Thiết kế và thi công máy đo điện tâm đồ ECG

MỤC LỤC TRANG BÌA i NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ii LỊCH TRÌNH THỰC HIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP iv LỜI CAM ĐOAN vi LỜI CẢM ƠN .vii MỤC LỤC viii LIỆT KÊ HÌNH ẢNH x LIỆT KÊ BẢNG xii TÓM TẮT xiii CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ 1.2 MỤC TIÊU 1.3 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 1.4 GIỚI HẠN 1.5 BỐ CỤC CHƯƠNG CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 LÝ THUYẾT VỀ NHỊP TIM VÀ PHƯƠNG PHÁP ĐO ĐIỆN TIM 2.1.1 Khái niệm về ECG 2.1.2 Sơ lược về hệ thống điện tim 2.1.3 Quá trình điện học của tim 2.1.4 Nguyên lý đọc tín hiệu điện tim 2.1.5 Ý nghĩa sóng điện tâm đồ 2.1.6 Nồng độ oxy máu 2.1.7 Đo SpO2 phương pháp hấp thụ quang học 11 2.2 GIỚI THIỆU PHẦN CỨNG 12 2.2.1 Khối cảm biến ngõ vào 12 2.2.2 Khối vi xử lý trung tâm 13 2.2.3 Khối nhận tín hiệu 16 2.2.4 Khối hiển thị 17 2.2.5 Các chuẩn giao tiếp 18 CHƯƠNG TÍNH TỐN VÀ THIẾT KẾ 22 viii 3.1 GIỚI THIỆU 22 3.2 THIẾT KẾ SƠ ĐỒ KHỐI HỆ THỐNG 22 3.3 TÍNH TỐN VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG 23 3.4 SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ TOÀN MẠCH 36 3.5 LƯU ĐỒ GIẢI THUẬT VÀ PHẦN MỀM LẬP TRÌNH 38 CHƯƠNG 4: THI CÔNG HỆ THỐNG 45 4.1 GIỚI THIỆU 45 4.2 THI CÔNG HỆ THỐNG: 45 4.2.2 Đóng gói thi cơng mơ hình: 48 4.2.3 Thi cơng hộp mơ hình: 49 4.3 LẬP TRÌNH CHO HỆ THỐNG 49 4.4 VIẾT TÀI LIỆU HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG 56 CHƯƠNG 5: KẾT QUẢ THỰC TẾ 57 5.1 KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC TRONG QUÁ TRÌNH THỰC HIỆN 57 5.2 KẾT QUẢ ĐO TRÊN THIẾT BỊ CHUẨN Y KHOA 61 5.3 ĐÁNH GIÁ HỆ THỐNG 63 CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 65 6.1 KẾT LUẬN 65 6.2 HƯỚNG PHÁT TRIỂN 65 TÀI LIỆU THAM KHẢO 66 PHỤ LỤC 67 ix LIỆT KÊ HÌNH ẢNH Hình Dạng sóng mẫu ECG .4 Hình 2 Quá trình điện học của tim Hình Vị trí điện cực thể Hình Dạng sóng mẫu đầy đủ ECG Hình Các tác động qua màng 10 Hình Đo SpO2 phương pháp hấp thụ quang học 12 Hình Sơ đồ khối mạch ECG 12 Hình Cảm biến nhịp tim oxy máu MAX30100 13 Hình Hình ảnh chip STM32F407VET6 kiểu đóng gói LQF1000 16 Hình 10 Sơ đồ chân ESP8266 Node MCU 17 Hình 11 Hình ảnh LCD mặt trước 18 Hình 12 Truyền UART 19 Hình 13 Định dạng khung truyền của giao tiếp UART 20 Hình 14 Các bit liệu SDA từ Master đến Slave(trái) từ Slave đến Master(phải) 21 Hình Sơ đồ khối toàn hệ thống 22 Hình Cấu hình bên IC INA114 23 Hình 3 Các mạch lọc thông thấp, thông cao sử dụng 24 Hình Mạch lọc Notch 25 Hình Sơ đồ nguyên lý mạch tiền xử lý ECG 26 Hình Sơ đồ nguyên lý hình ảnh thực tế của module thị trường 27 Hình Sơ đồ nguyên lý mạch cảm biến MAX30100 28 Hình Sơ đồ nguyên lý của mạch VDK STM32F4VET6 29 Hình Mạch Reset vi điều khiển mức thấp mạch tạo dao động 30 Hình 10 Sơ đồ nguyên lý module ESP8266-nodeMCU 31 Hình 11 Sơ đồ nguyên lý kết nối ESP8266 MCU 32 Hình 12 Mạch nguồn IC LM317 33 Hình 13 Sơ đồ kết nối LCD với vi điều khiển STM32F407 34 Hình 14 Sơ đồ nguyên lý board xử lý trung tâm, module wifi LCD hiển thị 37 Hình 15 Lưu đồ của toàn hệ thống .39 x Hình 16 Lưu đồ của hàm tính giá trị nhịp tim từ tín hiệu ECG rời rạc 40 Hình 17 Giao diện của Keil C V5 41 Hình 18 Cửa sổ thư viện cho project 42 Hình 19 Cửa sổ soạn thảo của chương trình 42 Hình 20 Cơng cụ biên dịch kết sau biên dịch 43 Hình 21 Cơng cụ nạp chương trình vào vi điều khiển 44 Hình PCB của board xử lý trung tâm 46 Hình Hình ảnh 3D của board phần mềm thiết kế Alltium 46 Hình Hình ảnh thực tế board mạch mặt sau 47 Hình 4 Hình ảnh thực tế của board mạch mặt tước 47 Hình Ảnh 3D vẽ đầu dò gắn cảm biến SpO2 48 Hình Ảnh thực tế của đầu dò SpO2 48 Hình Mơ hình hệ thống hoàn chỉnh lắp tất linh kiện vào hộp 49 Hình Giao diện Aduino IDE khởi động 49 Hình Giao diện trình biên dịch Aduino IDE 50 Hình 10 Tiến hành tổng hợp nạp chương trình 50 Hình 11 Giao diện khởi động chương trình STM32CubeMX .51 Hình 12 Tạo Project 52 Hình 13 Giao diện cấu hình vi điều khiển 52 Hình 14 Cấu hình xung clock cho mạch 53 Hình 15 Lưu thơng tin project sinh code 54 Hình 16 Cấu hình cho mạch nạp 54 Hình 17 Cấu hình cho mạch reset 55 Hình 18 Tiến hành compile nạp chương trình 56 Hình Hệ thống lắp đặt hoàn chỉnh .58 Hình Đầu dò cảm biến đo SpO2 59 Hình Điện cực dán lên thể ở đạo trình Lead II (RA, LA, RL) 59 Hình Kết đo ecg Lead II, nhị tim SpO2 hình LCD 60 Hình 5 Kết đo đạt web server 61 Hình Dạng sóng ecg Lead II đo từ máy chuẩn y khoa 61 Hình Kết nhịp tim nồng độ SpO2 đo từ máy chuẩn y khoa 62 xi Hình Kết nhịp tim nồng độ SpO2 đo từ máy chuẩn y khoa 62 Hình Hình ảnh thực đo máy đo chuẩn y khoa .63 LIỆT KÊ BẢNG Bảng 3.1: Sơ đồ kết nối chân vi điều khiển 30 Bảng 3.2: Dòng điện tiêu thụ của mạch sử dụng 33 Bảng 4.1: Danh sách linh kiện 45 Bảng 5.1: So sánh kết đo với máy chuẩn 63 xii TÓM TẮT Vào thời đại cơng nghiệp hóa nay, mơi trường, thực phẩm bị ô nhiễm, đời sống người vội vã, tấp nập, thói quen khơng lành mạnh ngày ăn sâu vào tiềm thức, nếp sống của người đại, tất điều đó khiến cho sức khỏe của người đáng báo động hết Đặc biêt bệnh về tim mạch ngày xuất nhiều có xu hướng trẻ hóa, việc ngăn chặn phòng ngừa vấn đề về tim mạch cần thiết Với phát triển của khoa học cơng nghệ vào thời điểm việc theo dõi sức khỏe cá nhân ngày thiết bị cơng nghệ điều khơng cịn xa vời với IoT dần áp dụng rộng rãi vào đời sống, để theo dõi, giám sát đối tượng mong muốn thơng qua Internet tồn cầu Đề tài của nhóm áp dụng tất kiến thức học về điện tử bản, điện tử số, vi điều khiển, để thực hóa thiết bị công nghệ cho phép theo dõi hoạt động của tim, mạch cách đơn giản gần gũi Sử dụng dòng vi điều khiển 32bit STM32F4 để tính tốn xử lý tín hiệu, LCD 7inch cho phép hiển thị kết rõ nét chi tiết nhất, kết hợp với hệ thống webserver Esp8266 giúp việc theo dõi từ xa đơn giản Tất điều đó sẽ tạo nên thiết bị cơng nghệ có tính ứng dụng thực tế sống ngày, giúp ích nhiều cho người, nâng cao chất lượng sống đại xiii CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ Ngày nay, bệnh lý, vấn đề sức khỏe liên quan đến tim mạch ngày nhiều nguyên nhân đến từ thực phẩm, lối sống không lành mạnh xã hội đại Nhiều trường hợp tai nạn đáng tiếc xảy chỉ khơng phát theo dõi tình trạng tim mạch của người bệnh Việc áp dụng khoa học, kỹ thuật vào việc theo dõi bệnh lý về tim mạch cần thiết, giảm thiếu tối đa tai nạn xảy chỉ khơng theo dõi kịp thời tim mạch của người bệnh Công nghệ, kỹ thuật khoa học phát triển, đặc biệt ngành khoa học về y sinh, hàng loạt thiết bị về y sinh đời nhằm phục vụ việc phát điều trị bệnh tật cho người, đó thiết bị về đo lường tim mạch khơng ngoại lệ, chí cịn đặt lên hàng đầu Một sản phẩm hướng đến xác kinh tế thách thức lớn cho nhà nghiên cứu Hiện lĩnh vực điện tử y sinh mẻ với sinh viên, hầu hết Đồ Án Tốt Nghiệp, cơng trình nghiên cứu trước đều hướng về việc đo nhịp tim sử dụng phương pháp đo thay đổi lượng ánh sáng cho qua mô, da của người Phương pháp hạn chế xác, khơng phải phương án triệt để cho việc phát theo dõi bệnh lý về tim mạch Từ yếu tố trên, kiến thức trang bị, nhóm xin thực đề tài: Thiết kế thi cơng máy đo điện tâm đồ (ECG), sẽ có chức đo đạt dạng sóng ECG để theo dõi tình trạng tim mạch cách chi tiết 1.2 MỤC TIÊU Thiết kế thi công máy đo điện tâm đồ ECG sử dụng kiến thức về mạch khuếch đại thuật tốn, mạch lọc thơng thấp, thơng cao kiến thức liên quan đến lập trình cho VĐK STM32F407VET6 Thiết kế webserver ESP8266 để lưu nhận liệu từ vi điều khiển hiển thị lên web 1.3 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU Trong trình thực Đồ án tốt nghiệp với đề tài Thiết kế thi công máy đo điện tâm đồ ECG, nhóm chúng em tập trung giải hồn thành nội dung sau: BỘ MƠN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN - NỘI DUNG 1: Thiết kế schematic khối mạch đo lường tín hiệu ECG từ thể sinh học mạch lọc, mạch khuếch đại cần thiết - NỘI DUNG 2: Kiểm tra kết đo Oscilloscope, đánh giá hiệu chỉnh lại mạch lọc, khuếch đại cần thiết - NỘI DUNG 3: Thiết kế schematic khối mạch xử lý hiển thị - NỘI DUNG 4: Nghiên cứu lập trình, xuất tín hiệu từ Vi điều khiển khổi hiển thị - NỘI DUNG 5: Thiết kế PCB cho toàn hệ thống bao gồm khối đo lường, khối xử lý, khối hiển thị khối nguồn - NỘI DUNG 6: Thi công phần cứng toàn hệ thống - NỘI DUNG 7: Nguyên cứu lập trình để hiển thị kết sóng ECG khối thị, chạy thử nghiệm hiệu chỉnh hệ thống - NỘI DUNG 8: Viết báo cáo thực - NỘI DUNG 9: Bảo vệ luận văn 1.4 GIỚI HẠN Các thông số giới hạn của đề tài bao gồm: - Sử dụng LCD inch 800x480 pixels, kích thước thiết bị 24cm x 11cm x 7cm - Hệ thống chỉ đo điện cực - Hiển thị nhịp tim, nồng độ oxy máu, dạng sóng ECG - Giao tiếp điện thoại với hệ thống qua Wifi, hiển thị kết đo web server bao gồm nhịp tim nồng độ oxy máu - Chất lượng đo nồng độ oxy máu phụ thuộc vào chất lượng của cảm biến MAX30100 1.5 BỐ CỤC • Chương 1: Tổng quan Trong chương này, nhóm thực đề tài trình bày tổng quan về tình hình nghiên cứu, thông tin liên quan đến đề tài trước Mục tiêu, đối tượng phạm vi nghiên cứu của đề tài • Chương 2: Cơ sở lý thuyết BỘ MƠN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN Giới thiệu về sơ lược về cấu tạo của tim, tín hiệu nhịp tim, đồ thị điện tim,, phương pháp đo điện tim phương pháp hấp thụ quang học chuẩn giao tiếp I2C , UART, UDP… chuẩn giao tiếp khác đề tài • Chương 3: Tính tốn thiết kế Trong chương này, nhóm thực thiết kế sơ đồ khối cho đề tài Thực giới thiệu chức năng, lựa chọn linh kiện, thông số kĩ thuật của linh kiện, thiết kế sơ đồ nguyên lí giải thích sơ đồ nguyên lí cho khối • Chương 4: Thi cơng hệ thống Tiến hành thi cơng mơ hình • Chương 5: Kết quả, nhận xét đánh giá Đưa kết mà nhóm đạt được, số liệu, hình ảnh hệ thống sau thi cơng, so sánh ưu điểm có cải tiến với đề tài trước so với máy đo thực tiếp của sản phẩm có thị trường • Chương 6: Kết luận hướng phát triển Đưa kết luận hướng phát triển của đề tài BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT CHƯƠNG CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 LÝ THUYẾT VỀ NHỊP TIM VÀ PHƯƠNG PHÁP ĐO ĐIỆN TIM 2.1.1 Khái niệm ECG Điện tâm đồ (tiếng Anh: Electrocardiogram hay thường gọi tắt ECG) đồ thị ghi thay đổi của dịng điện tim Quả tim co bóp theo nhịp điều khiển của hệ thống dẫn truyền tim Những dòng điện nhỏ, khoảng phần nghìn volt, có thể dị thấy từ cực điện đặt tay, chân ngực bệnh nhân chuyển đến máy ghi Máy ghi điện khuếch đại lên ghi lại điện tâm đồ Điện tâm đồ sử dụng y học để phát bệnh về tim rối loạn nhịp tim, suy tim, nhồi máu tim v.v 2.1.2 Sơ lược hệ thống điện tim Tim người có buồng để chứa bơm máu Hai phần nhỏ ở phía gọi tâm nhĩ (vì trơng giống lỗ tai) Hai phần lớn gọi tâm thất Máu theo tĩnh mạch từ thể trở về tâm nhĩ phải, từ phổi trở về tâm nhĩ trái Tâm nhĩ trái bóp bơm máu vào tâm thất trái, tâm nhĩ phải đưa máu vào tâm thất phải Sau đó tâm thất phải bóp để bơm máu theo động mạch lên phổi tâm thất trái bóp để bơm máu xuống thể Tim có khả hoạt động đều đặn thứ tự nhờ hệ thống tế bào dẫn điện đặc biệt nằm tim Trong tâm nhĩ bên phải có nút xoang nhĩ (sinoatrial node) gồm tế bào có khả tự tạo xung điện (electric impulse) Xung điện truyền chung quanh làm co bóp hai tâm nhĩ (tạo nên sóng P Điện Tâm đồ) Sau có dịng điện tiếp tục trùn theo Hình Dạng sóng mẫu ECG chuỗi tế bào đặc biệt tới nút nhĩ thất (atrioventricular node) nằm gần vách liên thất theo chuỗi tế bào sợi Purkinje chạy dọc vách liên thất lan vào chung quanh BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH CHƯƠNG 5: KẾT QUẢ THỰC TẾ CHƯƠNG 5: KẾT QUẢ THỰC TẾ 5.1 KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC TRONG QUÁ TRÌNH THỰC HIỆN Nhờ kiến thức tiếp thu trình học tập trường kiến thức mà nhóm em tự mày mị, nghiên cứu từ tài liệu chuyên ngành tiếng Anh hướng dẫn của thầy Võ Đức Dũng Nhóm chúng em hoàn thành đồ án tốt nghiệp với đề tài “THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG MÁY ĐO ĐIỆN TÂM ĐỒ ECG” Sau trình thực đề tài đồ án, nhóm chúng em nghiên cứu tích lũy số kiến thức sau: - Tìm hiểu sâu về dịng vi điều khiển 32bit STM32F4, biết sử dụng trình biên dịch, soạn thảo cơng cụ nạp chương trình thích hợp cho dịng vi điều khiển - Nghiên cứu, tìm hiểu nắm bắt nguyên lý, hoạt động của ngoại vi FSMC có dòng Vi điều khiển STM32F4, thích hợp để sử dụng cho ứng dụng cần mở dụng nhớ RAM cho Vi điều khiển tiện dụng cho việc điều khiển LCD ở tốc độ cao - Nghiên cứu, tìm hiểu nắm bắt nguyên lý đo nhịp tim, SpO2 phương pháp quang học đo điện tâm đồ cách đo lường, vẽ lại đồ thị về thay đổi điện áp ở vị trí xác định thể - Nghiên cứu, nắm rõ nguyên lý của dòng LCD, cấu tạo chung phương thức điều khiển cho hầu hết loại LCD kích thước lớn, độ phân giải cao Nắm bắt phương pháp lập trình để vẽ nên đối tượng hình học cho LCD từ đó phát triển đồ họa lên mức cao - Nghiên cứu biết cách tạo web server ESP8266, kiến thức về HTML, CSS, - Nghiên cứu biết sử dụng công cụ vẽ 2D, 3D ở mức độ CorelDraw, SketUp Hình ảnh thực tế của hệ thống sau lắp đặt vào hộp: BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 57 CHƯƠNG 5: KẾT QUẢ THỰC TẾ Board xử lý trung tâm Board điều khiển LCD sử dụng driver RA8875 Module Esp8266 nodeMCU v1.0 Module nguồn LM317 Module nguồn AMS117 Module ECG AD8232 Hình Hệ thống lắp đặt hoàn chỉnh Tất phần cứng module kết nối lên board điều khiển trung tâm (Board xanh lá) ➢ Tiến hành đo: BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 58 CHƯƠNG 5: KẾT QUẢ THỰC TẾ - Đặt tay vào đầu dò cảm biến để tiến hành đo SpO2: Đầu dị tín hiệu SpO2 Tay người Hình Đầu dị cảm biến đo SpO2 Chú thích: o Khi đo SpO2, thể nên giữ yên không hoạt động, lại, quơ tay, lắc cổ, hành động của thể sẽ thay đổi huyết áp, nhỏ đủ làm nhiễu đến tín hiệu mà cảm biến đọc o Đặt tay thẳng vào đầu dò, xoay mặt da ở đầu ngón tay vào cảm biến - Dán điện cự lên đạo trình mong muốn đo Điện cực Cơ thể người Hình Điện cực dán lên thể ở đạo trình Lead II (RA, LA, RL) BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 59 CHƯƠNG 5: KẾT QUẢ THỰC TẾ Chú thích: o Khi dán điện cực, cần đảm bảo độ dính tiếp xúc của điện cực lên thể o Cách ly thể với nguồn điện xung quanh có thể gây nhiễu khơng cầm nắm, sờ vào dụng cụ, thiết bị điện, điện tử đặc biệt thiết bị có xử dụng nguồn xung tốt nằm giường đo đạt - Tiến hành theo dõi kết đo đạt LCD: Tín hiệu ECG Đồ thị hấp thụ quang học của cảm biến SpO2 Nhịp tim đo Nồng độ SpO2 đo Hình Kết đo ecg Lead II, nhị tim SpO2 hình LCD BỘ MƠN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 60 CHƯƠNG 5: KẾT QUẢ THỰC TẾ Theo dõi kết từ xa thơng qua web server đặt Esp8266: - Hình 5 Kết đo đạt web server Kết hiển thị số nhịp tim phút SpO2 đo đạt webserver, tốc độ làm tươi kết web nhanh hoàn toàn đáp ứng yêu cầu về tốc độ 5.2 KẾT QUẢ ĐO TRÊN THIẾT BỊ CHUẨN Y KHOA - Dạng sóng ECG từ thiết bị chuẩn: Dạng sóng ECG của đạo trình Lead I Dạng sóng ECG của đạo trình Lead II Dạng sóng ECG của đạo trình Lead III Hình Dạng sóng ecg Lead II đo từ máy chuẩn y khoa BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 61 CHƯƠNG 5: KẾT QUẢ THỰC TẾ Nhận xét: So sánh với dạng sóng ECG từ hệ thống của nhóm tự thiết kế thiết bị chuẩn tương đối giống về tỉ lệ đỉnh đỉnh sóng, tỉ về về thời gian phức PQRST, cho thấy thiết kế của nhóm hoàn toàn đáp ứng về độ xác - Các kết quả, số liệu chi tiết của nhịp tim SpO2 SpO2 đo Nhịp tim đo Hình Kết nhịp tim nồng độ SpO2 đo từ máy chuẩn y khoa Kết đo nhịp tim nống độ SpO2 của bạn Phạm Ngọc Hà đo bởi máy đo chuẩn Nhịp tim đo Nồng độ SpO2 đo Hình Kết nhịp tim nồng độ SpO2 đo từ máy chuẩn y khoa BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 62 CHƯƠNG 5: KẾT QUẢ THỰC TẾ Nhịp tim Sóng ECG Sóng ECG Nồng độ SpO2 Sóng Són g EC G ECG Nồng độ SpO2 Són g Hình Hình ảnh thực đo máy đo chuẩn y khoa EC G- Bảng so sánh kết đo đạt với thiết bị chuẩn Nồng độ SpO2 Bảng 5.1: So sánh kết đo với máy chuẩn thể Lần đo Đo từ thiết bị chuẩn Đo từ hệ thống của nhóm Sp02 Nhịp tim Sp02 Nhịp tim Nồng 96% 87 95% 85 97% 89 96% 86 97% 91 95% 87 độ SpO2 Nhận xét: Các kết đo từ hệ thống của nhóm thiết kế tương đối xác so sánh với thiết bị chuẩn, sai số 1-2% cho kết SpO2 3% cho kết nhịp tim, hoàn toàn đáp ứng yêu cầu cho thiết bị theo dõi gia đình phịng khám nhỏ 5.3 ĐÁNH GIÁ HỆ THỐNG Hệ thống có ưu điểm : - Màn hình LCD to rõ nét, dễ quan sát, lúc có thể hiển thị Web, tốc độ làm tươi kết Web server nhanh BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 63 CHƯƠNG 5: KẾT QUẢ THỰC TẾ - Kết đo nhạy xác so sánh với máy chuẩn, ưu điểm đáng giá mà hệ thống mang lại - Hệ thống hoạt động tương đối ổn định - Kết nối Wifi cho phép theo dõi từ xa, tiện lợi cho việc theo dõi thông tin sức khỏe của người đo - Mơ hình gọn nhẹ, hệ thống cấp nguồn 5V từ Pin sạc có ưu việc di chuyển, sửa chữa, vận hành lâu dài - Sử dụng vi điều khiển 32bit ARM cho xử lý trung tâm mang lại xác, tốc độ cao nhiều so với việc sử dụng vi điều khiển 8bit học Hạn chế lớn của hệ thống cảm biến MAX30100 cịn đơi thiếu ổn định, giao diện website chỉ có thể hiển thị nhịp tim nồng độ oxy máu, chưa có khả hiển thị dạng sóng ECG, thiếu sót lớn cần cải tiến tương lai BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 64 CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 6.1 KẾT LUẬN Qua đề tài “THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG MÁY ĐO ĐIỆN TÂM ĐỒ” nhóm thực nghiên cứu vấn đề mà mục tiêu nhóm đưa ra: - Cấu tạo nguyên lí hoạt động của mạch ECG - Phương pháp đo nhịp tim phương pháp hấp thụ quang học - Giải thuật vẽ tín hiệu điện tim - Cách đo nhịp tim cảm biến MAX3010 giao tiếp với vi điều khiển - Giao tiếp UART ESP8266 Node MCU STM32F407VET6 - Giao tiếp STM32F407VET6 với hình LCD Inch chuẩn giao tiếp song song qua ngoại vi FSMC tích hơp vi điều khiển Những sai sót, hạn chế hệ thống như: - Do dạng sóng đề tài cần phải cập nhật liên tục với tốc độ cực nhanh thiết bị chưa đạt ổn định xác cao - Ứng dụng nhóm thiết kế chỉ đưa nhịp tim nồng độ SpO2 lên Web 6.2 HƯỚNG PHÁT TRIỂN Đề tài “THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG MÁY ĐO ĐIỆN TÂM ĐỒ” cịn có nhiều hạn chế nhiên có thể ứng dụng vào việc theo dõi nhịp tim cho người cao tuổi, người có tiền sử bệnh tim, bệnh nhân nhập viện điều trị lâu ngày có thể ứng dụng vào phòng khám nhỏ Hệ thống về phần cứng hỗ trợ cảm biến mạnh mẽ, chất lượng tốt thiết bị có thể chạy xác nhiều Về phần trùn khơng dây có thể nâng cấp lên hệ thơng server internet toàn cầu để tiện cho việc theo dõi sức khỏe của bệnh nhân Về phần mềm, có thể thiết kế trang web lưu lịch sử đo nhịp tim, SpO2 của người dùng, dang sóng ECG, quản lý nhiều hệ thống đo lúc, kết hợp với trí thơng minh nhân tạo (AI) để đưa chẩn đốn, cảnh báo bệnh cách kịp thời xác BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 65 CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Đình Phú, Phan Vân Hồng, “Thực hành vi điều khiển nâng cao”, Trường ĐH SPKT TP.HCM [2] Nguyễn Thanh Tâm, Võ Đức Dũng, “Thiết kế mạch điện tử y sinh”, Trường ĐH SPKT TP HCM [3] Trần Thu Hà, Trương Thị Bích Ngà, Nguyễn Thị Lưỡng, Bùi Thị Tuyết Đan, Dương Thị Cẩm Tú, “Giáo trình điện tử bản”, Trường ĐHSPKT Tp.HCM, Nhà xuất ĐH Quốc Gia, Tp.HCM [4] Nguyễn Trường Duy, Võ Đức Dũng, Nguyễn Thanh Hải, “Giáo trình: Kỹ thuật số”, Trường ĐHSPKT, Tp.HCM, Nhà xuất ĐH Quốc Gia, Tp.HCM, 2018 [5] Khoa Y,“ Kĩ thuật đo phân tích điện tâm đồ bình thường”, NXB ĐH Quốc Gia Tp.HCM, 2015 BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 66 CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN PHỤ LỤC Code chương trình ESP8266 #include #include #include "index.h" #include #include #include #include int hr; int sp; int sum; String s; const String tenwifi = "haomibie"; const String mkwifi = "5678912345"; ESP8266WebServer server(80); const char MAIN_page[] PROGMEM = R"=====( Lap trinh esp8266 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Nhịp tim : 0BMP Nồng độ oxy : 0% BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 67 CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN

GVHD: Ths.Vo Duc Dung

SVTH1: Vo Van Hao 15141144

SVTH2: Nguyen Thanh Tai 15141272

setInterval(function() { // Call a function repetatively with Second interval gethr(); getsp(); }, 1000); //2000mSeconds update rate function gethr() { var xhttp = new XMLHttpRequest(); xhttp.onreadystatechange = function() { if (this.readyState == && this.status == 200) { document.getElementById("hrs").innerHTML = this.responseText; } }; xhttp.open("GET", "dochr", true); xhttp.send(); } function getsp() { var xhttp = new XMLHttpRequest(); xhttp.onreadystatechange = function() { if (this.readyState == && this.status == 200) { document.getElementById("sps").innerHTML = this.responseText; } }; BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 68 CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN xhttp.open("GET", "docsp", true); xhttp.send(); } )====="; void ketnoi(){ //String s = MAIN_page; server.send(200,"text/html",MAIN_page); } void docdulieuhr(){ String shr = String(87); if(isnan(hr)){ server.send(200,"text/plane","Cảm biến không hoạt động"); }else{ server.send(200,"text/plane",shr); } } void docdulieusp(){ String ssp = String(95); if(isnan(sp)){ server.send(200,"text/plane","Cảm biến không hoạt động"); }else{ server.send(200,"text/plane",ssp); } BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 69 CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN } void setup() { Serial.begin(115200); //pinMode(chandht,INPUT); // dht.begin(); Serial.println(""); Serial.print("Ket noi den wifi "); Serial.println(tenwifi); WiFi.begin(tenwifi, mkwifi); while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) { delay(500); Serial.print("."); } Serial.println(""); Serial.println("WiFi da duoc ket noi"); Serial.println("dia chi IP: "); Serial.println(WiFi.localIP()); server.on("/",ketnoi); server.on("/dochr",docdulieuhr); server.on("/docsp",docdulieusp); server.begin(); } void loop() { s = Serial1.readString(); const char* c = s.c_str(); BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 70 CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN sscanf(c, "%d", &sum); hr=sum/1000; sp=sum%1000; server.handleClient(); } BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 71 ... đề tài: Thi? ??t kế thi công máy đo điện tâm đồ (ECG) , sẽ có chức đo đạt dạng sóng ECG để theo dõi tình trạng tim mạch cách chi tiết 1.2 MỤC TIÊU Thi? ??t kế thi công máy đo điện tâm đồ ECG sử dụng... STM32F407VET6 Thi? ??t kế webserver ESP8266 để lưu nhận liệu từ vi điều khiển hiển thị lên web 1.3 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU Trong trình thực Đồ án tốt nghiệp với đề tài Thi? ??t kế thi công máy đo điện tâm đồ ECG, ... thi? ??t kế Trong chương này, nhóm thực thi? ??t kế sơ đồ khối cho đề tài Thực giới thi? ??u chức năng, lựa chọn linh kiện, thông số kĩ thuật của linh kiện, thi? ??t kế sơ đồ nguyên lí giải thích sơ đồ