ỨNG DỤNG AI PHÁT HIỆN HUYẾT ÁP CAO VÀ TIỂU ĐƯỜNG KHÔNG QUA TIẾP XÚC

Trí tuệ nhân tạo (AI) đang dần thay đổi cách chúng ta tiếp cận y học hiện đại. Một nghiên cứu sơ bộ từ Đại học Tokyo, Nhật Bản, được trình bày tại Hội nghị Khoa học của Hiệp hội Tim mạch Hoa Kỳ năm 2024, đã giới thiệu một giải pháp tiên tiến trong việc ứng dụng AI phát hiện huyết áp cao và tiểu đường mà không cần tiếp xúc hay sử dụng các phương pháp xét nghiệm truyền thống. 

1. Công nghệ AI phát hiện huyết áp cao và tiểu đường

Trong những năm gần đây, trí tuệ nhân tạo (AI) đã trở thành công cụ quan trọng trong việc cải tiến y học, từ ứng dụng AI trong chẩn đoán hình ảnh đến hỗ trợ điều trị bệnh. Một nghiên cứu sơ bộ do các nhà khoa học từ Đại học Tokyo - Nhật Bản thực hiện, đã giới thiệu một giải pháp tiên phong trong việc phát hiện huyết áp cao và bệnh tiểu đường bằng cách sử dụng AI kết hợp với video tốc độ cao. 

Nghiên cứu này được trình bày tại Hội nghị Khoa học của Hiệp hội Tim mạch Hoa Kỳ năm 2024. Hội nghị diễn ra từ ngày 16 đến 18 tháng 11 năm 2024 tại Chicago là sự kiện trao đổi toàn cầu hàng đầu về những tiến bộ khoa học mới nhất.

Tác giả nghiên cứu Ryoko Uchida, Cử nhân Khoa học (Dược sĩ), một nhà nghiên cứu dự án tại khoa tim mạch tiên tiến của Đại học Tokyo ở Nhật Bản, cho biết: "Phương pháp này một ngày nào đó có thể cho phép mọi người theo dõi sức khỏe của mình ngay tại nhà. Đặc biệt, nó giúp những người mà cần phải tránh tiếp xúc và xét nghiệm máu có thể phát hiện và điều trị sớm bệnh huyết áp cao và bệnh tiểu đường".

Mục tiêu chính của nghiên cứu là phát triển một hệ thống không tiếp xúc, không xâm lấn, giúp chẩn đoán nhanh chóng các bệnh lý phổ biến mà không cần sử dụng các thiết bị đắt tiền như máy đo huyết áp hoặc xét nghiệm máu. 

Hệ thống phát hiện bệnh lý này kết hợp video tốc độ cao và thuật toán AI tiên tiến để phân tích lưu lượng máu thông qua các đặc điểm trên da mặt và lòng bàn tay. Hệ thống hoạt động bằng cách sử dụng camera tốc độ cao, quay video từ 5 đến 30 giây, ghi lại 22 vùng da trên khuôn mặt và 8 khu vực lòng bàn tay. Dữ liệu thu thập từ các sóng mạch (pulse waves) được thuật toán AI phân tích để phát hiện các dấu hiệu bất thường liên quan đến huyết áp cao và bệnh tiểu đường.

Nghiên cứu này khai thác sự thay đổi nhỏ trong lưu lượng máu, một dấu hiệu đặc trưng của nhiều bệnh lý mãn tính. Các bệnh như huyết áp cao thường gây áp lực lên thành mạch máu, trong khi tiểu đường làm tổn thương mạch máu và dây thần kinh. Các đặc điểm này được phản ánh qua sóng mạch trên bề mặt da, từ đó trở thành dữ liệu đầu vào cho thuật toán AI.

Điểm đặc biệt của công nghệ này nằm ở khả năng phân tích chính xác sự thay đổi nhỏ trong lưu lượng máu mà mắt thường không thể nhận biết. Những thay đổi này là dấu hiệu quan trọng của các bệnh lý mãn tính, bao gồm tăng huyết áp và các biến chứng của bệnh tiểu đường như tổn thương mạch máu và thần kinh ngoại biên.

2. Khả năng chẩn đoán bệnh chính xác và nhanh chóng

Nghiên cứu được thực hiện trên 215 người trưởng thành, với độ tuổi trung bình 64 (36% là nữ) và phần lớn là người Nhật Bản hoặc gốc Á. Các kết quả từ nghiên cứu cho thấy tiềm năng ứng dụng lớn của công nghệ AI trong việc phát hiện sớm bệnh huyết áp cao và tiểu đường:

• Khi so sánh với các giá trị đo từ thiết bị đo huyết áp liên tục, thuật toán AI kết hợp hình ảnh video đạt độ chính xác 94% trong việc phát hiện tăng huyết áp giai đoạn 1, theo chuẩn của Hiệp hội Tim mạch Hoa Kỳ (130/80 mmHg hoặc cao hơn).
• Khi so sánh với các giá trị đo từ thiết bị đo huyết áp liên tục, sự kết hợp giữa video dài 30 giây và thuật toán AI đạt độ chính xác 86% trong việc phát hiện huyết áp trên mức bình thường. Video chỉ 5 giây kết hợp với thuật toán AI vẫn đạt độ chính xác 81%. (Huyết áp bình thường tại nhà được định nghĩa theo hướng dẫn của Hiệp hội Tăng huyết áp Nhật Bản năm 2018: huyết áp tâm thu dưới 115 mmHg và huyết áp tâm trương dưới 75 mmHg).
• Khi so sánh với kết quả của xét nghiệm HbA1c – tiêu chuẩn vàng để đo mức đường huyết trung bình trong 1-2 tháng, hệ thống AI đạt độ chính xác tới 75%. Đây là con số đáng khích lệ, nhất là khi xét nghiệm HbA1c thường đòi hỏi lấy máu và xử lý trong phòng thí nghiệm.

Đây là những con số đáng chú ý, thể hiện khả năng của AI trong việc thay thế các thiết bị đo huyết áp truyền thống, vốn đòi hỏi tiếp xúc vật lý và không phải lúc nào cũng thuận tiện.

3. Lợi ích vượt trội của công nghệ AI trong chẩn đoán bệnh không qua tiếp xúc

Công nghệ AI chẩn đoán bệnh đã mang đến nhiều ưu điểm vượt trội so với các phương pháp chẩn đoán hiện tại. Cụ thể như sau:

• Thứ nhất, đây là phương pháp không xâm lấn, loại bỏ sự khó chịu và căng thẳng mà bệnh nhân thường gặp phải khi thực hiện các xét nghiệm máu hay đo huyết áp. Điều này đặc biệt hữu ích đối với những người ngại đến bệnh viện hoặc có tâm lý sợ kim tiêm.
• Thứ hai, phương pháp này rất tiện lợi và nhanh chóng, khi chỉ mất từ 5 đến 30 giây để thực hiện. Điều này không chỉ giúp tiết kiệm thời gian mà còn tăng khả năng phát hiện bệnh sớm hơn, giúp ngăn ngừa các biến chứng nghiêm trọng.
• Cuối cùng, công nghệ này có tiềm năng tích hợp vào các thiết bị phổ thông như điện thoại thông minh hoặc gương, giúp giảm đáng kể chi phí y tế và mở rộng khả năng tiếp cận cho người dùng trên toàn cầu.

4. Những thách thức cần giải quyết

Dù mang lại tiềm năng lớn, công nghệ này vẫn đối mặt với một số thách thức cần được khắc phục trước khi áp dụng rộng rãi. Đầu tiên, nghiên cứu hiện tại chủ yếu tập trung vào người Nhật và người gốc Á, nên chưa đại diện cho các nhóm dân số khác. Điều này đòi hỏi thêm các thử nghiệm trên nhiều nhóm đối tượng đa dạng hơn.

Thứ hai, độ chính xác của hệ thống có thể bị ảnh hưởng bởi các yếu tố như ánh sáng, môi trường, hoặc chuyển động của người dùng trong quá trình quay video. Để cải thiện, cần phát triển thêm các thuật toán để bù đắp cho những yếu tố này.

Cuối cùng, hệ thống phát hiện bệnh này cần được các cơ quan y tế như FDA phê duyệt để đảm bảo rằng công nghệ này an toàn và hiệu quả trước khi triển khai trên quy mô lớn.

5. Tiềm năng ứng dụng trong thực tế

Công nghệ AI kết hợp video tốc độ cao để phát hiện huyết áp cao và bệnh tiểu đường không chỉ dừng lại ở việc hỗ trợ chẩn đoán, mà còn mở ra một kỷ nguyên mới cho y tế cá nhân hóa. Với khả năng tích hợp vào các thiết bị phổ thông như điện thoại thông minh hoặc gương thông minh, công nghệ này hứa hẹn mang lại sự tiện lợi vượt trội cho người dùng, giúp kiểm tra sức khỏe hàng ngày mà không cần đến bệnh viện.

Trong tương lai, với việc cải thiện độ chính xác và giảm chi phí sản xuất, hệ thống này có thể được sử dụng rộng rãi ở cả các nước phát triển lẫn những khu vực có nguồn lực y tế hạn chế. Hơn nữa, tiềm năng tích hợp AI vào hệ thống y tế cộng đồng giúp giảm tải cho các bệnh viện và phòng khám, tối ưu hóa quy trình sàng lọc bệnh, từ đó nâng cao chất lượng chăm sóc sức khỏe trên toàn cầu.

Công nghệ này không chỉ là bước tiến trong y học, mà còn là minh chứng cho sự kết hợp giữa công nghệ và y tế, mang lại hy vọng cho hàng triệu người trong việc quản lý và phòng ngừa các bệnh mãn tính.

Ứng dụng AI phát hiện huyết áp cao và tiểu đường không tiếp xúc là một bước tiến quan trọng trong lĩnh vực y học hiện đại. Với tiềm năng vượt trội trong việc phát hiện sớm và khả năng ứng dụng rộng rãi, công nghệ này hứa hẹn mang lại sự thay đổi lớn trong cách chúng ta quản lý và chăm sóc sức khỏe. Tuy nhiên, để thực sự phổ biến, cần thêm các cải tiến và nghiên cứu sâu hơn để khắc phục các hạn chế hiện tại, từ đó mang lại lợi ích cho hàng triệu người trên toàn thế giới.