Từ Nghệ An đến Australia: Nhà toán học Việt Nam đem toán học vào công nghệ phát hiện bệnh tim

Toán học Việt Nam bước vào phòng bệnh tim

Bài viết này phân tích hành trình của nhà toán học Việt Nam Phan Hoàng Phương từ môi trường chuyên Toán truyền thống đến vị trí Phó giáo sư tại một đại học hàng đầu thế giới, và cách anh cùng cộng sự phát triển công nghệ phát hiện bệnh tim từ xa thông qua một miếng dán siêu nhẹ, cho thấy toán học không chỉ là bài thi trên giấy mà là nền tảng cho những đổi mới trong nghiên cứu biomedical, kết nối phòng thí nghiệm với đời sống bệnh nhân và mở ra một hình mẫu mới cho việc đào tạo, ứng dụng tài năng toán học Việt Nam trong kỷ nguyên công nghệ phát hiện bệnh tim.

Điểm quan trọng nhất của câu chuyện Phan Hoàng Phương không nằm ở việc anh thành danh ở nước ngoài, mà ở thông điệp: nếu được nuôi dưỡng đúng cách, tư duy toán học Việt Nam có thể trở thành động lực cho những công nghệ cứu người cụ thể. Từ cậu học trò chuyên Toán Phan Bội Châu, Nghệ An, anh trở thành Phó giáo sư khoa Kỹ thuật Cơ khí và Chế tạo tại Đại học New South Wales (UNSW), ngôi trường thuộc top 19 thế giới và giữ vị trí số 1 tại Australia theo QS. Sự chuyển dịch đó cho thấy con đường từ lời giải trên bảng đến thiết bị dán lên da bệnh nhân không còn xa vời, nếu hệ thống giáo dục coi ứng dụng là đích đến tự nhiên của toán học.

Từ thủ khoa chuyên Toán xứ Nghệ đến nghiên cứu biomedical tại UNSW

Hành trình của Phan Hoàng Phương là minh chứng sống động cho sức bật của một nhà toán học Việt Nam khi bước ra môi trường nghiên cứu quốc tế. Anh từng là thủ khoa đầu vào chuyên Toán trường chuyên Phan Bội Châu, Nghệ An, giành giải ba quốc gia và vào vòng thi chọn đội tuyển Olympic Toán quốc tế trước khi được tuyển thẳng vào Đại học Bách khoa Hà Nội ngành Tự động hóa. Sớm phải đối diện bệnh nặng của bố, động lực học tập của anh gắn trực tiếp với nhu cầu chăm sóc sức khỏe gia đình – một chi tiết đáng chú ý, vì sau này toàn bộ sự nghiệp nghiên cứu biomedical của anh quay trở lại câu hỏi: làm thế nào để bệnh nhân không phải gắn chặt với các thiết bị cứng nhắc trong bệnh viện.

Con đường học thuật của Phương không hề bằng phẳng. Anh nhận học bổng toàn phần MEXT của Chính phủ Nhật Bản, sang Tokyo học tiếng rồi thi đỗ khoa Cơ khí Đại học Tokyo. Bước ngoặt đến khi anh dấn thân vào nghiên cứu cảm biến cho robot hỗ trợ vận động, rồi chuyển hẳn sang cảm biến bán dẫn ở bậc sau đại học. Sau khi tốt nghiệp, anh làm tiến sĩ tại Đại học Griffith, Australia, phát triển các thiết bị dùng trong môi trường công nghiệp khắc nghiệt như cảm biến giám sát đường ống dẫn dầu và dây chuyền hóa chất. Những kinh nghiệm về cảm biến, vật liệu và hệ thống đo trong công nghiệp trở thành nền tảng để anh bước sang nghiên cứu biomedical, thay đổi bối cảnh từ nhà máy sang cơ thể con người nhưng vẫn dựa trên tư duy đo lường của dân toán.

Miếng dán siêu nhẹ: khi công nghệ phát hiện bệnh tim chạm tới đời sống

Thành tựu khiến cộng đồng khoa học chú ý là khi Phan Hoàng Phương cùng cộng sự công bố trên tạp chí Nature Communications miếng dán siêu nhẹ giúp phát hiện bệnh tim từ xa. Thiết bị nặng 3 gram, mỏng 3 mm, có thể uốn cong, sử dụng pin lithium dạng cúc áo cùng chip tích hợp để chuyển đổi tiếng đập của tim thành đồ thị trực quan trên điện thoại, từ đó bác sĩ có thể chẩn đoán bệnh từ xa. Thay vì yêu cầu bệnh nhân phải nằm yên bên những máy nhiều dây, miếng dán này cho phép họ mang "phòng khám" trên ngực, tiếp tục sinh hoạt mà vẫn được theo dõi liên tục. Ở đây, công nghệ phát hiện bệnh tim không chỉ là thuật ngữ thời thượng, mà là thiết kế tinh tế biết tôn trọng sự bất tiện thường ngày của người bệnh.

Theo chính lời Phan Hoàng Phương, "mục tiêu của chúng tôi là phát triển những thiết bị giá rẻ nhưng hiệu quả để người dân có thể tự theo dõi sức khỏe tại nhà". Câu nói này quan trọng vì nó đặt ranh giới giữa nghiên cứu để công bố và nghiên cứu để chạm vào đời sống. Anh và cộng sự không cải tiến ống nghe truyền thống, mà chọn phát triển thiết bị điện tử không dây có thể dán trực tiếp lên da, bám chắc mà không gây khó chịu. Đằng sau miếng dán siêu nhẹ là cả một hệ thống mô phỏng cấu trúc vật lý để "bắt" được tần số rất thấp của tiếng tim, cùng quy trình xin phê duyệt thử nghiệm trên người. Đó là cách một nhà toán học Việt Nam đưa khả năng mô hình hóa, phân tích tín hiệu và xử lý dữ liệu vào công nghệ phát hiện bệnh tim, thay đổi chuẩn mực tiện lợi trong theo dõi bệnh.

Nhu cầu y tế từ xa và bước tiến trong nghiên cứu biomedical

Không phải ngẫu nhiên mà miếng dán tim xuất hiện ở thời điểm này. Theo Phan Hoàng Phương, một hạn chế lớn trong theo dõi và chẩn đoán bệnh tim là bệnh nhân phải đến cơ sở y tế, nguy cơ phát hiện muộn và ảnh hưởng đến hiệu quả điều trị. Cùng lúc, nhu cầu khám chữa bệnh từ xa tăng mạnh, đòi hỏi các thiết bị cảm biến đo được nhiều tín hiệu hơn những thông số cơ bản như thân nhiệt hay huyết áp. Cơ duyên của anh với ngành y đến từ một dự án làm mát cho thiết bị điện tử công suất cao, nơi anh phát hiện vật liệu bán dẫn silicon carbide (SiC) vốn cứng và giòn lại có thể chuyển sang nền mềm. Từ đó, anh hợp tác với một giáo sư hàng đầu về điện tử mềm tại Mỹ, phát triển SiC trên nền mềm và công bố trên những tạp chí như ACS Nano, PNAS.

Kết quả nghiên cứu vật liệu mềm không dừng lại ở bài báo. Nó mở ra cánh cửa làm việc trực tiếp với bác sĩ để ứng dụng SiC mềm vào thiết bị cấy ghép trong cơ thể, có thể hoạt động nhiều năm không cần thay thế. Song song, Phương hợp tác trong các nghiên cứu về robot, cảm biến và chế tạo chính xác, đáng chú ý là dự án phát triển hệ thống robot tích hợp cảm biến để phát hiện sớm ung thư vú và phổi do PGS Đỗ Thanh Nhỏ tại UNSW làm chủ nhiệm. Ở ngôi trường top 19 thế giới, anh tập trung vào các thiết bị và ứng dụng bán dẫn, gồm MEMS/NEMS, cảm biến tích hợp, điện tử linh hoạt và kiến trúc vi mô ba chiều. Tất cả đặt anh vào trung tâm của nghiên cứu biomedical hiện đại: dùng công cụ của khoa học vật liệu, cơ khí và toán học để trả lời những câu hỏi rất đời thường của y học – đo, dự đoán, cảnh báo, điều trị.

Từ Trạng Lường đến thế hệ mới: di sản toán học Việt Nam đang đổi hình

Để hiểu vai trò của nhà toán học Việt Nam hôm nay, cần nhìn lại một biểu tượng: Lương Thế Vinh, Trạng nguyên thế kỷ XV, người được gọi thân mật là Trạng Lường. Ông không dùng kiếm hay binh thư, mà để lại dấu ấn bằng những con số, phép đo và cuốn "Đại thành toán pháp" – sách giáo khoa toán đầu tiên của Việt Nam. Cuốn sách này hệ thống hóa kiến thức toán học, bổ sung phát minh về đo lường, tính diện tích ruộng đất, cân đong đo đếm trong đời sống, và được dùng trong thi cử suốt 450 năm. Đồng thời, ông chế tạo bàn tính gẩy, trở thành công cụ tính toán bằng tay không thể thiếu trong đời sống thời chưa có máy tính hay bảng số, từ việc tính tiền ở chợ đến đo đạc ruộng vườn, thu thuế, xây dựng công trình.

Nếu Lương Thế Vinh mang toán học vào nông nghiệp, thương mại và quản lý nhà nước, thì thế hệ như Phan Hoàng Phương đang đưa toán vào mạch máu và nhịp tim. Điểm chung là cả hai đều không coi toán là trò chơi trí tuệ thuần túy, mà là ngôn ngữ để đo lường thế giới và thiết kế công cụ phục vụ con người. Ngày nay, các ngôi trường mang tên Lương Thế Vinh vẫn nằm trong nhóm có điểm đầu vào cao nhất ở Hà Nội, với chuẩn 24,5 điểm tổng ba môn Toán, Văn, Ngoại ngữ trong năm học 2025–2026, ngang nhóm công lập top đầu. Việc một nhà toán học Việt Nam thế hệ mới từ môi trường chuyên Toán Nghệ An bước lên vị trí Phó giáo sư tại UNSW và dẫn dắt nghiên cứu biomedical cho thấy di sản ấy không chỉ được lưu giữ bằng tượng và tên trường, mà đang được tiếp nối bằng những miếng dán siêu nhẹ trên ngực bệnh nhân.

Hiện Phan Hoàng Phương hợp tác với Bệnh viện St Vincent ở Australia để thu thập dữ liệu, đặt mục tiêu trong năm đầu đo trên khoảng 200 bệnh nhân mắc bệnh van tim hoặc đang dùng thiết bị hỗ trợ thất trái. Sau đó, anh sẽ huấn luyện mô hình học máy để dự đoán bệnh nhân mắc loại bệnh van tim nào. Con đường tương lai rất rõ: toán học Việt Nam không dừng ở việc đào tạo học sinh giỏi thi quốc gia, mà cần được định hướng thành những năng lực mô hình hóa, xử lý dữ liệu, thiết kế thuật toán phục vụ y học, môi trường, công nghiệp. Câu chuyện từ Nghệ An đến Australia của Phan Hoàng Phương nhắc chúng ta rằng, khi đào tạo toán học gắn với ứng dụng và chấp nhận cho tài năng Việt Nam bơi ra biển lớn, những miếng dán 3 gram kia có thể trở thành tiếng nói mạnh mẽ nhất về vị thế trí tuệ Việt trên bản đồ y học thế giới.