Ứng dụng trí tuệ nhân tạo AI và internet vạn vật IOT: Hỗ trợ nhân viên y tế theo dõi sức khỏe của người bệnh

- Để hỗ trợ cho các y, bác sỹ theo dõi chỉ số sinh tồn của người bệnh, trong quá trình truyền dịch qua đường tĩnh mạch, nhóm học sinh Trường THPT Hoàng Văn Thụ, thành phố Lạng Sơn gồm: Nguyễn Duy Thành, Vương Nguyễn Hoàng Anh dưới sự hướng dẫn của cô Hoàng Thu Hà, giáo viên môn Công nghệ đã nghiên cứu thiết bị giúp nhân viên y tế phát hiện sớm hết nước dịch truyền và kiểm tra sức khỏe bằng công nghệ AI và IOT. Tại Cuộc thi Khoa học kỹ thuật cho học sinh trung học năm học 2024 – 2025 do Sở Giáo dục và Đào tạo tổ chức, dự án đã xuất sắc đạt giải nhì.

Truyền dịch tĩnh mạch là phương pháp phổ biến trong điều trị tại các cơ sở y tế. Mặc dù là một phương pháp điều trị khá đơn giản và hiệu quả nhưng nếu không được theo dõi, giám sát, việc truyền dịch có thể dẫn đến các biến chứng nghiêm trọng như thừa dịch, phản ứng dị ứng với thuốc hoặc dịch truyền, viêm tĩnh mạch hoặc thậm chí là ngừng tim nếu dịch được truyền quá nhanh hoặc không đủ. Tại các bệnh viện, việc giám sát tình trạng dịch truyền cũng như theo dõi chỉ số sinh tồn của người bệnh phần lớn phụ thuộc vào sự kiểm tra trực tiếp, chính vì vậy, cần có một thiết bị tự động giám sát và gửi thông báo đến nhân viên y tế, góp phần đảm bảo an toàn cho bệnh nhân, đồng thời giảm áp lực công việc đối với nhân viên y tế.

Em Nguyễn Duy Thành, Trưởng nhóm thực hiện dự án cho biết: từ tháng 6/2024, chúng em bắt đầu có những nghiên cứu tổng quan về dự án, xây dựng sơ đồ lắp ráp, đặt ra các câu hỏi cũng như yêu cầu phải đạt được cho thiết bị... Để ứng dụng trí tuệ nhân tạo AI và internet vạn vật IOT vào thiết bị, chúng em tự tìm hiểu, nghiên cứu về lập trình, viết chương trình xử lý dữ liệu từ các cảm biến, kết nối các linh kiện với nhau cũng như dành nhiều thời gian để huấn luyện AI.

Thiết bị giúp nhân viên y tế phát hiện sớm hết nước dịch truyền và kiểm tra sức khỏe bằng công nghệ AI và IOT gồm 3 mô đun wi-fi, vi điều khiển, camera, cảm biến đo nhiệt độ, cảm biến điện tim, cảm biến đo độ bão hòa ô xi trong máu, màn hình LCD, màn hình OLED và nguồn điện để duy trì hoạt động. Cảm biến nhiệt độ, nhịp tim và độ bão hòa ô xi trong máu gắn ở các vị trí trên cơ thể của người bệnh được kết nối với vi điều khiển. Vi điều khiển được lập trình để phân tích dữ liệu. Camera có nhiệm vụ theo dõi lượng dịch truyền. Màn hình OLED, LCD hiển thị các chỉ số và thông báo theo thời gian thực. Các thiết bị được kết nối với nhau và sử dụng thiết bị wi-fi, truyền thông tin đến điện thoại di động của nhân viên y tế. Các linh kiện của thiết bị được lắp cố định trong hộp nhựa, giúp thiết bị gọn gàng và an toàn khi sử dụng tại giường bệnh. Khi bệnh nhân tại giường bệnh thực hiện thao tác đo các chỉ số, dữ liệu nhịp tim, độ bão hòa ô xi trong máu, nhiệt độ cơ thể… từ các cảm biến truyền về vi điều khiển; cùng đó, camera giám sát được lắp gần chai dịch truyền cũng gửi dữ liệu hình ảnh về vi điều khiển. Sau khi các dữ liệu gửi về, trí tuệ nhân tạo AI tại vi điều khiển sẽ phân tích, so sánh thông tin đầu vào với dữ liệu được huấn luyện để đưa ra kết quả. Kết quả phân tích được hiển thị trên màn hình OLED, LCD đồng thời truyền đến nhân viên y tế thông qua ứng dụng Blynk cài đặt trên điện thoại di động; khi dịch truyền ở mức thấp, các chỉ số sinh tồn có sự khác biệt thiết bị sẽ liên tục truyền tín hiệu đến nhân viên y tế để kịp thời có mặt, xử lý. Với thiết bị giúp nhân viên y tế phát hiện sớm hết nước dịch truyền và kiểm tra sức khỏe bằng công nghệ AI và IOT, khi ở gần người bệnh nhân viên y tế có thể theo dõi các chỉ số hiển thị trên màn hình OLED, LCD; khi ở xa người bệnh, nhân viên y tế cũng có thể theo dõi các chỉ số sinh tồn, lượng dịch truyền trong chai thông qua ứng dụng trên điện thoại thông minh.

Sau khi hoàn thiện thiết bị, nhóm thực hiện dự án đã tiến hành thử nghiệm tại Khoa Hồi sức cấp cứu Bệnh viện Đa khoa tỉnh. Kết quả cho thấy, cảm biến đo chỉ số sinh tồn cho kết quả ổn định, sai số nhỏ khi so sánh với thiết bị y tế tiêu chuẩn. Thiết bị có khả năng kết nối ổn định, có thể hoạt động trong thời gian dài mà không giảm hiệu suất đo, có khả năng gửi thông báo nhanh giúp nhân viên y tế nhận thông báo tức thì khi có thay đổi bất thường. Trí tuệ nhân tạo AI cũng phát hiện nhanh chóng mức dịch truyền dưới ngưỡng an toàn.

Cô Hoàng Thu Hà, giáo viên hướng dẫn nhóm thực hiện dự án cho hay: Các nội dung về trí tuệ nhân tạo AI, hay internet vạn vật IOT chưa có nhiều trong chương trình giáo dục phổ, chính vì vậy, khi cần tìm hiểu hay ứng dụng nó thì các thành viên nhóm thực hiện dự án phải tự học, tự nghiên cứu. Cùng đó, các thiết bị chuyên dùng để chế tạo, lắp ráp thiết bị không có sẵn trên thị trường, nhóm phải nhờ sự hỗ trợ những thợ sửa chữa có kinh nghiệm, giáo viên công nghệ... Tuy nhiên, với niềm say mê nghiên cứu khoa học các em đã vượt qua khó khăn để hoàn thiện sản phẩm.

So với việc giám sát truyền thống, thiết bị phát hiện sớm hết nước dịch truyền và kiểm tra sức khỏe bằng công nghệ AI và IOT là sự cải tiến về tính linh hoạt, khả năng giám sát tự động, thông báo sớm về những nguy cơ trong quá trình truyền dịch cho người bệnh, từ đó góp phần tăng cường hiệu quả công việc của nhân viên y tế. Mong rằng nhóm sẽ tiếp tục nghiên cứu, mở rộng khả năng ứng dụng của thiết bị trong các lĩnh vực khác như chăm sóc sức khỏe từ xa, quản lý bệnh nhân mãn tính… hướng tới nâng cao chất lượng chăm sóc, điều trị bệnh.