Thiết bị kiểm tra hoạt động của máy ecg

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT BỊ KIỂM TRA HOẠT ĐỘNG CỦA MÁY ECG NGÀNH: KỸ THUẬT Y SINH GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN: ThS TRẦN THỊ NGỌC OANH Sinh viên thực hiện: MSSV: Lớp: Phan Nguyễn Hoài Thương 1811730109 18DYSA1 Trần Minh Quàng 1811730022 18DYSA1 Viên Đình Mạnh 1811730106 18DYSA1 Tp Hồ Chí Minh, 29 tháng 04 Năm 2022 BM01/QT05/ĐT-KT VIỆN KỸ THUẬT HUTECH PHIẾU ĐĂNG KÝ ĐỀ TÀI ĐỒ ÁN/KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP Hệ: Chính Quy Họ tên sinh viên/ nhóm sinh viên đăng ký đề tài (sĩ số nhóm…): (1) Phan Nguyễn Hoài Thương MSSV: 1811730109 Điện thoại: 0932387241 Email:phannguyen964@gmail.com (2) Trần Minh Quàng MSSV: 1811730022 Điện thoại: 0794303139 Email:quangtran1620@gmail.com (3) Viên Đình Mạnh MSSV: 1811730106 Điện thoại: 0344654424 Email:viendinhmanh28@gmail.com Ngành Lớp: 18DYSA1 Lớp: 18DYSA1 Lớp:18DYSA1 : Kỹ Thuật Y Sinh Chuyên ngành : Kỹ Thuật Y Sinh Tên đề tài đăng ký : thiết bị kiểm tra hoạt động máy ECG Sinh viên hiểu rõ yêu cầu đề tài cam kết thực đề tài theo tiến độ hoàn thành thời hạn Giảng viên hướng dẫn (Ký ghi rõ họ tên) TP HCM, ngày tháng năm 2022 Sinh viên đăng ký (Ký ghi rõ họ tên) MÃ ĐỀ TÀI: 22 Viện Kỹ thuật Hutech PHIẾU GIAO NHIỆM VỤ THỰC HIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Sinh viên thực đề tài Họ tên:Phan Nguyễn Hoài Thương Điện thoại:0932387241 MSSV:1811730109 Lớp:18DYSA1 Email:phannguyen964@gmail.com Ngành : Kỹ Thuật Y Sinh Tên đề tài: Thiết bị kiểm tra hoạt động máy ECG Nhiệm vụ thực đề tài: Tìm hiểu điện tâm đồ Tìm hiểu chế hình thành sóng tim, cấu tạo, nguyên lý, ý nghĩa loại sóng Tìm hiểu thiết bị ECG, Monitor Sinh viên thực (Ký ghi rõ họ tên) TP HCM, ngày 29 tháng04 năm 2022 Giảng viên hướng dẫn (Ký ghi rõ họ tên) MÃ ĐỀ TÀI: 22 Viện Kỹ thuật Hutech PHIẾU GIAO NHIỆM VỤ THỰC HIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Sinh viên thực đề tài Họ tên:Trần Minh Quàng Điện thoại:0794303139 MSSV:1811730022 Lớp:18DYSA1 Email:quangtran1620@gmail.com Ngành : Kỹ Thuật Y Sinh Tên đề tài: Thiết bị kiểm tra hoạt động máy ECG Nhiệm vụ thực đề tài: Tìm hiểu,thiết kế thông số cho thiết bị Thi công thiết kế, mạch điện cho thiết bị Sinh viên thực (Ký ghi rõ họ tên) TP HCM, ngày 29 tháng04 năm 2022 Giảng viên hướng dẫn (Ký ghi rõ họ tên) MÃ ĐỀ TÀI: 22 Viện Kỹ thuật Hutech PHIẾU GIAO NHIỆM VỤ THỰC HIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Sinh viên thực đề tài Họ tên:Viên Đình Mạnh Điện thoại:0344654424 MSSV:1811730106 Lớp:18DYSA1 Email:viendinhmanh28@gmail.com Ngành : Kỹ Thuật Y Sinh Tên đề tài: Thiết bị kiểm tra hoạt động máy ECG Nhiệm vụ thực đề tài: Đánh giá kiểm tra hoạt động thiết bị Tìm hiểu phương hướng phát triền đề tài Sinh viên thực (Ký ghi rõ họ tên) TP HCM, ngày 29 tháng04 năm 2022 Giảng viên hướng dẫn (Ký ghi rõ họ tên) LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đề tài “Thiết bị kiểm tra hoạt động máy ECG” tiến hành cách minh bạch, công khai Mọi thứ dựa cố gắng nỗ lực ba thành viên với giúp đỡ không nhỏ từ giáo viên hướng dẫn đồ án Thạc sĩ Trần Thị Ngọc Oanh Các số liệu kết nghiên cứu đưa đồ án trung thực không chép hay sử dụng kết đề tài nghiên cứu tương tự Những nhận định nêu đồ án kết từ nghiên cứu trực tiếp, nghiêm túc, độc lập thân tác giả dựa sở tìm kiếm, hiểu biết nghiên cứu tài liệu khoa học hay dịch khác công bố Tơi xin chịu hồn tồn trách nhiệm trước nhà trường trường hợp phát sai phạm hay vấn đề chép đề tài i LỜI CẢM ƠN Lời chúng em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến cô Trần Thị Ngọc Oanh giảng viên môn Kỹ Thuật Y Sinh công tác trường Trường Đại học Công nghệ TP.HCM trang bị giúp chúng em kỹ kiến thức cần thiết để hoàn thành đồ án Chúng em xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu nhà trường quý thầy cô khoa kỹ thuật tạo điều kiện để em hoàn thành tốt đồ án Chúng em xin kính chúc Trần Thị Ngọc Oanh với thầy cô Viên kỹ thuật dồi sức khỏe, đạt nhiều thành cơng nghiệp Trong q trình làm đồ án chắn em mắc phải nhiều sai sót mong thầy bỏ qua Đồng thời, với kinh nghiệm kiến thức hạn chế em xin đóng góp từ thầy để đồ án em hoàn thiện Chúng em xin chân thành cảm ơn! ii TÓM TẮT Đồ án chúng em thiết kế thi công thiết bị theo dõi hoạt động nhịp tim máy ECG Monitor với đạo trình tập chung chủ yếu đạo trình , với thiết bị mục tiêu nhắm tới hoạt động bảo trì sửa chửa kĩ sư y tế, giúp họ dễ dàng trình bảo trì vận hành máy để máy hoạt động xác Báo cáo gồm Chương theo thứ tự giới thiệu tổng quan cơng dụng thiết bị sau đưa hướng giải cần giải đáp tiếp đến thiết kế nguyên lý mạch ứng dụng, boar cuối thi cơng hồn thành sản phẩm Để tìm hướng giải quyết, báo cáo tập trung giải thích trình bày q trình tìm hiểu hoạt động đo nhịp tim thiết bị, đạo trình để hướng tới thơng số nhịp tim trung bình cao hiển thị ECG Dựa vào làm rõ nguyên lý hoạt động thiết bị đưa vào công đoạn thiết kế thiết bị dễ dàng lựa chọn linh kiện xây dựng nên mạch cách phù hợp với mục tiêu đưa hoàn thành sản phẩm iii ABSTRACT Our project will design and construct a device to monitor the heart rate activity of the ECG and Monitor with leads focusing mainly on lead , with this device the goal is to operate maintenance and repair of medical engineers, making it easier for them to maintain and operate the machine for the most accurate operation The report consists of chapters in order, first introducing an overview of the device's uses, then giving the solution to be answered, then designing the circuit principle on the applications, on the board and finally the construction finished product To find a solution, the report focuses on explaining and presenting the process of understanding the device's heart rate measurement, the leads to reach the average and high heart rate parameters displayed on the ECG Based on that, clarifying the operating principle of the device and putting it into the device design stage, it will be easy to choose the components to build the circuit in the most suitable way with the given goal and complete the product iv MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii TÓM TẮT iii ABSTRACT iv MỤC LỤC v DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT viii DANH MỤC CÁC HÌNH ix DANH MỤC BẢNG BIỂU xii LỜI MỞ ĐẦU xiii Chương 1: GIỚI THIỆU Chương 2: TỔNG QUAN GIẢI PHÁP Tìm hiểu điện tâm đồ Điện tâm đồ ? Nguyên lý hoạt động thiết bị đo điện tâm đồ Cấu tạo chức hoạt động điện tim Cấu tạo chức tim Tế bào tim 11 Hoạt động điện tim 12 Cơ chế phát sinh điện tim 12 Tìm hiểu sóng tim 15 Chu chuyển tim 16 Sóng P 17 Khoảng PQ 17 Phức QRS 19 v - Đối diện vòng cuối vòng số - Tương tự cách đọc trị số trở vòng mầu vòng số bội số số 10, vòng số 1, số 2, số hàng trăm, hàng chục hàng đơn vị - Trị số = (vòng 1)(vòng 2)(vòng 3) x 10 ( mũ vịng 4) - Có thể tính vịng số số số khơng "0" thêm vào Hình 3.19: Mạch mơ thiết bị 59 Điện trở Tụ điện IC Diode R1=4.7k C1=22pF IC1=4521 D1,D2,D4=1N4148 R2=R8=1M C2=82pF IC2=4017 D3= LED 3mm R3, R4, R9, R10, R11, C3,C4,C5,C6=220nF 2xIC sockets 16 pins R12, R13=100k Cristal = 4.1943 R5=5k MHz R6=R7=470k R14=R15=220 Bảng 3.4: Danh sách linh kiện Nguyên lý hoạt động mạch điện: - Khi cấp nguồn nhấn nút nhấn nối mạch dòng diện vào IC tích hợp 4521, IC có nhiệm vụ tạo sóng khuếch đại theo tần số khác nhau, dòng điện qua tương tác với tụ điện thạch anh cho tần số phù hợp sau IC 4521 nhận khuếch đại tần số cao thấp, ta chuyển đổi loại tần số dựa vào gạt chuyển đổi mạch Sau dịng điện tiếp tục vào IC 4017 với nhiệm vụ đếm sung nhịp sóng tạo xuất tín hiệu ngồi đèn nối đến đầu liên kết cực LL LR RA thiết bị Từ hình thành tín hiệu sóng hồn chỉnh tương đương với nhịp tim thiết kế theo mục đích mạch => Mục tiêu kỹ thuật hướng tới thiết bị tạo xung nhịp tim người với mức trung bình (63nhịp/phút) cao (126 nhịp/phút) với độ xác đáng tin cậy không bị nhiễu ảnh hưởng xung quanh 60 Chương 4: THIẾT KẾ HỆ THỐNG Thiết kế hệ thống Phác thảo hệ thống Tìm hiểu phác thảo hệ thống mạch, thử nghiệm đường dây, vị trí gắn linh kiện Mạch phát thảo phải đảm bảo đủ điều kiện: - Hệ thống mạch gọn nhẹ - Đảm bảo đường điện kết nối linh kiện phải sát -Các linh kiện phải có đủ thị trường - Giá thành hợp lý sau hoàn thành sản phẩm Hình 4.1: Phác thảo mạch hướng tới 61 Chạy thử nghiệm bảng phác thảo hệ thống Thi công chạy thử nghiệm hệ thống test board Công đoạn nhằm khảo sát: - Phương thức hoạt động mạch - Kiểm tra thơng số,xem có xác thơng số tính tốn Hình 4.2: Thi công mạch test-broad Lắp đặt linh kiện broad mạch có gắn điện cực, dây để quan sát thực tế, chỉnh sửa thay đổi linh kiện cho phù hợp để tối đa độ xác 62 Thiết kế mô mạch Protues - Lấy linh kiện thích hợp thư viện Protues - Thiết kế đường kết nối linh kiện theo bảng phác thảo - Chạy thử nghiệm mô mạch Protues xem xét mức độ hồn thiện Hình 4.3: Thiết kế mạch protues 63 Thiết kế mạch in Layout - Xác định xác vị trí đặt chân linh kiện - Thiết kế đường mạch kết nối linh kiện mạch - Bảng thiết kế phải đảm bảo cho đảm bảo khoảng cách đường với với chân linh kiện phải đảm bảo khoảng cách an tồn định Hình 4.4: Thiết kế mạch in Layout 64 Chương 5: THI CÔNG VÀ MƠ PHỎNG Thi cơng mạch Bước 1: In mạch ủi mạch Bước 2: Rửa mạch hóa chất Bước 3: Tiến hành khoan lỗ vị trí đặt chân linh kiện Bước 4: Kiểm tra loại bỏ vết đồng thừa cịn xót lại sau tiến hành rửa mạch Hình 5.1: Mạch sau rửa khoan 65 Bước 5: Gắn, hàn chân linh kiện loại bỏ chì thừa Hình 5.2: Hàn chân linh kiện 66 Hình 5.3: Mạch hồn thiện 67 Bước 6: Cấp nguồn cho mạch Sử dụng adapter loại 9v-3A để giảm áp cấp nguồn cho mạch Hình 5.4: Adapter 68 Mô mạch Mạch thử nghiệm monitor liên kết với điện cực thiết bị tạo nhịp tim bước sóng với tần số trung bình tần số cao ứng với nhịp tim trung bình nhịp tim cao người Hình 5.5: Kết đo với tần số thấp ( nhịp tim trung bình) 69 Hình 5.6: Kết đo với tần số cao (nhịp tim cao) Đánh giá kết quả: Kết nhận sau mô xác với tần số cao trung bình, nhịp tim thu nhận đạt mục đích mà thiết bị hướng tới với độ xác tuyệt đối 70 Chương : KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN Kết luận Ưu điểm - Thiết bị đảm bảo kết kiểm tra sóng tim xác 100% máy ECG - Nhỏ gọn, tiện lợi giá thành phù hợp với thị trường - Có thể hổ trợ cách nhanh gọn, hiệu tiện lợi cho kỹ sư sở y tế - Dễ dàng thiết kế thi công không tốn nhiều thời gian sản phẩm hoàn thiện - Tương lai dễ dàng đưa vào sản xuất phân phối rộng rãi cho y tế nước 6.1.2 Nhược điểm - Kiến thức chúng em chưa trang bị đầy đủ nên mạch kiểm tra vài sóng tim điện cực chưa thể kiểm tra hồn tồn tồn đạo trình tim - Vì sản phẩm nên chưa lấy niềm tin hoàn toàn sở y tế chưa hoàn thiện 100% mạch để đưa vào sản xuất Hướng phát triển - Để khắc phục hạn chế đẩy mạnh ưu điểm mà mạch thể chúng em cần phải tiếp tục học hỏi tìm hiểu thêm kiến thức để hồn thành mạch 100%, song song mở rộng chức đo xác tất loại sóng tim thu nhận từ 10 điện cực hổ trợ cách triệt kỹ thuật viên Để bệnh viện phòng khám sở y tế đặt niềm tin hồn tồn vào độ xác máy cần có cách quảng bá cần thiết chức thiếu thiết bị, dựa vào đưa vào dây chuyền sản xuất cung cấp đầy đủ cho sở 71 Tài liệu tham khảo BS Nguyễn Tôn Kinh Thi Đọc điện tâm đồ dễ 2016 GS, TS Trần Đỗ Trinh, ThS Trần Văn Đồng Hướng dẫn đọc điện tim 2008 Bryan Harold Cabot Matthews.A special purposeamplifier Journal of Physiology Vol 93,pp 25-27 1934 John G Webster An intelligent monitor forambulatory ECGs Biomed Sci Instrumn Vol.14, pp 55-60 1978 Tiến Phong - Phương Phương - Trà My Các khoảng thời gian QT điện tâm đồ https://www.dieutri.vn/btdientamdo/cac-khoang-thoi-gian-qt-cua-dien-tam-do 26/06/2022 SGK Sinh học Tuần hồn máu lưu thơng bạch huyết Nhà xuất Giáo dục Việt Nam Bài 16 Jaakko Malmivuo, Robert Plonsey Bioelectromagnetism - Principles and Applications of Bioelectric and Biomagnetis Fields Oxford University Press.2002 277-289 Durrer D, van Dam RT, Freud GE, Janse MJ, Meijler FL, Arzbaecher RC Total excitation of the isolated human heart American heart Association 1970 899-912 Goldberger E The aVL, aVR, and aVF leads; A simplification of standard lead electrocardiography American Heart Journal.1942 378-396 10 Goldberger E A simple indifferent electrocardiographic electrode of zero potential and a technique of obtaining augmented, unipolar extremity leads American Heart Journal 1942 483-92 72 11 Mason R, Likar L A new system of multiple leads exercise electrocardiography American Heart Journal 1966 196-205 12 Waller AD A demonstration on man of electromotive changes accompanying the heart's beat The Journal of Physiology.1887 229-34 13 Waller AD On the electromotive changes connected with the beat of the mammalian heart, and on the human heart in particular Philosophical Transactions of the Royal Society 1889 169-94 14 Wilson FN, Johnston FD, Macleod AG, Barker PS Electrocardiograms that represent the potential variations of a single electrode American Heart Journal 1934 447-471 15 Wilson FN, Johnston FD, Rosenbaum FF, Erlanger H, Kossmann CE, Hecht H, Cotrim N, Menezes de Olivieira R, Scarsi R, Barker PS The precordial electrocardiogram American Heart Journal 1944 19-85 16 Wilson FN, Macleod AG, Barker PS Potential variations produced by the heart beat at the apices of Einthoven's triangle American Heart Journal 1931 207-11 17 Macfarlane PW, Lawrie TDV Comprehensive Electrocardiology: Theory and Practice in Health and Disease Vol 1, 2, and Pergamon Press, New York 1989 18 Nelson CV, Geselowitz DB The Theoretical Basis of Electrocardiology Oxford University Press, Oxford 1976 19 Pilkington TC, Plonsey R Engineering Contributions to Biophysical Electrocardiography, IEEE Press, John Wiley, New York 1982 73 ... thiết bị kiểm tra hoạt động dựa nguyên lý thiết bị chuẩn đoán Thiết bị kiểm tra hoạt động máy ECG mà chúng em nghiên cứu sau đáp ứng xác u cầu đó, thiết bị kiểm tra hoạt động máy ECG mà chúng em... gây đánh giá sai lầm ảnh hưởng đến trình kiểm tra thiết bị? ?? Hình 1.3: Kiểm tra hoạt động máy ECG phương pháp cổ điển Với thiết bị kiểm tra hoạt động máy ECG mà chúng em nghiên cứu không cần phải... Email:quangtran1620@gmail.com Ngành : Kỹ Thuật Y Sinh Tên đề tài: Thiết bị kiểm tra hoạt động máy ECG Nhiệm vụ thực đề tài: Tìm hiểu ,thiết kế thơng số cho thiết bị Thi công thiết kế, mạch điện cho thiết