IoT - Nền tảng công nghệ cho y tế thông minh

Mặc dù công nghệ không thể ngăn chặn dân số khỏi lão hóa hoặc loại bỏ các bệnh mãn tính, nhưng ít nhất công nghệ có thể giúp việc chăm sóc sức khỏe dễ dàng hơn với chi phí và khả năng tiếp cận. Sự phát triển của IoT đã tạo ra bước chuyển đổi đột phá lớn trong y khoa, tạo ra một ngành công nghiệp chăm sóc sức khoẻ hiệu quả. Ở đó, các nhà cung cấp dịch vụ y tế, giới nghiên cứu, các hãng dược… cũng như các bác sỹ có thể tiếp cận kiến thức y học phát triển, kết hợp dữ liệu lịch sử và dữ liệu thời gian thực (dữ liệu di truyền học, lối sống, môi trường...) của bệnh nhân để đưa ra những nghiên cứu, khuyến cáo phòng tránh, chẩn đoán và có phác đồ điều trị phù hợp cho từng người bệnh.

Ứng dụng IoT – Bước đột phá trong y tế thông minh

Ứng dụng IoT - Bước đột phá trong y tế thông minh Công nghệ IoT (Internet of Thing) đã làm thay đổi đáng kể ngành công nghiệp chăm sóc sức khỏe bằng cách thay đổi cách mà các thiết bị và ứng dụng để người dùng kết nối và tương tác với nhau trong cung cấp các dịch vụ chăm sóc sức khỏe. Tích hợp điện toán đám mây và Blockchain là hướng phát triển trong tương lai có thể mang lại những đột phá chưa từng có trong các dịch vụ y tế, sự kết hợp giữa IoT và theo dõi bệnh nhân từ xa với thời gian thực cho phép bệnh nhân quyền kiểm soát và chủ động theo dõi tình trạng sức khỏe của mình. Nền tảng công nghệ IoT sẽ cho phép các bác sĩ dễ dàng theo dõi dữ liệu về tình hình sức khỏe của bệnh nhân theo thời gian thực. 

Gần đây, một số công trình nghiên cứu đã chứng minh có thể giám sát tình trạng sức khỏe của bệnh nhân từ xa bằng cách sử dụng các công nghệ kỹ thuật sinh học tiên tiến kết hợp với một thiết bị nhúng IoT. Các cảm biến sinh học không xâm lấn hứa hẹn điều trị bệnh nhân theo thời gian thực đảm bảo tính kịp thời trong chăm sóc, tăng cường tuân thủ điều trị và cải thiện kết quả sức khỏe. Điển hình như các cảm biến dựa trên vật liệu có thể co giãn cho phép đo các chỉ số sinh học không xâm lấn thay vì phải sử dụng các phương pháp xâm lấn thông thường như sử dụng kim tiêm, hoặc phải sử dụng các bảng bo mạch cứng, kết nối đầu cuối và kết nối nguồn điện. Hiện nay, với đột phá này và đáp ứng nhu cầu theo dõi sức khỏe không xâm lấn, các nhà nghiên cứu đã sử dụng các chất phân tích thay thế cho mẫu máu như nước mắt, nước tiểu, mồ hôi và nước bọt.

Một trong những điển hình của "sức khoẻ thông minh" là kính áp tròng thông minh được tích hợp với cảm biến glucose, với thiết bị này, có thể theo dõi mức glucose trong nước mắt thay vì theo dõi đường huyết. Mặc dù tranh luận vẫn còn tiếp tục về mối tương quan giữa nồng độ glucose trong nước mắt với nồng độ glucose trong máu. Nhiều nỗ lực đã được thực hiện để phát triển cảm biến glucose cho nước mắt, do những lợi thế to lớn của việc không xâm lấn và liên tục, khiến chúng trở thành một lựa chọn tiềm năng hấp dẫn thay vì xét nghiệm máu. Một ví dụ khác, một số thiết bị đeo được tích hợp các cảm biến mồ hôi để theo dõi liên tục, không xâm lấn các dấu ấn sinh học trong mồ hôi. Cảm biến mồ hôi có thể cho phép đo thời gian thực của các chất chuyển hóa của bệnh nhân và chất điện giải.

Tất cả các nền tảng này có khả năng gửi thông tin thời gian thực bằng điện thoại thông minh hoặc gửi trực tiếp lên đám mây. Hiện nay, các thiết bị theo dõi sức khỏe bệnh nhân được nhúng IoT đã được tích hợp vào điện toán đám mây. Việc sử dụng điện toán đám mây trong chăm sóc sức khỏe sẽ tiếp tục phát triển, do việc sử dụng các thiết bị thông minh hỗ trợ IoT ngày càng tăng. Điển hình như IBM đã công bố "Watson Health" cung cấp quyền truy cập dựa trên điện toán đám mây để diễn giải dữ liệu chăm sóc sức khỏe. 

Điện toán đám mây "Watson Health Cloud" là một dạng nguồn mở nhưng đảm bảo an toàn để các nhà cung cấp dịch vụ chăm sóc sức khoẻ có thể chia sẻ và chuyển tải dữ liệu sức khỏe, qua đó sẽ hiểu rõ hơn về xu hướng, giúp đưa ra quyết định sáng suốt, từ đó cải thiện kết quả chung về sức khoẻ của bệnh nhân. Hoặc gần đây, Google đã giới thiệu giao diện lập trình ứng dụng chăm sóc sức khỏe đám mây API (Application Programming Interface), nhằm mục đích giúp các cơ sở y tế dễ dàng thu thập, lưu trữ và truy cập dữ liệu về sức khỏe. Nền tảng API cho phép người dùng chạy các phân tích tiên tiến và các mô hình dự đoán dựa trên máy học thông qua các hồ sơ sức khỏe điện tử.

Vai trò của IoT trong y tế thông minh

Việc áp dụng đầy đủ mô hình công nghệ IoT trong lĩnh vực chăm sóc sức khỏe sẽ cho phép các trung tâm y tế hoạt động hiệu quả hơn và bệnh nhân có được điều trị tốt hơn. Với việc sử dụng phương pháp chăm sóc sức khỏe dựa trên công nghệ này, có thể cải thiện chất lượng và hiệu quả của các phương pháp điều trị và theo đó cải thiện sức khỏe của bệnh nhân. Một số lợi ích có thể kể đến:

Báo cáo và giám sát đồng thời

Theo dõi thời gian thực thông qua các thiết bị được kết nối có thể cứu mạng sống của con người trong trường hợp y tế khẩn cấp như suy tim, tiểu đường, hen suyễn, v.v…

Với việc theo dõi tình trạng theo thời gian thực bằng thiết bị y tế thông minh được kết nối với ứng dụng điện thoại thông minh, có thể thu thập dữ liệu y tế và các yêu cầu sức khỏe khác và sử dụng kết nối dữ liệu của điện thoại thông minh để truyền thông tin thu thập cho bác sĩ.

Một nghiên cứu chỉ ra một trung tâm chăm sóc sức khỏe áp dụng theo dõi bệnh nhân suy tim từ xa, đã giảm được 50% tỷ lệ nhập viện trong 30 tháng.

Thiết bị IoT thu thập và chuyển dữ liệu sức khỏe: huyết áp, oxy và lượng đường trong máu, cân nặng và điện tâm đồ (ECG). Những dữ liệu này được lưu trữ trên đám mây và được chia sẻ với người được ủy quyền, có thể là bác sĩ, công ty bảo hiểm của bệnh nhân, công ty y tế tham gia hoặc tư vấn, để cho phép họ xem dữ liệu được thu thập bất kể thời gian, địa điểm hoặc thiết bị.

Kết nối đầu cuối và giảm chi phí

IoT có thể tự động hóa quy trình chăm sóc bệnh nhân bằng việc hỗ trợ cung cấp các giải pháp chăm sóc sức khỏe di động và các công nghệ mới khác, cũng như các các cơ sở chăm sóc sức khỏe thế hệ tiếp theo.

IoT cho phép khả năng tương tác, giao tiếp giữa máy với máy, trao đổi thông tin và di chuyển dữ liệu giúp cung cấp dịch vụ chăm sóc sức khỏe hiệu quả.

Thông qua các giao thức kết nối như Bluetooth LE, Wi-Fi, Z-wave, ZigBee và các giao thức hiện đại khác, nhân viên y tế có thể thay đổi cách họ phát hiện bệnh cho bệnh nhân và cũng có thể đổi mới cách điều trị.

Do đó, sử dụng công nghệ giúp giảm chi phí, bằng cách cắt giảm các lượt truy cập không cần thiết, sử dụng các nguồn tài nguyên chất lượng tốt hơn và cải thiện việc phân bổ và lập kế hoạch.

Phân loại và phân tích dữ liệu

Do ứng dụng thời gian thực nên các thiết bị chăm sóc sức khỏe chỉ trong một thời gian ngắn đã có lượng dữ liệu khổng lồ, vì thế việc lưu trữ và quản lý trở nên khó khăn nếu không ứng dụng lưu trữ trên đám mây. Ngay cả đối với các nhà cung cấp dịch vụ chăm sóc sức khỏe để có được dữ liệu từ nhiều thiết bị và nhiều nguồn khác nhau và phân tích thủ công cũng rất khó khăn.

Các thiết bị IoT có thể thu thập, báo cáo và phân tích dữ liệu theo thời gian thực và cắt giảm nhu cầu lưu trữ dữ liệu thô. Hơn nữa, các hoạt động chăm sóc sức khỏe cho phép các tổ chức y tế có được các phân tích chăm sóc sức khỏe quan trọng và hiểu biết dựa trên dữ liệu giúp tăng tốc quá trình ra quyết định và ít bị sai sót hơn.

Theo dõi và cảnh báo

Cảnh báo kịp thời là rất quan trọng trong trường các tình huống đe dọa tính mạng. Các thiết bị IoT y tế thu thập dữ liệu quan trọng và chuyển dữ liệu đó đến bác sĩ để theo dõi thời gian thực, đồng thời gửi thông báo cho mọi người ở các bộ phận quan trọng thông qua ứng dụng di động và các thiết bị được liên kết khác.

Các báo cáo và cảnh báo đưa ra ý kiến có cơ sở về tình trạng của bệnh nhân, không phân biệt địa điểm và thời gian. Nó cũng giúp đưa ra quyết định đúng và cung cấp điều trị kịp thời.

Do đó, IoT cho phép cảnh báo, theo dõi và giám sát theo thời gian thực, cho phép điều trị thực hành, độ chính xác tốt hơn, sự can thiệp của bác sĩ và cải thiện kết quả chăm sóc bệnh nhân hoàn chỉnh.

Hỗ trợ y tế từ xa

Trong trường hợp khẩn cấp, bệnh nhân có thể liên hệ với bác sĩ ở cách xa nhiều km bằng ứng dụng di động thông minh. Với các giải pháp di động trong chăm sóc sức khỏe, các bác sĩ có thể ngay lập tức kiểm tra bệnh nhân và theo dõi tình trạng bệnh của bệnh nhân.

 Ngoài ra, nhiều chuỗi phân phối chăm sóc sức khỏe được dự báo sẽ chế tạo máy có thể phân phối thuốc dựa trên dữ liệu theo toa của bệnh nhân và các dữ liệu liên quan đến bệnh tật có sẵn thông qua các thiết bị được liên kết.

IoT sẽ cải thiện sự chăm sóc của bệnh nhân trong bệnh viện. Do đó, sẽ giảm bớt áp lực về nhân lực trong ngành chăm sóc sức khỏe.

Nghiên cứu

IoT cũng có thể được sử dụng cho mục đích thống kê hỗ trợ nghiên cứu trong lĩnh vực y khoa. Trước đây, các nhà nghiên cứu phải mất nhiều năm bằng phương pháp thủ công để có được dữ liệu phục vụ cho nghiên cứu, giờ đây với IoT điều này không chỉ thực hiện một cách dễ dàng mà còn thu về được một lượng lớn dữ liệu. Vì vậy, IoT có tác động lớn trong lĩnh vực nghiên cứu y học, không chỉ tiết kiệm thời gian mà còn tiết kiệm kinh phí trong nghiên cứu. Nó cho phép đưa ra các phương pháp điều trị y tế lớn hơn và tốt hơn.

Một số thách thức

 Bảo mật và bảo mật dữ liệu

Một trong những mối đe dọa lớn nhất mà IoT đặt ra là bảo mật và quyền riêng tư dữ liệu.  Các thiết bị IoT thu thập và truyền dữ liệu trong thời gian thực, tuy nhiên, hầu hết các thiết bị IoT đều thiếu các giao thức và tiêu chuẩn dữ liệu. Thêm vào đó, chưa có sự phân định rõ ràng trong các quy định quyền sở hữu dữ liệu. Do vậy, tội phạm mạng có khả năng xâm nhập vào hệ thống và xâm phạm dữ liệu Thông tin Sức khỏe Cá nhân (PHI) của cả bệnh nhân, cũng như bác sĩ. Trong thế giới ngầm, dữ liệu hồ sơ y tế có giá trị cao hơn gấp 10 lần dữ liệu cá nhân khác; một khi bị lộ lọt và trộm cắp, tin tặc có thể lạm dụng dữ liệu của bệnh nhân để tạo ID giả để mua thuốc và thiết bị y tế, nộp đơn yêu cầu bảo hiểm gian lận dưới tên của bệnh nhân.

Tích hợp nhiều thiết bị và giao thức

 Tích hợp nhiều thiết bị cũng gây cản trở việc triển khai IoT trong lĩnh vực chăm sóc sức khỏe, do các nhà sản xuất thiết bị chưa đạt được sự đồng thuận về các giao thức và tiêu chuẩn truyền thông. Vì vậy, sự khác biệt trong giao thức truyền thông sẽ làm phức tạp và cản trở quá trình tổng hợp dữ liệu. Sự không đồng nhất các giao thức của thiết bị được kết nối sẽ làm chậm toàn bộ quá trình và giảm phạm vi mở rộng của IoT trong: lĩnh vực chăm sóc sức khỏe.

Quá tải và độ chính xác dữ liệu

Không chỉ tổng hợp dữ liệu rất khó khăn do các thiết bị IoT sử dụng các giao thức và tiêu chuẩn truyền thông khác nhau, độ chính xác của dữ liệu là một vấn đề cần được cân nhắc, bởi các thiết bị IoT thông minh có thể không chính xác tuyệt đối. Ngoài ra, do khối lượng dữ liệu được thu thập bởi các thiết bị IoT rất lớn, dẫn đến việc các chuyên gia sẽ khó khăn trong việc phân tích dữ liệu, điều này ảnh hưởng đến chất lượng của việc ra quyết định. Hơn nữa, mối quan tâm này đang tăng lên khi ngày càng nhiều thiết bị được kết nối, thu thập dữ liệu.

Chi phí

 IoT trong chăm sóc sức khỏe là một ý tưởng hấp dẫn và đầy hứa hẹn. Tuy nhiên, đến nay nó vẫn chưa giải quyết được các cân nhắc về chi phí. Để thực hiện thành công phát triển ứng dụng IoT và để đạt được tối ưu hóa toàn bộ, nếu không có hiệu quả về mặt chi phí thì IoT sẽ luôn nằm ngoài tầm với của mọi người, trừ những người thuộc tầng lớp có mức sống cao.

Kết luận

Những tiện lợi và hiệu quả từ ứng dụng công nghệ IoT trong y tế tiếp tục thúc đẩy ngành chăm sóc sức khỏe đầu tư nhiều hơn, mang đến dịch vụ chăm sóc thông minh cho mọi người. Những sáng kiến IoT đã bắt đầu được thực hiện tại một số nơi và dần tăng lên nhanh chóng ngay cả khi vẫn còn tồn tại nhiều rào cản. Cho đến nay các sáng kiến IoT trong chăm sóc sức khỏe hầu hết xoay quanh việc cải thiện hệ thống giám sát sức khỏe từ xa, kiểm soát và bảo trì tài sản với các thiết bị y tế, tài sản chăm sóc sức khỏe và các tài sản phi y tế như tài sản xây dựng bệnh viện. Tuy nhiên các trường hợp triển khai ứng dụng IoT mới chỉ là những bước khởi đầu, để IoT trong y tế có thể triển khai ở khắp nơi vẫn còn là một bài toán lớn.

Tài liệu tham khảo

1. https://aita.gov.vn/tim-hieu-ve-ung-dung-iot-trong-cham-soc-suc-khoe

2. https://ehealth.gov.vn/?action=News&newsId=45023

 3. https://www.peerbits.com/blog/internet-of-things-healthcare-applications-benefits-andchallenges.html

(Bài đăng ấn phẩm in Tạp chí TT&TT Số 7+8 Tháng 8/2020)