AWS Study Group

Cách nền tảng của CIMAR hỗ trợ chương trình sàng lọc ung thư phổi quốc gia ở quy mô lớn, vận hành trên AWS

Tác giả: Oliver Scott, Dennis Wait, Alex Lemm, Morten Kjaerulff, and Prabhu Arumugam

Ngày đăng: ngày 11 tháng 4 năm 2025 

Danh mục: Amazon ElastiCache, Amazon RDS, Amazon Simple Storage Service (S3), Artificial Intelligence, AWS Partner Network, AWS Well-Architected Framework, Database, Healthcare, Healthcare, Public Sector, Public Sector Partners 

Ung thư phổi vẫn là nguyên nhân hàng đầu gây tử vong do ung thư trên toàn thế giới, theo Quỹ Nghiên cứu Ung thư Thế giới Quốc tế (World Cancer Research Fund International), với 1,8 triệu ca tử vong toàn cầu trong năm 2022. Mặc dù ung thư phổi chỉ chiếm khoảng 12–13% tổng số ca ung thư mới ở Mỹ, Liên minh châu Âu và Vương quốc Anh, nhưng nó lại gây ra 20–21% tổng số ca tử vong do ung thư tại các khu vực này. Căn bệnh này thường chỉ được phát hiện ở giai đoạn muộn, khi các phương pháp điều trị trở nên hạn chế.

Việc sàng lọc cá thể hóa (personalized screening) cho các nhóm có nguy cơ cao bằng chụp cắt lớp vi tính liều thấp (low-dose computed tomography – LDCT) đã nổi lên như một phương pháp hiệu quả để phát hiện sớm. Kỹ thuật LDCT tạo ra hình ảnh 3D chi tiết của phổi, trong khi sử dụng ít hơn 90% bức xạ so với chụp CT thông thường, giúp các bác sĩ chẩn đoán hình ảnh (radiologists) phát hiện sớm những vùng có khả năng ung thư.

Hiện nay, chỉ có Mỹ, Trung Quốc, Hàn Quốc, Đài Loan, Cộng hòa Séc và Croatia triển khai chương trình sàng lọc ung thư phổi toàn quốc. Hà Lan và Vương quốc Anh cũng cung cấp phạm vi phủ sóng (coverage) ở nhiều địa điểm, còn một số quốc gia EU khác như Ba Lan đã thực hiện các thử nghiệm sàng lọc nhiều năm và đang lên kế hoạch chuyển đổi thành chương trình sàng lọc toàn quốc trong những năm tới.

Trong bài viết này, chúng tôi mô tả cách mà Đối tác AWS CIMAR (AWS Partner CIMAR) với nền tảng quản lý hình ảnh y tế của mình đã giúp triển khai nhanh chóng, mở rộng quy mô (scaling) và vận hành chương trình sàng lọc ung thư phổi quốc gia của Dịch vụ Y tế Quốc gia Anh (NHS England), kết nối 124 tổ chức ủy thác NHS (acute NHS trusts) và nhiều đơn vị chụp quét lưu động (mobile scanning units).

Chương trình sàng lọc ung thư phổi của NHS England

Năm 2019, NHS England khởi động chương trình Total Lung Health Check (TLHC) – một chương trình sàng lọc ung thư phổi nhằm xác định những người từ 55–74 tuổi có nguy cơ cao dựa trên hồ sơ y tế của bác sĩ sau khi một nghiên cứu chỉ ra rằng việc sàng lọc sớm bằng chụp CT liều thấp giúp giảm tỷ lệ tử vong do ung thư phổi 26% ở nam giới và 39–61% ở nữ giới. Đến tháng 6 năm 2023, Chính phủ Anh công bố rằng TLHC sẽ trở thành cơ sở cho chương trình sàng lọc ung thư phổi có mục tiêu cấp quốc gia. Phần lớn các nhà cung cấp dịch vụ bên ngoài đã chọn Đối tác AWS CIMAR (AWS Partner CIMAR) làm nền tảng đám mây trung tâm (central cloud platform) để kết nối với các bệnh viện, cho phép thu nhận và báo cáo kết quả chụp từ xa, bao gồm cả việc chuyển dữ liệu đến hệ thống AI và trả kết quả về cho bệnh viện. Nhờ sử dụng nền tảng của CIMAR, khách hàng có thể quản lý khoảng 80% dữ liệu hình ảnh chẩn đoán TLHC. Chương trình bắt đầu triển khai từ nửa cuối năm 2023 và dự kiến sẽ phát hiện ung thư ở khoảng 9.000 người và thực hiện một triệu lượt chụp chiếu mỗi năm sau khi được triển khai đầy đủ.

Thách thức đối với các chương trình sàng lọc ung thư phổi cấp quốc gia

Các chương trình sàng lọc ung thư phổi cấp quốc gia phải đối mặt với nhiều thách thức phức tạp trong quá trình triển khai và vận hành.

Sự gia tăng nhanh chóng số người đủ điều kiện tham gia sàng lọc đã gây áp lực lớn lên các bệnh viện, đặc biệt là khoa chẩn đoán hình ảnh và nguồn nhân lực bác sĩ chẩn đoán hình ảnh. Nhiều bệnh viện thiếu thiết bị chụp chiếu hoặc chuyên gia đọc kết quả, buộc họ phải thuê ngoài dịch vụ để duy trì liên tục công tác chăm sóc.

Tính không đồng nhất của các hệ thống hình ảnh y tế trong toàn bộ hệ thống NHS, cùng với sự khác biệt trong quy trình vận hành giữa các tổ chức ủy thác (trusts), làm tăng thêm độ phức tạp. Các nhà cung cấp dịch vụ phải thích ứng với những yêu cầu đa dạng này trong khi vẫn phải đảm bảo tích hợp liền mạch (seamless integration) và cung cấp dịch vụ chăm sóc.

Ngoài ra, việc cần lưu trữ, truyền tải và phân tích an toàn khối lượng lớn dữ liệu hình ảnh y tế giữa nhiều bên liên quan đòi hỏi hạ tầng công nghệ mạnh mẽ và tiết kiệm chi phí.

Giải pháp của CIMAR cho những thách thức này

Nền tảng của CIMAR giải quyết những thách thức phức tạp này thông qua một kiến trúc điện toán đám mây có khả năng mở rộng, trung lập với nhà cung cấp, giúp chuyển đổi cách khách hàng của họ cung cấp dịch vụ cho NHS (Hệ thống Y tế Quốc gia Anh). Nền tảng này đóng vai trò như một lớp kết nối thống nhất, tích hợp hệ thống bệnh viện, đơn vị chụp chiếu di động, các nhà cung cấp AI và các chuyên gia từ xa, cho phép trao đổi dữ liệu liền mạch mà không cần nâng cấp hệ thống tốn kém.

Giải pháp dựa trên điện toán đám mây này xử lý hiệu quả bản chất năng động (dynamic nature) của các chương trình sàng lọc ung thư phổi, thích ứng với khối lượng công việc biến động trong khi vẫn duy trì hiệu suất và độ tin cậy. Thông qua một nền tảng web tập trung, CIMAR kết nối các tổ chức uỷ thác (trusts) với các đơn vị chẩn đoán và bác sĩ chuyên khoa, giúp vượt qua giới hạn về nguồn lực địa phương và khoảng cách địa lý.

Nền tảng còn tích hợp quy trình AI để tự động hóa các bước chính trong quá trình xử lý và báo cáo hình ảnh, từ đó giảm bớt gánh nặng hành chính để các bác sĩ có thể tập trung hơn vào chăm sóc bệnh nhân. Sự kết hợp giữa công nghệ và chuyên môn y khoa này đã giúp khách hàng của CIMAR quản lý khoảng 80% dữ liệu hình ảnh chẩn đoán trong chương trình TLHC, cho thấy hiệu quả của nền tảng trong việc hỗ trợ các chương trình sàng lọc quy mô lớn.

Nền tảng sàng lọc ung thư phổi của CIMAR tích hợp với các dịch vụ của AWS

Cổng dịch vụ (service gateway) của CIMAR được tích hợp liền mạch với Amazon Web Services (AWS), tạo thành xương sống cho hạ tầng điện toán đám mây và mạng lưới rộng lớn hỗ trợ chương trình sàng lọc ung thư phổi. Sự tích hợp này cho phép thiết lập quy trình làm việc mở rộng, an toàn và hiệu quả, từ đó cải thiện kết quả điều trị cho bệnh nhân thông qua việc tối ưu hóa quy trình sàng lọc ung thư phổi.

Một trong những thách thức then chốt trong sàng lọc ung thư phổi là đảm bảo việc truy cập kịp thời và hiệu quả vào hình ảnh y khoa để các chuyên gia có đủ năng lực có thể xem xét và đưa ra khuyến nghị lâm sàng. CIMAR giải quyết vấn đề này bằng cách sử dụng các dịch vụ lưu trữ của AWS và các phương pháp tối ưu trong điện toán đám mây, giúp thiết lập một liên kết gần như trực tiếp giữa các thiết bị chụp chiếu y tế và các chuyên gia lâm sàng.

Các thành phần chính của kiến trúc hệ thống

Như thể hiện trong sơ đồ sau, kiến trúc này tuân theo các nguyên tắc thực hành tốt nhất của AWS Well-Architected Framework, trong đó các gateway (cổng dịch vụ) giao tiếp với bộ cân bằng tải (load balancer). Bộ cân bằng tải này phân phối lưu lượng truy cập qua nhiều máy chủ có kết nối công khai (public-facing servers) trên các Availability Zones khác nhau, mang lại khả năng phục hồi (resiliency) và khả năng mở rộng (scalability).

Các dịch vụ được quản lý của AWS vận hành hệ thống lưu trữ dữ liệu và xử lý mạnh mẽ ở tầng backend, cho phép CIMAR tổ chức và mở rộng logic lưu trữ dữ liệu một cách hiệu quả, đồng thời phản hồi nhanh chóng với các tổ chức uỷ thác (trusts) và bác sĩ lâm sàng.

Các dịch vụ chính bao gồm:

  • Amazon ElastiCache – Cải thiện hiệu năng nhờ lưu trữ tạm (cache) các dữ liệu được truy cập thường xuyên.

Hình 1: Kiến trúc tổng quan của nền tảng sàng lọc ung thư phổi cloud-native của CIMAR trên AWS.

Kết luận

Chương trình sàng lọc ung thư phổi đang được mở rộng nhanh chóng trên khắp nước Anh để tiếp cận tất cả những người đủ điều kiện. Tính đến năm 2024, đã có hơn 1 triệu thư mời được gửi đi và hơn 3.000 ca ung thư phổi đã được phát hiện, trong đó hơn 74% được chẩn đoán ở giai đoạn sớm, khi ung thư phổi vẫn còn khả năng điều trị hiệu quả.

Hiện nay, hơn 40 tổ chức y tế thuộc NHS đã được kết nối với nền tảng của CIMAR, cho phép lưu trữ và xử lý các hình ảnh chụp phổi trên đám mây.

Một giải pháp quản lý hình ảnh y khoa an toàn và tiết kiệm chi phí như CIMAR, vận hành trên hạ tầng AWS Cloud, là một thành phần cốt lõi giúp các chính phủ triển khai, quản lý và mở rộng các chương trình sàng lọc ung thư quy mô quốc gia một cách hiệu quả trong thời đại hiện nay.

TAGS: Amazon Elasticache, Amazon RDS, Amazon S3, Artifical Intelligence, AWS Partner, AWS Public Sector, AWS Well Architected Framework, healthcare

Giới thiệu tác giả

Oliver Scott Với vai trò là CTO (Giám đốc Công nghệ) của CIMAR, tầm nhìn kỹ thuật và kinh nghiệm thực tiễn của Oliver đã giúp CIMAR cung cấp các giải pháp hình ảnh y tế mạnh mẽ, bảo mật và có khả năng mở rộng, đáp ứng nhu cầu luôn thay đổi của các nhà cung cấp dịch vụ y tế hiện đại. Nhìn về tương lai, ông cho rằng AI trong chẩn đoán hình ảnh có tiềm năng to lớn để nâng cao độ chính xác, tinh gọn quy trình làm việc và cung cấp những hiểu biết chưa từng có về chăm sóc bệnh nhân. Oliver nhấn mạnh tầm quan trọng của việc triển khai các công nghệ AI một cách có cấu trúc và an toàn để hiện thực hóa đầy đủ những lợi ích này.

Dennis Wait Dennis lãnh đạo nhóm Thương mại với tư cách là CCO (Giám đốc Thương mại) tại CIMAR từ năm 2020. Ông mang đến bề dày kinh nghiệm về lĩnh vực hệ thống lưu trữ và truyền hình ảnh (PACS) trên đám mây, cùng với nền tảng về chẩn đoán lâm sàng trong tim mạch. Ông có bằng cấp về công nghệ lâm sàng và giáo dục, cùng bằng MBA, trang bị cho ông nền tảng vững chắc về cả khía cạnh kỹ thuật và kinh doanh của CNTT trong y tế. Là người sớm áp dụng công nghệ, ông đã đóng vai trò tiên phong trong một trong những đánh giá “người-so-với-máy” (man-vs-machine) có hỗ trợ báo cáo đầu tiên trong tim mạch, mở đường cho những tiến bộ của AI trong tương lai.

Alex Lemm Alex lãnh đạo bộ phận Phát triển Kinh doanh Hình ảnh Y tế cho AWS tại khu vực EMEA (Châu Âu, Trung Đông và Châu Phi), tập trung vào việc thúc đẩy áp dụng và mở rộng đám mây cho các công ty HealthTech (Công nghệ Y tế). Ông hợp tác chặt chẽ với các nhà cung cấp phần mềm độc lập (ISVs) y tế toàn cầu, các nhà cung cấp hình ảnh y tế khu vực và các bệnh viện để xác định và thực thi các chiến lược di chuyển lên đám mây, đồng thời thúc đẩy việc áp dụng các dịch vụ dành riêng cho y tế của AWS như AWS HealthImaging. Alex dẫn đầu các dự án đồng đổi mới chiến lược với các đối tác để tạo ra các kiến trúc tham chiếu cho các giải pháp hình ảnh y tế thế hệ tiếp theo và đóng góp vào việc dẫn dắt tư duy trong lĩnh vực hình ảnh y tế tại AWS thông qua các bài phát biểu tại các hội nghị y tế lớn.

Morten Kjaerulff Morten là kỹ sư đám mây cấp cao tại CIMAR và đã dẫn dắt việc thiết kế kiến trúc AWS cũng như bảo mật nền tảng cho các dự án y tế của CIMAR trong khu vực công và tư nhân của Vương quốc Anh. Morten thúc đẩy các thực hành tốt nhất (best practices) cho các dự án triển khai AI đa tài khoản (multi-account) theo kiến trúc tốt (well-architected), với khả năng tích hợp liền mạch vào bộ công cụ chẩn đoán của CIMAR để trao đổi và báo cáo hình ảnh y tế.

Prabhu Arumugam Prabhu là trưởng nhóm đổi mới lâm sàng tại Amazon Web Services (AWS). Ông được đào tạo về y khoa tại Bệnh viện St. Bartholomew’s và Royal London. Prabhu đã được đào tạo về mô bệnh học (histopathology) và hoàn thành bằng Tiến sĩ tại Viện Ung thư Barts về bệnh lý tuyến tụy.

←
→

Leave a comment