Đồng hồ thông minh đọc dạng sóng huyết áp: Không vòng bít, không hiệu chuẩn, liệu có thay đổi cuộc chơi?

Để dịch chuyển từ thay đổi trở kháng thành chỉ số huyết áp cụ thể, nhóm nghiên cứu xây dựng một mô hình phân tích và tính toán đa quy mô, làm rõ mối liên hệ sinh lý giữa tín hiệu BioZ và huyết áp . Mô hình này tính đến các yếu tố giải phẫu, vị trí đeo và điều kiện thí nghiệm ảnh hưởng đến tín hiệu BioZ tại cổ tay.

Nhúng luật vật lý vào trong lõi trí tuệ nhân tạo

Thay vì dùng mô hình học máy “hộp đen” thông thường chỉ học mối tương quan từ dữ liệu, nhóm nghiên cứu đã phát triển “mạng nơ-ron thông tin vật lý được gắn thẻ tín hiệu” (signal-tagged PINN) – tức là nhúng trực tiếp các định luật thủy động lực học vào kiến trúc mạng nơ-ron .

Điểm khác biệt sống còn: mô hình này không thể đưa ra một kết quả dự đoán sai về mặt vật lý. Chẳng hạn, nó sẽ không “bịa” ra một dạng sóng huyết áp mà định luật chất lưu không cho phép. Các nhà nghiên cứu cho rằng điều này khiến cho AI trở nên đáng tin cậy hơn hẳn khi đưa ra quyết định lâm sàng . Và vì mô hình đã “hiểu” vật lý của dòng chảy dao động và điện từ học, nó có thể tái tạo toàn bộ dạng sóng huyết áp chỉ từ tín hiệu điện – hoàn toàn không cần vòng bít để lấy đường cơ sở.

Thứ mà đồng hồ đo được, còn máy đo vòng bít thì không

Máy đo huyết áp truyền thống chỉ cho bạn hai con số (tâm thu/tâm trương) tại một thời điểm. Chiếc đồng hồ của nhóm Utah mang đến một bức tranh khác: toàn bộ dạng sóng huyết áp liên tục theo thời gian . Bên cạnh áp lực tiêu chuẩn, thiết bị còn ước tính vận tốc máu hướng tâm (radial) và vận tốc máu dọc trục (axial) – tốc độ máu chảy qua động mạch .

Đồng tác giả, nhà toán học Braxton Osting, giải thích giản dị: “Huyết áp không phải là hai con số; nó là một hàm theo thời gian. Thách thức toán học là khôi phục toàn bộ dạng sóng đó từ những phép đo điện gián tiếp ở cổ tay” .

Nhờ vậy, đồng hồ có thể hé lộ những đợt tăng vọt huyết áp nguy hiểm thoáng qua, mô hình huyết áp về đêm, hay tình trạng tăng huyết áp ẩn giấu – những thứ mà những lần đo định kỳ ở phòng khám dễ dàng bỏ sót.

Thử nghiệm trên cả người khỏe mạnh lẫn bệnh nhân

150 người tham gia đã được kiểm tra với chiếc đồng hồ này, bao gồm người khỏe mạnh khi nghỉ ngơi và sau vận động (đi bộ, chạy, leo cầu thang) . Đặc biệt, nghiên cứu còn bao gồm bệnh nhân tăng huyết áp và bệnh tim mạch ở cả môi trường ngoại trú và chăm sóc tích cực (ICU). Đây là điểm mấu chốt trực tiếp trả lời câu hỏi liệu BioZ có hoạt động tốt nhất trên chính những đối tượng cần nó nhất hay không.

Dù con số cụ thể về sai số của thử nghiệm năm 2026 chưa được công bố chi tiết trong các tóm tắt hiện có, các công trình PINN trước đây của cùng nhóm năm 2023 đã cho thấy mối tương quan mạnh với phép đo tham chiếu (tâm thu 0.90, tâm trương 0.89), với sai số tâm thu khoảng 1.3 ± 7.6 mmHg và sai số tâm trương khoảng 0.6 ± 6.4 mmHg . Phiên bản đeo tay mới được kỳ vọng ngang bằng hoặc vượt trội hơn hiệu suất đó.

Tiềm năng lâm sàng và những dấu hỏi còn bỏ ngỏ

Viễn cảnh theo dõi huyết động học liên tục, không cần hiệu chuẩn mang trọng lượng lâm sàng to lớn. Thiết bị có thể phát hiện sớm tình trạng huyết áp bất ổn nguy hiểm ở bệnh nhân nguy cơ cao, hướng dẫn bác sĩ điều chỉnh thuốc kịp thời theo thời gian thực, và loại bỏ “hiệu ứng áo choàng trắng” (tình trạng huyết áp tăng vọt khi gặp nhân viên y tế) làm méo mó các chỉ số đơn điểm .

Tuy nhiên, vẫn còn một số lưu ý quan trọng:

• Thiết bị hiện chưa được cơ quan quản lý nào phê duyệt. Đại học Utah, đơn vị nắm giữ bằng sáng chế, mới đang trong giai đoạn đầu đàm phán cấp phép thương mại .
• Nghiên cứu được tài trợ bởi Quỹ Khoa học Quốc gia (NSF), Viện Y tế Quốc gia (NIH), trường đại học, và B‑Secur, Ltd., một công ty mà tác giả chính Benjamin Sanchez Terrones có cổ phần và giữ vai trò lãnh đạo . Mối liên kết này là một xung đột lợi ích tiềm tàng mà độc giả và bác sĩ nên cân nhắc.
• Về mặt kỹ thuật, ưu điểm lớn nhất của phương pháp này cũng là thách thức lớn nhất: chất lượng tái tạo dạng sóng huyết áp phụ thuộc hoàn toàn vào việc mô hình mô phỏng trung thực đến đâu các biến đổi trở kháng điện sinh học thực tế. Các yếu tố bên ngoài như cử động mạnh (nhiễu chuyển động), độ ẩm da, hay áp lực tiếp xúc đồng hồ với cổ tay vẫn có thể làm giảm chất lượng tín hiệu. Các nghiên cứu tiếp theo cần chứng minh thiết bị đủ bền bỉ trong đời sống hàng ngày thay vì chỉ trong các thử nghiệm được kiểm soát.

Dù vậy, hiện chưa có thiết bị đeo tay thương mại nào trên thị trường có thể đo huyết áp liên tục, không cần hiệu chuẩn, ở chiều sâu huyết động học như vậy. Nếu nhóm nghiên cứu Utah có thể vượt qua chặng đường từ phòng thí nghiệm tới sản phẩm thực tế, chiếc vòng bít quen thuộc có lẽ sẽ sớm trở thành “cổ vật” của một kỷ nguyên y học cũ.