Thiết bị này nhằm tăng cường hiệu quả làm việc của bác sĩ, đồng thời giảm thiểu khả năng lây các bệnh truyền nhiễm từ bệnh nhân đến nhân viên y tế.

Xuất phát từ nhu cầu thực tiễn

Trên thế giới hiện nay, với sự phát triển mạnh mẽ của công nghệ vi điện tử, các thiết bị điện tử ngày càng nhỏ gọn, có khả năng tích hợp nhiều tính năng cao. Trong những năm gần đây, đã xuất hiện một công nghệ mới được phát triển rất mạnh mẽ gọi là công nghệ vi cơ điện tử (MEMS). Từ đó, các sản phẩm điện tử y tế theo dõi các thông số bệnh nhân đã xuất hiện khá nhiều trên thế giới nhằm phục vụ cho các mục đích khác nhau. Tuy nhiên những sản phẩm này đắt và chi phí lớn. Vì vậy, từ năm 2000, cố GS.TSKH Nguyễn Phú Thùy đã bắt tay vào nghiên cứu xây dựng hệ thống theo dõi huyết áp, nhịp tim từ xa.

Sáng chế này đề xuất việc sử dụng linh kiện MEMS vào trong thiết bị đo huyết áp và nhịp tim. Hệ thống này được tích hợp với mạch đo nhiệt độ và một bộ thu phát không dây tạo thành một module đo huyết áp nhịp tim và nhiệt độ điều khiển từ xa. Các module này được kết nối với một máy tính dùng để điều khiển, thu thập dữ liệu và theo dõi các thông số của bệnh nhân.

Theo PGS.TS Chử Đức Trình, hệ thống điện tử y tế này sử dụng các linh kiện chính là vi cảm biến áp suất, vi cảm biến gia tốc được chế tạo bằng công nghệ vi cơ điện tử, các hệ thống động cơ, bao khí và các bộ thu phát không dây. Khi đo huyết áp nhịp tim các động cơ được lập trình tự động bơm khí vào bao khí đeo trên bắp tay bệnh nhân. Van khí sẽ được lập trình để từ từ xả khí, trong khi cảm biến áp suất theo dõi các xung nhịp tim. Dựa vào nguyên lý đo kiểu dao động, các thông số huyết áp tâm thu, huyết áp tâm trương và nhịp tim được xác định chính xác. Sau khi đo xong, các thông tin được truyền về hệ thống máy tính trung tâm thông qua các bộ thu phát không dây. Hệ thống đường truyền không dây được thiết kế hai chiều, do đó, các bác sỹ và nhân viên y tế không những nhận được thông tin cập nhật từ các máy đo đeo trên tay bệnh nhân mà còn có thể lập trình thay đổi về lịch trình đo phù hợp với từng bệnh nhân.

Trong những năm vừa qua, nghiên cứu này được phát triển theo hướng mới với khối lượng kiến thức rộng và mang tính liên ngành cao, nên nhiều sinh viên đã tham gia nghiên cứu. Hiện nay, 4 sinh viên đại học, 2-3 học viên và 3 nghiên cứu viên của nhóm đang thực hiện đề tài. Nhóm đang hợp tác với một số đơn vị liên quan đến y tế để thử nghiệm và bước đầu triển khai ứng dụng sản phẩm. Sản phẩm này bước đầu đang được triển khai thử nghiệm tại iện trang thiết bị và công trình y tế và tiến tới kiểm tra lâm sàng tại một bệnh viện trong khu vực Hà Nội trong khuôn khổ hợp tác với nhóm nghiên cứu của TS. Nguyễn Thanh Tùng, Khoa Quốc tế, Đại học Quốc gia Hà Nội.

Kế thừa, phát triển và hoàn thiện sản phẩm

PGS.TS. Chử Đức Trình chia sẻ, sản phẩm mới có nhiều ưu điểm và hoàn thiện hơn so với sản phẩm cũ. Sản phẩm đầu tiên chỉ mới chỉ có chức năng đo huyết áp, nhịp tim với mong muốn để nghiên cứu, theo dõi được những người bị bệnh tim mạch từ xa không phải đến bệnh viện. Trong khi tìm hiểu về bệnh tim nhóm nghiên cứu nhận ra ngoài thông số huyết áp, nhịp tim, điện tim 12 chuyển đạo là thông số quan trọng cho chuẩn đoán bệnh tim mạch. Vì vậy, sản phẩm hiện nay của nhóm tích hợp các chức năng đo huyết áp, nhịp tim, điện tim 12 chuyển đạo. Để thuận tiện cho sử dụng và theo dõi bệnh nhân, thiết bị được tích hợp các chức năng hiển thị LCD, màn hình cảm ứng, kết nối internet. Thiết bị còn được tích hợp với hệ thống pin và nguồn nuôi độc lập cho phép theo dõi bệnh nhân di động.

Sản phẩm hiện nay có hai cấu hình, một phiên bản dành cho di động, nhỏ với tính năng vừa phải có thể truyền tin không dây về trung tâm. Phiên bản thứ hai với chức năng đầy đủ hơn phù hợp với yêu cầu của các phòng khám, bệnh viện. Sản phẩm này có tiềm năng sử dụng tốt cho các đơn vị y tế tại các vùng sâu vùng xa, nơi còn thiếu không những trang thiết bị y tế mà còn cả đội ngũ cán bộ y tế giỏi. Các kết quả đo tại các đơn vị y tế vùng xa có thể được chuyển thời gian thực đến các bác sĩ, nhân viên y tế tại các trung tâm lớn hơn để có những hỗ trợ về chuẩn đoán và điều trị bệnh.

Sản phẩm đầu tiên được đặt tại Bệnh viện Việt Đức

So với những máy đã có trên thế giới nếu xét về mặt công nghệ cơ bản thì máy của nhóm chế tạo cũng phát triển dựa trên thuật toán, nguyên lý chung trên thế giới. Trước hết, nhóm xây dựng hệ thống từ những linh kiện điện tử cơ bản cho đến tích hợp hệ thống, phần mềm và kết nối. Nhưng sản phẩm có điểm đặc biệt là phù hợp với yêu cầu của nước ta về giá thành cũng như phù hợp về thời tiết và môi trường khi vận hành. Với nền tảng các kết quả đã đạt được, nhóm đang tập trung nghiên cứu phát triển hệ thống tự động phát hiện một số bệnh liên quan đến bệnh động mạch vành. Hiện nay, bệnh xơ vữa động mạch trong đó có bệnh động mạch vành đang là nguyên nhân tử vong ở những nước công nghiệp. Ở Việt Nam, tỉ lệ mắc bệnh và tỉ lệ tử vong do bệnh động mạch vành ngày càng gia tăng, cùng với sự phát triển của đời sống kinh tế xã hội, bệnh động mạch vành đã trở thành mối đe dọa thực sự đối với cộng đồng. Phát hiện và điều chỉnh các yếu tố nguy cơ có vai trò quan trọng làm giảm tỷ lệ mắc bệnh và tỷ lệ tử vong do bệnh động mạch vành. Đây là động lực chính để nhóm nghiên cứu nghiên cứu phát triển hệ thống xử lý tín hiệu điện tim thông minh và tự động phát hiện tình trạng bệnh động mạch vành. Các biểu hiện của bệnh động mạch vành trên tín hiệu điện tim 12 chuyển đạo được nhóm nghiên cứu kỹ thông qua các tài liệu y tế chuyên môn và thống kê dữ liệu điện tim của một số bệnh nhân động mạch vành từ các bệnh viện. Kết quả nghiên cứu sẽ có tác dụng hỗ trợ rất tốt cho công tác phát hiện sớm bệnh nhân động mạch vành. Tiến tới nhóm sẽ nghiên cứu tích hợp chức năng này trên điện thoại thông minh.

Phát triển sản phẩm theo hướng thông minh hóa

Với niềm đam mê và sở thích phát triển thiết bị y tế, PGS.TS. Chử Đức Trình tự nhận thấy việc kế thừa những nghiên cứu của cố GS.TSKH. Nguyễn Phú Thùy là một cơ duyên, và là cái nghiệp với điện tử y tế. Nhóm nghiên cứu sẽ tiếp tục đầu tư nghiên cứu phát triển các hệ thống điện tử y sinh học, y tế trong thời gian tới dựa trên các kết quả đã đạt được cũng như hợp tác với các nhóm nghiên cứu khác trong nước và quốc tế. Ngoài hệ thống nêu trên, nhóm nghiên cứu đang tập trung phát triển các hệ thống thao tác, cảm nhận tế bào sống. Nghiên cứu thiết kế hệ thống vi cơ lỏng phát hiện tế bào ung thư tuần hoàn CTCs là đề tài đang được bắt đầu triển khai trên cơ sở hợp tác với các đối tác Nhật Bản và Đài Loan.

Nói đến khó khăn trong quá trình nghiên cứu, PGS.TS. Chử Đức Trình bày tỏ, vì trang thiết bị điện tử dành cho y tế cần độ chính xác cao, mà tín hiệu y tế có tần số rất thấp nên nhiễu rất lớn. Bên cạnh đó, trở suất của mỗi người khác nhau là khác nhau, nên để thiết kế được các mạch giao tiếp với cơ thể người và mạch lọc tín hiệu cần được đầu tư bài bản và rất tốn thời gian nghiên cứu, thử nghiệm. Các công đoạn thiết kế mạch điện tử tương tự vẫn là những trở ngại, khó khăn và thách thức nhất. Tuy nhiên, cho đến hiện nay, với quan tâm đầu tư của Nhà trường, Bộ môn cũng đã có được đầu tư một số trang thiết bị điện tử cơ bản tốt, đáp ứng được phần nào nghiên cứu. Thời gian tiếp theo, nhóm sẽ tiến hành thiết kế kiểu dáng công nghiệp sản phẩm và tích hợp với các chức năng xử lý và hỗ trợ chuẩn đoán thông minh cho sản phẩm. Các thuật toán xử lý tín hiệu dựa trên thuật toán Kalman và fuzzy logic sẽ được áp dụng để phát hiện chính xác hơn các thông số huyết áp, nhịp tim cũng như điện tim. Để sản phẩm ngày càng hoàn thiện, nhóm sẽ hợp tác với một số chuyên gia trong lĩnh vực y tế, công nghệ thông tin, xử lý tín hiệu, nhận dạng tín hiệu và khai thác dữ liệu.