(Đồ án tốt nghiệp) Thiết kế và thi công thiết bị đo tín hiệu ECG, hiển thị trên smartphone và lưu dũ liệu về server

(Đồ án tốt nghiệp) Thiết kế và thi công thiết bị đo tín hiệu ECG, hiển thị trên smartphone và lưu dũ liệu về server(Đồ án tốt nghiệp) Thiết kế và thi công thiết bị đo tín hiệu ECG, hiển thị trên smartphone và lưu dũ liệu về server(Đồ án tốt nghiệp) Thiết kế và thi công thiết bị đo tín hiệu ECG, hiển thị trên smartphone và lưu dũ liệu về server(Đồ án tốt nghiệp) Thiết kế và thi công thiết bị đo tín hiệu ECG, hiển thị trên smartphone và lưu dũ liệu về server(Đồ án tốt nghiệp) Thiết kế và thi công thiết bị đo tín hiệu ECG, hiển thị trên smartphone và lưu dũ liệu về server(Đồ án tốt nghiệp) Thiết kế và thi công thiết bị đo tín hiệu ECG, hiển thị trên smartphone và lưu dũ liệu về server(Đồ án tốt nghiệp) Thiết kế và thi công thiết bị đo tín hiệu ECG, hiển thị trên smartphone và lưu dũ liệu về serverv(Đồ án tốt nghiệp) Thiết kế và thi công thiết bị đo tín hiệu ECG, hiển thị trên smartphone và lưu dũ liệu về server(Đồ án tốt nghiệp) Thiết kế và thi công thiết bị đo tín hiệu ECG, hiển thị trên smartphone và lưu dũ liệu về server(Đồ án tốt nghiệp) Thiết kế và thi công thiết bị đo tín hiệu ECG, hiển thị trên smartphone và lưu dũ liệu về server(Đồ án tốt nghiệp) Thiết kế và thi công thiết bị đo tín hiệu ECG, hiển thị trên smartphone và lưu dũ liệu về server(Đồ án tốt nghiệp) Thiết kế và thi công thiết bị đo tín hiệu ECG, hiển thị trên smartphone và lưu dũ liệu về server(Đồ án tốt nghiệp) Thiết kế và thi công thiết bị đo tín hiệu ECG, hiển thị trên smartphone và lưu dũ liệu về server(Đồ án tốt nghiệp) Thiết kế và thi công thiết bị đo tín hiệu ECG, hiển thị trên smartphone và lưu dũ liệu về server(Đồ án tốt nghiệp) Thiết kế và thi công thiết bị đo tín hiệu ECG, hiển thị trên smartphone và lưu dũ liệu về server

BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH - ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH KỸ THUẬT Y SINH ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ VÀ THI CƠNG THIẾT BỊ ĐO TÍN HIỆU ECG, HIỂN THỊ TRÊN SMARTPHONE VÀ LƯU DỮ LIỆU VỀ SERVER GVHD: ThS Nguyễn Thanh Nghĩa SVTH1: Trần Trung Đức 16129018 SVTH2: Phạm Chí Nghị 16129044 Tp Hồ Chí Minh – 08/2020 LỜI CAM ĐOAN Đề tài tự thực dựa vào số tài liệu trước khơng chép từ tài liệu hay cơng trình có trước Người thực đề tài Trần Trung Đức - Phạm Chí Nghị iv LỜI CẢM ƠN Nhóm sinh viên thực xin gởi lời cảm ơn sâu sắc đến Thầy Nguyễn Thanh Nghĩa _ Giảng viên môn Điển tử Công Nghiệp – Y sinh dành thời gian để trực tiếp hướng dẫn tận tình giúp đỡ tạo điều kiện để nhóm hồn thành tốt đề tài Nhóm sinh viên thực xin gởi lời chân thành cảm ơn thầy cô môn Khoa Điện-Điện Tử chia sẽ, góp ý, truyền đạt kiến thức quan trọng hỗ trợ trang thiết bị tạo điều kiện tốt cho nhóm hồn thành đề tài Bên cạnh đó, nhóm xin cảm ơn thầy cô trường ĐH Sư Phạm Kỹ Thuật truyền đạt kiến thức suốt năm học trường để từ nhóm có sở để vận dụng hoàn thiện đề tài Sau cùng, nhóm sinh viên thực xin gửi lời cảm ơn đến gia đình bạn bè ln quan tâm, giúp đỡ, hỗ trợ trình học tập trường q trình thực khóa luận tốt nghiệp Xin chân thành cảm ơn! Người thực đề tài Trần Trung Đức - Phạm Chí Nghị v MỤC LỤC Trang bìa i Nhiệm vụ đồ án ii Lịch trình iii Cam đoan iv Lời cảm ơn v Mục lục vi Liệt kê hình ảnh ix Liệt kê bảng xii Tóm tắt xiii Chương 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 GIỚI THIỆU 2.2 TỔNG QUAN VỀ HOẠT ĐỘNG CỦA TIM VÀ ĐIỆN TIM 2.2.1 Mô tả sơ lược nguyên lý hoạt động tim 2.2.2 Sơ lược điện tim 2.2.3 Phương pháp ghi điện tim 2.3 LÝ THUYẾT VỀ BỘ LỌC SỐ 12 2.3.1 2.4 Giới thiệu sơ lược lọc 12 GIỚI THIỆU SƠ LƯỢC VỀ ANDROID 12 2.4.1 Khái niệm Android 12 2.4.2 Kiến trúc Android 13 2.5 GIỚI THIỆU VỀ SERVER 14 2.6 GIỚI THIỆU VỀ TCP/IP 14 2.7 GIỚI THIỆU VỀ CƠ SỞ DỮ LIỆU 14 2.8 GIỚI THIỆU VỀ WEB 15 2.8.1 Giới thiệu 15 vi 2.9 GIỚI THIỆU PHẦN CỨNG 15 2.9.1 Giới thiệu 15 2.9.2 LUA ESP8266 CP2102 Nodemcu WIFI Module 16 2.9.3 ADS1292R ECG Module Sensor 17 2.9.4 Monochrome 7-pin SSD1306 0.96” OLED display 17 GIỚI THIỆU PHẦN MỀM LẬP TRÌNH 18 2.10 Chương TÍNH TỐN VÀ THIẾT KẾ 19 3.1 GIỚI THIỆU 19 3.2 TÍNH TỐN VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG 19 3.2.1 Thiết kế sơ đồ khối hệ thống 19 3.2.2 Tính toán thiết kế mạch 20 3.2.3 Sơ đồ nguyên lý toàn mạch 42 Chương THI CÔNG HỆ THỐNG 44 4.1 GIỚI THIỆU 44 4.2 THI CÔNG HỆ THỐNG 44 4.2.1 Thi công bo mạch 44 4.2.2 Lắp ráp kiểm tra 45 4.3 ĐÓNG GÓI BỘ ĐIỀU KHIỂN 48 4.4 LẬP TRÌNH HỆ THỐNG 51 4.4.1 Lưu đồ giải thuật 51 4.4.2 Phần mềm lập trình cho vi điều khiển 54 4.5 LẬP TRÌNH ỨNG DỤNG 56 4.5.1 Lưu đồ giải thuật 56 4.5.2 Phần mềm lập trình cho ứng dụng điện thoại 59 4.6 LẬP TRÌNH SERVER 61 4.6.1 Lưu đồ giải thuật 61 4.6.2 Phần mềm lập trình cho Database 63 4.7 VIẾT TÀI LIỆU HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG, THAO TÁC 67 4.7.1 Viết tài liệu hướng dẫn sử dụng 67 4.7.2 Quy trình thao tác 68 Chương KẾT QUẢ, NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ 69 5.1 KIẾN THỨC ĐẠT ĐƯỢC 69 5.2 KẾT QUẢ PHẦN CỨNG 70 5.2.1 Thi công phần cứng 70 5.2.2 Lập trình phần cứng 71 5.3 KẾT QUẢ PHẦN MỀM 73 vii 5.3.1 Phần mềm Android 73 5.3.2 Server 74 5.4 ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ 76 5.4.1 Kết đo nhiều vị trí 76 5.4.2 So sánh kết với thiết bị khác 78 5.4.3 Giải thích 81 Chương KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 83 1.1 KẾT LUẬN 83 1.2 HƯỚNG PHÁT TRIỂN 83 TÀI LIỆU THAM KHẢO 84 viii LIỆT KÊ HÌNH VẼ Hình Trang Hình 2.1: Chu kỳ hoạt động tim Hình 2.2: Điện hoạt động – Các trình điện học tim Hình 2.3: Các thành phần sóng điện tâm đồ Hình 2.4: Sơ đồ mắc chuyển đạo mẫu Hình 2.5: Tam giác Einthoven Hình 2.6: Cách đấu cực trung tâm mắc chuyển đạo đơn cực chi Hình 2.7: Sơ đồ mắc chuyển đạo đơn cực chi sau cải tiến 10 Hình 2.8: Vị trí đặt điện cực thăm dò chuyển đạo trước tim 11 Hình 2.9: Mặt phẳng nằm ngang với trục chuyển đạo 11 Hình 2.10: Kiến trúc hệ điều hành Android 13 Hình 2.11: Module Wifi LUA ESP8266 CP2102 Nodemcu 16 Hình 2.12: Mơ-đun cảm biến ADS1292R 17 Hình 2.13: Màn hình Oled 18 Hình 3.1: Sơ đồ khối hệ thống 19 Hình 3.3: Sơ đồ mạch khuyếch đại đo 21 Hình 3.4: Sơ đồ mạch khuyếch đại vi sai ADS1292R 22 Hình 3.5: Sơ đồ phát lead-off 23 Hình 3.6: ADC Sigma-delta 23 Hình 3.7: Sơ đồ mơ hình tốn ADC sigma-delta 24 Hình 3.8: Sơ đồ khối tham chiếu 24 Hình 3.9: IC chuyển đổi mức logic 25 Hình 3.10: Sơ đồ mạch tín hiệu ECG 26 Hình 3.11: Module điện tim ADS1292R 27 Hình 3.12: Vi điều khiển ESP8266EX 27 Hình 3.13: Sơ đồ khối ESP8266EX 28 Hình 3.14: Sơ đồ mạch chân reset ESP8266 29 Hình 3.15: Sơ đồ khối SSD1306 31 Hình 3.16: Sơ đồ ghi liệu vào SSD1306 32 Hình 3.17: IC TP4056 37 Hình 3.18: Mạch ứng dụng TP4056 37 ix Hình 3.19: Module nguồn có báo vệ Pin 38 Hình 3.20: Sơ đồ nguyên lý toàn mạch 43 Hình 4.1: Sơ đồ mạch in 44 Hình 4.2: Sơ đồ bố trí linh kiện 45 Hình 4.3: Mạch in giấy 46 Hình 4.4: Tác dụng nhiệt lên boar đồng giấy in 46 Hình 4.5: Board ăn mịn khoan lỗ chân linh kiện 47 Hình 4.6: Lắp ráp ADS1292R TP4056 47 Hình 4.7: Mặt board mạch 48 Hình 4.8: Thiết kế hộp đựng 49 Hình 4.9: Hồn thiện thiết kế hộp đựng (ảnh mơ hình) 50 Hình 4.10: Thi cơng lắp phần vào hộp đựng 50 Hình 4.11: Lưu đồ khối hệ thống 51 Hình 4.12: Lưu đồ chương trình kết nối wifi 52 Hình 4.13: Chương trình lấy liệu 53 Hình 4.14: Lưu đồ chương trình Gửi Hiển thị liệu 53 Hình 4.15: Giao diện IDE 54 Hình 4.16: Thêm đường dẫn cho Board 55 Hình 4.17: Thêm Board để lập trình 55 Hình 4.18: Lưu đồ giải thuật ứng dụng điện thoại 56 Hình 4.19: Lưu đồ giải thuật khối Login 57 Hình 4.20: Lưu đồ giải thuật chương trình Information and load data 58 Hình 4.21: Lưu đồ giải thuật chương trình Get and save data 59 Hình 4.22: Các bước tạo project 60 Hình 4.23: Giao diện thiết kế giao diện cho ứng dụng 60 Hình 4.24: Giao diện lập trình chức cho ứng dụng 61 Hình 4.25: Các bước để xuất File APK 61 Hình 4.26: Lưu đồ giải thuật xác thực đăng nhập vào ứng dụng 62 Hình 4.26: Lưu đồ giao tiếp liệu ứng dụng Database 62 Hình 4.27: Giao diện đăng nhập phpMyAdmin 63 Hình 4.28: Tạo sở liệu 63 Hình 4.29: Kết sau hồn thành tạo bảng CSDL 64 x Hình 4.30: Giao diện làm việc phần mềm Subline Text 64 Hình 4.31: Các bước tạo Website miễn phí 000webhost 65 Hình 4.32: Kết sau tạo Website 66 Hình 4.33: Giao diện Quản lý “Database” “Quản lý File” 66 Hình 4.34: Quay trình thao tác sử dụng hệ thống đo ECG 68 Hình 5.1: Tổng thể bên ngồi sản phẩm 70 Hình 5.2: Bên sản phẩm 70 Hình 5.3: Màn hình trạng thái hệ thống 71 Hình 5.4: Tín hiệu thơ từ cảm biến 71 Hình 5.5: Tín hiệu qua lọc thành phần DC 72 Hình 5.6: Tín hiệu qua lọc thơng thấp 72 Hình 5.7: Kết tính tốn nhịp tim 73 Hình 5.8: Giao diện ứng dụng điện thoại 74 Hình 5.9: Các bảng sở liệu tạo 75 Hình 5.10: Các liệu bảng CSDL Login_imfomation 75 Hình 5.11: Các liệu lưu lên bảng CSDL user_imfomation_v1 75 Hình 5.12: Kết gắn điện cực ngực 76 Hình 5.13: Kết gắn điện cực tay 77 Hình 5.14: Kết gắn điện cực chi 77 Hình 5.15: Kết đo từ máy phát điện tim mô 78 Hình 5.16: Kết tín hiệu ECG đo thiết bị từ sinh viên 79 Hình 5.17: Biểu đồ so sánh nhịp tim trung bình 81 xi LIỆT KÊ BẢNG Bảng Trang Bảng 3.1: Các chân chức sử dụng giao tiếp SPI 29 Bảng 3.2: Các chân chức Oled SSD1306 30 Bảng 3.3: Dòng tiêu thụ chế độ truyền nhận liệu 34 Bảng 3.4: Đặc tính điện SSD1306 35 Bảng 3.5: Bảng liên hệ dòng sạc điện trở 37 Bảng 4.1: Bảng liên hệ dòng sạc điện trở 45 Bảng 5.1: Thông số điện tim vị trí đo khác 77 Bảng 5.2: So sánh tính xác tính tốn nhịp tim với thiết bị khác 79 Bảng 5.3: Thông số điện tim so sánh máy 80 xii CHƯƠNG KẾT QUẢ_NHẬN XÉT_ĐÁNH GIÁ Tín hiệu thu từ cảm biến tín hiệu chưa xử lý Hình 5.4 tín hiệu thu từ cảm biến Tín hiệu chuyển tương tự sang số 24bit hiển thị qua cổng Serial phần mềm Arduino IDE Đặc điểm tín hiệu bị dịch chuyển thành phần điện áp có tần số thấp, thành phần DC Hơn nữa, tín hiệu cịn bị pha tạp tín hiệu khác tín hiệu điện cơ, tín hiệu có tần số cao Hình 5.5: Tín hiệu qua lọc thành phần DC Bộ lọc thông cao loại bỏ thành phần DC dựa theo cấu trúc lọc CIC Kết thực lọc thể hình 5.5 Các thành phần DC 0Hz lọc lọc thông cao Sau qua lọc này, tín hiệu loại bỏ thành phần DC đường sở dần mức 0V Ngoài ra, lúc thực lọc tín hiệu cịn giảm độ phân giải ADC đến mức milivilt Hình 5.6: Tín hiệu qua lọc thơng thấp BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 72 CHƯƠNG KẾT QUẢ_NHẬN XÉT_ĐÁNH GIÁ Bộ lọc thông thấp thiết kế hệ số phần mềm Matlab Tần số lọc 40Hz Hình 5.6 kết tín hiệu từ lọc thơng cao nối tiếp qua lọc thơng thấp Tín hiệu sau qua hai lọc giữ đặt tính điện tim (0.5-24 Hz) Bộ lọc thông cao lọc thơng thấp áp dụng nối tiếp Tín hiệu vừa khử điện áp DC, vừa giữ tín hiệu có tần số 40Hz Tín hiệu tiếp tục đưa vào để tính nhịp tim Tính tốn nhịp tim dựa phương pháp ngưỡng PanTompkins Các ngưỡng tự động cập nhật điều chỉnh sau thay đổi ngưỡng trước đó, từ tạo xác tính tốn nhịp tim Hình 5.7 có đường màu đỏ thể nhịp tim Cụ thể, nhịp tim mức 55 nhịp/phút Hơn cịn thể tín hiệu ngõ từ lọc Hình 5.7: Kết tính tốn nhịp tim 5.3 5.3.1 KẾT QUẢ PHẦN MỀM Phần mềm Android Kết hình từ lúc mở app đến đóng app Độ bảo mật, độ ổn định, tính thẩm mĩ, tốc độ truyền thông liệu Nhận liệu từ phần cứng phần mềm điện thoại với giao diện hình Hình 5.8 hình mà lúc mở ứng dụng Lúc ứng dụng hiển thị Screen1 với nội dung đăng nhập Tài khoản mật đăng nhập cài đặt trước database server người dùng cần nhập thông tin đăng nhập vào ứng dụng BỘ MƠN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 73 CHƯƠNG KẾT QUẢ_NHẬN XÉT_ĐÁNH GIÁ Hình 5.8: Giao diện ứng dụng điện thoại Kết đăng nhập thành công chuyển sang Screen (2) Tại screen này, người dùng xem lại thông tin lưu Database cách nhập ID nhấn nút “GET” Để chuyển sang Screen (3) bắt buộc người dùng phải nhập đầy đủ thông tin mục “User Imfomation” để thông tin gửi kèm theo nhấn nút “NEXT” Và Screen phần quan trọng bậc ứng dụng với chức chính, thứ nhận hiển thị tín hiệu ECG trực tiếp từ xử lý trung tâm gửi lên kết nối điạ “ESP8266 IP” nhấn “Start” Thứ hai chức lưu lại liệu người dùng gồm thông tin người dùng nhập từ Screen (2), liệu điện tim ECG, nhịp tim HR kèm thời gian đo lên Database cách nhấn nút “Save” 5.3.2 Server Kết sở liệu lập, gửi liệu lên Database hệ thống xây dựng online server 000Webhost gồm bảng với bảng thứ “user_imformation” để lưu liệu với trường Database gồm có ID, Full_Name, User_id, Phone, Data, HeartRate, DMY thể hình 5.9 a Bảng thứ “Login_imformation” lưu thông tin để đăng nhập vào ứng dụng nhập vào tay với trường ID, UserName, Password hình 5.9 b BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 74 CHƯƠNG KẾT QUẢ_NHẬN XÉT_ĐÁNH GIÁ Hình 5.9: Các bảng sở liệu tạo Dữ liệu lấy từ bảng CSDL “Login_imformation” để đăng nhập vào hệ thống thông qua việc so sánh với thông tin nhập từ ứng dụng điện thoại Và hình 5.10 số liệu nhập vào Hình 5.10: Các liệu bảng CSDL Login_imfomation Hình 5.11: Các liệu lưu lên bảng CSDL user_imfomation_v1 BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 75 CHƯƠNG KẾT QUẢ_NHẬN XÉT_ĐÁNH GIÁ Dữ liệu truyền lên bảng CSDL “user_imformation_v1” nút “Save” ứng dụng điện thoại nhấn Kết liệu lưu sở liệu hình 5.11 5.4 ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ Hồn thành hệ thống, nhóm tiến hành thu lại kết Để đánh giá hệ thống có hồn thành tiêu hoạt động khơng, nhóm tiến hành đo thiết bị khác để so sánh 5.4.1 Kết đo nhiều vị trí Để đánh giá khả thu tín hiệu, Hệ thống đo ba cách: mắc điện cực ngực, mắc điện cực hai cánh tay mắc điện cực chi Cách đo thực người nhiều lần đo để lấy số nhịp tim trung bình Hình 5.12: Kết gắn điện cực ngực Gắn điện cực ngực, kết thu điện tim có dạng hình 5.12 Vị trí điện cực LA mắc ngực trái, RA mắc ngực phải, RL mắc bụng Dữ liệu đo cho thấy tín hiệu điện tim có biên độ peak-peak lớn, xấp xỉ 2mV Nhịp tim đạt khoảng 54 nhịp/phút Gắn điện cực tay, kết thu điện tim có dạng hình 5.13 Vị trí điện cực RA, RL cánh tay phải, LA cánh tay trái Tín hiệu thu có biên độ peak-peak xấp xỉ 0.9mV Nhịp tim khoản 55 nhịp/phút BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 76 CHƯƠNG KẾT QUẢ_NHẬN XÉT_ĐÁNH GIÁ Hình 5.13: Kết gắn điện cực tay Gắn điện cực chi, kết thu điện tim có dạng hình 5.14 Vị trí điện cực LA, RA, LR tay trái, tay phải, chân phải Tín hiệu đo có biên độ xấp xỉ 0.9mV Nhịp tim thu xấp xỉ 56 nhịp/phút Hình 5.14: Kết gắn điện cực chi Ngồi thơng tin dạng sóng điện tim, hệ thống cho thông số điện tim bảng 5.1 Số nhịp tim đo không chênh lệch nhiều Bảng 5.1: Thông số điện tim vị trí đo khác BỘ MƠN ĐIỆN TỬ CƠNG NGHIỆP – Y SINH 77 CHƯƠNG KẾT QUẢ_NHẬN XÉT_ĐÁNH GIÁ Gắn ngực Gắn tay Gắn chi 54 56 55 Thông số ECG 5.4.2 So sánh kết với thiết bị khác Thông số nhịp tim dạng sóng điện tim: Máy đo điện tim Fukuda Denshi FX- 7100, monitor COMEN c80 Tín hiệu đầu vào: máy mơ tín hiệu chuẩn SKX-2000 thể người Tính xác hệ thống phải chứng minh thơng qua so sánh với thiết bị chuẩn khác có mặt thị trường Đầu tiên, thử nghiệm với máy phát điện tim chuẩn Hình 5.15 kết lần đo so sánh hệ thống với hai thiết bị có mặt thị trường Các lần lấy tín hiệu từ máy phát mơ cho dạng sóng tương đương Hình 5.15: Kết đo từ máy phát điện tim mô Thử nghiệm nhiều lần với số nhịp/phút tăng dần 10 nhịp khoảng 60 đến 100 nhịp Thu kết thống kê bảng 5.2 Những lần lấy liệu, thông số nhịp tim máy FX-7100 đáp ứng nhanh Tuy nhiên để đạt nhịp xác, phải đợi sau vài lần tính tốn Máy COMEN C80 đáp ứng tính toán nhịp tim chậm Tuy nhiên, kết chuyển dần xác ổn định Hệ thống đo điện tim gửi lên ECG nhóm sinh viên đáp ứng nhanh FX-7100, cần vài lần để tính tốn xác BỘ MƠN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 78 CHƯƠNG KẾT QUẢ_NHẬN XÉT_ĐÁNH GIÁ Bảng 5.2: So sánh tính xác tính tốn nhịp tim với thiết bị khác Máy phát mô 60 bpm 70bpm 80bpm 90bpm 100bpm FX-7100 60 70 80 90 100 COMEN c80 60 71 81 91 101 Hệ thống làm 60 71 81 91 101 Để đánh giá tính ổn định xác hệ thống thử nghiệm với tín hiệu thực tế điều cần thiết Các đánh giá đánh giá dựa hình ảnh dạng sóng số liệu thu thập tính tốn dựa công thức sau đây: Các liệu thu thập cách đo thử nghiệm thể người với sinh viên (3 nam, nữ) với người đo lần cho thiết bị, lần đo khoảng 30s đến phút tùy vào ổn định tín hiệu người đo Hình 5.16: Kết tín hiệu ECG đo thiết bị từ sinh viên Kết đo tín hiệu lần đo từ sinh viên thể qua Hình 5.16 Với Hình 5.16a dạng sóng lấy từ thiết bị đo gửi lên wifi, cịn hình 5.16b, 5.16c từ máy đo điện tim Fukuda Denshi FX-7102 Patient Monitoring COMEN C80 Lần lượt dạng sóng Lead I máy tương tự Máy FX7102 có mắc điện cực nên cho tín hiệu Lead I,II,III aVR, aVL, aVF Máy COMEN C80 mắc điện cực nên cho tín hiệu lead BỘ MƠN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 79 CHƯƠNG KẾT QUẢ_NHẬN XÉT_ĐÁNH GIÁ Thơng số nhịp tim tính tốn từ hệ thống thiết bị thể bảng 5.3 Các lần đo số liệu lưu trữ nhớ máy, sau in giấy thống kê vào bảng Mỗi sinh viên có lần đo nhịp tim kết trung bình lần đo Sau dùng cơng thức (3.23), (3.24), (3.25) để tính tốn sai số Từ số liệu bảng 5.3 nhận thấy lần đo thiết bị có chênh lệch Bảng 5.3: Thông số điện tim so sánh máy FX-7102 COMEN c80 Hệ thống làm 49 48 50 52 51 51 53 53 51 82 80 79 75 78 77 77 79 77 69 69 70 70 68 74 70 68 73 84 85 85 90 87 88 87 87 88 96 86 98 94 92 94 96 93 90 ̅) Trung bình chung (𝐗 76.27 74.93 76.33 Phương sai (S2) 249.8 221.1 239.8 Độ lệch chuẩn (S) 15.81 14.87 15.49 SV1 16129001 SV2 16129016 SV3 16129022 SV4 16129006 SV5 16129067 Để dễ dàng đánh giá, số liệu bảng 5.4 tính tốn trung bình Số liệu trung bình tính tốn theo cơng thức (3.23) vẽ lên biểu đồ hình 5.19 với giá trị làm tròn hàng đơn vị Từ biển đồ, dễ dàng nhận thấy nhịp tim sinh viên có chênh lệch thiết bị đo Sự chênh lệch hai thiết bị chuẩn không lớn Thiết bị sản phẩm nhóm sinh viên thực có chênh lệch khơng nhiều BỘ MƠN ĐIỆN TỬ CƠNG NGHIỆP – Y SINH 80 CHƯƠNG KẾT QUẢ_NHẬN XÉT_ĐÁNH GIÁ 120 95 100 78 79 78 80 60 94 87 86 87 90 16129006 16129067 70 68 72 51 51 51 40 20 16129001 16129016 FX 7102 16129022 COMEN C80 OUR DEVICE Hình 5.17: Biểu đồ so sánh nhịp tim trung bình 5.4.3 a Giải thích Đo nhiều vị trí khác thể Đo vị trí mắc điện cực khác thể Vị trí chi, vị trí cánh tay vị trí ngực Tín hiệu điện tim đo vị trí ngực có biên độ lớn hai vị trí cịn lại suy hao lan truyền Càng truyền xa phí chi, tín hiệu có biên độ thấp Hơn tín hiệu lại bị ảnh hưởng yếu tố điện cơ, thành phần DC Tuy nhiên, tính nhịp tim khơng xảy thay đổi lớn Tín hiệu sau lọc nhiễu đo vị trí khác có dạng sóng tương tự Ngưỡng xác định đỉnh cập nhật phù hợp theo tỉ lệ biên độ đỉnh Từ suy nhịp tim xác b So sánh nhiều thiết bị khác nhau, tín hiệu mơ Tín hiệu phát phát chuẩn khơng có thành phần nhiễu Tín hiệu có biên độ Peak-Peak mV Tần số nhịp tim điều chỉnh khoảng thời gian hai nhịp liền kề Các thiết bị thu tín hiệu giống tính tốn nhịp tim xấp xỉ cho thấy sản phẩm nhóm đạt yêu cầu ngõ tính tốn c So sánh thiết bị khác với tín hiệu lấy thể vị trí cánh tay Ở nhiều người đo, dạng sóng tín hiệu giống Tuy nhiên, tính tốn nhịp tim lại có khác biệt thiết bị Mỗi thiết bị có thuật tốn tính tốn nhịp BỘ MƠN ĐIỆN TỬ CƠNG NGHIỆP – Y SINH 81 CHƯƠNG KẾT QUẢ_NHẬN XÉT_ĐÁNH GIÁ tim riêng Hơn tác động bên tinh thần, thành phần nhiễu thời điểm đo khác Dẫn đến khác biệt tính tốn nhịp tim BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 82 CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN Chương KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 1.1 KẾT LUẬN Sau thời gian tìm hiểu thực đề tài, nhóm thu nhiều kết khả quan đạt yêu cầu ban đầu đề tài Cụ thể mục tiêu kết nhóm đạt sau: • Biết sử dụng phần mềm để thiết kế vẽ sơ đồ nguyên lý, sơ đồ mạch in, lập trình ứng dụng Android, lập trình hệ thống, xử lí lọc, lập trình Server • Thiết kế ứng dụng Android Smartphone với giao diện ứng dụng đơn giản, thân thiện dễ dàng cho người dùng • Thiết kế thi cơng phần cứng hệ thống thu thập hiển thị tín hiệu ECG đơn giản, nhỏ gọn, dễ sử dụng sạc pin • Hệ thống đo liệu ECG điện cực, lưu liệu lên Database Server, load lại liệu hiển thị lên điện thoại, xem liệu trực tiếp đo điện thoại hình Oled tích hợp hộp sản phẩm Tuy nhiên, đề tài tồn số lỗi phát sinh khách quan làm cho hệ thống chưa ổn định Và kết hệ thống so với số thiết bị thị trường cịn có chênh lệch khơng đáng kể 1.2 HƯỚNG PHÁT TRIỂN Để tăng tính thực tế hiệu cho thiết bị, nhóm đề số hướng phát triển sau: • Hướng tới nhiều thiết bị đo gửi lúc • Chuẩn hóa liệu phù hợp với tiêu chuẩn hệ thống y tế BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP- Y SINH 83 TÀI LIỆU THAM KHẢO TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Hai Thanh Nguyen, Nguyen Trung, Vo Toi and Van-Su Tran, “An autoregressive Neural Network for Recognition of Eye Commands in an EEG-Controlled Wheelchair”, International Conference on Advanced Technologies for Communications, 2013 [2] Bộ Y tế, “Phẫu thuật nội soi tuyến giáp lỗ 10 thành tựu Khoa học Công nghệ xuất sắc nước Việt Nam năm 2018”, moh.gov.vn, 2019 [3] Majd AlGhatrif, Joseph Lindsay, “A brief review: history to understand fundamentals of electrocardiography”, Journal of Community Hospital Internal Medicine Perspectives, USA, 2012 [4] Ebrahim Nemati, M Jamal Deen, and Tapas Mondal, “A Wireless Wearable ECG Sensor for Long-Term Applications”, McMaster University, IEEE Communications Magazine, 2012 [5] Đặng Xuân Kiên, Vũ Đức Hải, “Thiết kế hệ thống thu thập, phân tích xử lý tín hiệu điện tim di động Photoplethysmography (PPG) dựa hệ điều hành android”, Trường ĐH Giao thông Vận tải, Tp HCM, 2017 [6] Sagar R Patil, Dinesh R Gawade, Sudhir Divekar, “Remote Wireless Patient Monitoring System”, International Journal of electronics & communication technology, 2015 [7] Dilraj Nadarajan, Rakesh K, Rahul Krishnan Pathinarupothi, Maneesha Vinodini Ramesh, “A Low Cost Remote Cardiac Monitoring Framework for Rural Regions”, 5th EAI International Conference on Wireless Mobile Communication and Healthcare, Great Britain, 2017 [8] Ayaskanta Mishra, Biswarup Chakraborty, Debajyoti Das, Priyankar Bose, “AD8232 based Smart Healthcare System using Internet of Things (IoT)”, International Journal of Engineering Research & Technology, 2018 [9] Nguyễn Đình Phú, “Giáo trình Vi xử lí ”, Trường ĐHSPKT, Tp.HCM, 2013 [10] Nguyễn Đình Phú, “Giáo trình: Kỹ thuật số”, Nhà xuất ĐH Quốc Gia, Tp.HCM, 2013 [11] Nguyễn Văn Hiệp – Đinh Quang Hiệp, “Lập trình android bản”, Nhà xuất ĐH Quốc Gia, Tp.HCM, 2015 BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 84 TÀI LIỆU THAM KHẢO [12] Clarence Wilbur Taber, Clayton L Thomas, Donald Venes, “Taber's Cyclopedic Medical Dictionary”, 2009 [13] Dung Le, “Hoạt Động Của Tim”, sites.google.com, 2010 [14] Hall, John, “Guyton and Hall textbook of medical physiology”, 2011 [15] Keith L Moore, Arthur F Dalley, Anne M R Agur, “1”, “Clinically Oriented Anatomy Wolters Kluwel Health/Lippincott Williams & Wilkins”, 2009 [16] “Hệ tuần hoàn (tiếp)”, sinhhoc247.com, 19/09/2016 [17] Chúc Nghĩa, “(GIÃI MÃ) Vì tim hoạt động suốt đời mà không mệt mỏi?”, suckhoe88.com, 26/07/2019 [18] TS.BSCC.Trần Văn Đồng, “Hình Dạng Và Định Danh Các Sóng Điện Tâm Đồ”, Hội nghị tim mạch tồn quốc 2015 [19] Giáo sư Trần Đỗ Trinh, “Hướng dẫn đọc điện tim”, ĐH Y Dược Huế, 2008 [20] “Android”, techterms.com, 16/05/2016 [21] Nguyen Dinh Duc, “Kiên trúc hệ điều hành Android”, 12/09/2016 [22] “Server gì? Máy chủ gì? Những điều cần biết Server”, viettelidc.com.vn, 21/09/2018 [23] Hồng Nhi, “Server gì? Các loại máy chủ phổ biến nay”, blog.tinohost.com, 2019 [24] “Bài 9: Giới thiệu hệ quản trị sở liệu MySQL”, kungfuphp.com, 31/01/2015 [25] “Tổng Quan Về PHP”, stdio.vn, 30/01/2016 [26] LHV - Galileo “Bài 1.0: Tổng quan ESP8266 nodeMCU”, lophocvui.com, 22/09/2018 [27] “Giới thiệu vắn tắt kít phát triển ESP8266 (chíp nạp CP2102)”, arduino.vn, 11/8/2016 [28] “ADS1292rShield_Breakout”, github.com, 4/7/2018 BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 85 S K L 0 ... đạc Ngồi nhóm cịn tìm hiểu nơi lưu trữ hiển thị liệu để từ xây dựng đề tài: ? ?Thi? ??t kế thi công thi? ??t bị đo tín hiệu ECG, hiển thị Smartphone lưu trữ liệu Server? ?? nhằm tạo hệ thống cho phép giám... lưu liệu lên Server thông qua mạng Internet Wifi 1.3 NỘi DUNG NGHIÊN CỨU Trong trình thực Đồ án tốt nghiệp với đề tài ? ?Thi? ??t kế thi cơng thi? ??t bị đo tín hiệu ECG, hiển thị Smartphone lưu liệu Server? ??... THI? ??T KẾ Chương TÍNH TỐN VÀ THI? ??T KẾ 3.1 GIỚI THI? ??U Hệ thống thu thập hiển thị tín hiệu ECG lên điện thoại đo liệu điện tim từ điện cực thể Dữ liệu thu gửi lên server để hiển thị điện thoại Hơn liệu