The Incredible Cancer-Detecting Potential of Photoacoustic Imaging | Lei Li | TED

Translator: Anh Phạm Reviewer: Thu Ha Tran

Breast cancer is one of the leading causes of cancer deaths globally.

Ung thư vú là một trong các lí do hàng đầu dẫn đến tử vong vì ung thư toàn cầu.

About one in eight US women will develop invasive breast cancer

Cứ mỗi tám phụ nữ người Mỹ sẽ có một người mắc ung thư vú xâm lấn

over the course of their lifetime.

trong đời.

And globally, millions of women suffer from breast cancer every year.

Hằng năm, trên toàn thế giới có hàng triệu phụ nữ phải đấu chọi với bệnh ung thư vú.

But it is quite treatable if detected early.

Nhưng căn bệnh này có thể chữa được nếu phát hiện sớm.

Right now, actually, mammography is the gold standard

Hiện nay, chụp nhũ ảnh là chuẩn mực vàng

for breast cancer diagnosis.

của việc chẩn đoán ung thư vú.

But mammography has a 10 percent chance of missed detection.

Nhưng chụp nhũ ảnh có 10% khả năng bỏ sót mầm bệnh.

Thousands of lives could be lost each year

Hàng ngàn tính mạng có thể mất đi mỗi năm

because of this 10 percent.

chỉ bởi 10% này.

Today, I’m going to introduce a new technology:

Hôm nay, tôi sẽ giới thiệu một công nghệ mới:

photoacoustic imaging.

công nghệ hình ảnh quang âm.

As you can see,

Như bạn có thể thấy,

it provides a much clearer image,

công nghệ này cho hình ảnh rõ nét hơn nhiều,

leading to a more accurate diagnosis.

giúp cho việc chẩn đoán chính xác hơn.

It will be affordable, just like an ultrasound scan.

Với mức giá mọi người có thể chi trả được, giống như siêu âm.

It's painless and fast,

Không hề đau và lại nhanh,

taking only 15 seconds to scan the entire breast in 3D.

chỉ mất 15 giây để quét toàn bộ phần ngực ở dạng 3D.

And immediate results will be delivered to the patients.

Và kết quả chụp hình có thể chuyển đến bệnh nhân ngay lập tức.

Beyond breast imaging,

Hơn cả việc chụp chiếu ngực,

this technology will broadly transform how we see inside our bodies --

công nghệ này sẽ thay đổi cách chúng ta nhìn vào bên trong cơ thể mình --

and, maybe one day, even allow us to diagnose cancer

và, có thể một ngày nào đó, thậm chí có thể giúp chúng ta chẩn đoán ung thư

via a wearable watch-like device

qua những thiết bị đeo tay giống như đồng hồ

that monitors circulating tumor cells.

theo dõi các tế bào ung thư tuần hoàn.

So what is photoacoustic imaging?

Vậy công nghệ hình ảnh quang âm là gì?

Based on a photoacoustic effect,

Dựa trên hiệu ứng quang âm,

it is a conversion of light energy into sound energy.

công nghệ này chuyển đổi năng lượng ánh sáng thành năng lượng âm thanh.

We shot a gentle laser pulse onto the tissue.

Ta bắn một xung laze vào tế bào.

The light is absorbed, raising its temperature a bit.

Ánh sáng được hấp thụ, làm tăng nhiệt độ vùng đó.

The rise in temperature leads to a tiny fraction of volume expansion,

Sự tăng nhiệt độ dẫn đến sự tăng mật độ rất nhỏ,

which, in turn, generates acoustic waves.

và tạo ra những sóng âm.

Sensors process those sound signals,

Các cảm biến xử lý những tín hiệu âm thanh đó,

resulting in a high-resolution image

dẫn đến một hình ảnh có độ phân giải cao

whose level of clarity and detail far surpasses

với các chi tiết và độ rõ ràng của hình ảnh vượt xa

what you've got with traditional CT scans or ultrasound.

chụp cắt lớp và siêu âm.

Now, about me.

Giới thiệu một chút về tôi.

I started out in industrial optics,

Tôi bắt đầu với ngành quang học công nghiệp,

but changed direction

rồi đã đổi định hướng

after my grandparents died of cancer and stroke.

sau khi ông bà tôi mất vì ung thư và đột quy.

I realized that we needed better imaging technology

Tôi nhận ra rằng chúng ta cần có công nghệ hình ảnh y tế tốt hơn

to aid early diagnosis

để giúp việc chẩn đoán sớm

and to provide a better understanding of the diseases.

và để hiểu rõ tình trạng các căn bệnh hơn.

So I decided to devote myself to biomedical optical imaging.

Nên tôi quyết định dốc sức cho công nghệ hình ảnh quang-âm cho ứng dụng y sinh.

I now research and develop next generation medical imaging

Tôi đã nghiên cứu và phát triển công nghệ y học thế hệ mới

with applications ranging from diagnosing cancer

với các ứng dụng từ chẩn đoán ung thư đến

to mapping brain functions

xác định chức năng não bộ

and navigating medical micro robots for drug delivery.

và định vị các rô-bốt y tế siêu nhỏ dẫn truyền thuốc trong cơ thể.

Here are some examples showing what we can do.

Sau đây là những ví dụ về những gì chúng ta có thể làm.

Take this mouse.

Lấy ví dụ về chú chuột này.

The mouse has been virtually sliced into 600 pieces from head to toe.

Nó đã được cắt ảo thành 600 lát từ đầu đến chân.

It took only 12 seconds to complete the whole body scan.

Chỉ mất có 12 giây để hoàn thành việc quét cả cơ thể nó.

It looks a little like a mouse carpaccio.

Trông giống như món carpaccio thịt chuột.

(Laughter)

(Tiếng cười)

But don't worry, no mice were hurt during the imaging.

Đừng lo lắng, không con nào bị hại trong quá trình quét.

(Laughter)

(Tiếng cười)

In this next video,

Trong video tiếp theo này,

we hold the animal, another mouse, in position to image its liver.

chúng tôi giữ một con chuột khác, để chụp gan của nó.

The liver has a lot of blood vessels inside.

Ở gan có rất nhiều mạch máu bên trong.

You can see them as a tree-like network.

Trông nó giống như một tán cây.

Because our imaging exposure time is too short, only 15 microseconds,

Bởi vì thời gian chúng tôi chụp rất ngắn, chỉ 15 micrô giây,

there is no blur at all,

nên không mờ một chút nào,

despite the movement of the animal during the imaging.

bất chấp việc con vật có đang di chuyển lúc chụp hình.

The mouse is breathing normally,

Con chuột vẫn thở bình thường,

and every frame in our video is clear.

và mọi khung hình trong video đều rõ ràng.

With each slice we can clearly see the internal structure

Với mỗi một lát cắt có thể nhìn rõ cấu trúc bên trong cơ thể

and the blood vessel network.

và mạng lưới mạnh máu.

This enables us to differentiate a tumor from normal tissue.

Điều này sẽ giúp chúng ta phân biệt được khối u so với mô thường.

The light dose we use is well below the safety limit,

Lượng ánh sáng chúng tôi dùng dưới mức độ nguy hiểm rất nhiều,

and we don't need to inject any contrast agents.

và chúng tôi không cần tiêm chất xúc tác để tăng độ tương phản hình ảnh.

It is totally non-invasive.

Công nghệ này hoàn toàn không xâm lấn.

Now, for an example, that is a little closer to home.

Giờ tôi sẽ lấy một ví dụ gần gũi hơn.

This is a side by side comparison of human brain images.

Đây là hai hình ảnh não bộ con người để đối chiếu.

On the left, you see an image from an MRI.

Bên trái, bạn có thể thấy hình ảnh chụp cộng hưởng từ.

On the right, from photoacoustic imaging.

Bên phải, là hình ảnh chụp bằng công nghệ quang-âm.

Photoacoustic imaging can reveal detailed vasculature,

Hình ảnh này có thể cho thấy chi tiết hệ mạch máu,

but with even faster detection of the brain functions

nhưng phát hiện những vùng chức năng của não bộ nhanh hơn

and without using the costly high-magnetic field.

và không cần đến từ trường đắt đỏ.

What you are seeing here is the brain's activity,

Thứ bạn đang thấy là các hoạt động của não bộ,

where a patient, now a human this time,

khi một bệnh nhân

taps his finger, puckers his lips,

gõ ngón tay, chu môi,

taps his tongue and is listening and thinking of words.

gõ ngón tay và lắng nghe và nghĩ đến những từ ngữ.

Although I don't have a visual for it, I'd like to share one more example.

Mặc dù tôi không có hình ảnh minh họa, nhưng tôi muốn chia sẻ một ví dụ nữa.

In science fiction,

Trong khoa học giả tưởng,

micro robots enter our bodies to cure diseases

các rô-bốt siêu nhỏ đi vào cơ thể chúng ta để chữa bệnh

in hard-to-reach areas.

ở những vùng khó can thiệp.

However, in reality,

Tuy nhiên, thực tế,

locating, guiding and controlling them inside of the body is a big challenge.

việc định vị, điều khiển chúng trong cơ thể là một thử thách lớn.

Just like the satellites in space guiding cars to their destinations,

Giống như cách các vệ tinh ngoài vũ trụ điều khiển những chiếc ô tô đi đến đích,

a photoacoustic imaging system outside the body

hệ thống hình ảnh quang âm ngoài cơ thể

can serve similarly as a GPS for the micro robots.

hoạt động giống như một GPS của các con rô-bốt siêu nhỏ.

Biomedical optics has come a long way.

Quang học cho y sinh đã đi được một chặng đường dài.

The microscope used every day in modern medical diagnosis

Kính hiển vi được sử dụng hằng ngày trong chẩn đoán y học hiện đại

was invented in the 17th century,

được phát minh vào thế kỷ 17,

which revolutionized 19th century medicine by letting us see into a cell.

đã cách mạng hóa y học thế kỷ 19 bằng cách giúp chúng ta nhìn được tế bào.

Then, optical coherence tomography developed in 1990s

Công nghệ chụp cắt lớp kết hợp quang học được phát triển những năm 90

increased optical penetration to 1 millimeter,

đã tăng độ xuyên thấu quang học đến một milimét,

bringing huge benefits to clinical care for skin and eyes.

đem đến những lợi ích to lớn trong việc khám chữa da và mắt.

Now, photoacoustic imaging,

Và giờ, công nghệ hình ảnh quang âm,

first adopted for medical use in the 2000s,

lần đầu được ứng dụng cho mục đích y tế những năm 2000,

allows us to see even more,

sẽ giúp chúng ta nhìn thấy nhiều thứ hơn,

allowing penetration by another order of magnitude,

giúp tăng độ xuyên thấu lên một cấp độ mới,

to several centimeters,

đến vài centimet,

allowing organ-level in vivo human imaging.

tạo điều kiện cho việc chẩn đoán hình ảnh nội tạng cơ thể con người.

Photoacoustic imaging is a highly-active and a fast-growing research field.

Công nghệ hình ảnh quang âm là lĩnh vực nghiên cứu phát triển nhanh và tích cực,

Using microwaves instead of light,

sử dụng sóng vi ba thay vì ánh sáng,

this imaging method holds promises for whole body penetration in humans

công nghệ hình ảnh này hứa hẹn việc tăng độ xuyên thấu trên cả cơ thể con người

in the future.

trong tương lai.

We are hoping that the further advancement of this technology

Chúng tôi hy vọng sự phát triển hơn nữa của công nghệ này

will aid early diagnosis of cancer and brain diseases,

sẽ giúp cho việc chẩn đoán ung thư và các căn bệnh về não sớm hơn,

ultimately benefiting global health.

giúp ích cho sức khỏe con người trên toàn thế giới.

I hope you all can share my excitement over this fast-growing field

Tôi hy vọng các bạn cũng hào hứng về lĩnh vực đang phát triển nhanh này

and hope you'll join us in advancing the technology.

và hy vọng các bạn sẽ cùng chúng tôi phát triển công nghệ này.

Thank you.

Xin cảm ơn.

(Applause)

(Tiếng vỗ tay)