Công cụ AI của Harvard đạt độ chính xác hơn 90% trong việc phân biệt khối u não theo thời gian thực

Một công cụ trí tuệ nhân tạo (AI) tiên phong, được phát triển bởi nhóm nghiên cứu do Trường Y Harvard dẫn đầu, đang cách mạng hóa lĩnh vực phẫu thuật thần kinh bằng cách phân biệt chính xác các khối u não ác tính với các khối u ít ác tính hơn trong thời gian thực trong quá trình phẫu thuật. Công cụ AI này, có tên PICTURE (Pathology Image Characterization Tool with Uncertainty-aware Rapid Evaluations), phân tích các mẫu mô ngay trong phòng phẫu thuật, cung cấp cho các bác sĩ phẫu thuật những hiểu biết quan trọng để hướng dẫn việc cắt bỏ chính xác hơn và điều chỉnh các chiến lược điều trị ngay lập tức. Phát minh này giải quyết thách thức trong việc phân biệt giữa các khối u có hình thức tương tự nhưng khác biệt về mặt sinh học, như u nguyên bào thần kinh đệm đa dạng (glioblastoma) và u lympho hệ thần kinh trung ương nguyên phát (PCNSL), có thể có tác động sâu sắc đến kết quả của bệnh nhân. U nguyên bào thần kinh đệm đa dạng bắt nguồn từ các tế bào não, trong khi PCNSL bắt nguồn từ các tế bào miễn dịch, nhưng hình ảnh hiển vi của chúng có thể giống nhau một cách đáng lừa dối, dẫn đến những phức tạp chẩn đoán tiềm ẩn.

Các phương pháp chẩn đoán truyền thống, như giải phẫu bệnh bằng mẫu đông lạnh, có những hạn chế và tỷ lệ sai sót có thể ảnh hưởng đến lộ trình chăm sóc bệnh nhân. Tuy nhiên, công cụ AI PICTURE tận dụng các mạng nơ-ron tích chập (CNN) tinh vi, được đào tạo trên một tập dữ liệu khổng lồ gồm hơn 10.000 hình ảnh sinh thiết được chú thích và dữ liệu bộ gen. Việc đào tạo này cho phép AI xử lý các tiêu bản mô không nhuộm với tốc độ đáng kể, bỏ qua các quy trình nhuộm thông thường và xem xét của chuyên gia tốn thời gian. Trong các thử nghiệm phẫu thuật trực tiếp tại nhiều cơ sở, AI đã thể hiện hiệu suất đặc biệt, đạt độ chính xác trên 90% trong việc phân biệt các loại khối u. Trong các tình huống mà các nhà bệnh lý học có thể gặp bất đồng chẩn đoán, PICTURE đã chứng tỏ khả năng cung cấp nhận dạng khối u đáng tin cậy, củng cố sự tự tin trong các thời điểm phẫu thuật quan trọng.

Một tính năng nổi bật của hệ thống PICTURE là "bộ phát hiện độ không chắc chắn" tích hợp sẵn. Thành phần này cho phép AI không chỉ phân loại khối u với độ chính xác cao mà còn báo hiệu khi nó gặp các biểu hiện nằm ngoài phạm vi đào tạo của nó, gắn cờ các trường hợp mơ hồ để xem xét ngay lập tức của chuyên gia con người. Khả năng này rất quan trọng, vì khoảng 5% chẩn đoán ban đầu trong mổ được sửa đổi sau khi kiểm tra bệnh lý chi tiết hơn. Khả năng cung cấp kết quả xác suất của công cụ cho phép các bác sĩ phẫu thuật đưa ra đánh giá rủi ro sáng suốt trong thời gian thực, điều này đặc biệt quan trọng đối với bệnh nhân u nguyên bào thần kinh đệm đa dạng, nơi việc cắt bỏ hoàn toàn khối u là rất quan trọng nhưng lại tiềm ẩn những rủi ro cố hữu.

Sự phát triển của các công cụ AI như vậy đại diện cho một bước tiến đáng kể trong lĩnh vực ung thư thần kinh nói chung, nơi trí tuệ nhân tạo ngày càng được tích hợp để nâng cao độ chính xác chẩn đoán, dự đoán tiên lượng và lập kế hoạch điều trị. Các thuật toán AI có thể phân tích dữ liệu hình ảnh thần kinh và mô bệnh học phức tạp, xác định các mẫu tinh tế mà con người có thể bỏ sót. Tiến bộ này phù hợp với bối cảnh phân loại ung thư đang phát triển, chẳng hạn như các tiêu chí cập nhật của Tổ chức Y tế Thế giới về u nguyên bào thần kinh đệm, vốn ngày càng dựa vào hồ sơ bộ gen chi tiết. Trước khi được áp dụng rộng rãi trên lâm sàng, công cụ AI PICTURE, giống như các thiết bị y tế AI khác, sẽ cần phải điều hướng các con đường pháp lý do các cơ quan như Cục Quản lý Thực phẩm và Dược phẩm Hoa Kỳ (FDA) đặt ra. FDA đã tích cực phát triển các khuôn khổ để hợp lý hóa quy trình phê duyệt cho các thiết bị y tế được hỗ trợ bởi AI, tập trung vào quản lý vòng đời và tính minh bạch để đảm bảo an toàn và hiệu quả. Việc tích hợp thành công AI vào quy trình làm việc phẫu thuật đánh dấu một sự thay đổi đáng kể theo hướng y học chính xác được tăng cường bởi AI, mang lại tiềm năng cải thiện tỷ lệ sống sót thông qua các liệu pháp nhắm mục tiêu và nâng cao chất lượng chăm sóc bệnh nhân tổng thể.

Một nghiên cứu được công bố trên tạp chí Nature Communications vào ngày 29 tháng 9 năm 2025, đã nhấn mạnh khả năng của PICTURE trong việc phân biệt u nguyên bào thần kinh đệm và PCNSL với độ chính xác trên 98%, vượt trội hơn cả các nhà bệnh lý học giàu kinh nghiệm và các khuôn khổ AI hiện có. Công cụ này cũng có khả năng xác định 67 loại khối u hệ thần kinh trung ương khác, cho thấy tiềm năng rộng lớn của nó trong chẩn đoán ung thư thần kinh. Việc FDA đang tích cực phát triển các khuôn khổ để hợp lý hóa quy trình phê duyệt cho các thiết bị y tế được hỗ trợ bởi AI, tập trung vào quản lý vòng đời và tính minh bạch để đảm bảo an toàn và hiệu quả. Điều này cho thấy một tương lai nơi AI đóng vai trò không thể thiếu trong việc nâng cao độ chính xác chẩn đoán và cá nhân hóa việc điều trị ung thư.