Cảm biến trên da chuyển đổi số chăm sóc sức khoẻ

Theo một báo cáo trên tạp chí Nature, cảm biến trên da đang bắt đầu giúp chuyển đổi lĩnh vực chăm sóc sức khoẻ. Các cảm biến, máy tính nhúng và thiết bị truyền dẫn tín hiệu được dệt thành miếng dán, băng keo, film dẻo hoặc hình xăm đang được triển khai trong hàng chục thử nghiệm trong ứng dung thần kinh học, đồng thời, số lượng các cảm biến dạng này đang tăng lên nhanh chóng.

Flexible, sensor-packed e-skin can be healed when damaged and recycled when  no longer needed
Cảm biến trên da dạng dẻo

Cũng theo bài báo, các cảm biến sẽ là chìa khoá để tạo ra một nền tảng, nơi dữ liệu sức khoẻ luôn được ghi nhận và đưa vào các thuật toán máy học để theo dõi các chỉ số sinh tồn, phát hiện bất thường, theo dõi vết thương hở, vết mổ đang phục hồi. Kỹ thuật này cho phép phát hiện các vấn đề sức khoẻ sớm hơn và theo dõi được từ xa, mở ra cơ hội cho nhân viên y tế can thiệp nhanh chóng trong trường hợp cần thiết.

Wireless sensors allow skin-to-skin contact with NICU babies
Cảm biến dẻo tới mức có thể dùng trên ngực của trẻ sinh non, giúp theo dõi các chỉ số sinh tồn với tiêu chuẩn đạt chất lượng y tế. Nguồn: J.Roger, đại học NorthWestern.

Bài báo chỉ ra rằng các cảm biến theo dõi bao trùm trên diện rộng sẽ ngăn chặn dịch bệnh lây lan, cung cấp căn cứ để các cơ quan chức năng huy động nguồn lực, xác định các nhóm dân cư dễ bị tổn thương, đánh giá mức độ an toàn và hiệu quả của danh mục thuốc được cấp phát. Các cảm biến sinh học thế hệ mới có thể theo dõi các chỉ số sinh học như: nhịp tim, nhịp thở, nhiệt độ và vận động. Trong tương lai, các cảm biến dạng này có thể theo dõi các chỉ số chuyên sâu hơn như đường huyết, hoạt động hàng ngày của người bệnh như nuốt, nói chuyện, trao đổi.

Các công ty nhỏ đang cố gắng thương mại hoá hệ thống cảm biến sinh học dẻo hỗ trợ theo dõi liên tục dữ liệu lâm sàng: Vital Connect tại San Jose, iRhythm tại San Francisco bang California; MC10 tại Lexington bang Massachusetts; và Sibel Health ở Evanston, Illinois. Ví dụ, miếng dán dùng một lần Zio của iRhythm theo dõi các xung điện từ tim trong 14 ngày hiệu quả hơn so với việc theo dõi không liên tục tại bệnh viện để phát hiện bất thường. Tuy nhiên, dữ liệu khá lớn và tạm thời, yêu cầu phải được tải xuống sau khi sử dụng mà chưa cho phép truyền tải theo thời gian thực.

Các cảm biến thế hệ tiếp theo vẫn đang được phát triển. Chúng thậm chí còn nhỏ hơn, tích hợp nhiều hơn để theo dõi nhịp tim, tình trạng hô hấp và nhiệt độ. Thiết bị có thể truyền tải dữ liệu không dây, nhẹ tới mức có thể đặt lên ngực của trẻ sinh non mà không làm tồn thương làn da mỏng mong của trẻ. Các cảm biến này loại bỏ việc nhân viên y tế hoặc cha mẹ phải tháo dây dẫn khi họ muốn bế trẻ lên. Các hệ thông tương tự có thể thu nhập được huyết áp và nhiệt độ ở những người bị cắt cụt tứ chi, được đặt giữa chi giả và da của bệnh nhân.

Các rào cản về kỹ thuật, chính sách đang là những thách thức lớn đối với các công nghệ mới

Bài báo cũng chỉ ra những thách thức phải vượt qua để biến thiết bị đo được thị trường đón nhận rộng dãi. Những yêu cầu tích hợp những tiến bộ trong vật liệu, thiết kế vi mạch, cảm biến giúp cho thiết bị cảm biến biến sinh học dẻo trở nên nhẹ hơn, nhỏ hơn, mỏng hơn, tiêu thụ ít năng lượng hơn, đồng thời cải thiện mức độ chính xác, độ nhạy và tính hữu dụng trong điều trị của các chỉ số.

Bên cạnh khía cạnh công nghệ, bài báo cũng kêu gọi chỉnh lý các quy định pháp luật để giải quyết ranh giới không rõ ràng giữa thiết bị, dữ liệu, phần mềm và phương pháp điều trị. Cần đặc biệt ưu tiên đến các lĩnh vực y tế lâm sàng có nhu cầu cao và hạn chế rủi ro ở mức tối thiểu – trong các bệnh hiếm gặp, nhi khoa, sức khoẻ phụ nữ và lão khoa.

Khi công nghệ ngày càng phát triển, mối quan tâm đến an toàn bảo mật càng trở nên cấp bác

Ngoài ra, bài báo cũng đặt ra mối quan tâm lớn đối với bảo mật dữ liệu, đặc biệt là thông tin về bệnh nhân. Ở Hoa kỳ, các điều luật quy định và hướng dẫn về bảo mật thông tin bệnh nhân được thiết lập từ những năm 1996. Chúng đã thực hiện rất tốt nhiệm vụ cho đến khi bùng nổ các thiết bị di động và thiết bị đeo. Khung pháp lý mới là cần thiết, cho phép bệnh nhân quyền sử dụng dữ liệu nhiều hơn.