vì vậy, trong trường hợp này, chẩn đoán cũng rất quan trọng.

Nhóm OpenWater đang nghiên cứu một thiết bị có thể cung cấp thông tin về tình trạng cơ thể chúng ta bằng cách sử dụng ánh sáng cận hồng ngoại và siêu âm. Ví dụ, hệ thống nguyên mẫu của họ, có tên là OpenMotion, có khả năng theo dõi lưu lượng máu, do đó hỗ trợ phát hiện đột quỵ. Mình đã viết một bài khá đầy đủ về hoạt động của hệ thống nên ở đây chỉ nêu sơ lược thôi.

Hệ thống này dựa trên khả năng ánh sáng cận hồng ngoại có thể xuyên sâu vào cơ thể con người. Nó có thể đi qua các mô mềm và thậm chí cả xương, cho phép chúng ta nhìn thấy bên trong cơ thể con người (có video TED về chủ đề này tại đây). Vấn đề là ánh sáng tán xạ trong các mô khiến việc trích xuất thông tin trở nên khó khăn, nhưng không phải là không thể! OpenWater sử dụng giải pháp quang âm trong đó siêu âm tập trung làm thay đổi bước sóng ánh sáng truyền qua nó, đánh dấu hiệu quả các tia sáng quan trọng để quan sát. Pha của các tia sáng được đánh dấu này có thể được ghi lại bằng một camera đặc biệt và có thể trích xuất thông tin cần thiết bằng phần mềm thích hợp.

Ưu điểm chính của giải pháp này là nó có thể được chế tạo từ các thành phần tương đối rẻ tiền (một tia laser, chip CCD và nguồn siêu âm trị giá vài đô la), khiến bất kỳ ai cũng có thể truy cập được thay vì các thiết bị y tế đắt tiền.

Tuy nhiên, vai trò của công nghệ này không chỉ giới hạn ở việc phòng ngừa và chẩn đoán. Các thí nghiệm tiên tiến đang được tiến hành trong đó siêu âm tập trung có thể tiêu diệt các khối u não. Công nghệ siêu âm hàng ngày được sử dụng để kiểm tra phụ nữ mang thai, khi được điều chỉnh hợp lý, có khả năng làm vỡ các tế bào u nguyên bào thần kinh đệm. Ngoài ra, các thí nghiệm đang được tiến hành về kích thích siêu âm trực tiếp lên tế bào thần kinh, có thể điều trị thành công chứng trầm cảm trong tương lai, một tình trạng hiện chỉ có thể điều trị được bằng thuốc.

Thật đáng để xem xét các khả năng trong tương lai nếu chúng ta kết hợp công nghệ này với các công nghệ khác, chẳng hạn như công nghệ nano hoặc kỹ thuật di truyền. Ví dụ, với sự trợ giúp của các chất tương phản phù hợp, có thể phát hiện các bệnh mà trước đây cần có thiết bị y tế nghiêm túc. Chúng ta có thể đánh dấu các tế bào ung thư, sau đó đóng gói chất độc tiêu diệt tế bào ung thư bằng công nghệ nano theo cách mà nó chỉ phân hủy ở nơi chúng ta tập trung sóng siêu âm. Điều này sẽ cho phép chúng tôi nhắm mục tiêu tác dụng của thuốc rất chính xác.

Các thí nghiệm cũng đang được tiến hành nhằm mục đích khôi phục thị lực ở người mù bằng cách biến đổi gen các tế bào thần kinh trong vỏ não thị giác để chúng có thể được kích hoạt một cách cơ học, cho phép hình ảnh được truyền trực tiếp vào não bằng siêu âm. Hơn nữa, chúng ta có thể đọc trạng thái tế bào thần kinh bằng ánh sáng cận hồng ngoại, có khả năng khôi phục khả năng nói cho những bệnh nhân bị liệt, chẳng hạn như những người mắc ALS.

Rõ ràng là công nghệ này có thể linh hoạt đến mức nào. Đó là lý do tại sao OpenWater không tập trung vào một căn bệnh nào. Thay vào đó, họ đang xây dựng một nền tảng. Mục tiêu là phát triển các thiết bị đa năng dựa trên siêu âm và ánh sáng cận hồng ngoại có thể được sử dụng trong nhiều lĩnh vực chữa bệnh, cho dù là cho mục đích chẩn đoán hay điều trị cụ thể.

Đây là một bước phát triển vượt bậc, vì kể từ thời điểm này, việc chữa bệnh trở thành một vấn đề về phần mềm!

Hãy tưởng tượng những thiết bị đeo có mục đích chung này mà mọi người đều có thể truy cập được và bao gồm các thành phần cần thiết như tia laser cận hồng ngoại hoặc nguồn siêu âm. Phần cứng tương tự có thể được sử dụng để phát hiện đột quỵ hoặc ung thư hoặc thậm chí để điều trị chứng trầm cảm lâm sàng. Vấn đề chỉ là lập trình xem chúng ta sử dụng nó vào mục đích gì.

Cách đây vài tuần, tôi đã tìm kiếm trên mạng để thấy việc xử lý những hình ảnh này bằng phần mềm phức tạp đến mức nào. Tôi đã tìm thấy một bộ dữ liệu MRI và phần mềm nguồn mở có thể nhận ra các khối u não trong hình ảnh MRI với hiệu quả 99% ( đây là bài viết của tôi về vấn đề này ). Hệ thống này là một mạng lưới thần kinh tương đối đơn giản, được nhà phát triển tạo ra chỉ vì sở thích. Tôi chỉ muốn chỉ ra rằng nếu có các công cụ và dữ liệu thích hợp, cộng đồng phát triển phần mềm nguồn mở có thể làm nên điều kỳ diệu. Hãy tưởng tượng sự phát triển bùng nổ có thể xảy ra trong lĩnh vực chăm sóc sức khỏe với một thiết bị như vậy và hệ sinh thái nguồn mở kết hợp lại.

Jepsen và OpenWater nhìn thấy tiềm năng này, đó là lý do tại sao họ quyết định xây dựng toàn bộ nền tảng trên nền tảng nguồn mở. Bất kỳ ai cũng có thể sử dụng các bằng sáng chế một cách tự do, nhưng các bản thiết kế, thành phần phần mềm, dữ liệu y tế và mọi thứ cần thiết để phát triển cũng là nguồn mở. Mô hình kinh doanh của công ty là thu lợi nhuận từ việc sản xuất phần cứng chứ không phải từ bản thân công nghệ. Jepsen có kinh nghiệm trong lĩnh vực này nên mô hình này có vẻ khả thi. Cải cách y tế là một nhiệm vụ to lớn. Đó không phải là điều mà một công ty khởi nghiệp truyền thống có thể đạt được, vì vậy nếu Jepsen nghiêm túc về điều này—và cô ấy thực sự là như vậy—thì không có lựa chọn nào khác ngoài việc sử dụng nguồn mở.

Rõ ràng là chúng ta đang nói về một công nghệ mang tính cách mạng. Một hệ thống có khả năng tăng trưởng theo cấp số nhân, có khả năng cải tổ toàn bộ hệ thống chăm sóc sức khỏe trong vòng vài năm. Câu hỏi duy nhất là khi nào nó sẽ đạt đến khối lượng tới hạn cần thiết cho sự bùng nổ theo cấp số nhân và khi nào một cộng đồng sẽ xây dựng xung quanh công nghệ này, tương tự như cộng đồng đã phát triển xung quanh AI nguồn mở, khiến cho sự tiến bộ không thể ngăn cản. Tôi khuyến khích tất cả những người làm việc trong các lĩnh vực tương tự hãy hỗ trợ cho sự phát triển này và trở thành một phần của cuộc cách mạng.

Công nghệ này thực sự có tiềm năng lịch sử. Một nền tảng phần cứng chăm sóc sức khỏe nói chung có thể truy cập được cho mọi người, cùng với phần mềm dựa trên trí tuệ nhân tạo, về cơ bản có thể thay đổi hoạt động chăm sóc sức khỏe. Nền tảng chăm sóc sức khỏe mới này là Bệnh viện Silicon.

Để biết thêm thông tin, hãy đọc bài viết của Jepsen về chủ đề này hoặc xem bài thuyết trình của cô ấy trên YouTube .