Những công nghệ làm thay đổi ngành y trong tương lai

Công nghệ trong y học đang thay đổi và có thể tác động sâu rộng đến việc chẩn đoán, điều trị và cung cấp các dịch vụ chăm sóc trong tương lai.

Trí tuệ nhân tạo

Trí tuệ nhân tạo (AI) được định nghĩa là trí thông minh được thể hiện bởi máy móc hoặc phần mềm có khả năng miêu tả hoặc bắt chước các chức năng não bộ con người. Trong y học, AI được phát triển nhằm hỗ trợ các nhân viên y tế. Nó có khả năng ghi nhớ kiến thức, phân tích dữ liệu, ghi nhớ và qua đó cung cấp các chẩn đoán và giải pháp lâm sàng chất lượng cao và trong thời gian thực.

Thị trường trí tuệ nhân tạo cho ứng dụng y tế dự kiến sẽ tăng trưởng nhanh chóng trên toàn cầu. Tỷ lệ tăng trưởng hàng năm kép dự đoán khoảng 42% cho đến năm 2021. Theo đó, với sự hỗ trợ của trí tuệ nhân tạo, chất lượng chăm sóc bệnh nhân sẽ trở nên tốt hơn. Chi phí điều trị giảm, nhiều thủ tục không cần thiết được loại bỏ.

Đến năm 2020, các loại bệnh mãn tính như ung thư và tiểu đường sẽ được chẩn đoán chỉ trong vài phút bằng cách sử dụng hệ thống quét 3D có nhận thức, đặc điểm sinh lý tiêu biểu có thể được xây dựng trong thời gian thực. Đến năm 2025, dự kiến sẽ có tới 90% cơ sở y tế của Hoa Kỳ và 60% bệnh viện trên toàn cầu và các công ty bảo hiểm sử dụng hệ thống trí tuệ nhân tạo. Đổi lại, hệ thống AI sẽ cung cấp dịch vụ y tế, phương pháp chăm sóc dễ dàng, rẻ hơn và chất lượng hơn đến 70% bệnh nhân.

Ngày nay, các hệ thống trí tuệ nhân tạo đang được phát triển để phân tích hình ảnh y tế đáng tin cậy và chính xác cao với sự giúp đỡ từ xử lý hình ảnh kỹ thuật số, nhận dạng mẫu và nền tảng AI. Công ty start-up Butterfly Network cũng đang phát triển một công cụ siêu âm 3D cầm tay, có khả năng gửi hình ảnh thời gian thực lên dịch vụ đám mây. Sau đó, các đặc điểm sẽ được nhận dạng bằng kho dữ liệu và gửi lại chẩn đoán cho bệnh nhân.

Ngoài ra, một hướng đi sáng tạo mà dễ dàng hơn, trí thông minh nhân tạo có thể được sử dụng để chăm sóc bệnh nhân tốt hơn trong điều trị. Như các phần mềm nhận diện khuôn mặt và cử chỉ đang được phát triển để nhắc nhở bệnh nhân uống thuốc. Đây gọi là phương pháp quan sát trực tiếp, một phân khúc thị trường mới mà có lẽ cũng sẽ sớm được nắm bắt bởi các công ty trí tuệ nhân tạo.

Liệu pháp miễn dịch

Liệu pháp miễn dịch là điều trị bằng cách tập trung vào khả năng của hệ thống miễn dịch chứ không tấn công trực tiếp các khối u. Đây là phương pháp hứa hẹn điều trị bệnh ung thư. Nó biểu lãnh thổ mới trong cả thời gian cá nhân của tồn tại và tiềm năng cho số đáng kể bệnh nhân được hưởng lợi. Liệu pháp miễn dịch đang được sử dụng cho bệnh nhân u hắc tố, ung thư da với khả năng kéo dài tiên lượng gấp nhiều lần so với phương pháp truyền thống. Khi mà hiện nay có hơn 160.000 trường hợp u ác tính được chẩn đoán trên toàn thế giới trong đó có 40.000 ca tử vong mỗi năm.

Liệu pháp miễn dịch cũng đang được nghiên cứu để ứng dụng rộng rãi trong nhiều loại ung thư khác nhau. Thị trường dành cho các loại thuốc sử dụng trong liệu pháp miễn dịch năm 2015 đạt 3 tỷ USD. Và dự kiến đến năm 2020 lên đến 21,1 tỷ USD, với tỷ lệ tăng trưởng hàng năm đạt 139%.

Sinh thiết lỏng

Sinh thiết lỏng tách các tế bào ung thư từ một mẫu máu đơn giản và có khả năng điều trị ung thư bằng tế bào ung thư theo dõi không xâm lấn. Với công nghệ này giờ đây, bệnh nhân sẽ không phải trải qua các lần lấy mẫu sinh thiết lặp đi lặp lại như trước nữa.

Kỹ thuật sinh thiết lỏng cung cấp một cơ hội đầu tư hấp dẫn cho các công ty hoạt động trong lĩnh vực chẩn đoán. Sự tập trung vào chỉ dấu sinh học trong máu, như ctDNA và CTCs, là tiềm năng để theo dõi và giám sát các khối u một cách không xâm lấn. Dự kiến trong khoảng hai năm, sinh thiết lỏng sẽ trở thành một thuốc hỗ trợ cho sinh thiết mô. Công nghệ này đã được chứng minh là hiệu quả hơn nhiều trong việc dò tìm sự tiến triển của khối u, ngay cả khi bệnh nhân chưa chụp cắt lớp CT.

Kỹ thuật chỉnh sửa gen CRISPR/Cas9

Kỹ thuật chỉnh sửa gen CRISPR / Cas9 có thể làm thay đổi DNA một cách chính xác, hiệu quả chi phí và đáng tin cậy. Kỹ thuật này đã được đưa vào nghiên cứu từ năm 2014, và các công ty đang đổ xô vào cung cấp các công cụ nghiên cứu và phát triển các phương pháp điều trị bằng công nghệ này.

Sangamo Biosciences là công ty năng động nhất đã thử nghiệm lâm sàng bằng cách áp dụng một enzyme nhân tạo mang tên Zinc-finger nucleases có thể phát hiện các đoạn gene mong muốn trong chuỗi ADN của sinh vật, gắn kết và thay đổi cấu trúc của đoạn gene này, từ đó tạo được hiệu quả điều trị đối với các gene liên quan đến bệnh. CRISPR Therapeutics và Editas Medicine cũng tập trung vào CRISPR sau khi nhận được hàng triệu USD vốn đầu tư mạo hiểm.

Theo phân tích của dự án nghiên cứu hỗ trợ bởi Viện Y tế Quốc Gia Hoa Kỳ (NIH), công nghệ chỉnh sửa gen CRISPR / Cas9  đầy hứa hẹn trong giai đoạn 2013-2015. Từ năm 2013 đến năm 2014, nguồn vốn đổ vào lĩnh vực này tăng 7 lần. Giai đoạn 2014-2015, nguồn tài trợ nhiều hơn gấp 3 lần. Công nghệ này đã vượt qua nhiều thử thách với nhiều công nghệ chỉnh sửa gen như RNAi, Talens và ZFN. Trong vài năm tới sẽ có một thị trường vài trăm triệu USD.

3D

Công nghệ 3D có tiềm năng to lớn trong y tế do khả năng được tùy chỉnh. Nó có thể làm giảm đáng kể thời gian phẫu thuật và chi phí y tế. Hiện nay, các ứng dụng lớn nhất của in 3D là sản xuất chân tay giả (cấy ghép chỉnh hình) và các thiết bị y tế trong cấy ghép nha khoa và máy trợ thính.

Công nghệ 3D có thể tạo ra gan, tim, tai, tay và mắt, hoặc in các đơn vị chức năng nhỏ hơn như mô, từ đó xây dựng lên toàn bộ cơ quan. Điều này có thể được sử dụng làm phẫu thuật để sửa chữa hoặc thay thế các mô bị tổn thương và các cơ quan.

Theo ước tính, có hơn 1 triệu người cần ghép thận trên toàn thế giới, tuy nhiên, ít hơn 5.000 người được ghép thận phù hợp với mình. Sự khan hiếm của các cơ quan hiến pháp đã dẫn đến sự gia tăng đáng kể trong buôn bán nội tạng bất hợp pháp trên toàn thế giới.

Các doanh nghiệp in ấn 3D như Stratasys Ltd, Arcam AB, Organovo Holdings Inc, Johnson & Johnson, Services Inc. và Stryker có thể giải quyết tình trạng này và dự kiến có thể chiếm lĩnh thị trường 6 tỷ USD vào năm 2025.