Thung lũng Voluson

9

Được gọi theo tên trung tâm công nghệ nổi tiếng thế giới “Thung lũng Silicon” của Mỹ, Zipf là nơi thiết bị siêu âm 3D đầu tiên trên thế giới ra đời.

Ngôi làng Zipf ở nước Áo nằm trong một thung lũng, bao quanh là các ngọn núi của dãy Alpine quanh năm tuyết phủ. Thị trấn nhỏ bé với hơn 600 dân này giống như những gì bạn thường thấy trong các tạp chí du lịch. Zipf có những địa điểm thi vị như tháp chuông hình củ hành, nhà máy bia Zipfer và cảnh đàn cừu gặm cỏ trên những triền đồi xanh mướt.

Trái với hình ảnh một miền quê bình dị đó là một Zipf phát triển hiện đại. Đây là nơi đi đầu về công nghệ sản – phụ khoa và Women’s Health Ultrasound của GE Healthcare cũng đặt trụ sở tại đây. Thực tế, vai trò của Zipf trong lĩnh vực siêu âm quan trọng đến mức nó được mệnh danh là “Thung lũng Voluson” để nhắc về một thiết bị siêu âm đột phá được chế tạo tại đây.

Mọi chuyện bắt đầu từ tầm nhìn kỹ thuật của gia tộc Kretz. Kỹ sư Paul Kretz xuất thân từ một gia đình sản xuất bia giàu có ở Áo. Chán nối nghiệp ông cha, Paul bán hết cổ phần để sáng lập ra thứ mà ngày nay ta gọi là “vườn ươm công nghệ”. Năm 1947, ông thành lập Kretztechnik và sản xuất giỏ đựng khoai tây bằng thép hàn, nhưng sau đó nhanh chóng đổi hướng sang SONAR (viết tắt của sound navigation and ranging), công nghệ phát hiện tàu ngầm trong Thế chiến II.

Về cơ bản, khi sóng âm cao tần di chuyển trong không gian rỗng, ta sẽ thu được các xung phản xạ. Các nhà khoa học có thể đo thời gian và cường độ của xung phản xạ để phác họa đường nét của vật bị ẩn giấu. Ban đầu, Paul Kretz ứng dụng kỹ thuật này để thử nghiệm vật liệu như xác định lỗ hổng trong sản phẩm thép, đặc biệt là các thanh ray. Kỹ thuật này cũng được sử dụng để đo độ dày của vật kim loại ngâm trong nước.

Đến những năm 1960, sau khi nghe danh Kretztechnik, một bác sĩ sản-phụ khoa trẻ người Viên tên Alfred Kratochwil đã đến Zipf và đưa ra một ý tưởng lạ lùng nhưng rất thú vị: Dùng sóng âm để xác định vị trí nhau thai. Dù trước đó các bác sĩ nhãn khoa đã bắt đầu sử dụng công nghệ siêu âm của Kretz để khám mắt, nhưng chưa ai từng dùng công nghệ này vào chăm sóc tiền sản cả.

Máy siêu âm đời đầu tuy chỉ thô sơ thế này thôi nhưng đó đã là cả một phát kiến khoa học mang tính cách mạng với ngành y tế. Ảnh: GE Healthcare.

 

Bị thu hút với ý tưởng này, các kỹ sư đã hợp tác với Kratochwil và chế tạo ra một cánh tay khớp nối ôm dọc bụng sản phụ để truyền, nhận sóng âm và phác hoạ hình ảnh thai nhi trong bụng. Thiết bị này tất nhiên còn rất sơ khai. Công nghệ siêu âm chủ yếu phụ thuộc vào âm thanh để tạo ra hình ảnh, vì thế bất kỳ cử động nhỏ nào như thai nhi quẫy đạp hoặc sản phụ hít thở đều khiến nét vẽ thiếu chính xác và không thu được hình ảnh thai nhi.

“Khi đó, bạn phải là một nghệ sĩ thực thụ thì mới có thể ghi lại được hình ảnh chuẩn xác”, Christian Grabner, giám đốc phát triển thị trường cho GE Healthcare Women’s Health Ultrasound, người bắt đầu làm việc tại Kretztechnik từ năm 1982, cho biết.

Cháu trai của Paul, Carl Kretz, lại có một ý tưởng sáng tạo hơn. Từng là nghiên cứu sinh tại Đại học Kỹ thuật TU Wien, Carl thay thế cánh tay khớp nối với một bánh xe di động chứa năm phần tử áp điện (piezoelectric element). Được gọi là “đầu dò”, phần tử áp điện có thể chuyển đổi xung điện thành sóng âm. Quay những đầu dò này quanh một trục giúp máy siêu âm hiển thị hình ảnh hai chiều theo thời gian thực chứ không chỉ là ảnh tĩnh nữa. Tác dụng lớn nhất của công nghệ này là các bác sĩ có thể theo dõi chuyển động của thai nhi. Thiết bị mới này trở thành nền tảng để phát triển Combison 100, hệ thống siêu âm thời gian thực thương mại đầu tiên trên thế giới.

Kretztechnik tiếp tục bổ sung nhiều cải tiến mới. Hãng ứng dụng vật liệu mới để cắt giảm chi phí, phát triển những mẫu thiết kế thân thiện với người dùng và loại đầu dò vừa có thể đọc tín hiệu trong lồng ngực bệnh nhân, vừa tăng gấp đôi tốc độ truyền ảnh. “Ta có thể thực sự quan sát những chi tiết chuyển động nhanh như tim”, Grabner cho biết.

Năm 1989, Kretztechnik giới thiệu một phát kiến đột phá nhất thời điểm đó: Máy siêu âm 3D đầu tiên trên thế giới – Combison 330. Lần đầu tiên trong lịch sử, các cha mẹ tương lai có thể xem hình ảnh hoàn chỉnh của con mình vài tháng trước khi đứa bé chính thức chào đời. Tuy nhiên, lúc đó họ phải đợi nguyên một ngày để máy siêu âm xử lý xong ảnh và đôi khi còn có trường hợp không xuất được ảnh.

Mẫu máy Combison 330 không thực sự thành công nhưng công nghệ siêu âm 3D thì ngược lại. Ngay sau khi hãng sản xuất máy siêu âm Hàn Quốc Medison mua lại Kretztechnik vào năm 1996, họ đã khắc phục những vấn đề của Combison 330 và bổ sung những tính năng mới, như chụp ảnh 3D thai nhi theo thời gian thực.

Những phát minh này thu hút sự chú ý của Omar Ishrak, lúc đó là phó chủ tịch và tổng giám đốc mảng Siêu âm của GE Medical Systems. Công ty này đã mua lại Kretztechnik vào năm 2001 và đó được coi là thương vụ rất thành công. Kretztechnik hiện dẫn đầu thị trường siêu âm chăm sóc sức khỏe phụ nữ và “vườn ươm của Kretz” là một trong những thương vụ sát nhập lãi nhất trong lịch sử GE. Công nghệ 3D và 4D đã thay đổi trải nghiệm thai kỳ của những người sắp làm cha mẹ. Ngày nay, họ có thể tận hưởng cảm giác ngắm nhìn đứa con chưa chào đời của mình qua hình ảnh ba chiều.

Công nghệ này sắp trở nên thần kỳ hơn nữa, khi các kỹ sư GE tại Zipf đang tiếp tục cải tiến để chúng ta có thể nhìn rõ hơn quá trình hình thành thai nhi, cải thiện lĩnh vực chăm sóc tiền sản. Ngày nay, người mù cũng có thể cảm nhận được con mình bằng cách sờ nắn các mô hình in 3D, còn các bác sĩ phẫu thuật có thể tiến hành mổ tim thai nhi nhờ kết xuất ảnh 3D.

“Chúng tôi không bao giờ ngừng đổi mới để bác sĩ và cha mẹ có thể tạo và đọc ảnh siêu âm dễ dàng hơn”, Roland Rott, tổng giám đốc Women’s Health Ultrasound thuộc GE Healthcare, nói. “Tinh thần khởi nghiệp có sẵn trong ADN của chúng tôi. Chúng tôi mong đợi sẽ đạt được nhiều sáng kiến mới để thay đổi cách siêu âm”.

Nghiên cứu tiếp theo tại Kretztechnik sẽ tập trung vào tăng tốc chẩn đoán tiền sản bằng cách trang bị khả năng học máy cho các hệ thống siêu âm.

Theo Amy Kover

 

BÌNH LUẬN CỦA BẠN