Tất cả ứng dụng đo huyết áp trên điện thoại đều là "trò bịp", chỉ trừ ứng dụng Android này, nhưng tại sao nó chưa có trên iPhone?

Chỉ cần tìm kiếm cụm từ "đo huyết áp" trên App Store của Apple, bạn sẽ nhận được hàng ngàn kết quả là các ứng dụng tuyên bố chúng có thể đo được huyết áp bằng điện thoại.

Một số ứng dụng yêu cầu bạn đặt tay lên đèn flash hoặc camera để theo dõi độ giãn nở trong mạch máu. Một số khác chỉ đơn giản yêu cầu bạn đặt tay hoặc ấn lên màn hình, tận dụng cảm biến cảm ứng 3D Touch (nếu bạn dùng iPhone X trở xuống).

Nhưng như một bài báo trên tạp chí Đại học Y Harvard từng cảnh báo: "Đừng sử dụng bất kỳ ứng dụng nào trên điện thoại để đo huyết áp của bạn". Bởi tất cả các ứng dụng tuyên bố chúng có thể đo được huyết áp bằng điện thoại, không yêu cầu bất kỳ phụ kiện gắn ngoài nào, chỉ là trò lừa bịp.

Theo nghiên cứu của Đại học John Hopkins ở Mỹ, đa số các ứng dụng đo huyết áp chỉ đưa ra kết quả là những con số ngẫu nhiên, được tập hợp dựa trên dữ liệu huyết áp trung bình của 24% dân số.

Một số ứng dụng trả phí, chẳng hạn như Instant Blood Pressure, được bán với giá hơn 100.000 VNĐ trên App Store thực sự có thuật toán để tính huyết áp bằng ảnh chụp mạch máu xuyên qua da dưới ánh đèn flash của điện thoại. Nhưng các thử nghiệm khoa học cho thấy tính toán này có sai số lên tới 77,5%, nghĩa là nó hoàn toàn không chính xác.

Nói cách khác, đo huyết áp bằng điện thoại di động hiện chỉ là một giấc mơ. Bởi đơn giản là điện thoại không có cảm biến đo huyết áp, nó không thể đo được huyết áp cho bạn.

Nhưng mới đây, một nhóm các nhà nghiên cứu đến từ Đại học Pittsburgh đã biến được giấc mơ tưởng chừng không thể ấy thành có thể, bằng một công thức rất sáng tạo.

Họ đã phát minh ra một thuật toán có khả năngkhai thác cảm biến gia tốc, lực hấp dẫn, lực ấn ngón tay và camera trước của điện thoại để tính toán ra các chỉ số huyết áp cho bạn.

Các cảm biến này hiện có sẵn trên bất kỳ một chiếc điện thoại phổ thông nào. Do đó, phương pháp này có thể thay thế máy đo huyết áp cho người dân ở các khu vực vùng sâu vùng xa, có điều kiện kinh tế khó khăn và không có khả năng tiếp cận với dịch vụ chăm sóc y tế tiêu chuẩn.

"Có khoảng 60% những người bị cao huyết áp trong nhóm dân số này thậm chí không biết đến căn bệnh của mình, bởi họ không có máy đo huyết áp ở nhà và trong khu vực của họ cũng không có bệnh viện", các nhà khoa học viết.

"Nhưng họ có điện thoại thông minh, ngay cả ở các nước thu nhập thấp thì tỷ lệ sử dụng điện thoại thông minh cũng đang gia tăng đáng kể, chẳng hạn 33% người lớn ở khu vực Châu Phi cận Sahara ngày nay đã có điện thoại thông minh.

Do đó, việc có thể đo được huyết áp từ điện thoại thông minh có thể giúp giảm gánh nặng bệnh tật ở khu vực này, san phẳng các chênh lệch trong vấn đề chăm sóc sức khỏe".

Máy đo huyết áp hoạt động như thế nào?

Để có thể biến điện thoại thông minh thành máy đo huyết áp, các nhà khoa học đã nhìn vào nguyên lý hoạt động của một máy đo huyết áp y tế tiêu chuẩn.

Trong đó, bệnh nhân sẽ đưa tay vào một túi lực bơm hơi, hay còn gọi là vòng bít. Khi vòng bít được bơm lên, nó sẽ tạo áp lực lên mạch để chặn dòng máu ở động mạch tay.

Sau đó, van sẽ được xả ra dần dần, cho đến khi áp lực vòng bít bằng với áp lực mà tim tạo ra trên động mạch khi co bóp. Ngay tại khoảnh khắc này, tiếng mạch đập sẽ phát ra, vì áp suất cân bằng cho phép dòng máu bắt đầu lưu thông trở lại.

Máy đo huyết áp sẽ ghi nhận khoảnh khắc mạch đập này bằng cảm biến dao động. (Trong trường hợp đo huyết áp bằng máy cơ thủ công, bác sĩ sẽ đeo ống nghe áp vào tay bệnh nhân, dưới vòng bít để nghe mạch đập).

Thời gian mạch bắt đầu đập được đồng bộ với cảm biến áp suất, cho ra chỉ số áp lực vòng bít hiện lên màn hình hoặc đồng hồ cơ lúc đó. Đây được gọi là chỉ số trên, hay huyết áp tâm thu, nghĩa là khi trái tim co bóp và thu hẹp buồng của nó lại, đẩy máu vào các động mạch.

Trong bước tiếp theo, khi vòng bít tiếp tục giảm áp suất, nhịp tim ở trong mạch sẽ nhỏ dần, cho tới thời điểm tiếng mạch biến mất. Cảm biến dao động trong máy đo huyết áp điện tử (hoặc bác sĩ nghe bằng ống nghe) sẽ xác định áp suất ở thời điểm này, gọi là chỉ số dưới hay huyết áp tâm trương, khi trái tim nở ra và hút máu về từ tĩnh mạch.

Một công thức sáng tạo để đo huyết áp bằng điện thoại

Cần phải nói rằng, các loại điện thoại thông minh phổ biến hiện nay không có cảm biến dao động, và nó cũng không có vòng bít để tạo ra áp suất chặn được mạch máu. Vậy làm thế nào để có thể đo được huyết áp?

Đây chính là lúc các bộ óc thiên tài tại Đại học Pittsburgh được vận dụng. Họ đã phát triển một thuật toán có khả năngkhai thác cảm biến gia tốc, cảm biến điện dung trên màn hình cảm ứng và camera trước của điện thoại để tính toán hiệu áp (huyết áp tâm thu – huyết áp tâm trương).

Đầu tiên, người dùng cần đo chiều dài cánh tay của mình và nhập thông số đó vào ứng dụng điện thoại. Việc này là cần thiết vì trong công thức huyết áp của Đại học Pittsburgh có sử dụng đến chiều dài cánh tay.

Sau đó, người dùng được hướng dẫn đặt ngón tay cái vào vùng camera trước của điện thoại, một phần ngón tay đè lên camera, một phần đè lên màn hình. Màn hình sẽ phát ra ánh sáng trắng xuyên qua ngón tay, cho phép cảm biến trên camera trước của điện thoại đo được một thông số gọi là quang thể tích đồ (PPG).

Trong bước số 2, người dùng được yêu cầu nhấn từ từ ngón tay cái vào màn hình, đồng thời hạ dần tay xuống vị trí thấp nhất có thể. Lực ấn ngón tay sẽ làm cho diện tích tiếp xúc với màn hình điện thoại tăng lên, có thể đo được bằng vùng cảm ứng điện dung. Đồng thời, nó cũng làm thay đổi chỉ số PPG.

Ở bước số 3, người dùng sẽ giơ tay dần dần lên đỉnh đầu, trong khi giữ nguyên lực ấn ngón cái trên màn hình. Hành động này sẽ làm thay đổi áp suất thủy tĩnh trên ngón cái, vì sự thay đổi của chiều cao của điện thoại so với tim, bằng hai lần độ dài cánh tay, và sự thay đổi đó được ghi nhận bằng cảm biến gia tốc trên điện thoại.

Dựa trên tất cả các thông số trong các động tác kể trên, các nhà khoa học tại Đại học Pittsburgh đã xây dựng được một công thức tính ra hiệu số huyết áp, dựa trên các dao động của chỉ số PPG qua từng trạng thái.

"Ý tưởng của phương pháp này là để người dùng thực hiện các thao tác với ngón tay cái và bàn tay dưới sự hướng dẫn bằng điện thoại thông minh, nhằm tạo ra lực tác động tương đương với việc bơm và xả hơi ở vòng bít máy đo huyết áp. 

Điều này cho phép các cảm biến điện thoại tiêu chuẩn thực hiện các phép đo trên động mạch ngón tay cái tương tự như cảm biến vòng bít của máy đo huyết áp. Sau đó, chỉ số hiệu áp (PP = huyết áp tâm thu–huyết áp tâm trương) có thể được tính toán từ các phép đo bằng thuật toán vòng bít", các nhà nghiên cứu giải thích.

Ứng dụng giúp giảm bất bình đẳng trong tiếp cận y tế

Trong một thử nghiệm với 24 tình nguyện viên được hướng dẫn để đo huyết áp bằng ứng dụng này, các nhà khoa học nhận thấy kết quả mà nó cho ra chỉ có sai số trong khoảng 8 mm thủy ngân khi so với huyết áp của tình nguyện viên đo được bằng máy đo y tế điện tử.

Các nhà nghiên cứu cho biết sai số này có thể được giảm xuống khi họ thu thập được lượng lớn dữ liệu từ người dùng, cho phép đào tạo thuật toán ước lượng chính xác hơn các thông số bổ sung cần thiết như độ đặc của máu, chiều dài ngón tay cái, diện tích tiếp xúc, lực nhấn ngón tay...

Hiện ứng dụng đang được phát triển để nhắm tới nhóm người dùng là những người trẻ tuổi và trung niên, sống ở khu vực có điều kiện y tế thiếu thốn và không có khả năng mua máy đo huyết áp y tế.

Đây cũng là lý do mà các nhà nghiên cứu lựa chọn hệ điều hành Android để phát triển ứng dụng chứ không phải iPhone. Vì điện thoại chạy Android có giá thành rẻ hơn và phổ biến hơn trong nhóm dân số này.

Tuy nhiên, trong tương lai, nhóm nghiên cứu cho biết họ sẽ phát triển cả ứng dụng cho hệ điều hành iOS và các hệ điều hành trên điện thoại thông minh khác. Mục tiêu là phổ cập ứng dụng đo huyết áp này đến bất kỳ ai có điện thoại thông minh và mạng internet để tải được ứng dụng.

Nghiên cứu này là một giải pháp cực kỳ sáng tạo, hứa hẹn sẽ giúp san phẳng các vấn đề bất bình đẳng trong tiếp cận y tế, đặc biệt là khi nói đến việc chăm sóc sức khỏe tim mạch cho những nhóm dân số hoặc cộng đồng còn thiếu thốn trên toàn cầu.