Theo dõi sức khỏe từ bên trong cơ thể

Việc theo dõi âm thanh trong cơ thể con người rất quan trọng trong quá trình khám sơ bộ của bác sĩ. Chúng bao gồm nhịp tim, sự di chuyển của thức ăn đã tiêu hóa dọc theo đường tiêu hóa dài và không khí đi vào và ra khỏi phổi, báo hiệu thông tin về sức khỏe của một cá nhân. Hơn nữa, những âm thanh này có thể dừng lại hoặc thay đổi đột ngột, cho thấy có một vấn đề quan trọng cần được quan tâm ngay lập tức.

Thiết bị đeo khai thác âm thanh cơ thể để theo dõi sức khỏe liên tục

 Để mở rộng phạm vi của cuộc kiểm tra như vậy, một nhóm nhà nghiên cứu Đại học Northwestern (NU) trình bày công nghệ thiết bị đeo mới tiên tiến hơn nhiều so với số biện pháp được thực hiện trong cuộc kiểm tra y tế định kỳ. Thiết bị được gắn nhẹ nhàng vào da liên tục theo dõi những âm thanh nhỏ ở nhiều điểm khác nhau trên hầu hết mọi bộ phận của cơ thể.

John A. Rogers, nhà tiên phong về điện tử sinh học tại NU và người đứng đầu phát triển thiết bị, cho biết: “Hiện tại, không có phương pháp nào để theo dõi liên tục và lập bản đồ không gian âm thanh cơ thể tại nhà hoặc bệnh viện”.

Theo dõi sức khỏe từ bên trong cơ thể -0
Nhân viên chăm sóc sức khỏe đặt thiết bị đeo trên ngực bệnh nhân để ghi lại âm thanh trong phổi có liên quan đến nhịp thở.

Thiết bị nhỏ, nhẹ này được gắn micrô kỹ thuật số và gia tốc kế hiệu suất cao, nhẹ nhàng bám vào da để xây dựng một mạng lưới cảm biến rộng khắp, không xâm lấn. Thiết bị lập bản đồ vật lý cách không khí di chuyển vào, qua và ra khỏi phổi, cũng như nhịp tim thay đổi như thế nào ở mọi trạng thái nghỉ ngơi và hoạt động khác nhau cũng như cách thức ăn, khí và chất lỏng di chuyển qua ruột bằng cách đồng thời ghi lại tiếng ồn và kết nối những âm thanh đó. Mỗi thiết bị dài 40 mm, rộng 20 mm và dày 8 mm được bọc trong lớp silicon mềm.

Thiết bị có hai micrô nhỏ, một micrô hướng vào trong thân máy và micrô còn lại hướng ra ngoài, ổ nhớ flash, pin nhỏ, linh kiện điện tử và tính năng Bluetooth. Một thuật toán phân biệt giữa tiếng ồn bên trong cơ thể và âm thanh bên ngoài (âm thanh xung quanh hoặc cơ quan lân cận) bằng cách ghi lại âm thanh theo cả hai hướng.

Nhóm nhà nghiên cứu nói rằng âm thanh do phổi tạo ra nhìn chung quá yếu để một người bình thường nghe được vì nó không đủ lớn và tiếng ồn xung quanh trong bệnh viện có thể góp phần gây ra thách thức này. Tiến sĩ Ankit Bharat, bác sĩ phẫu thuật lồng ngực tại Northwestern Medicine và người đứng đầu nghiên cứu lâm sàng ở đối tượng người lớn, giải thích: “Một khía cạnh quan trọng trong công nghệ của chúng tôi là nó có thể điều chỉnh những âm thanh xung quanh đó”.

Việc thu thập tiếng ồn xung quanh phục vụ mục đích kép bằng cách hỗ trợ khử tiếng ồn và cung cấp thông tin ngữ cảnh có giá trị về môi trường xung quanh của bệnh nhân - một yếu tố quan trọng trong việc chăm sóc trẻ sinh non. Khi tạo ra thiết bị mới, nhóm nhà nghiên cứu xem xét hai nhóm đối tượng dễ bị tổn thương: người lớn sau phẫu thuật và trẻ sinh non trong phòng chăm sóc đặc biệt dành cho trẻ sơ sinh (NICU). Các vấn đề về tim mạch, hô hấp và tiêu hóa là nguyên nhân hàng đầu gây tử vong ở trẻ em và trẻ sơ sinh trong 5 năm đầu đời.

Theo dõi sức khỏe từ bên trong cơ thể -0
Các thành phần VMPill và sơ đồ điện tử cấp cao.

Theo nhóm nghiên cứu, chứng ngưng thở - đặc biệt phổ biến ở trẻ sinh non - là nguyên nhân chính khiến trẻ phải nằm viện kéo dài và có khả năng tử vong. Tiến sĩ Debra E. Weese cho biết những thiết bị nhỏ gọn này giúp “xác định ‘dấu hiệu’ của từng trẻ sơ sinh liên quan đến chuyển động không khí (vào và ra khỏi đường thở và phổi), âm thanh của tim và nhu động ruột cả ngày lẫn đêm, chú ý đến nhịp sinh học”. Ngoài ra, đặc biệt là giảm tiếng ồn trong ruột có liên quan đến các vấn đề về tiêu hóa. Những âm thanh này có thể là dấu hiệu cảnh báo sớm về tình trạng rối loạn nhu động ruột và có nguy cơ tắc nghẽn.

Mayer, đồng tác giả nghiên cứu và trưởng khoa y học tự trị tại Bệnh viện nhi Ann & Robert H. Lurie ở Chicago, tuyên bố: “Khi ‘dấu hiệu’ âm thanh của một bệnh nhân được xác định, những sai lệch so với dấu hiệu được cá nhân hóa đó có khả năng cảnh báo cá nhân và nhóm chăm sóc sức khỏe về tình trạng sức khỏe kém sắp xảy ra, trong khi vẫn còn thời gian để can thiệp phục hồi sức khỏe”. Những tiện ích này cho phép nhóm nhà nghiên cứu phân tích một hơi thở trên nhiều vùng phổi ở người lớn bằng cách đồng thời ghi lại sự phân bố chuyển động của cơ thể và âm thanh của phổi ở nhiều vị trí khác nhau. Bharat cho biết, bằng cách hỗ trợ theo dõi thời gian thực, bác sĩ có thể “xác định xem sức khỏe phổi đang trở nên tốt hơn hay xấu đi và đánh giá mức độ phản ứng của bệnh nhân với một loại thuốc hoặc phương pháp điều trị cụ thể”.

Theo dõi sức khỏe từ bên trong cơ thể -0
John A. Rogers, nhà tiên phong về điện tử sinh học và người đứng đầu phát triển thiết bị.

Thiết bị nuốt theo dõi các dấu hiệu quan trọng bên trong cơ thể

Thiết bị VM Pill là một phần của lĩnh vực thiết bị tiêu hóa đang phát triển cho phép thực hiện nhiều chức năng khác nhau bên trong cơ thể. Thiết bị mới nuốt được giống như viên thuốc theo dõi những dấu hiệu quan trọng như nhịp thở và nhịp tim từ bên trong cơ thể. Thiết bị cung cấp một cách đơn giản và thuận tiện để chăm sóc những người dễ bị sử dụng quá liều opioid. Giovanni Traverso, tác giả chính của nghiên cứu và phó giáo sư kỹ thuật cơ khí tại Viện Công nghệ Massachusetts (MIT, Mỹ) và bác sĩ tiêu hóa tại Bệnh viện Brigham và Phụ nữ, giải thích: “Thiết bị giúp chẩn đoán và theo dõi nhiều tình trạng sức khỏe mà không cần đến bệnh viện giúp bệnh nhân dễ tiếp cận và hỗ trợ chăm sóc sức khỏe hơn”.

Không giống như thiết bị cần được cấy ghép bằng phẫu thuật, chẳng hạn như máy điều hòa nhịp tim, loại thiết bị tiêu hóa rất dễ sử dụng và không liên quan đến các thủ tục xâm lấn. Ví dụ, bác sĩ sử dụng những chiếc máy ảnh nhỏ có thể nuốt được để thực hiện nội soi, thường phải chỉ định nhập viện. Benjamin Pless, đồng tác giả nghiên cứu và là người sáng lập Celero Systems, một công ty thiết bị y tế ở Massachusetts, cho biết: “Ý tưởng là bác sĩ kê đơn những viên nang này và bệnh nhân chỉ cần nuốt chúng. Mọi người đã quen với việc uống thuốc và chi phí sử dụng thiết bị tiêu hóa thấp hơn nhiều so với việc thực hiện loạt xét nghiệm y học truyền thống”.

Theo dõi sức khỏe từ bên trong cơ thể -0
Tiến sĩ Ankit Bharat, bác sĩ phẫu thuật lồng ngực tại Northwestern Medicine và người đứng đầu nghiên cứu lâm sàng ở đối tượng người lớn.

Viên nang VM Pill hoạt động bằng cách cảm nhận những rung động nhỏ của cơ thể liên quan đến nhịp thở và hoạt động của tim. Thiết bị có thể phát hiện xem một người có ngừng thở từ bên trong ruột hay không. Để thử nghiệm VM Pill, nhóm nhà nghiên cứu đặt nó vào dạ dày của những con lợn đã được gây mê. Sau đó, họ cho lợn uống một liều fentanyl - một loại thuốc phiện mạnh có thể gây suy hô hấp ở người. Thiết bị đo nhịp thở của lợn theo thời gian thực và cảnh báo cho nhóm nhà nghiên cứu, những người có thể đảo ngược tình trạng quá liều.

Nhóm nhà nghiên cứu cũng thử nghiệm thiết bị ở người lần đầu tiên bằng cách chỉ định nó cho những người được đánh giá mắc chứng ngưng thở khi ngủ. Nhiều người mắc chứng ngưng thở khi ngủ không biết về tình trạng của mình, một phần vì việc chẩn đoán bệnh này đòi hỏi phải dành một đêm trong phòng thí nghiệm về giấc ngủ được kết nối với thiết bị bên ngoài để theo dõi những dấu hiệu quan trọng của họ. Pless bình luận: “Vì quan tâm đến sự an toàn của opioid nên chúng tôi nhận thấy rằng chứng ngưng thở khi ngủ có nhiều dấu hiệu tương tự như mọi vấn đề về hô hấp do opioid gây ra”.

Theo dõi sức khỏe từ bên trong cơ thể -0
Bên trái: VMPill được hiển thị trong viên nang. Bên phải: Giovanni Traverso cầm viên thuốc VM Pill.

Nhóm nhà nghiên cứu chỉ định VM Pill cho 10 bệnh nhân mắc chứng ngưng thở khi ngủ tại Đại học West Virginia (Mỹ). Thiết bị phát hiện thời điểm bệnh nhân ngừng thở và theo dõi nhịp thở của họ với độ chính xác 92,7%. So với loại thiết bị bên ngoài, viên thuốc có thể theo dõi nhịp tim với độ chính xác ít nhất là 96%. Thử nghiệm cũng cho thấy thiết bị an toàn và tất cả bệnh nhân đều vượt qua thiết bị này trong vài ngày tiếp theo sau cuộc thử nghiệm.

Ali Rezai, đồng tác giả của nghiên cứu và là nhà khoa học thần kinh tại Viện khoa học thần kinh Rockefeller thuộc Đại học West Virginia, trình bày: “Chất lượng và tính nhất quán của những bản ghi này rất tuyệt vời so với loạt nghiên cứu lâm sàng tiêu chuẩn mà chúng tôi đã thực hiện trong phòng thí nghiệm về giấc ngủ. Thiết bị này cho phép chúng tôi theo dõi từ xa những dấu hiệu quan trọng của bệnh nhân mà không cần bất kỳ dây dẫn hoặc nhân viên y tế nào. Điều này mở ra khả năng theo dõi bệnh nhân trong môi trường tự nhiên thay vì ở phòng khám hoặc bệnh viện”.

Theo dõi sức khỏe từ bên trong cơ thể -0
Đồng tác giả nghiên cứu Ali Reza và VM Pill.

Traverso tuyên bố phiên bản hiện tại của VM Pill chỉ tồn tại trong cơ thể khoảng một ngày, nhưng họ đang nỗ lực cải tiến thiết bị để có thể tồn tại lâu hơn nhằm mục đích theo dõi lâu dài. Họ cũng hy vọng có thể nâng cấp thiết bị để nó có thể tự động đưa thuốc vào điều trị những tình trạng bệnh như quá liều opioid khi phát hiện ra một số triệu chứng. Theo Traverso, thiết bị hữu ích trong nhiều tình huống khác nhau trong tương lai, chẳng hạn như dùng quá liều opioid, các vấn đề về hô hấp và mọi vấn đề về tim.

Diên San (Tổng hợp)

Các tin khác

Cảm biến lượng tử truy tìm tín hiệu vô tuyến

Cảm biến lượng tử truy tìm tín hiệu vô tuyến

Giữa môi trường tác chiến điện từ ngày càng phức tạp, nơi hàng trăm nguồn phát tín hiệu có thể xuất hiện đồng thời trên chiến trường, quân đội Mỹ đang tìm kiếm những công cụ mới để nâng cao năng lực nhận thức tình huống. Trong nỗ lực đó, các nhà khoa học thuộc Phòng thí nghiệm Nghiên cứu Lục quân Mỹ (ARL) vừa trình diễn một cảm biến lượng tử thế hệ mới có khả năng xác định hướng của trường điện từ tần số vô tuyến trong không gian ba chiều.

UAV cải tiến có thể tự “săn mồi” trong vùng gây nhiễu

UAV cải tiến có thể tự “săn mồi” trong vùng gây nhiễu

Chiến trường tương lai có thể không còn được quyết định bởi số lượng UAV, mà bởi khả năng chúng tiếp tục chiến đấu khi bị "làm mù" và "cắt đứt liên lạc". Một công bố mới từ Trung Quốc về thuật toán AI HG-STR đang thu hút sự chú ý của giới quân sự khi tuyên bố giúp bầy UAV tự phối hợp truy tìm mục tiêu trong môi trường tác chiến điện tử phức tạp.

Bóng đen sau cánh cửa 37 quốc gia

Bóng đen sau cánh cửa 37 quốc gia

Tháng 2/2026, khi Palo Alto Networks công bố báo cáo về một chiến dịch gián điệp mạng quy mô toàn cầu, Pete Renals, Giám đốc Chương trình An ninh quốc gia của Unit 42, đã dùng một so sánh rất nặng. Ông nói với Recorded Future News rằng đây có thể là vụ xâm phạm hạ tầng chính phủ toàn cầu nghiêm trọng nhất do một nhóm được nhà nước hậu thuẫn thực hiện kể từ SolarWinds. So sánh ấy không ồn ào. Nhưng ai từng theo dõi SolarWinds năm 2020 đều hiểu nó nặng đến mức nào.

EU sẽ gia nhập “mặt trận” chip AI

EU sẽ gia nhập “mặt trận” chip AI

EU dự kiến tham gia sáng kiến chip AI do Mỹ khởi xướng, đánh dấu bước dịch chuyển đáng chú ý trong nỗ lực của phương Tây nhằm kiểm soát chuỗi cung ứng công nghệ chiến lược và kiềm chế tham vọng công nghệ của Trung Quốc.

Gián rít Madagascar - trinh sát toàn năng trong tương lai?

Gián rít Madagascar - trinh sát toàn năng trong tương lai?

Công nghệ điện tử - tự động hóa và trí tuệ nhân tạo phát triển, nhiều sản phẩm viễn tưởng bước ra khỏi phim ảnh để vào đời thực. Tiên phong có gián rít Madagascar “côn trùng người máy” đầu tiên của các nhà khoa học Đức.

Số phận của chiếc MQ1-Predator

Số phận của chiếc MQ1-Predator

Nhiệm vụ chính của máy bay không người lái MQ-1 Predator là ngăn chặn và tiến hành trinh sát vũ trang chống lại mục tiêu quan trọng, dễ bị phá hủy. Khi không thực hiện nhiệm vụ chính, MQ-1 sẽ cung cấp hoạt động trinh sát, giám sát và xác định mục tiêu để hỗ trợ chỉ huy Lực lượng Liên hợp.

Thế giới không thể lơ là trước cuộc chiến chống Ebola

Thế giới không thể lơ là trước cuộc chiến chống Ebola

Một “con bệnh” từ những cánh rừng châu Phi lại trỗi dậy, gióng lên hồi chuông cảnh báo về sự mong manh của an ninh y tế toàn cầu. Virus Ebola, với tỷ lệ tử vong cao và khả năng gieo rắc nỗi kinh hoàng đang bùng phát trở lại. Một cuộc chiến mới với ngành y tế thế giới lại bắt đầu.

Nhân tố con người trong kỷ nguyên AI quân sự

Nhân tố con người trong kỷ nguyên AI quân sự

Xu hướng đưa trí tuệ nhân tạo (AI) vào lĩnh vực quân sự ngày càng tăng, nhưng cơ chế quản lý vẫn chưa rõ ràng. Dù mang lại nhiều lợi ích cho ngành tình báo và hậu cần, việc quá phóng đại năng lực AI dễ đẩy cao căng thẳng toàn cầu và gây ra những sai sót hệ thống. Trước thực trạng đó, bà Jacquelyn Schneider, Giám đốc Sáng kiến Mô phỏng Chiến tranh và Khủng hoảng tại Viện Hoover (Đại học Stanford), nhận định rằng kiểm soát an toàn từ khâu phát triển và nâng cao tư duy phản biện cho quân nhân là giải pháp cốt lõi.

Khi AI bước vào chiến trường

Khi AI bước vào chiến trường

Quân đội Mỹ đang phát triển các mô hình AI được huấn luyện dựa trên dữ liệu từ nhiệm vụ thực tế, với mục tiêu triển khai một chatbot AI (trí tuệ nhân tạo) dành riêng cho binh sĩ, cho thấy tham vọng đẩy nhanh ứng dụng AI trong quân sự.

Những bí mật không thể xóa trong dữ liệu ADN

Những bí mật không thể xóa trong dữ liệu ADN

Ngày 23/3/2025, công ty xét nghiệm gen 23andMe nộp đơn xin bảo hộ phá sản theo Chương 11 tại Tòa Phá sản Mỹ khu vực Đông Missouri. Trong vòng 24 giờ, lượng truy cập vào trang web của công ty tăng 526%. Không phải vì khách hàng muốn đọc thông báo phá sản, mà vì hàng triệu người đổ xô vào trang hỗ trợ với một mục đích duy nhất: xóa dữ liệu ADN của mình trước khi chúng bị chuyển giao trong một thương vụ phá sản. Nhưng câu hỏi mà không ai trong số họ có thể trả lời được là: liệu xóa có còn kịp không?

Bộ xương giả và 41 năm tự đánh lừa của khoa học Anh

Bộ xương giả và 41 năm tự đánh lừa của khoa học Anh

Suốt 41 năm, giới khoa học và công chúng đã đặt niềm tin vào một “sự thật” mang tên “Người Piltdown”. Vụ lừa đảo kinh điển này không chỉ phơi bày sự xảo quyệt của một cá nhân, mà còn là lời cảnh báo sâu sắc về những điểm mù của tri thức khi bị dẫn dắt bởi thiên kiến xác nhận và lòng tự tôn dân tộc thái quá.

Bom không nổ hủy diệt hệ thống điện

Bom không nổ hủy diệt hệ thống điện

Lực lượng Nga tại các khu vực tạm chiếm thuộc vùng Donetsk tuyên bố rằng, lực lượng Ukraine đã sử dụng máy bay không người lái (UAV) trang bị bom graphite (than chì) trong các cuộc tấn công ban đêm. Điều này làm dấy lên nhiều câu hỏi về loại vũ khí này, lý do tại sao chúng có thể hiệu quả, và loại máy bay không người lái nào của Ukraine có khả năng mang loại vũ khí này?

Vũ khí “Made in Japan” mở đường tiến ra thị trường toàn cầu

Vũ khí “Made in Japan” mở đường tiến ra thị trường toàn cầu

Sau nhiều thập kỷ tự ràng buộc bởi các chính sách hạn chế nghiêm ngặt, Nhật Bản đã chính thức dỡ bỏ rào cản xuất khẩu vũ khí sát thương. Bước ngoặt này mở ra vận hội mới cho ngành công nghiệp quốc phòng Nhật Bản và đưa các sản phẩm "Made in Japan" vào thị trường vũ khí toàn cầu - một thị trường mà Tokyo chưa từng thực sự đặt chân vào kể từ sau Thế chiến II.

Koral - Tên lửa đất đối không của Ukraine

Koral - Tên lửa đất đối không của Ukraine

Tên lửa đất đối không Koral (đôi khi cũng được viết là Coral) dường như đã ra mắt công chúng như một phần trong loạt hệ thống vũ khí nội địa mới của Ukraine được giới thiệu gần đây.

Những thử nghiệm độc đáo của NASA trong không gian

Những thử nghiệm độc đáo của NASA trong không gian

Các thí nghiệm trên tàu con thoi vũ trụ đã chỉ ra rằng vi khuẩn Salmonella, một nguồn gây ngộ độc thực phẩm phổ biến và đôi khi gây tử vong, trở nên độc hại hơn trong không gian. Đó là nghiên cứu được thực hiện trên chuyến bay STS-115 của tàu Atlantis năm 2006 và STS-123 của tàu Endeavour hai năm sau đó...

Báo động tình trạng ma túy xâm nhập học đường

Báo động tình trạng ma túy xâm nhập học đường

Những lọ tinh dầu nhỏ gọn, mang vẻ ngoài vô hại như dung dịch thuốc nhỏ mắt hay tinh dầu thuốc lá điện tử đang trở thành lớp vỏ ngụy trang tinh vi cho các chất ma túy thế hệ mới. Không chỉ dừng lại ở việc sử dụng, mà đau lòng hơn, nhiều em học sinh còn mua bán, tàng trữ ngay trong môi trường học đường, gióng lên hồi chuông cảnh báo về tình trạng mua bán ma túy ngày càng trẻ hóa.

Hiệu quả chuyển đổi số trong công tác tuyển sinh đầu cấp

Hiệu quả chuyển đổi số trong công tác tuyển sinh đầu cấp

Những ngày gần đây, các địa phương trên cả nước đang tất bật triển khai công tác tuyển sinh đầu cấp. Với thành phố đông dân, tập trung nhiều trường học như Thủ đô Hà Nội, công tác tuyển sinh càng được chú trọng thay đổi; từ khâu đăng ký dự thi, tra cứu thông tin đến công bố kết quả triển khai đồng bộ các nền tảng trực tuyến, mang lại sự thuận tiện và minh bạch hơn cho phụ huynh, học sinh.