• Thứ Năm, 15/01/2004 15:51 (GMT+7)

    Thiết bị ảnh nhiệt phát hiện người nhiễm SARS

    Để phòng và chống căn bệnh viêm đường hô hấp cấp SARS, yêu cầu quan trọng nhất là phát hiện sớm người nhiễm SARS. Tuy nhiên, tại những khu vực công cộng như sân bay, bến cảng, bệnh viện, dùng mắt thường hay phương pháp xét nghiệm để sàng lọc người nhiễm SARS trong đám đông đều không triệt để và không an toàn.

    Tháng 6/2003, tại hội nghị “Nghiên cứu sản xuất thiết bị y tế trong nước”, Phó Thủ Tướng Phạm Gia Khiêm đã chính thức giao nhiệm vụ chế tạo Thiết bị ảnh nhiệt cho Trung Tâm Công Nghệ Laser. Mục tiêu của nhiệm vụ là chế tạo ra thiết bị phát hiện người có nguy cơ nhiễm SARS nhằm phục vụ công tác phòng chống SARS, đặc biệt khi SEA Games 22 sẽ diễn ra tại Việt Nam từ 5-13/12/2003.


    Máy nhiệt ký của Trung Tâm Công Nghệ Laser đang kiểm tra thân nhiệt khách tại cửa khẩu biên giới Lạng  Sơn.

    Thiết bị ảnh nhiệt là gì?

    Theo ông Trần Ngọc Liêm, giám đốc Trung Tâm Công Nghệ Laser, đồng tác giả của nhóm nghiên cứu thiết bị ảnh nhiệt thì mọi vật (người, động vật, các chất hữu cơ, vô cơ..) nếu có nhiệt độ trên độ không tuyệt đối (0o Kelvin) đều phát ra bức xạ nhiệt. Bức xạ nhiệt nằm trong dải sóng hồng ngoại nên mắt thường không thể thấy được. Để thu nhận tín hiệu phát ra từ bức xạ nhiệt, người ta dùng các cảm biến xạ (còn gọi là đầu thu bức xạ nhiệt). Qua đầu thu, các tín hiệu bức xạ nhiệt sẽ chuyển thành tín hiệu điện. Thông qua phần mềm xử lý, các tín hiệu trên sẽ được đo và vẽ lại thành ảnh nhiệt. Ảnh nhiệt chính là sự hình tượng hóa sự phân bố các phần nhiệt trên bề mặt cơ thể của người hoặc vật.

    Ảnh nhiệt được ứng dụng trong chẩn đoán y học từ rất sớm, khoảng đầu những năm 50. Đến những năm 80, ảnh nhiệt phát triển sang thế hệ III và đặc biệt phát huy hiệu quả trong chẩn đoán ung thư và phát hiện các tổn thương mô mềm.
    Với nguyên lý trên, để sàng lọc những người ủ bệnh SARS (triệu chứng điển hình là sốt cao trên 38oC) người ta đã sử dụng camera tạo ảnh nhiệt. Ûu điểm của công nghệ này là không phát ra các tia bức xạ có hại, thu ảnh nhiệt mà không cần tiếp xúc với bệnh nhân, thông tin được cung cấp trong thời gian thực, có thể ghi lại được dữ liệu...

    Những Yêu Cầu Đặt Ra

    Cùng với sự xuất hiện của dịch SARS trong thời gian qua, một số hãng nước ngoài đã nhanh chóng hoàn chỉnh công nghệ thiết bị ảnh nhiệt và đưa ra các model mới đo chính xác nhiệt độ, phát hiện nhanh người có triệu chứng sốt. Việt Nam cũng đã nhập khoảng 8 thiết bị ảnh nhiệt của Canada (trị giá khoảng 60.000-70.000 USD/chiếc) và được tặng 2 thiết bị của Singapore (trị giá khoảng 50.000 USD/chiếc). Tuy nhiên, mức giá trên khá cao với Việt Nam nếu phải trang bị hàng loạt phục vụ kiểm soát an ninh sức khỏe trên phạm vi rộng như tại SEA Games 22. Mặt khác, đây chưa hẳn là các thiết bị có độ đo chính xác nhất, vì độ sai số của các thiết bị này khoảng 0,2 – 0,3oC. Vấn đề đặt ra cho các nhà khoa học Việt Nam là nghiên cứu và chế tạo ra thiết bị có thể đáp ứng được các yêu cầu khắt khe như: xác định chính xác nhiệt độ bề mặt cơ thể nhằm phân loại nhanh đối tượng sốt cao (trên 38oC); không tiếp xúc với đối tượng cần kiểm soát; độ sai số đạt mức thấp nhất (bằng hoặc nhỏ hơn các thiết bị hiện đang nhập ngoại); dễ sử dụng và an toàn... Đặc biệt, giá thành phải thấp hơn thiết bị nhập vào.

     

    Những Thành Công Bước Đầu

    Câu chuyện về các nhà khoa học Việt Nam nghiên cứu thành công thiết bị xác định nhanh người có nguy cơ nhiễm SARS có lẽ phải bắt đầu từ những năm 1996. Ông Liêm kể lại: Khi đó, cùng với các nhà khoa học Nga, các cán bộ của Trung Tâm đã bắt tay vào việc nghiên cứu ảnh nhiệt. Kết quả của quá trình hợp tác đó là Trung Tâm được chuyển giao một phần công nghệ ảnh nhiệt. Năm 2000, thiết bị nhiệt ký (nghĩa là máy ghi nhận dao động và hiển thị được tín hiệu nhiệt) đầu tiên của Trung Tâm được đưa vào ứng dụng khảo sát các công trình công nghiệp, nhà máy điện, các thiết bị điện...Thiết bị này dùng để phát hiện sai sót, hỏng hóc sắp xảy ra (do thu nhận được các tín hiệu tăng nhiệt bất thường). Tuy nhiên, đó là thiết bị đo nhiệt dùng trong lĩnh vực công nghiệp, cho phép độ sai số cao (vài độ so với dải nhiệt vài nghìn độ), còn để đo nhiệt độ người đòi hỏi độ chính xác gầ̀n như tuyệt đối (± 0,1oC).

    Dựa trên những kết quả nghiên cứu trước đó, Trung Tâm đã hoàn thiện công nghệ sản xuất thiết bị ảnh nhiệt chuyên dụng phục vụ cho việc phát hiện đối tượng nghi nhiễm SARS trong thời gian rất ngắn. Đúng một tháng sau khi nhận nhiệm vụ, tháng 7/2003 nhóm đề tài đã hoàn thành mẫu máy nhiệt ký đầu tiên chạy trên nền hệ điều hành DOS hiển thị 2 giây/hình ảnh với độ chính xác 0,1oC. 10 ngày sau, họ đã chế tạo thành công mẫu máy thứ hai chạy trên nền HĐH Windows với tốc độ sử dụng nhanh gấp đôi và độ chính xác không thay đổi. Một số chức năng đã được cải tiến thêm như: tự động báo khi nhiệt độ vượt ngưỡng, chức năng điều khiển bằng tiếng Việt... Có thể nói, Trung Tâm đã hoàn toàn làm chủ về phần mềm của máy, chỉ có đầu thu cảm biến nhiệt (một loại linh kiện đặc chủng) và một số thiết bị cơ quang là phải nhập.

    Bài toán chế tạo thiết bị ảnh nhiệt của Trung Tâm được nghiên cứu dựa trên các nguyên lý hoạt động của sự truyền qua khí quyển và bản chất của bức xạ hồng ngoại. Điểm nổi bật của thiết bị này, theo ông Liêm là thiết bị có khả năng cung cấp chính xác nhất nhiệt độ đo được với sự dao động chỉ  ± 0,1oC. Hoạt động của thiết bị dựa trên việc quét trường nhiệt độ do vật phát ra bằng hệ cơ quang chiếu vào một đầu thu nhiệt. Tín hiệu analog lấy được từ đầu thu được số hóa và đưa vào máy tính để xử lý. Đầu thu được làm lạnh bằng khí Nitơ lỏng. Độ nhạy cao (0,05oC), có chế độ thay đổi đầu thu tối ưu cho vùng 3...5µm hoặc 8...12µm.

    Ông Liêm cho biết, hiện nay Trung Tâm có thể sản xuất khoảng 20 chiếc/tháng với giá thành 20-25 ngàn USD/chiếc. Trong tương lai gần, theo ông Liêm, thiết bị hoàn toàn có khả năng xuất khẩu cạnh tranh với các sản phẩm cùng loại khác của nước ngoài.

    Thu Hiền

    ID: B0311_35