RT-PCR cho đến nay vẫn là phương pháp chẩn đoán người mắc COVID-19 hiệu quả, chính xác và phổ biến nhất. Việc xác định người thực sự nhiễm virus SARS-CoV-2 hay không sẽ giúp các bác sĩ có pháp đồ điều trị kịp thời và phù hợp nhất. Tuy nhiên, phương pháp PCR không hề nhanh. Quá trình này thường mất khoảng 2 giờ, thậm chí lâu hơn để đưa mẫu bệnh phẩm tới được phòng xét nghiệm. Trong nhiều trường hợp, việc xác nhận một người có nhiễm virus hay không cần phải nhanh hơn thế, đặc biệt là những bệnh nhân mắc COVID-19 chuyển nặng cần được chữa trị ngay lập tức. Việc chẩn đoán nhanh chính là yếu tố mang tính quyết định.
Ngay từ giai đoạn đầu của đại dịch COVID-19, để tạo điều kiện cho việc chữa trị và chăm sóc kịp thời các bệnh nhân, các nhà nghiên cứu đã đưa ra được nhiều biện pháp chẩn đoán hiệu quả và đến nay đã được phổ biến rộng rãi. Công nghệ chính để xác định một người mắc COVID-19 là xét nghiệm phản ứng chuỗi polymerase phiên mã ngược hay còn gọi là RT-PCR. Quá trình này có thể phát hiện ADN của virus SARS-CoV-2 có hiện diện trong mẫu bệnh phẩm của bệnh nhân hay không. Mẫu bệnh phẩm này thường được lấy từ dịch họng hoặc dịch mũi. Quá trình xét nghiệm được thực hiện trong phòng thí nghiệm với yêu cầu nhiều nguồn lực cần thiết. Do đó, việc thực hiện ở quy mô lớn vẫn là thách thức đối với ngành y học hiện nay. Các nước thu nhập cao có thể đầu tư mở rộng quy mô xét nghiệm, nhưng ở những quốc gia có thu nhập thấp hoặc trung bình như Việt Nam, Brazil, Sri Lanka, Ấn Độ, Trung Quốc và nhiều nước châu Phi hầu như chưa thể thực hiện đồng thời lượng lớn xét nghiệm RT-PCR do thiếu nguồn lực. Vấn đề này đặc biệt nghiêm trọng tại các vùng xa xôi hẻo lánh.
Do đó, một nhóm các nhà nghiên cứu của các trường Đại học Tây Scotland và Đại học Durham (Giáo sư Naeem Ramzan, Nghiên cứu sinh Gabriel Okolo và Trợ lý Giáo sư Stamos Katsigiannis) đã tiến hành xem xét liệu có thể cung cấp một giải pháp thay thế nhanh chóng và đáng tin cậy cho xét nghiệm PCR bằng cách sử dụng các thiết bị bệnh viện thông dụng – cụ thể là các thiết bị sẵn có trong các khoa chụp X quang hay không.
COVID-19 hiển thị trong ảnh chụp lồng ngực
Các kỹ thuật chụp ảnh lồng ngực như chụp cắt lớp vi tính (CT) hay X-quang có thể giúp các bác sĩ phân tích, tìm kiếm dấu vết của virus SARS-CoV-2. Các cuộc điều tra vào đầu đại dịch đã phát hiện được những bất thường xuất hiện trên ảnh chụp X-quang lồng ngực của bệnh nhân nhiễm virus. Trên cơ sở đó, Tổ chức Y tế thế giới (WHO) đã khuyến nghị sử dụng công nghệ chụp X-quang để chẩn đoán COVID-19 khi không có xét nghiệm PCR, đặc biệt là với những bệnh nhân nặng.
Tuy nhiên, kỹ thuật chụp ảnh bức xạ đó cũng đòi hỏi nguồn lực nhất định. Việc chẩn đoán qua ảnh ảnh chụp X-quang và CT đòi hỏi các bác sĩ phải phân tích kỹ lưỡng hình ảnh bởi các dấu hiệu mắc COVID-19 rất khó phát hiện. Do đó, nhóm nghiên cứu đã phát triển một chương trình trí tuệ nhân tạo để khắc phục trở ngại đó, hỗ trợ cho các bác sĩ đẩy nhanh quá trình chẩn đoán. Chương trình này dựa trên một thuật toán thường được dùng để phân tích hình ảnh được gọi là Mạng nơ-ron phức hợp sâu. Những thuật toán như vậy có thể chọn ra các điểm nổi bật trên hỉnh ảnh và phân loại dựa theo các điểm giống và khác nhau.
Hình ảnh chụp X-quang của bệnh nhân bị nhiễm và không nhiễm COVID-19
Các nhà nghiên cứu đã tiến hành thử nghiệm một số thuật toán khác nhau (sẵn có và tạo mới), sử dụng cơ sở dữ liệu khoảng 3.000 lần chụp X-quang lồng ngực. Cơ sở dữ liệu này bao gồm cả hỉnh ảnh chụp trên bệnh nhân mắc COVID-19, người khỏe mạnh và bệnh nhân bị viêm phổi do virus. Trong quá trình phát triển chương trình, nhóm đã liên tục nâng cấp các thuật toán để có thể phát hiện tốt hơn các điểm khác biệt giữa các ảnh chụp X-quang. Trên cơ sở đó, các nhà nghiên cứu đã tìm ra một thuật toán có hiệu quả vượt trội và tiến hành đánh giá hiệu quả bằng các đưa vào thuật toán loạt ảnh chụp X-quang hoàn toàn mới và xác minh bệnh nhân mắc COVID-19. Thuận toán này đem lại kết quả chính xác tới 98,04%.
Phương pháp tiến hành chẩn đoán
Chương trình do nhóm các nhà nghiên cứu phát triển cho phép sử dụng thuận tiện ở các cơ sở không đòi hỏi nhiều nguồn lực và trang bị phức tạp. Chương trình này không cần nhiều bộ nhớ máy tính, có thể được cài đặt trên các máy tính cá nhân hay máy tính xách tay thông thường; đồng thời, không cần thêm bất kỳ thiết bị hỗ trợ nào. Người sử dụng chỉ cần tải ảnh chụp X-quang lên, tiếp đó Chương trình sẽ tự động phân tích hình ảnh và trả lại kết quả xác nhận mắc COVID-19 hay không.
Mặc dù, Phương pháp này không thay thế được hoàn toàn cho xét nghiệm RT-PCR, song sẽ rất hữu ích tại các khoa cấp cứu nơi thường tiếp nhận các bệnh nhân nặng. Phương pháp cho phép nhanh chóng chụp ảnh X-quang lồng ngực và phân tích hình ảnh. Bệnh nhân sẽ được điều trị ngay lập tức nếu mắc COVID-19, thay vì mất thời gian đợi kết quả xét nghiệm. Phương pháp này giúp rút ngắn thời gian xác định và chuyển bệnh nhân tới khoa điều trị phù hợp, giảm tải cho khoa cấp cứu.
Có thể thấy, phương pháp mới sử dụng X-quang để chẩn đoán COVID-19 rất hiệu quả tại các nước thu nhập thấp và những khu vực xa xôi, lạc hậu, vốn không chưa có công nghệ RT-PCR. Vì vậy, nhóm nghiên cứu trong thời gian tới sẽ mở rộng thử nghiệm và ứng dụng phương pháp này tại Pakistan, trong khuôn khổ dự án SAFE RH do Liên minh châu Âu tài trợ, để đánh giá mức độ hiệu quả trên thực tế, tiến tới mục tiêu phổ biến trên toàn thế giới.
Từ khóa: RT-PCR; X-quang; COVID-19
– CMD&DND –
