Ứng dụng mô hình D-MOSS để khoanh vùng sốt xuất huyết

Hiện nay việc phòng chống và điều trị bệnh sốt xuất huyết vẫn còn là một thách thức không nhỏ, vì chưa có thuốc điều trị đặc hiệu mới chỉ có duy nhất một vaccine phòng bệnh này được cấp phép nhưng các dữ liệu về hiệu quả của nó vẫn chưa rõ ràng và chỉ được phép tiêm cho những người đã từng mắc bệnh. Bởi vậy, những biện pháp khả thi nhất hiện nay vẫn là cách thức phòng chống truyền thống bao gồm: loại trừ nơi sinh sản của muỗi, đẩy mạnh truyền thông để mỗi người tự có những biện pháp bảo vệ mình khỏi bị muỗi đốt, theo dõi và tầm soát dịch bệnh thường xuyên. Dù có vẻ “thủ công”, song những biện pháp này sẽ phát huy hiệu quả không hề nhỏ nếu được thực hiện triệt để và đúng lúc, đúng chỗ. Chẳng hạn, nếu biết trước nơi nào có nguy cơ phát sinh dịch bệnh, các địa phương có thể chuẩn bị hóa chất để sớm tiến hành diệt muỗi và bọ gậy.

Theo GS. Vũ Sinh Nam, dự báo sớm dịch có ý nghĩa và vai trò rất quan trọng trong công tác lập kế hoạch và hỗ trợ ra quyết định để ứng phó kịp thời, hiệu quả với các tình huống dịch bệnh xảy ra. Đây chính là lý do mà các nhà khoa học Việt Nam và Vương quốc Anh cùng bắt tay phát triển mô hình dự báo sớm sốt xuất huyết dựa vào quan sát vệ tinh D-MOSS (Dengue forecasting Model Satellite System) trong một dự án kéo dài từ năm 2019-2022. Dự án do Công ty HR Wallingford chủ trì, thuộc Chương trình Đối tác Quốc tế (International Partnership Programme - IPP) của Cơ quan Vũ trụ Vương quốc Anh (UK Space Agency) trong khuôn khổ Quỹ Nghiên cứu Thách thức toàn cầu (GCRF). Với khả năng dự báo sớm số ca mắc sốt xuất huyết trước sáu tháng ở độ chính xác cao, “đây là một trong những mô hình khả thi và hiệu quả nhất trong dự báo sốt xuất huyết dengue ở Việt Nam hiện nay”, GS. Vũ Sinh Nam nhận định.

Việc dự báo dịch bệnh vốn là vấn đề khó, đặc biệt với bệnh sốt xuất huyết. Do đặc điểm lây truyền qua muỗi và có bốn type virus khác nhau, nguy cơ xảy ra dịch sốt xuất huyết phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố, từ điều kiện môi trường cho đến dịch tễ. “Việc dự báo sốt xuất huyết rất khó, bởi nó cần rất nhiều chỉ số đầu vào, cho nên xưa nay đã có nhiều mô hình dự báo sớm bệnh sốt xuất huyết, nhưng mô hình khả thi và hữu dụng thì rất ít”, GS. Vũ Sinh Nam cho biết. Các mô hình đó thường lấy dữ liệu đầu vào từ những yếu tố ảnh hưởng trực tiếp tới dịch bệnh như: nhiệt độ môi trường, mật độ quăng muỗi, mức độ miễn dịch quần thể (tức là đánh giá xem bao nhiêu % người đã có kháng thể với sốt xuất huyết, với các dòng virus khác nhau). Tuy nhiên, hai dữ liệu cuối đòi hỏi quá trình điều tra rất công phu, tốn kém mà độ chính xác chưa chắc đã cao.

D-MOSS đem đến một cách tiếp cận mới. Nếu như những mô hình trước dựa trên một “ống kính cận cảnh” về căn bệnh sốt xuất huyết thì D-MOSS lùi ống kính đó ra xa hơn. Vì sốt xuất huyết là bệnh lây nhiễm qua muỗi mang virus nên sự lan truyền của bệnh phụ thuộc chủ yếu vào điều kiện thời tiết và môi trường. Chẳng hạn, ở nơi nào có nhiệt độ càng cao, độ ẩm lớn, nhiều chỗ chứa nước hở thì muỗi càng dễ dàng phát triển và truyền bệnh. Dựa trên nguyên tắc này, D-MOSS không chỉ sử dụng dữ liệu ca bệnh sẵn có trong vòng 20 năm (2000-2019), mà còn kết hợp các yếu tố tác động đến sự phát triển của muỗi như lượng mưa, nhiệt độ, độ ẩm (từ dữ liệu quan trắc vệ tinh Sentinel – các vệ tinh quan sát Trái đất thuộc Chương trình Copernicus của Cơ quan Không gian châu Âu), tình trạng nước bề mặt và thông tin dự báo thời tiết (do Cơ quan Khí tượng Vương quốc Anh – Met Office cung cấp). Đây là hệ thống dự báo sốt xuất huyết đầu tiên tích hợp dữ liệu quan trắc vệ tinh và dự báo thời tiết. Với tần số quét cao và chi tiết theo không gian, dữ liệu quan trắc vệ tinh là một trong những đầu vào quan trọng và chính xác cho D-MOSS.

Quá trình đi tìm lời giải cho một bài toán phức tạp như dự báo sớm sốt xuất huyết cần đến sự liên ngành, chứ “không một bên đơn lẻ nào có thể tự giải quyết”, GS. Vũ Sinh Nam nhận xét. Do vậy, dự án xây dựng mô hình D-MOSS đã quy tụ các nhà nghiên cứu đến từ nhiều đơn vị thuộc lĩnh vực y tế và dự báo khí tượng ở Việt Nam cũng như Vương quốc Anh. Các thành viên dự án ở phía Việt Nam sẽ hồi cứu số liệu về ca mắc sốt xuất huyết trong vòng 20 năm, cung cấp cho HR Wallingford và Met Office - những đơn vị hàng đầu trên thế giới về xây dựng mô hình dự báo liên quan đến thời tiết và khí hậu để phát triển D-MOSS.

Từ những phiên bản đầu tiên có độ chính xác chưa cao, sau nhiều lần điều chỉnh và tối ưu, mô hình dự báo sớm sốt xuất huyết D-MOSS trước sáu tháng ở quy mô cấp tỉnh đã ra đời. Khi thử nghiệm với những lần diễn ra dịch sốt xuất huyết trước đây trong quá khứ, D-MOSS cho kết quả có độ chính xác gần như trùng khớp với thực tế, đặc biệt trong 3-4 tháng. Mô hình này được chạy trên một giao diện website, hiện đã được thử nghiệm ở Hà Nội, Đắk Lắk, Khánh Hòa và Đồng Nai từ giữa năm 2020 đến đầu năm 2022. Viện Vệ sinh Dịch tễ Trung ương, Viện Vệ sinh Dịch tễ Tây Nguyên, Viện Pasteur Nha Trang, Viện Pasteur Hồ Chí Minh theo dõi dự báo dịch bệnh trên website đó và lên kế hoạch tập huấn, hướng dẫn cho các nhân viên chuyên trách về y tế dự phòng trên địa bàn triển khai chiến dịch diệt bọ gậy, thả cá, thu gom phế thải, hỗ trợ hóa chất cho địa phương.

Mô hình D-MOSS đã mang đến một “làn gió mới” cho công tác dự báo sớm sốt xuất huyết ở Việt Nam. “Hệ thống có tính khả thi cao, dễ sử dụng cho cán bộ y tế các tuyến tỉnh trong quá trình theo dõi, phân tích và đề xuất các hành động đáp ứng với tình hình dịch bệnh sốt xuất huyết dengue tại địa phương”, ThS. Nguyễn Thanh Đông ở Viện Pasteur Nha Trang cho biết. Cụ thể, “nguồn dữ liệu ca bệnh đầu vào lớn, độ tin cậy cao, được cập nhật liên tục, còn dữ liệu thời tiết được thu thập từ vệ tinh theo thời gian thực. Quá trình truy cập, sử dụng hệ thống dự báo tương đối dễ dàng, trang web trực tuyến của hệ thống D-MOSS chạy được trên nhiều trình duyệt khác nhau, chỉ cần thiết bị có wifi (điện thoại, máy tính, ipad) là có thể truy cập và sử dụng hàng ngày. Các bảng, biểu đồ, bản đồ dự báo có màu sắc dễ nhận dạng, có thể chuyển đổi các ngưỡng cảnh báo khác nhau và cho phép bật, tắt các đường hiển thị dự báo rất linh động”.

Nhờ hiệu quả ứng dụng cao, mô hình D-MOSS đã giành được nhiều giải thưởng về công nghệ ở Vương quốc Anh như: ba giải thưởng của IT Industry Awards 2021; giải thưởng Digital Technology Leaders Awards cho dự án dữ liệu lớn/IoT của năm (hạng mục phi lợi nhuận).

Dự án xây dựng mô hình D-MOSS đã hoàn thành với kết quả xuất sắc, song vẫn còn nhiều bài toán đặt ra cho các nhà nghiên cứu. Hạn chế của mô hình D-MOSS là mới dự báo ở quy mô tuyến tỉnh. Nếu phát triển mô hình dự báo ở cấp độ chi tiết hơn, ở tuyến huyện và xã, thì việc chuẩn bị ứng phó sẽ càng hiệu quả và tiết kiệm nguồn lực. Ngoài ra, các nhà nghiên cứu như GS. Vũ Sinh Nam cũng hy vọng Việt Nam sớm tiếp nhận mô hình này. Hiện nay, phía đối tác bên Anh vẫn đang vận hành mô hình, phía Việt Nam sẽ cung cấp dữ liệu và nhận kết quả đầu ra. Nếu về lâu dài, sau khi kết thúc dự án, phía Anh không còn duy trì thì chúng ta sẽ làm thế nào? Bởi vậy, việc làm chủ mô hình có vai trò rất quan trọng, song làm thế nào để có chúng ta có đủ năng lực tiếp nhận lại là một bài toán khác.

D-MOSS đặc biệt ý nghĩa trong bối cảnh Chương trình mục tiêu quốc gia phòng chống bệnh sốt xuất huyết đang bị cắt giảm. “Hiện nay mô hình D-MOSS được ứng dụng để dự báo trước 6 tháng cho 63 tỉnh trên cả nước rất tốt. Nhờ mô hình này, chúng ta có thể khoanh vùng nơi nào có nguy cơ cao để tập trung đối phó, tránh dàn trải nguồn lực”, GS. Vũ Sinh Nam cho biết.