Ứng dụng GIS và Blockchain trong kiểm soát bệnh lây truyền trực tiếp

Hệ thống thông tin kiểm soát bệnh lây truyền trực tiếp đáp ứng tốt các yêu cầu chuyên môn của dịch tễ học, dự báo tình hình dịch bệnh, đồng thời đáp ứng yêu cầu theo dõi tiến độ của việc xử lý dịch, có thể áp dụng ngay vào công tác phòng chống dịch tay chân miệng trên địa bàn TP.HCM.

Là vùng trọng điểm kinh tế thu hút đông đảo nguồn nhân lực từ nhiều tỉnh thành trên cả nước, cũng như có sự giao thương quốc tế mạnh mẽ, TP.HCM rất dễ bùng phát các bệnh lây truyền trực tiếp (như cúm, sởi, tay chân miệng,…).
Mỗi năm, TP.HCM ghi nhận hàng chục ngàn trường hợp bệnh tay chân miệng, và cao điểm của bệnh thường xuất hiện vào tháng 9 với nhiều ổ dịch trong các trường học, từ đó tiếp tục lây lan sang các cụm dân cư khác. Trong khi đó, bệnh sởi dù đã có vắc xin trong chương trình tiêm chủng mở rộng, nhưng vẫn xảy ra dịch với tuần suất sau mỗi 3-4 năm.
"Hằng năm, các bệnh lây truyền trực tiếp khác như thủy đậu, quai bị, rubella,… vẫn gây ra những ổ dịch, từ đó gây ảnh hưởng không nhỏ đến đời sống của người dân. Những bài học lịch sử và thực tiễn đòi hỏi ngành y tế TP.HCM phải chủ động xây dựng một hệ thống kiểm soát bệnh truyền nhiễm hiện đại, được vận hành và quản lý chặt chẽ thông tin để kịp thời đáp ứng với từng dịch bệnh", đại diện và Trung tâm Kiểm soát bệnh tật TP.HCM (HCDC) cho biết.
Trong kiểm soát bệnh lây truyền trực tiếp, nguyên tắc chung là phát hiện ca bệnh sớm, áp dụng kỹ thuật điều tra “theo vết” (tracking) để tìm kiếm và theo dõi các ca tiếp xúc, qua đó xác định được chuỗi ca bệnh lây truyền nhau để có biện pháp xử lý đúng, hiệu quả, ngăn chặn được sự lây truyền của bệnh. Do đó, từ tháng 4/2017, TP.HCM đã triển khai hoạt động giám sát bệnh truyền nhiễm theo Thông tư số 54/2015/TT-BYT của Bộ Y tế ban hành ngày 28/12/2015 về hướng dẫn chế độ thông tin, báo cáo và khai báo bệnh, dịch bệnh truyền nhiễm đến tất cả các trạm y tế phường xã, Trung tâm Y tế quận/huyện và 68 bệnh viện công lập và ngoài công lập trên địa bàn Thành phố. Theo đó, cơ sở y tế phải thực hiện báo cáo thông tin từng ca bệnh của 35 bệnh truyền nhiễm vào phần mềm trực tuyến được gọi là Hệ thống quản lý, giám sát bệnh truyền nhiễm (HTQLGSBTN). Nhờ vậy mà trong nhiều năm qua, hoạt động kiểm soát bệnh truyền nhiễm trên địa bàn TP.HCM đã đạt được những thành quả nhất định.
Tuy nhiên, các quy trình kiểm soát bệnh lây truyền trực tiếp vẫn còn được vận hành theo cách thủ công. Hoạt động điều tra, xử lý ca bệnh, giám sát người tiếp xúc, xử lý ổ dịch được theo dõi, lưu vết qua hồ sơ giấy; việc thu thập, chuyển gửi, trao đổi thông tin giữa các tuyến chủ yếu qua email có thể dẫn đến thất lạc hồ sơ lưu, chia sẻ thông tin chậm trễ ảnh hưởng lớn đến việc kiểm soát dịch, không đánh giá được diễn tiến thực của dịch.
Thực tế cho thấy, một ca bệnh được báo cáo lên HTQLGSBTN được xem là "ca chỉ điểm" để khởi động các hoạt động điều tra nguồn lây, lập danh sách người tiếp xúc với bệnh nhân trong thời gian lây nhiễm, từ đó theo dõi và tổ chức các biện pháp phòng chống dịch. Trong đó, việc điều tra, lập danh sách nguồn lây, lập danh sách người tiếp xúc và và theo dõi họ chủ yếu được trạm y tế nơi có ca bệnh chỉ điểm thực hiện. Phiếu điều tra và các danh sách được lập trên giấy và chuyển bản scan về Trung tâm Y tế quận/huyện và Trung tâm Kiểm soát bệnh tật TP.HCM (HCDC) bằng email, chủ yếu để báo cáo.
Việc theo dõi người tiếp xúc và điều tra nguồn lây hầu như chỉ được thực hiện khi những đối tượng này ở cùng phường xã với ca chỉ điểm (nếu ca bệnh bị lây nhiễm ở phường xã hoặc quận huyện khác thì việc theo dõi xác định chuỗi lây truyền thường rất trễ, hết thời gian can thiệp tốt nhất). Vì thế mà các tính năng của HTQLGSBTN chỉ đáp ứng được việc thông tin ca bệnh một chiều từ bệnh viện đến Trung tâm Y tế quận/huyện, không đáp ứng được việc trao đổi thông tin trong quá trình điều tra, xử lý và đánh giá tình hình dịch bệnh trên địa bàn theo không gian, thời gian.
Do đó, Trung tâm Kiểm soát bệnh tật TP.HCM (HCDC) đã triển khai thực hiện nhiệm vụ khoa học và công nghệ “Ứng dụng công nghệ thông tin nâng cao năng lực và hiệu quả Hệ thống kiểm soát các bệnh lây truyền trực tiếp tại Thành phố Hồ Chí Minh” nhằm nâng cao năng lực và hiệu quả của HTQLGSBTN. Mục tiêu của nhiệm vụ là xây dựng bộ quy trình kiểm soát bệnh lây truyền trực tiếp có ứng dụng công nghệ thông tin, kịp thời phân tích và đánh giá tình hình dịch bệnh, theo dõi được diễn tiến thực của dịch. Qua đó, ngành y tế TP.HCM có thể dễ dàng theo dõi sự hình thành và phát triển của chuỗi lây truyền ca bệnh từ một ca chỉ điểm, theo dõi sự hình thành và phát triển của chuỗi lây truyền ca bệnh từ một ca chỉ điểm, triển khai nhanh các hoạt động kiểm soát dịch bệnh.

BSCKII. Nguyễn Trí Dũng trình diễn thao tác vận hành trên HTTT KSBLTTT

BSCKII. Nguyễn Trí Dũng (chủ nhiệm nhiệm vụ) cho biết, nhóm thực hiện đã đánh giá toàn bộ HTQLGSBTN hiện hành, từ đó triển khai thiết kế, xây dựng quy trình tổ chức vận hành hoạt động của Hệ thống thông tin kiểm soát bệnh lây truyền trực tiếp (HTTT KSBLTTT) trên cơ sở kết hợp giữa cơ sở dữ liệu hệ thống thông tin địa lý GIS và công nghệ Blockchain để đánh giá diễn biến dịch theo không gian, thời gian và ứng dụng Blockchain để đảm bảo tính bảo mật, an toàn của cả hệ thống. Cụ thể, HTTT KSBLTTT có phần nền tảng quản lý và kiểm soát dịch bệnh được phát triển theo kiến trúc Microservices để phù hợp và hữu ích cho hoạt động kiểm soát bệnh lây truyền trực tiếp - vốn có rất nhiều chức năng riêng biệt, nhiều đối tượng người dùng và nhiều loại dịch bệnh khác nhau.
Quy trình HTTT KSBLTTT được xây dựng trên nền tảng BPM (Business Process Management) nhằm cho phép tùy chỉnh, tự động hóa và tối ưu hóa các quy trình, linh hoạt nhập liệu bằng biểu mẫu (không cần sử dụng biểu mẫu giấy), xâu chuỗi đối tượng, trích xuất dữ liệu phục vụ thống kê - báo cáo, phù hợp với hệ thống kiểm soát bệnh lây truyền trực tiếp vốn có rất nhiều quy trình được thiết lập và những quy trình này cũng thay đổi liên tục để phù hợp với tình hình ứng phó dịch bệnh.

Kiến trúc tổng quan hệ thống

Điểm quan trọng ở HTTT KSBLTTT là nhóm thực hiện đã triển khai ứng dụng hệ thống thông tin địa lý GIS tích hợp với phần mềm quản lý và kiểm soát bệnh để nhận thông tin, dữ liệu đầu vào. Sau đó, thể hiện dữ liệu không gian địa lý trên các lớp và mô hình thực tế để giúp người dùng nhìn rõ số liệu về dịch bệnh trên bản đồ số, tạo nhiều thuận lợi trong công tác điều tra, truy vết, hình thành góc nhìn toàn cảnh về diễn biến dịch bệnh. Bên cạnh chức năng thể hiện bản đồ chuyên đề ca bệnh, ứng dụng GIS còn đóng vai trò làm công cụ thực hiện cập nhật không gian về tiêm chủng tại mỗi hộ dân, công cụ thực hiện cập nhật không gian về ổ dịch, tìm kiếm và mô tả ca bệnh theo các tiêu chí không gian, thống kê và phân tích số liệu về ổ dịch theo vùng không gian được chọn. Cùng với đó, nhóm thực hiện cũng ứng dụng công nghệ Blockchain để quản lý các vùng dữ liệu được tạo dựng, đảm bảo tính toàn vẹn dữ liệu, đảm bảo hệ thống hoạt động liên tục (24/7), lưu vết tác vụ của người dùng, đảm bảo tính trách nhiệm và pháp lý. Thông tin (ca bệnh, địa điểm, mốc dịch tễ, ca tiếp xúc, ổ dịch…) còn được xâu chuỗi thành những mối liên kết, mối quan hệ giữa các đối tượng.
Nhờ đó, vai trò quan trọng của nguồn dữ liệu, thông tin được thể hiện rõ nét trong suốt quá trình phát hiện, thông báo, điều tra truy vết, can thiệp, xử lý ca bệnh, ca tiếp xúc, ổ dịch của toàn mạng lưới y tế cơ sở, đồng thời hỗ trợ tính thời sự của việc giám sát dịch bệnh trong thời gian thực. Phương thức quản lý các bệnh lây truyền trực tiếp chuyển từ cách quản lý dựa vào số ca bệnh trong từng phạm vi hành chính sang quản lý theo chuỗi lây nhiễm, nên phù hợp hơn với phương thức lây truyền bệnh và đặc trưng giao lưu, di chuyển mạnh của người dân đô thị. Phương thức quản lý theo chuỗi lây nhiễm cũng hỗ trợ theo dõi ca bệnh chính xác hơn, đánh giá đúng diễn tiến của bệnh và từ đó có biện pháp can thiệp phù hợp.

Truy vấn, tìm kiếm ca bệnh trên bản đồ và dạng bảng

Cũng theo lời bác sỹ Nguyễn Trí Dũng, nhóm thực hiện đã xây dựng bộ quy trình kiểm soát bệnh lây truyền trực tiếp, dự kiến áp dụng cho 28 bệnh, có những hoạt động can thiệp khác nhau đối với ca bệnh, ổ dịch và người tiếp xúc ở từng loại bệnh. Bên cạnh đó, nhóm cũng thử nghiệm mô hình bảo đảm sự liên thông, kết nối, chia sẻ và tích hợp dữ liệu không gian bằng cách tiến hành điều tra và nhập liệu 61 trường hợp bệnh tay chân miệng (được chọn làm đại diện cho bệnh lây truyền trực tiếp ở TP.HCM) và 30 trường hợp ca tiếp xúc, qua đó mô tả tổng quan hệ thống giám sát; mô tả thực trạng nhân lực y tế tham gia vào hệ thống và đánh giá chất lượng dữ liệu, tính kịp thời của HTTT KSBLTTT. Cùng với đó, nhóm thực hiện còn triển khai tập huấn vận hành thực nghiệm HTTT KSBLTTT trong công tác phòng chống dịch tay chân miệng cho ba Trung tâm Y tế (cụ thể là Trung tâm Y tế quận 3, Trung tâm Y tế quận Tân Bình, Trung tâm Y tế quận Tân Phú), thực hiện điều tra và nhập dữ liệu 202 ca bệnh và 1.058 ca tiếp xúc, diễn tập 3 kịch bản thường xảy ra trong thực tiễn.

Theo dõi ổ dịch tay chân miệng, mô tả mối liên hệ theo không gian và thời gian giữa các ca bệnh

Kết quả cho thấy, nhờ sự trao đổi thông tin nhanh chóng và đến đúng nơi cần đến, HTTT KSBLTTT giúp giảm thiểu thời gian thao tác cho từng vị trí vì các thông tin về ca bệnh/ổ dịch cần theo dõi luôn được chia sẻ đến những cá nhân cần sử dụng và được phân quyền, có sự kiểm tra giám sát chặt chẽ theo thời gian và không gian, thông tin điều tra – xử lý được lưu trữ đầy đủ và trình bày trực quan giúp việc ra quyết định được thuận lợi. Hệ thống đáp ứng tốt các yêu cầu chuyên môn của dịch tễ học như thể hiện trực quan sự hình thành chuỗi lây nhiễm, khả năng lây lan bệnh theo từng đặc điểm địa lý - kinh tế - xã hội, phân tích, dự báo tình hình dịch bệnh đồng thời đáp ứng được yêu cầu của cơ quan quản lý trong theo dõi tiến độ của việc xử lý dịch tại 1 địa điểm bất kỳ trên toàn Thành phố. Đồng thời, hệ thống cũng hỗ trợ đánh giá việc tuân thủ quy trình trong điều tra, xử lý ca bệnh/ổ dịch bệnh của tất cả thành viên, đảm bảo thông tin được chia sẻ ngay lập tức đến các bộ phận liên quan liên quan trong điều kiện đảm bảo tính bảo mật.
Báo cáo trước Hội đồng tư vấn nghiệm thu vừa được Sở KH&CN TP.HCM tổ chức, nhóm thực hiện kiến nghị Sở KHCN cùng Sở Y tế TP.HCM tiếp tục hỗ trợ kết nối, đào tạo chuyển giao để sớm đưa Hệ thống thông tin kiểm soát bệnh lây truyền trực tiếp vào hoạt động, khẩn trương phục vụ công tác phòng chống dịch tay chân miệng trên địa bàn Thành phố. Việc sớm triển khai cũng sẽ góp phần thu thập thêm thông tin phản hồi, góp ý để hoàn thiện quy trình, nguồn nhân lực và trang thiết bị phòng chống các bệnh lây truyền trực tiếp khác, tham mưu Sở Y tế TP.HCM triển khai các kế hoạch nâng cao năng lực kiểm soát bệnh lây truyền trực tiếp ở các cơ sở y tế. Hơn thế, Hệ thống thông tin kiểm soát bệnh lây truyền trực tiếp cũng có thể được chia sẻ cho các tỉnh thành khác có nhu cầu nhằm phối hợp tăng cường chất lượng công tác phòng chống dịch bệnh.