Các thiết bị điện tử y tế đang đối mặt với một bài kiểm thử quan trọng

Liên quan đến vấn đề này, Bà Ee Huei Sin, Phó Chủ tịch kiêm Tổng Giám đốc, Giải pháp Đo lường Điện tử, Keysight Technologies, đã có những nhận định xung quanh sự cấp thiết về một giao thức đo kiểm mạnh mẽ cho phần cứng, giải pháp truyền thông, tuổi thọ pin, an ninh bảo mật và hơn thế nữa của các thiết bị điện tử y tế này:

Ngày nay, thị trường thiết bị điện tử y tế chỉ chiếm một phần tương đối nhỏ trong chi phí y tế, khoảng 5% tại các quốc gia như Mỹ. Tuy nhiên, giá trị mà thị trường này mang lại cho ngành y học lớn hơn nhiều so với giá trị thị trường, đồng thời đang tăng nhanh. Ngành công nghiệp điện tử y tế được dự báo sẽ tăng trưởng mạnh, xuất phát từ nguyên nhân gia tăng tỷ lệ mắc bệnh mãn tính kéo theo việc sử dụng ngày càng nhiều các thiết bị hình ảnh, giám sát và có thể cấy ghép y tế - đi đôi với tình trạng già hóa dân số.

Ngoài ra, lợi ích về sức khỏe do các công nghệ mang lại, trong đó có thiết bị điện tử y tế, đã vượt ra khỏi phạm vi của các bệnh viện. Các trung tâm khám chữa bệnh vệ tinh, phòng khám độc lập, cơ sở cấp cứu, phòng mạch của bác sĩ và nhà riêng của bệnh nhân hiện nay đều được trang bị màn hình, máy phân tích, thiết bị điện tử và các loại máy móc khác nhau để kiểm tra các tín hiệu quan trọng và cung cấp dịch vụ chăm sóc đặc biệt. Nhìn chung, các thiết bị này không chỉ có khả năng chăm sóc bệnh nhân tốt hơn và kịp thời hơn mà còn có khả năng thay thế một phần đáng lượng công việc đang quá tải của các chuyên gia y tế hiện nay.

Sự tăng trưởng mạnh mẽ này làm phát sinh nhiều vấn đề kỹ thuật phức tạp gây ảnh hưởng đến hạ tầng mạng y tế. Sự phức tạp đó phản ánh qua việc có nhiều nguồn cung ứng và loại thiết bị khác nhau, cũng như cơ sở hạ tầng mạng không đồng nhất để kết nối các thiết bị đó với nhau và với nhân viên y tế. Đặc biệt là trong trường hợp các hệ thống bệnh viện lớn có nhiều đơn vị trực thuộc và đơn vị liên kết thì việc hỗ trợ một tập hợp các mạng vật lý và ảo hóa, các hệ thống, trung tâm dữ liệu và các ứng dụng trong khi vẫn phải duy trì khả năng bao quát và giám sát trên toàn mạng là một thách thức lớn. Thậm chí đối với các ứng dụng phần mềm cấp phát, phân tích và quản lý hiệu năng cao như hiện nay, thì khả năng giám sát khá hạn chế, và hiệu năng thường bị suy giảm. Lẽ dĩ nhiên, một phần nguyên nhân là do sự bùng nổ của lưu lượng mạng. Nhưng một lý do khác là do nhiều ứng dụng được phát triển tùy chỉnh và không tương thích với các phương pháp giám sát hiện tại.

Đã từng xảy ra trường hợp một hệ thống cung cấp dịch vụ y tế, sau khi được mở rộng thông qua mua lại và bổ sung các cơ sở mới, đã gặp phải tình trạng cơ sở hạ tầng phức tạp và thiếu đồng nhất, không có khả năng bao quát trên toàn mạng. Các quản trị viên hệ thống không thể giám sát các trung tâm dữ liệu của họ xuống tới lớp máy chủ và ứng dụng. Các điểm mù trong hạ tầng ảo hóa hoặc đám mây riêng của tổ chức này khiến bộ phận CNTT phải tốn nhiều thời gian và tài nguyên hơn để cô lập, phân cấp ưu tiên và khắc phục các sự cố.

Khi chứng kiến ngày càng nhiều các bộ cảm biến sinh học, thiết bị đeo và ứng dụng di động được sử dụng trong lĩnh vực y tế, thì các tổ chức y tế có cùng mối quan ngại về việc dữ liệu được khai thác riêng lẻ, dù trong trạm điều dưỡng, máy chủ backend hoặc trong chính thiết bị. Dữ liệu có tính tương tác là yếu tố rất quan trọng nhằm bảo đảm tương lai của ngành y tế cũng như giảm chi phí. Tuy nhiên, khi chuyển từ sử dụng các thiết bị y tế có dây sang các thiết bị không dây, nhiều thiết bị sẽ sử dụng nhiều giao thức khác nhau, dùng chung tần số vô tuyến hoặc tần số liền kề. Khi đó sẽ xuất hiện những sai lỗi khác thường trong kết nối và truyền thông. Các thiết bị có thể gặp sự cố về khả năng tương tác với cơ sở hạ tầng, gây ra lỗi kết nối hoặc truyền thông trong những tình huống nghiêm trọng có thể ảnh hưởng đến tính mạng của người bệnh.

Tuy nhiên, không một giao thức duy nhất nào có thể đáp ứng yêu cầu cao về vận hành của các thiết bị IoT. Điều đó có thể gây ra rủi ro về an ninh mạng và quyền riêng tư cũng như các lỗ hổng mà các cơ sở khám chữa bệnh có thể chưa nhận thức được, hoặc thậm chí trong nhiều trường hợp còn chưa quan tâm đúng mức.

Các cơ quan quản lý nhà nước trong ngành luôn coi an ninh là mối quan tâm hàng đầu. Một thiết bị y tế thông minh có thể phải kết nối được với wi-fi, Bluetooth, ZigBee và LTE trước khi có thể vận hành một cách tin cậy. Vì vậy, các công ty hàng đầu cam kết luôn đi trước một bước bằng cách tích hợp các nguồn lực để đảm bảo sản phẩm của họ hoạt động ổn định và an toàn trong nhiều tình huống khác nhau. Ngoài ra, họ còn phải xử lý vấn đề xuyên nhiễu điện từ gia tăng, trong khi đồng thời phải tuân thủ các quy định nghiêm ngặt về y tế.

Khi các công nghệ mới xuất hiện và được đưa vào sử dụng trong ngành y tế, những nhiệm vụ này sẽ trở nên dễ dàng hơn, và ở một số khía cạnh nào đó lại trở nên phức tạp hơn. Trong số những công nghệ quan trọng nhất là mạng vô tuyến 5G với khả năng xử lý dữ liệu cao hơn nhiều lần và độ trễ thấp. Ít nhất là trên lý thuyết, khi số lượng các thiết bị điện tử giám sát từ xa và các thiết bị IoMT khác tiếp tục tăng nhanh thì những công nghệ đó chính là giải pháp lý tưởng. Các ứng dụng y tế cho mạng 5G đang được nghiên cứu bao gồm chẩn đoán từ xa, chuyển tập tin lớn và những sáng tạo trong phát triển các bộ cảm biến. Ngoài ra, các tiêu chuẩn mới cho mMTC (massive machine-type communications - truyền thông máy móc trên quy mô lớn), cũng như các tiêu chuẩn khác về độ trễ thấp và độ tin cậy cao dành cho Internet Máy móc (Internet of Machine Types), sẽ giúp các quản trị viên CNTT loại bỏ các tín hiệu vô nghĩa hiện đang giao thoa với các hệ thống mạng y tế.

Một điều thường bị bỏ qua khi giải quyết các vấn đề phức tạp của hạ tầng điện tử trong ngành y tế là mục tiêu phát triển một mạng dữ liệu hiệu quả không phải là để tiết kiệm chi phí, mà là để bảo toàn sinh mạng. Tổn thất về con người khi hệ thống thông tin bệnh viện gặp sự cố không thể đo đếm được. Tuy nhiên, khả năng thành công của ngành y tế khi gặp phải sự phức tạp về kỹ thuật không phải là một điều gì đó có thể dựa vào đức tin, mà cần có một giao thức đo kiểm mạnh mẽ gồm phần cứng, giải pháp truyền thông, tuổi thọ pin, an ninh bảo mật và hơn thế nữa. Mỗi thành tố nêu trên cần được đo kiểm riêng rẽ và đồng thời để đảm bảo rằng chúng có thể chống chịu được sự khắc nghiệt của môi trường mà chúng sẽ vận hành. Ngoài ra, các nhân viên được giao nhiệm hỗ trợ những thiết bị này cần có khả năng giám sát thiết bị và phát hiện mọi dấu hiệu về sự cố trước khi xảy ra.

Để làm được điều đó, thiết bị và phần mềm đo kiểm cần được phát triển với sự cộng tác chặt chẽ từ phía các ngành ứng dụng các công cụ đó, thậm chí bao gồm cả giải pháp đo kiểm như một dịch vụ trên nền tảng đám mây. Chiến lược đó sẽ mang lại lợi ích cho ngành y tế cũng như ngành kiểm thử và đo lường, cả hai ngành này đều có thể có được những thấu hiểu và đáng tin cậy hơn về sức khỏe con người cũng như nhu cầu của thị trường đối với các dịch vụ của họ.