Tham vọng thay thế các thiết bị xét nghiệm và theo dõi y tế cồng kềnh
Các thành phần tương tự được sử dụng để chụp ảnh tự sướng trên điện thoại thông minh (smartphone) đang được chuyển đổi mục đích và thương mại hóa để thu thập nhanh các thông tin cần thiết cho hoạt động theo dõi sức khỏe cá nhân. Ví dụ, nhấn đầu ngón tay ấn vào ống kính máy ảnh điện thoại có thể đo được nhịp tim. Micro đặt cạnh giường có thể phát hiện chứng ngưng thở khi ngủ. Điện thoại cài ứng dụng sức khỏe có thể đo được thời gian ngủ.
Thú vị nhất trong một thế giới ngày càng quan tâm đến sức khỏe này là các dữ liệu sức khỏe mà các ứng dụng thu thập được sẽ truyền từ xa đến trung tâm hay bác sỹ nên rất thuận tiện mà không cần phải có những thiết bị (phần cứng) vừa đắt tiền vừa mất thời gian và khó thao tác. Nhưng việc sử dụng điện thoại thông minh làm công cụ chẩn đoán hiện vẫn chỉ dừng ở mức “tham khảo” hay “một giải pháp đáng để xem xét”, còn kết luận cuối cùng về lợi hại của nó thì chưa – The Washington Post cho biết.
Dù các bác sĩ và bệnh nhân đều được hưởng lợi từ các ứng dụng sức khỏe trong thế giới thực, nhưng nhiều chuyên gia cho biết xét về tổng thể, chúng chưa hoàn hảo 100% nên tiềm năng thay thể hoàn toàn các phương pháp xét nghiệm cũ vẫn phải chờ thêm một thời gian.
Thời điểm hiện tại, điện thoại thông minh thế hệ mới được trang bị các cảm biến có khả năng theo dõi các dấu hiệu sinh tồn của cá nhân và giúp đánh giá nhiều yếu tố sức khỏe, từ rung tâm nhĩ đến tình trạng tâm thần; và số ứng dụng mới ngày càng nhiều. Các công ty và nhà nghiên cứu háo hức khai thác camera có cảm biến ánh sáng tích hợp trong điện thoại; micro; gia tốc kế phát hiện chuyển động cơ thể; con quay hồi chuyển và cả loa. Sau đó, ứng dụng sẽ sử dụng phần mềm trí tuệ nhân tạo (AI) phân tích các dấu hiệu và âm thanh thu thập được trước khi kết nối bệnh nhân và bác sĩ.
Theo báo cáo của Grand View Research, năm 2021 đã có hơn 350,000 sản phẩm y tế kỹ thuật số có mặt trong các cửa hàng ứng dụng như Apple Store và Google Play.
Andrew Gostine, bác sĩ kiêm giám đốc điều hành của công ty mạng cảm biến Artisight, nhận xét: “Rất khó để đưa các thiết bị xét nghiệm và theo dõi cồng kềnh vào tận nhà bệnh nhân hoặc phòng bệnh viện, nhưng mọi người rất dễ dàng đi lại với chiếc điện thoại thông minh kết nối mạng có cài đặt các ứng dụng y tế cần thiết”.
Theo Trung tâm nghiên cứu Pew, hầu hết người Mỹ đều có điện thoại thông minh, với số người từ 65 tuổi trở lên chiếm hơn 60%. Đại dịch cũng khiến chúng ta thích nghi hơn dịch vụ chăm sóc ảo và chấp nhận nó như một chọn lựa khả thi. Các nhà sản xuất một số ứng dụng sức khỏe đã xin phép Cơ quan Quản lý Thực phẩm và Dược phẩm Mỹ (FDA) được bán chúng dưới dạng thiết bị y tế. Một số được miễn trừ khỏi quy trình xin phép và xếp vào cùng loại với băng cá nhân. Nhưng một số còn chờ cơ quan xử lý “các thiết bị y tế dựa trên AI và máy học (machine learning)” điều chỉnh lại các qui định cho phù hợp với bản chất của ứng dụng.
Đảm bảo độ chính xác và hữu hiệu lâm sàng là rất quan trọng khi chọn mua thiết bị của các nhà cung cấp dịch vụ chăm sóc sức khỏe. Nhiều thiết bị cần tinh chỉnh thường xuyên. Các ứng dụng sức khỏe cũng không là ngoại lệ – Eugene Yang, giáo sư y khoa lâm sàng tại Đại học Washington lưu ý – Rất khó đánh giá công nghệ mới trong các ứng dụng sức khỏe dùng cho điện thoại vì chúng dựa trên các thuật toán do máy học và AI xây dựng để thu thập dữ liệu, không giống các thiết bị đang sử dụng trong bệnh viện được đánh giá theo các tiêu chuẩn có sẵn của ngành y tế.
Việc không đảm bảo được độ chính xác của các ứng dụng khiến bác sĩ vẫn phải xác minh bằng máy móc thiết bị khác nên mục tiêu giảm chi phí xét nghiệm, theo dõi y tê nhờ tận dụng AI và máy học sẽ không đạt được.
Cuộc đua của cả “ông lớn” lẫn “tí hon” công nghệ
Các công ty công nghệ lớn như Google đã đầu tư rất nhiều tiền của vào việc phát triển những trợ thủ cho các bác sĩ lâm sàng, những người chăm sóc bệnh nhân tại nhà và những người dân bình thường khác. Hiện ứng dụng Google Fit có thể kiểm tra nhịp tim bằng cách đặt ngón tay lên ống kính camera phía sau điện thoại hoặc theo dõi nhịp thở bằng camera phía trước ở những điện thoại có khả năng này.
Google sử dụng máy học (machine-learning) và thị giác máy tính (computer vision, một lĩnh vực của AI dựa trên thông tin từ đầu vào trực quan như video hoặc hình ảnh) để phát triển Google Fit. Tiến sĩ Shwetak Patel, giám đốc công nghệ y tế tại Google và là giáo sư kỹ thuật điện và máy tính tại Đại học Washington giải thích:
“Thay vì dùng máy để đo huyết áp, thuật toán của ứng dụng có thể đọc được những thay đổi nhỏ (slight visual changes) được xem như ‘đại diện và tín hiệu sinh học’ của huyết áp”.
Theo một công bố năm 2022, Google đang nghiên cứu cách micro tích hợp trong điện thoại thông minh phát hiện nhịp tim, tiếng rung tim và sử dụng máy ảnh để bảo vệ thị lực bằng cách phát hiện sớm các bệnh về mắt do biến chứng tiểu đường. Gần đây, Google đã mua Sound Life Science, một công ty mới thành lập ở thành phố Seattle thuộc tiểu bang Washington có ứng dụng công nghệ sonar đã được FDA chuẩn nhận.
Người ta còn ứng dụng sử dụng loa của điện thoại để biết những phản hồi các xung rất nhỏ từ cơ thể bệnh nhân nhằm có thể xác định chuyển động và theo dõi nhịp thở. Công ty Binah.ai trụ sở tại Israel đang nghiên cứu dùng camera của điện thoại thông minh để tính toán các dấu hiệu sinh tồn. Người phát ngôn Mona Popilian-Yona của công ty cho biết: “Phần mềm của chúng tôi hoạt động bằng cách nghiên cứu vùng xung quanh mắt và phân tích ánh sáng phản chiếu từ các mạch máu trở lại thủy tinh thể”.
Công ty cũng phát triển ứng dụng đo thị lực và theo dõi sức khỏe tâm thần. Ứng dụng Canary Speech sử dụng công nghệ giống như Alexa của Amazon để phân tích giọng nói bệnh nhân và đưa ra gợi ý về tình trạng sức khỏe tâm thần của họ. Henry O’Connell, giám đốc điều hành của công ty cho biết: “Phần mềm này có thể tích hợp với các cuộc hẹn khám bệnh từ xa để cho phép các bác sĩ lâm sàng sàng lọc chứng lo âu và trầm cảm thông qua thư viện dấu ấn sinh học giọng nói và phân tích các khả năng”.
Năm 2022, công ty ResApp Health trụ sở tại Úc được FDA chuẩn thuận ứng dụng SleepCheckRx dùng cho iPhone để phát hiện được chứng ngưng thở khi ngủ do tắc nghẽn (từ trung bình đến nặng) bằng cách lắng nghe tiếng thở và tiếng ngáy. Ứng dụng Reflex của công ty Brightlamp là một công cụ hỗ trợ phục hồi thị lực. Sử dụng máy ảnh của iPad và iPhone, ứng dụng sẽ đo lường cách đồng tử phản ứng với những thay đổi về ánh sáng bên ngoài và sau đó dùng phân tích máy học để đánh giá bệnh nhân.
Brightlamp đang bán trực tiếp Reflex cho các nhà cung cấp dịch vụ chăm sóc sức khỏe và đã có hơn 230 phòng khám sử dụng nó. Các bác sĩ lâm sàng phải trả một khoản phí tiêu chuẩn hàng năm $400 cho mỗi ứng dụng (khoản phí này không được bảo hiểm chi trả). Bộ Quốc phòng Hoa Kỳ cũng đang tiến hành thử nghiệm lâm sàng với Reflex.
Trong một số trường hợp, chẳng hạn với ứng dụng Reflex, dữ liệu được xử lý trực tiếp trên điện thoại mà không phải đưa đám mây để chuyển đến trung tâm – Kurtis Sluss, giám đốc điều hành Brightlamp nói – Bằng cách xử lý mọi thứ trên điện thoại, ứng dụng sẽ tránh được các rắc rối về quyền riêng tư (truyền dữ liệu từ nơi khác phải cần sự đồng ý của bệnh nhân).
Nhưng các thuật toán của ứng dụng cũng phải được cập nhật và thử nghiệm thường xuyên. Đó là một quá trình liên tục. Ví dụ, các nhà nghiên cứu phát hiện ra một số ứng dụng thị giác máy tính (computer vision apps), gồm cả một số ứng dụng theo dõi nhịp tim và huyết áp sẽ kém chính xác hơn đối với làn da sẫm màu. Họ đang tìm giải pháp tốt hơn.
