Sinh viên công nghệ sáng chế cách đo nhịp tim trong vòng 5 giây

Sau gần 2 năm đam mê nghiên cứu và theo đuổi lĩnh vực về Y tế và sức khỏe từ xa, sinh viên Lê Quốc Anh (khoa Điện tử viễn thông) trường ĐH Công nghệ - ĐH QGHN với sự hướng dẫn của TS. Lưu Mạnh Hà đã  đạt được một số kết quả nghiên cứu quan trọng trong Đề tài “Nghiên cứu phương pháp xác định nhanh nhịp tim sử dụng tín hiệu radar Doppler không tiếp xúc, ứng dụng trong việc phân loại bệnh nhân bị bệnh sốt xuất huyết”.

Đề tài đã được hội đồng khoa học trường Đại học Công Nghệ ĐHQGHN đánh giá cao trong việc ứng dụng thực tiễn tại hội nghị sinh viên nghiên cứu khoa học cấp trường.

Phóng viên: Cơ duyên nào đã giúp em đến với nghiên cứu khoa học và thực hiện đề tài “Nghiên cứu phương pháp xác định nhanh nhịp tim sử dụng tín hiệu radar Doppler không tiếp xúc, ứng dụng trong việc phân loại bệnh nhân bị bệnh sốt xuất huyết”?

Sinh viên Lê Quốc Anh: Từ cuối năm thứ 3, em đã xin tham gia nhóm nghiên cứu về Y tế và sức khỏe từ xa thuộc Viện tiên tiến về Kỹ thuật và Công nghệ.

Đề tài xác định dấu hiệu sinh tồn không tiếp xúc là sự hợp tác giữa trường Đại học Công nghệ (Đại học Quốc gia Hà Nội) với trường Đại học Công nghệ truyền thông UEC của Nhật Bản và bệnh viện Bệnh nhiệt đới Trung ương của Việt Nam.

Ban đầu, khi được nhận vào nhóm nghiên cứu do TS. Lưu Mạnh Hà làm Trưởng nhóm nghiên cứu, em gặp nhiều bỡ ngỡ về phương pháp nghiên cứu, kiến thức về lĩnh vực chuyên môn và kiến thức chuyên ngành…., nhưng dưới sự hướng dẫn của thầy Hà em càng nhận thấy hướng nghiên cứu này có nhiều điều thú vị và giúp em có thêm kiến thức về vấn đề nghiên cứu.

Do vậy, em đã lựa chọn đề tài này trở thành đề tài bảo vệ khóa luận tốt nghiệp, đồng thời xác định được hướng phát triển trong con đường nghiên cứu khoa học sau này.

Mặc dù khi tham gia nghiên cứu đề tài em đã chuẩn bị bước sang học năm cuối nhưng trong học kỳ đầu của năm thứ 4 em đã kết hợp việc hoàn thành tín chỉ học phần với việc đọc và tìm hiểu một số tài liệu liên quan đến hệ thống đo không tiếp xúc.

Từ đó, em có thêm kiến thức tổng quan từ các nghiên cứu trước đó và tham gia thu thập dữ liệu thực tế. Đến học kỳ thứ 2, khi em đã hoàn thành các tín chỉ học phần và có nhiều thời gian hơn để tập trung nghiên cứu đề tài để hoàn thành khóa luận tốt nghiệp; nhưng do ảnh hưởng của dịch Covid-19 nên việc thực hiện đề tài gặp khó khăn khi em không được trao đổi trực tiếp với thầy hướng dẫn và thực hiện nghiên cứu tại phòng thí nghiệm để thực hiện đánh giá hệ thống và phương pháp đề xuất.     

Giúp nhân viên y tế sàng lọc thô được người bị bệnh sốt xuất huyết trong 5 giây

Phóng viên: Đề tài này có ý nghĩa thực tiễn như thế nào trong lĩnh vực y tế?

Sinh viên Lê Quốc Anh: Những năm trở lại đây, trong lĩnh vực sức khỏe y tế hướng nghiên cứu lấy các thông tin về dấu hiệu sinh tồn (như nhịp tim) không tiếp xúc được quan tâm nhiều trong nước và trên thế giới. Bởi vì, phương pháp tiếp xúc cần có cảm biến nối tới cơ thể bệnh nhân, khiến cho người được đo không thoải mái và tương đối khó sử dụng.

Đồng thời, việc nhân viên y tế phải tiếp xúc gần với bệnh nhân mắc các bệnh truyền nhiễm có thể ra tăng nguy cơ lây nhiễm. Vì vậy, thiết bị đo nhịp tim không tiếp xúc bằng radar có thể khắc phục được những nhược điểm này.

Trong nghiên cứu này em tập trung vào vấn đề phân loại bệnh nhân sốt xuất huyết vì căn bệnh này rất phổ biến ở Việt Nam cũng như các nước vùng nhiệt đới.Thông thường để khẳng định một bệnh nhân bị sốt xuất huyết thì bác sỹ phải làm xét nghiệm máu của bệnh nhân đó.

Phương pháp này mất nhiều thời gian trong khi việc phân loại xác định bệnh nhân sốt xuất huyết nhanh lại rất cần thiết. Có một số nghiên cứu chỉ ra rằng nhịp tim của người bị sốt xuất huyết cao hơn so với người bình thường.

Việc ứng dụng kết quả nghiên cứu của đề tài này có thể giúp nhân viên y tế sàng lọc thô được người bị bệnh sốt xuất huyết một cách nhanh chóng dựa trên thông số nhịp tim đo được trước khi xét nghiệm khẳng định họ bằng phương pháp xét nghiệm.

Độ chính xác là 96%

Phóng viên: “Hệ thống xác định nhịp tim không tiếp xúc” hoạt động như thế nào?

Sinh viên Lê Quốc Anh: Việc được định hướng nghiên cứu từ TS. Lưu Mạnh Hà đã giúp em tiếp cận vấn đề nghiên cứu một cách nhanh chóng và có kết quả được trình bày tại hội nghị sinh viên nghiên cứu khoa học cấp trường.

Hệ thống được sử dụng đo nhịp tim là hệ thống radar phát sóng với công suất phát thấp, không tiếp xúc với người được đo.

Thiết bị này có thể xác định nhanh nhịp tim của người được đo trong vòng 5 giây bằng việc xử lý tín hiệu sóng phản hồi từ bề mặt ngực của người được đo.

Người được đo chỉ cần đứng yên trước thiết bị với khoảng cách 20 cm và thở đều. So với các thiết bị đo nhịp tim có tiếp xúc đã được thương mại hóa thì thiết bị này có độ chính xác là 96%.

Phóng viên: So với những sản phẩm trên thị trường thì hệ thống này có những đặc điểm nổi bật hơn không?

Sinh viên Lê Quốc Anh: Hiện nay, đã có hệ thống đo nhiệt độ người bị bệnh không tiếp xúc sử dụng camera hồng ngoại, tuy nhiên các thiết bị này thường cho độ chính xác chưa được cao do tác động của nhiệt độ môi trường và khi người bị bệnh uống thuốc hạ sốt.

Do hướng nghiên cứu sử dụng radar để đo nhịp tim mới được chú ý gần đây nên sản phẩm thương mại vẫn chưa thấy có mặt trên thị thường.

Trong đề tài nghiên cứu khoa học em thực hiện đã đề xuất một phương pháp giúp xác định nhanh nhịp tim trong vòng 5 giây bằng hệ thống đo radar không tiếp xúc.

Ứng dụng trong phân loại bệnh nhân sốt xuất huyết, hệ thống này cho độ chính xác tốt hơn so với việc sử dụng camera hồng ngoại.

Cụ thể sử dụng camera hồng ngoại cho độ chính xác khoảng 57-75%, trong khi hệ thống đo nhịp tim sử dụng tín hiệu radar Doppler không tiếp xúc cho độ chính xác là 86%.

Phóng viên: Trong quá trình thực hiện đề tài, em gặp phải những khó khăn và thuận lợi như thế nào?

Sinh viên Lê Quốc Anh: Khó khăn lớn nhất của em khi tham gia đề tài này là hướng nghiên cứu cần nhiều kiến thức về y sinh cũng như các kiến thức chuyên sâu. Phải đọc nhiều tài liệu tham khảo, triển khai ý tưởng trên thiết bị thực tế và thực nghiệm đo đạc đánh giá.

Tuy nhiên, khi tham gia nghiên cứu tại với nhóm nghiên cứu Y tế và sức khỏe từ xa em rất may mắn vì luôn nhận được sự tư vấn góp ý và động viên từ TS. Lưu Mạnh Hà, các anh/chị trong nhóm nghiên cứu của Viện Tiên tiến về Kỹ thật và Công nghệ.

Mỗi lần vấp phải những vấn đề khó trong đề tài em thường tìm kiếm tài liệu tham khảo từ các tạp chí trong nước và quốc tế từ đó trao đổi trực tiếp với thầy hướng dẫn hoặc các anh/chị trong nhóm nghiên cứu để giải quyết các vấn đề vướng mắc.

Bên cạnh đó, lên phòng thí nghiệm làm thực nghiệm đã giúp em tháo gỡ nhiều phần lý thuyết khó mà khi đọc tài liệu chưa hiểu được.

Phóng viên: Trong thời gian tới, em có dự định tiếp tục nghiên cứu và phát triển sản phẩm này như thế nào?

Sinh viên Lê Quốc Anh: Từ khi tham gia nghiên cứu khoa học, em đã dần dần hình thành mong muốn tiếp tục được đi theo con người nghiên cứu khoa học. Vì vậy, trong thời gian tới em sẽ tiếp tục học cao học để có thêm những kiến thức cho con đường nghiên cứu trong tương lai.

Đối với hệ thống đo không tiếp xúc sử dụng radar, nhóm nghiên cứu sẽ tiếp tục nghiên cứu cải thiện, giúp hệ thống hoạt động ổn định ở môi trường ngoài phòng thí nghiệm và ở bệnh viện.

Cụ thể là dựa trên mô hình tại phòng thí nghiệm sẽ thu thêm nhiều tín hiệu từ lượng lớn bệnh nhân và đưa ra được các phương pháp cải thiện việc lấy dấu hiệu sinh tồn từ hệ thống đo không tiếp xúc.