Mã số N2001: HSmart hệ thống cảnh báo sớm dịch bệnh sử dụng trí tuệ nhân tạo, dữ liệu lớn — Sở Khoa học và Công nghệ Thành phố Hồ Chí Minh

I. Vấn đề cần giải quyết:

Như chúng ta đã biết, sức khỏe của con người là nền tảng cơ bản của một cuộc sống vui vẻ, hạnh phúc, là cơ sở quan trọng để mỗi người thực hiện ý tưởng, ước mơ, nguyện vọng của cuộc đời mình. Nếu để bị bệnh tật tấn công chúng ta sẽ không còn đủ sức khỏe, tâm trí nào mà lo lắng, suy nghĩ đến những việc khác. Do vậy, sức khỏe chính là chìa khóa quan trọng nhất mở ra cánh cửa hạnh phúc cho mỗi người. Hiện nay, công tác chăm sóc sức khỏe được Đảng và Chính phủ ta rất quan tâm và có nhiều quyết sách trong phòng ngừa, chăm sóc, bảo vệ sức khỏe toàn dân. Vì vậy, cần thiết có hệ thống cảnh bảo sớm nhằm phát hiện các bệnh tật có nguy cơ tiềm tàng trong cơ thể mình để có thể đề phòng, tầm soát phát hiện điều trị sớm. Việc sử dụng các công nghệ mới như trí tuệ nhân tạo AI, phân tích dữ liệu giúp hỗ trợ bác sỹ có thể suy đoán, phát hiện một cách chính xác bệnh. Người dân có thể tự cung cấp các thông tin về các vị trí mình đi qua, thuận lợi cho công tác điều tra, phân tích giúp cơ quan y tế kiểm soát, khoanh vùng một cách hiệu quả. Việc cần thiết phải có hệ thống trên góp phần hạn chế lây lan dịch bệnh, ứng dụng một cách hiệu quả công nghệ thông tin đặc biệt là các công nghệ mới như dữ liệu lớn, trí tuệ nhân tạo.

Trong thời đại cách mạng công nghiệp 4.0, thì việc áp dụng hiệu quả, thực tế các công nghệ mới để ngăn chặn, giảm thiểu tối đa tình hình dịch bệnh, bảo đảm an toàn tuyệt đối sức khỏe của người dân như chỉ đạo của Thủ tướng Việt Nam Nguyễn Xuân Phúc “Chống dịch như chống giặc”. Đó là, từ tinh thần y thức của người dân trong kê khai y tế, ý thức của khách nhập cảnh vào Việt Nam, từ tinh thần vì sức khỏe cộng đồng là tự cách ly khi thấy mình có biểu hiện bệnh và thông báo ngay cho cơ quan y tế để có biện pháp kiểm tra bệnh, thực hiện cách ly, rà soát an toàn dịch tễ tiến hành tra cứu lịch sử đi lại của người nghi nhiễm bệnh để ngăn ngừa kịp thời dịch bệnh lây lan ra ngoài cộng đồng, xây dựng ý thức bảo vệ sức khỏe của mọi người dân trên toàn khu vực: tổ, khu phố, xã, phường, thị trấn, quận, huyện. Việc xây dựng ứng dụng hỗ trợ người dân về tình hình dịch bệnh, các cảnh báo kịp thời, chính xác có ý nghĩa trong bảo vệ sức khỏe người dân. Đồng thời, việc chia sẽ dữ liệu giữa các Trung tâm kiểm soát bệnh tật giữa các nước có ý nghĩa quan trọng trong giải quyết triệt để gốc các vấn đề liên quan đến các ca bệnh nhiễm các dịch bệnh nguy hiểm như SAR, Ebola, Covid-19 hay SAR-COV- 2. Tất cả các vấn đề này có thể giải quyết một cách tối ưu hiệu quả nhờ các công nghệ như dữ liệu lớn, công nghệ thu thập và phân tích dữ liệu dùng trí tuệ nhân tạo

II. Nội dung giải pháp:

Các chức năng của giải pháp:

- Phân hệ thu thập dữ liệu;

- Phân tích, mô hình hóa dữ liệu về dịch bệnh;

- Phân hệ bản đồ trực tuyến các ca bệnh, vùng dịch bệnh;

- Phân hệ các thông tin về từng loại dịch bệnh;

- Phân hệ quản lý điều hành chung của cơ quan quản lý nhà nước về y tế.

Màn hình demo giao diện ứng dụng:

1. Phân hệ thu thập dữ liệu:

Phương pháp nghiên cứu, xử lý: thu thập dữ liệu từ hồ sơ bệnh án các bệnh viện lưu trữ lịch sử khám chữa bệnh, thu thập dữ liệu tự động từ các thiết bị theo dõi sức khỏe, từ thông tin điều tra dịch tễ của Trung tâm kiểm soát bệnh tật, từ cơ sở dữ liệu uy tín các đơn vị nghiên cứu y tế thế giới, từ cơ sở dữ liệu chia sẽ của các hãng du lịch, cơ sở lưu trú, hàng không.

Mô hình thu thập dữ liệu y tế cho quản lý dịch bệnh:

Dữ liệu phần mềm quản lý bệnh viện: hiện tại các bệnh viện, cơ sở khám chữa bệnh dùng nhiều phần mềm quản lý khác nhau nên yêu cầu cần có là kết xuất ra cấu trúc trường thông tin dữ liệu theo chuẩn của Bộ Y tế có thể là CSDL SQL Server, Oracle, hoặc file excel, CSV,… gồm 1 số trường thông tin như: họ tên bệnh nhân, ngày vào và ra viện, địa chỉ thường trú, số điện thoại liên hệ, chẩn đoán lâm sàng, lịch sử các lần khám chữa bệnh gồm các bệnh liên quan đến đường hô hấp, kết quả các lần xét nghiệm, thông tin về hình ảnh y khoa được lưu trữ trên hệ thống PACS.

Dữ liệu từ điều tra dịch tễ của trung tâm kiểm soát bệnh tật: qua các đợt dịch bệnh cần thống kê khu vực nhiễm bệnh, các trường hợp nhập cảnh, đi về từ vùng dịch gồm các thông tin về địa chỉ thường trú, điện thoại liên hệ, địa điểm bệnh nhân đi đến và lịch sử các lần tiếp xúc của các F1, F2,….

Dữ liệu từ các cơ sở nghiên cứu y tế uy tín trên thế giới và dữ liệu khách hàng được chia sẽ từ các hàng du lịch, hàng không để phục vụ công tác điều tra dịch tễ, lịch sử di chuyển của khách như thông tin tên khách hàng, nơi đến, nơi đi, thời gian di chuyển nhằm phục vụ cho công tác xây dựng các kịch bản, dự đoán cảnh báo sớm các loại dịch bệnh.

Các thiết bị cảm biến thu thập dữ liệu sức khỏe cá nhân như các thông tin huyết áp, nhịp tim,….làm cơ sở hình thành dữ liệu sức khỏe người dân. Giải pháp sử dụng công nghệ thu thập dữ liệu tự động từ Internet kết nối vạn vật (IoT) cho phép kết nối mọi thứ vào bất cứ lúc nào, bất kỳ nơi nào, bất kỳ dịch vụ nào. Công nghệ IoT trong tự động hóa được hiện diện trong hầu hết các lĩnh vực, các ứng dụng như thành phố thông minh, giao thông thông minh, quản lý chất thải, an ninh, bán lẻ và chăm sóc sức khoẻ.

2. Phân hệ quản lý dịch bệnh:

Gồm các chức năng: Quản lý dịch bệnh, thông tin người bệnh-xét nghiệm, biểu đồ phân tích dịch bệnh, tổng hợp tình hình dịch tại tỉnh Bình Định, tổng hợp các tỉnh thành có ca nhiễm Covid-19, bản đồ GIS biến động dịch bệnh theo ngày.

3. Phân hệ cảnh báo sớm

Để có thể xây dựng hệ thống cảnh báo sớm cần dựa trên một số cơ sở sau:

* Dựa vào Lịch sử các ca nhiễm bệnh Dịch SARS (2002 - 2003), Dịch Ebola (2014 - 2016)

* Tần xuất kết nối giao thương, du lịch giữa Việt Nam và thế giới, giữa Bình Định và các tỉnh thành trong cả nước; Bình Định với các nước liên quan.

* Tốc độ lây nhiễm, mức độ nguy hiểm của dịch bệnh.

* Điều tra dịch tễ từ các chuyên gia y tế, từ việc cập nhật liên tục theo thời gian thực từ cơ sở dữ liệu uy tín trên thế giới.

* Thu thập dữ liệu lịch sử khám chữa bệnh của người bệnh tại các bệnh viện để có đánh giá, phân tích phục vụ cho công tác cảnh báo. Để làm điều này thì việc chia sẽ dữ liệu, hình ảnh các cơ sở dữ liệu dùng chung trong y tế rất quan trọng, cần làm ngay để giúp chúng ta kiểm soát các thông tin về các loại dịch bệnh, phối hợp với các chuyên gia dịch tễ để có những phân tích chuyên môn chính xác, làm đầu vào cho các dự đoán về nguy cơ, khu vực nào có thể ảnh hưởng dựa trên lịch sử di chuyển, lịch sử tiếp xúc của người bệnh để đánh giá mức độ ảnh hưởng đến từng khu vực người bệnh đi qua.

* Dựa trên dữ liệu khai báo y tế về dịch bệnh để đưa ra dự đoán khu vực mà người bệnh có lịch sử tiếp xúc với các người dân khác. Một ví dụ thực tế, trong thời gian dịch Covid-19 xảy ra, tác giả đã sử dụng mã QR Code để quét tiến hành khai báo y tế cho người bệnh tại Bệnh viện Thống Nhất- Tp.HCM, người dân khi khám chữa bệnh có thể dùng điện thoại thông minh qua ứng dụng QR & Barcode scanner, hoặc dùng Zalo quét qua QR Code dưới đây để vào form khai báo y tế. Tại các bệnh viện tuyến tỉnh, huyện, xã có thể dùng để kiểm soát nhanh chóng thông tin khai báo qua QR Code này và có thể cập nhật dữ liệu vào các ứng dụng khai báo do Bộ Y tế cung cấp.

III. Tính mới và tính sáng tạo của giải pháp:

Hệ thống được thiết kế, xây dựng đáp ứng các yêu cầu theo quy định của Bộ Y tế.

Các tính năng mới, thông minh, tiện ích cho người sử dụng:

- Phân hệ bản đồ GIS trực tuyến các ca bệnh, vùng dịch bệnh;

- Bản đồ GIS lịch sử di chuyển các trường hợp nghi nhiễm bệnh;

- Ứng dụng được thiết kế trên nền tảng công nghệ mới như phân tích, mô hình hóa dữ liệu trực quan, công nghệ trí tuệ nhân tạo-AI trong phân tích dự đoán, cảnh báo hỗ trợ trong quản lý dịch bệnh, công nghệ GIS trong lập bản đồ cảnh báo theo thời gian thực.

- Ứng dụng có thể vận hành trên web-base.

- Sản phẩm có khả năng phát triển lâu dài, mang tính bền vững; các hoạt động tiếp theo sau khi hoàn chỉnh, chuyển giao sản phẩm kết thúc được tiếp tục duy trì và nhân rộng cho các tỉnh thành khác có nhu cầu. Đây là dự án lâu dài, lộ trình triển khai phát triển cụ thể, sản phẩm sau khi hoàn chỉnh được đưa vào thử nghiệm, áp dụng và luôn được cải tiến, phát triển hơn nữa các tính năng để đáp ứng yêu cầu, tình huống bất ngờ khi các dịch bệnh mới xảy ra, hệ thống luôn trong trạng thái chủ động, có khả năng phân tích, đưa ra các kịch bản phục vụ hiệu quả trong công tác quản lý nhà nước về y tế, vì an toàn sức khỏe người dân.

IV. Đánh giá của người sử dụng và khả năng áp dụng:

Sản phẩm trên giúp: Cơ quan quản lý y tế nắm bắt kịp thời thông tin chính xác theo thời gian thực các ca bệnh giúp khoanh vùng hiệu qua vùng lây bệnh, tiến hành cách ly để dập dịch hiệu quả nhất.

Bên cạnh đó, người dân được bảo vệ, theo dõi, giám sát tình hình bệnh tật, có cơ hội được tầm soát, khám bệnh và chữa bệnh một cách tích cực, an toàn nhất, tránh để lây lan từ người bị nhiễm bệnh vào cộng đồng dân cư, gây mất an toàn sức khỏe khu vực dân cư có người bị nhiễm bệnh đi qua.

Sản phẩm đưa vào áp dụng tại Sở Y tế Tp. HCM, các bệnh viện trong thành phố, các bệnh tuyến tỉnh, Trung tâm kiểm soát dịch bệnh các tỉnh trong nước.

Dự án có thể chia sẽ các kết quả, ứng dụng cụ thể cho các Sở Y tế, cơ quan y tế các tỉnh thành trong nước và các tổ chức y tế ở nước ngoài có nhu cầu.

V. Hiệu quả giải pháp:

1 - Hiệu quả kỹ thuật:

Việc áp dụng các công nghệ kỹ thuật mới như trí tuệ nhân tạo - AI đã thể hiện tính cập nhật, bắt kịp xu hướng công nghệ thế giới để xây dựng 1 hệ thống giải pháp đất đai hiện đại, thống nhất, khoa học và luôn ở trạng thái sẳn sàng.

Tăng cường ứng dụng công nghệ thông tin một cách hiệu quả vào công tác khám chữa bệnh cho người dân kịp thời, giảm thiểu thời gian chờ đợi của người bệnh.

Giải pháp đem lại nhiều hiệu quả kỹ thuật: ứng dụng công nghệ thông tin với nhiều kỹ thuật mới, bắt kịp xu thế thời đại giải quyết bài toán an sinh, chất lượng cuộc sống người dân.

2 - Hiệu quả kinh tế:

Giải pháp do người Việt Nam tự thiết kế, xây dựng nên giá thành giảm và chúng ta có thể chủ động hoàn toàn về công nghệ.

3 - Hiệu quả xã hội:

Dự án có tính bền vững lâu dài, khả năng nhân rộng dự án là khả thi vì tính hiệu quả, thực tế, phù hợp xu thế thời đại, ứng dụng công nghệ mới để nâng cao chất lượng cuộc sống người dân.

Dự án hoàn toàn có tính hiệu quả cao, chi phí triển khai chấp nhận được; lợi ích đem lại của dự án cao, cụ thể như sau:

Sản phẩm có tính hiệu quả kinh tế cao do chủ động công nghệ, giá thành thiết kế sản phẩm được tối ưu, việc triển khai thực hiện nhanh chóng không tốn kém quá nhiều chi phí.

Sản phẩm đã mang lại nhiều hiệu quả do ứng dụng công nghệ mới trong bảo vệ an toàn sức khỏe cho người dân, mang tính nhân văn cao.

VI. Một số kết quả triển khai

VI.1. Tham gia hoạt động đổi mới sáng tạo, khởi nghiệp:

- Tham gia chương trình HIS-COVID 2021 của Tp.HCM tổ chức và vào top 50 với giải pháp AI hỗ trợ chẩn đoán bệnh SAR-CoV-2 dựa hình ảnh y khoa;

- Tham gia chương trình Y tế thông minh của Bộ Y tế tổ chức;

- Trình bày dự án 'EARLY DISEASE WARNING SYSTEM WITH SUPPORT OF AI, BIG DATA" tại diễn đàn kỹ sư Châu Á - AFEO Disater Preparedness & Mitigation, topic Technology to Fight COVID-19 in AFEO;

- Tham gia chương trình tìm kiếm giải pháp chuyển đổi số do VietSolution tố chức;

- Tham gia chương trình giao thương trực tuyến với Doanh nghiệp Hàn Quốc tại Korea Technology Day 2021 về dự án Healthcare.

- Top 20 Hack4Growth do AVSE -Tổ chức Khoa học và Chuyên gia Việt Nam toàn cầu tại Pháp tổ chức

VI.2. Các hoạt động triển khai giải pháp thực tế tại 1 số Bệnh viện, cơ sở khám chữa bệnh

Tác giả đã giới thiệu giải pháp trên cho 1 số bệnh viện tại thành phố Hồ Chí Minh như Bệnh viện Thống Nhất, Bệnh viện Quân dân Y Miền Đông; tại tỉnh Bình Định tác giả đã giới thiệu, demo cho Khoa nội tiết Bệnh viện Đa khoa tỉnh, Bệnh viện Chỉnh hình và phục hồi chức năng Quy Nhơn, Trung tâm Y tế thị xã An Nhơn, Viện Sốt rét, ký sinh trùng- côn trùng Quy Nhơn.

1. Giới thiệu giải pháp tại Bệnh viện Quân dân Y Miền Đông