Đối với người mắc đái tháo đường, việc theo dõi đường huyết thường xuyên có vai trò quan trọng trong quản lý bệnh. Tuy nhiên, phương pháp đo phổ biến hiện nay vẫn cần lấy mẫu máu, có thể gây đau, bất tiện khi phải thực hiện nhiều lần và phát sinh chi phí vật tư tiêu hao.
Công nghệ đo không xâm lấn vì vậy đang mở ra hướng tiếp cận mới, trong đó tín hiệu quang học từ mô sinh học được thu nhận và phân tích để hỗ trợ ước lượng nồng độ glucose mà không cần lấy máu.
Khi kết hợp với trí tuệ nhân tạo và học máy, lượng dữ liệu quang phổ thu được còn có thể được xử lý tự động, tạo nền tảng cho các thiết bị theo dõi sức khỏe thông minh.
Hệ thống đo đường huyết không xâm lấn.
Đo đường huyết kết hợp quang phổ Raman và chuyển đổi số
Theo kết quả nhiệm vụ khoa học và công nghệ cấp quốc gia mã số ĐTĐL.CN.25.23, nhóm nghiên cứu đã chế tạo hệ thiết bị đo đường huyết không xâm lấn dựa trên công nghệ phân tích quang phổ tán xạ Raman đối với glucose trong máu.
Nguyên lý của hệ thống là sử dụng ánh sáng laser tương tác với mô sinh học để thu nhận tín hiệu tán xạ Raman. Dữ liệu quang phổ sau đó được xử lý bằng mô hình học máy nhằm hỗ trợ ước lượng nồng độ glucose.
Hệ thiết bị gồm các mô-đun phát laser, đầu dò Raman, bộ thu nhận tín hiệu quang phổ, khối xử lý trung tâm và bộ chuyển đổi nguồn điện.
Nhóm nghiên cứu đồng thời xây dựng phần mềm phân tích phổ Raman trên bộ dữ liệu 1.310 mẫu và phát triển ứng dụng trên điện thoại thông minh sử dụng hệ điều hành Android.
Việc đưa thuật toán phân tích lên nền tảng di động tạo khả năng kết nối giữa thiết bị đo và công cụ theo dõi, qua đó mở hướng ứng dụng trong quản lý đường huyết từ xa và các mô hình chăm sóc sức khỏe số.
Nhóm nghiên cứu tiến hành thử nghiệm thiết bị trên bệnh nhân thật dưới sự phối hợp và giám sát của đội ngũ y bác sĩ bệnh viện.
Từ nghiên cứu thiết bị đến thử nghiệm thực tế
Nhiệm vụ do Trường Đại học Nguyễn Tất Thành chủ trì, PGS.TS Nguyễn Thanh Tùng làm chủ nhiệm, thuộc Chương trình phát triển vật lý giai đoạn 2021-2025 của Bộ Khoa học và Công nghệ.
Bên cạnh chế tạo thiết bị và phát triển thuật toán, nhóm nghiên cứu đã hoàn thành ba báo cáo thử nghiệm thực tế, xây dựng tài liệu thiết kế, hướng dẫn sử dụng, vận hành và bảo trì hệ thống. Một đơn đăng ký Bằng độc quyền giải pháp hữu ích đã được chấp nhận hợp lệ.
Hệ thống cũng được đưa vào thử nghiệm tại cơ sở y tế, trong đó có Bệnh viện Đa khoa Cuộc Sống tại Sơn La. Trong quá trình thử nghiệm, người tham gia được đo bằng thiết bị không xâm lấn và phương pháp thông thường để thu thập dữ liệu đối chiếu. Đến giai đoạn thử nghiệm được công bố, hệ thống đã được triển khai trên hơn 300 người bệnh.
Kết quả nhiệm vụ cho thấy khả năng kết hợp công nghệ quang học, xử lý dữ liệu và học máy trong phát triển thiết bị y sinh tại Việt Nam. Tuy nhiên, từ một sản phẩm nghiên cứu đến thiết bị được ứng dụng rộng rãi trong chăm sóc sức khỏe vẫn cần tiếp tục đánh giá về độ chính xác, độ ổn định, tính an toàn và đáp ứng các yêu cầu đối với trang thiết bị y tế.
Việc làm chủ từ phần cứng, thu nhận tín hiệu đến thuật toán phân tích là tiền đề để tiếp tục hoàn thiện công nghệ đo đường huyết không xâm lấn, hướng tới các thiết bị y tế thông minh do Việt Nam nghiên cứu và phát triển.
