Phát hiện nhịp tim bất thường bằng thiết bị đeo thế nào?

PPG phát hiện nhịp bất thường bằng cách nào?

PPG, viết tắt của photoplethysmography, là cảm biến quang học thường có đèn LED và bộ thu sáng. Khi tim co bóp, sóng áp lực đi qua mạch máu làm lượng máu ở vùng cổ tay thay đổi. Cảm biến ghi lại các biến thiên này, từ đó xác định thời điểm những nhịp liên tiếp xuất hiện.

Điểm quan trọng không chỉ là nhịp tim bao nhiêu lần mỗi phút mà còn là khoảng thời gian giữa các nhịp có đều hay không. Thuật toán có thể phân tích chuỗi khoảng cách giữa các nhịp để tìm một mẫu không đều kéo dài đủ để gợi ý rối loạn nhịp. Các hệ thống thông báo nhịp không đều được FDA mô tả là phân tích dữ liệu mạch thu từ PPG để nhận diện những đợt có đặc điểm phù hợp với rung nhĩ.

Tuy nhiên, PPG không đo trực tiếp hoạt động điện của tim. Vì vậy, một mẫu mạch không đều trên PPG có thể là dấu hiệu cần kiểm tra thêm chứ không tự nó xác lập chẩn đoán rung nhĩ. Hướng dẫn ACC/AHA/ACCP/HRS cũng lưu ý PPG có thể dùng để phát hiện kiểu mạch không đều và gợi ý người dùng thực hiện ECG, nhưng không đủ tin cậy để tự xác lập chẩn đoán AF.

ECG bổ sung thông tin gì cho thiết bị đeo?

ECG ghi lại thời gian và cường độ của các tín hiệu điện tạo nên nhịp tim. Với các thiết bị có điện cực phù hợp, người dùng có thể thực hiện một bản ghi ECG ngắn, thường là khi thiết bị yêu cầu hoặc khi người dùng chủ động đo. Bản ghi này cung cấp tín hiệu điện của tim thay vì chỉ suy ra nhịp từ dòng máu ngoại vi.

Điều đó tạo ra sự khác biệt về mức độ thông tin. PPG phù hợp cho việc theo dõi nền và sàng lọc các mẫu nhịp không đều; ECG cho phép xem trực tiếp dạng tín hiệu điện trong khoảng thời gian đo. Một số hệ thống kết hợp cả hai: PPG theo dõi nền để phát hiện dấu hiệu bất thường, sau đó cho phép người dùng ghi ECG để có thêm dữ liệu về nhịp tim. Samsung, chẳng hạn, mô tả mô hình trong đó PPG theo dõi khoảng cách giữa các nhịp và ECG một chuyển đạo được ghi khi có thông báo hoặc khi người dùng muốn đo.

Vì vậy, có thể hiểu đơn giản: PPG giúp phát hiện mẫu đáng chú ý, còn ECG giúp kiểm tra trực tiếp hơn hoạt động điện của tim.

Thuật toán nhận diện nhịp bất thường dựa trên điều gì?

Sau khi thu tín hiệu, phần mềm không chỉ nhìn vào một lần tim đập mà phân tích chuỗi nhịp theo thời gian. Những hệ thống đã được FDA đánh giá có thể sử dụng thuật toán phân loại dữ liệu mạch hoặc các tachogram để xác định liệu mẫu nhịp có phù hợp với đặc điểm của rung nhĩ hay không.

Logic cốt lõi là tìm ra sự bất thường có tính hệ thống thay vì phản ứng với một nhịp đơn lẻ. Nếu dữ liệu đủ điều kiện và mẫu phân tích phù hợp, thiết bị có thể tạo thông báo để người dùng biết rằng đã xuất hiện nhịp không đều đáng chú ý. Một số tính năng được thiết kế như công cụ sàng lọc nền, nghĩa là chúng tự phân tích dữ liệu trong những điều kiện thích hợp thay vì yêu cầu người dùng liên tục bấm đo.

Một điểm cần phân biệt là phát hiện dấu hiệu và chẩn đoán bệnh không phải một. FDA nêu rõ các tính năng thông báo nhịp không đều kiểu này không được dùng để chẩn đoán rung nhĩ hoặc thay thế phương pháp chẩn đoán và điều trị truyền thống.

Khi nào thiết bị dễ phát hiện hơn, và khi nào dễ sai hơn?

Độ tin cậy của phép đo phụ thuộc lớn vào chất lượng tín hiệu. Với PPG, thiết bị cần thu được các biến thiên mạch ở cổ tay đủ rõ để xác định thời điểm từng nhịp. Chuyển động, tiếp xúc không ổn định hoặc tín hiệu ngoại vi không tốt có thể làm dữ liệu khó phân tích.

Đó cũng là lý do một số tính năng thông báo nhịp không đều chỉ phân tích dữ liệu khi người dùng tương đối đứng yên. Hồ sơ FDA của một hệ thống cho biết dữ liệu được thu trong điều kiện người dùng ở trạng thái tĩnh để tăng khả năng phân tích, đồng thời nhấn mạnh rằng việc không nhận được thông báo không có nghĩa là chắc chắn không có bệnh lý.

Giới hạn này có ý nghĩa thực tế: thiết bị đeo phù hợp để sàng lọc và phát hiện tín hiệu đáng chú ý trong sinh hoạt hằng ngày, nhưng không phải thiết bị nào cũng theo dõi liên tục mọi loại rối loạn nhịp hoặc bắt được mọi cơn bất thường. FDA cũng mô tả các tính năng này là công cụ có tính cơ hội, chỉ đưa ra thông báo khi có đủ dữ liệu để phân tích.

Thiết bị đeo có thể phát hiện mọi loại nhịp tim bất thường không?

Không. Khả năng phát hiện phụ thuộc vào cảm biến, thuật toán, cách thiết bị được thiết kế và loại rối loạn nhịp cần tìm. Nhiều tính năng thương mại hiện tập trung vào dấu hiệu gợi ý rung nhĩ, chứ không đồng nghĩa với việc thiết bị có thể nhận diện toàn bộ các rối loạn nhịp tim. FDA hiện phân loại riêng phần mềm phân tích PPG dùng để cung cấp thông tin nhận diện nhịp tim không đều và lưu ý đây không phải công cụ chẩn đoán.

ECG cũng không biến đồng hồ thành một hệ thống chẩn đoán toàn diện. Bản ghi ECG từ thiết bị đeo có thể cung cấp thêm thông tin cho bác sĩ, nhưng việc xác định rối loạn nhịp vẫn cần đặt kết quả trong bối cảnh triệu chứng, bệnh sử và các phương pháp đánh giá y khoa phù hợp. AHA khuyến nghị người dùng thông báo cho nhân viên y tế khi smartwatch hoặc thiết bị theo dõi tim đưa ra cảnh báo nhịp bất thường, vì những dữ liệu này có thể hỗ trợ quá trình chẩn đoán.

Cần hiểu cảnh báo của thiết bị đeo như thế nào?

Cảnh báo nhịp tim bất thường nên được xem là tín hiệu cần đánh giá, không phải kết luận bệnh. Giá trị lớn nhất của thiết bị đeo nằm ở khả năng theo dõi trong đời sống thường ngày và phát hiện những thời điểm bất thường mà một lần đo ngắn tại cơ sở y tế có thể không tình cờ ghi lại được.

Nếu thiết bị phát hiện mẫu nhịp đáng chú ý, người dùng nên lưu ý thời điểm xuất hiện cảnh báo và, với thiết bị có ECG, thực hiện bản ghi theo hướng dẫn của nhà sản xuất rồi cung cấp thông tin đó cho nhân viên y tế. AHA cũng cho biết những dữ liệu từ smartwatch có thể giúp hỗ trợ chẩn đoán AFib khi được đưa vào quá trình đánh giá lâm sàng.

Ngược lại, không có cảnh báo không đồng nghĩa chắc chắn tim hoàn toàn bình thường. Một tính năng sàng lọc chỉ có thể phân tích dữ liệu đáp ứng điều kiện của nó và có thể không phát hiện mọi đợt bất thường. Đây là giới hạn quan trọng khi diễn giải kết quả từ thiết bị đeo.

Tóm lại, phát hiện nhịp tim bất thường bằng thiết bị đeo chủ yếu dựa trên việc thu tín hiệu PPG hoặc ECG, phân tích khoảng cách giữa các nhịp và nhận diện những mẫu bất thường bằng thuật toán. PPG mạnh ở khả năng theo dõi nền và sàng lọc; ECG cung cấp dữ liệu điện học trực tiếp hơn để kiểm tra một số bất thường. Giá trị của công nghệ nằm ở việc phát hiện sớm tín hiệu đáng chú ý, còn chẩn đoán xác định vẫn cần đánh giá y khoa thích hợp.