Siêu âm vú bằng đầu dò cầm tay phụ thuộc khá nhiều vào cách người thực hiện di chuyển, nghiêng và ép đầu dò. Chỉ một thay đổi về góc quét cũng có thể khiến mặt cắt thu được khác đi, trong khi ảnh siêu âm hai chiều chỉ ghi nhận một lát mô hẹp tại mỗi thời điểm. Một nhóm nghiên cứu tại Massachusetts Institute of Technology (MIT) đang thử giải quyết điểm yếu này bằng cách chuyển sang ảnh thể tích ba chiều và thêm một giao diện giúp người dùng tìm lại vị trí đã quét trước đó.

Hệ thống mang tên 3D PURE – viết tắt của three-dimensional portable ultrasound system for real-time examination – được trình bày trên Nature Communications ngày 1/7/2026. TS. Canan Dağdeviren, người có bằng tiến sĩ Khoa học và Kỹ thuật Vật liệu tại University of Illinois Urbana-Champaign, hiện giữ chức danh Associate Professor of Media Arts and Sciences có tenure tại MIT Media Lab. Hồ sơ đóng góp của bài báo xác nhận bà là một trong hai người hình thành ý tưởng dự án, tham gia thiết kế thí nghiệm và thử nghiệm trên người, phân tích dữ liệu, đồng thời chỉ đạo toàn bộ hoạt động nghiên cứu, giám sát dự án và là tác giả liên hệ.

Cách tiếp cận này nằm trong một dòng nghiên cứu rộng hơn, nơi công nghệ dành riêng cho sức khỏe phụ nữ đang dịch chuyển từ ứng dụng theo dõi đơn giản sang cảm biến, thiết bị chẩn đoán và hệ thống theo dõi cá nhân hóa. Phụ nữ Mới từng đề cập xu hướng đó trong bài về femtech và tương lai chăm sóc sức khỏe phụ nữ.

Chân dung TS. Canan Dağdeviren tại khu YellowBox. Ảnh: Science550/Wikimedia Commons, bản cắt Pacha Tchernof, CC BY-SA 4.0.

Thu ảnh ba chiều thay vì lần lượt dò từng lát mô

3D PURE sử dụng một đầu dò với cấu trúc mảng đặc biệt để thu dữ liệu thể tích. Nhóm nghiên cứu thay đổi hình học ở các phần tử phát – nhận tại góc của mảng nhằm giảm nhiễu xuyên kênh, đồng thời bổ sung một lớp vật liệu phía sau đầu dò để hạn chế rung và nhiễu điện. Theo số liệu công bố, lớp vật liệu này làm giảm nhiễu giữa các phần tử khoảng 4,5 dB và cải thiện độ phân giải theo chiều sâu khoảng 200 micromet.

Một thuật toán tái tạo có tên LACR tiếp tục hiệu chỉnh sai lệch do tốc độ truyền âm khác nhau giữa các lớp mô. Ở độ sâu 5 cm, nhóm báo cáo sai số định vị theo chiều sâu giảm 2 mm và mức nhòe do sai lệch truyền âm giảm trung bình khoảng 70 micromet. Những con số này nói về chất lượng tái tạo ảnh trong hệ thống thử nghiệm, chưa phải tỷ lệ phát hiện ung thư trên một quần thể bệnh nhân.

Một chi tiết dễ gây nhầm cần được tách rõ. 3D PURE năm 2026 không phải chiếc áo hay miếng dán siêu âm mềm mà nhóm Dağdeviren từng phát triển trước đây. Bài báo mới sử dụng đầu dò hai chiều dạng cứng, cầm tay; nhóm tác giả giải thích lựa chọn này phù hợp với việc quét cầm tay hơn là đeo liên tục, đồng thời giúp giữ hình học đầu dò ổn định cho quá trình tái tạo ảnh ba chiều.

Sự chuyển dịch từ thiết bị y tế cồng kềnh sang những hệ thống nhỏ hơn, có thể gắn hoặc đặt sát cơ thể cũng xuất hiện ở nhiều hướng nghiên cứu khác. Chẳng hạn, miếng dán da theo dõi huyết áp liên tục không dùng pin cho thấy một hướng khác của việc đưa chức năng đo y sinh ra khỏi các thiết bị truyền thống.

Mười người thử trên mô giả, không phải thử nghiệm phát hiện ung thư

Để kiểm tra việc một người không được đào tạo chuyên môn có thể tìm các mục tiêu nhỏ hay không, nhóm nghiên cứu tạo hai mô hình dạng vú bằng gelatin và đặt bên trong những hạt kim loại khoảng 250 micromet. Trong 10 người tham gia, ba người từng có kinh nghiệm nghiên cứu với hệ thống siêu âm, bảy người hoàn toàn mới và không ai được đào tạo lâm sàng như kỹ thuật viên siêu âm.

Khi sử dụng 3D PURE, tỷ lệ mục tiêu được nhận ra trung bình đạt 79,7%, so với 60,7% với siêu âm cầm tay hai chiều. Hiệu suất tìm mục tiêu theo thời gian cũng tăng từ khoảng 9,58% số mục tiêu có sẵn mỗi phút lên 14,02%. Chín trong số 10 người tham gia đạt hiệu quả phát hiện vi mục tiêu tốt hơn với hệ thống ba chiều.

Điểm cần giữ đúng mức chứng cứ nằm ở chữ “mục tiêu”. Đây là thí nghiệm in vitro trên vật liệu mô phỏng, trong đó các hạt nhỏ được dùng để mô phỏng những cấu trúc rất nhỏ như vi vôi hóa. Nó không phải thử nghiệm trong đó 10 phụ nữ tự siêu âm rồi hệ thống chẩn đoán chính xác ung thư vú. Việc nhập hai khái niệm này làm một sẽ khiến kết quả nghiên cứu bị đẩy xa hơn dữ liệu thực tế cho phép.

Nhóm cũng đã tạo ảnh in vivo của một số cấu trúc như vôi hóa, nang, mô xơ đặc, túi độn và khối đặc, với kết quả được đối chiếu cùng dữ liệu y khoa và bác sĩ X-quang. Tuy nhiên, chính bài báo xác định những thử nghiệm này mới tạo nền tảng cho nghiên cứu lâm sàng quy mô lớn hơn nhằm ước tính độ nhạy và độ đặc hiệu của 3D PURE. Nói cách khác, hệ thống đã cho thấy khả năng tạo ảnh những cấu trúc có ý nghĩa lâm sàng, nhưng chưa có dữ liệu để gọi đây là phương pháp tầm soát ung thư đã được xác lập.

Công nghệ mới vì thế khác với AI hỗ trợ đọc kết quả tầm soát ung thư vú, nơi thuật toán được đưa vào khâu phân tích ảnh đã thu được. Với 3D PURE, một phần quan trọng của bài toán nằm sớm hơn: làm sao thu được vùng mô cần theo dõi theo cách ổn định và ít phụ thuộc hơn vào kỹ năng đặt đầu dò.

Máy tính ghi nhớ vị trí để lần sau người dùng tìm lại

Một thành phần khác của công trình có tên MyFUS. Giao diện sử dụng camera thông thường, nhận diện tư thế cơ thể và dấu định vị gắn trên đầu dò. Sau lần quét đầu, vị trí cơ thể và đầu dò được lưu lại; ở lần sau, hình ảnh trực tiếp trên màn hình hướng dẫn người dùng đưa cơ thể và đầu dò trùng với vị trí tham chiếu.

Thử nghiệm khả thi in vivo của MyFUS gồm ba nữ và ba nam. Lần quét đầu được thực hiện với sự hỗ trợ của kỹ thuật viên siêu âm để xác định đúng vị trí; những lần tiếp theo do chính người tham gia thực hiện với giao diện hướng dẫn. Chi tiết này quan trọng vì “người dùng tự đặt lại đầu dò” không đồng nghĩa hệ thống hiện đã cho phép một người chưa từng được khám tự xác định bất thường và tự chẩn đoán tại nhà từ đầu đến cuối.

Trong phần so sánh các cách tìm lại vị trí, MyFUS đạt mức chồng khớp vùng quét cao hơn một số phương pháp sử dụng gương, dấu trên da hoặc hướng dẫn kỹ thuật viên ở các phép thử được báo cáo. Nhóm nghiên cứu coi đây là cơ sở để tiếp tục phát triển việc theo dõi cùng một vùng mô qua nhiều thời điểm. Hướng sử dụng tại nhà được nêu như một tiềm năng phát triển, chưa phải một quy trình chăm sóc đã được xác nhận cho cộng đồng.

cUSBr-Patch, thiết bị siêu âm vú mềm thuộc một công trình trước của nhóm Canan Dağdeviren. Đây không phải đầu dò 3D PURE trong nghiên cứu năm 2026. Ảnh: Daoudwiki/Wikimedia Commons, CC BY-SA 4.0.

Một hướng nghiên cứu nối tiếp, không phải sản phẩm hoàn thiện

Nghiên cứu năm 2026 cũng giúp nhìn rõ cách một chương trình khoa học được phát triển qua nhiều thế hệ thiết bị. Trước 3D PURE, nhóm của Canan Dağdeviren đã thử nghiệm miếng dán siêu âm mềm theo hình dạng vú; sau đó họ thu nhỏ phần cứng thu nhận và xử lý; hệ mới tiếp tục xử lý chất lượng ảnh, nhiễu, khả năng tái tạo ba chiều và việc tìm lại vị trí đầu dò. Hồ sơ nghiên cứu của MIT cho thấy trọng tâm xuyên suốt của bà nằm ở các thiết bị điện tử có khả năng thích ứng với cơ thể, từ cảm biến đeo đến thiết bị xâm lấn tối thiểu.

Vai trò của bà Dağdeviren trong công trình mới cũng không nên được rút gọn thành câu “nữ giáo sư phát minh máy siêu âm”. Bài báo có chín tác giả và bản khai đóng góp chia công việc từ thiết kế phần tử siêu âm, chế tạo lớp vật liệu, mô phỏng, xây dựng thuật toán đến phát triển phần mềm MyFUS và thử nghiệm trên người. Phần của bà là đồng hình thành ý tưởng, tham gia thiết kế và thử nghiệm, phân tích kết quả, điều phối và giám sát toàn bộ dự án.

Giá trị đáng theo dõi của 3D PURE vì thế không nằm ở lời hứa rằng một thiết bị đã có thể thay thế chương trình tầm soát hiện nay. Kết quả đáng kể hơn ở giai đoạn này là việc nhóm nghiên cứu cùng lúc xử lý ba vấn đề khó của siêu âm: thu ảnh thể tích, cải thiện chất lượng ảnh trên phần cứng gọn hơn và giảm sự phụ thuộc vào thao tác của người cầm đầu dò. Nếu những thử nghiệm lâm sàng lớn sau này xác nhận được độ nhạy, độ đặc hiệu và tính lặp lại, đó mới là cơ sở mạnh hơn để đánh giá khả năng đưa công nghệ tới những nơi thiếu kỹ thuật viên hoặc phục vụ theo dõi thường xuyên.