Đo lường và phân tích tín hiệu thở của người nhằm hỗ trợ chẩn đoán một số bệnh lý

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ Đo lường phân tích tín hiệu thở người nhằm hỗ trợ chẩn đoán số bệnh lý TRẦN VIỆT HƯNG Ngành: Kỹ thuật y sinh Giảng viên hướng dẫn: TS Vương Hoàng Nam Trường: Điện – Điện tử HÀ NỘI, 2022 TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ Đo lường phân tích tín hiệu thở người nhằm hỗ trợ chẩn đốn số bệnh lý TRẦN VIỆT HƯNG Ngành: Kỹ thuật y sinh Giảng viên hướng dẫn: TS Vương Hoàng Nam Chữ ký GVHD Trường: Điện – Điện tử Hà Nội, 2022 CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc BẢN XÁC NHẬN CHỈNH SỬA LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên tác giả luận văn: Trần Việt Hưng Đề tài luận văn: Đo lường phân tích tín hiệu thở người nhằm hỗ trợ chẩn đoán số bệnh lý Chuyên ngành: Kỹ thuật y sinh Mã số HV: 20202373M Tác giả, Người hướng dẫn khoa học Hội đồng chấm luận văn xác nhận tác giả sửa chữa, bổ sung luận văn theo biên họp Hội đồng ngày 21/10/2022 với nội dung sau: - Sửa câu từ luận văn, - Biên dịch lại tài liệu cho rõ nghĩa hơn(trang 48, 51…); - Sửa lại định dạng luận văn (gạch đầu dòng, chấm, gạch…), - Rà sốt chỉnh sửa lỗi tả; - Bổ xung trích nguồn (gần tồn hình vẽ Chương 2); - Đánh số lại công thức (trang 11, 14, 16…); - Bổ xung chữ ký Giáo viên hướng dẫn học viên Ngày 31 tháng 10 năm 2022 Giáo viên hướng dẫn Tác giả luận văn TS Vương Hoàng Nam Trần Việt Hưng CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG TS Nguyễn Thái Hà LỜI CẢM ƠN Qua trình học tập làm luận văn, gặp số khó khăn định đến tơi thực xong khóa học cao học hồn thành luận văn Tôi xin chân thành cảm ơn người thân chỗ dựa tinh thần, tạo động lực lớn cho tơi q trình làm luận văn Tơi xin chân thành cảm ơn tới thầy TS Vương Hoàng Nam hướng dẫn bảo tận tình tơi q trình làm luận văn Tơi xin chân thành cảm ơn tới thầy cô môn CNĐT & Kỹ thuật y sinh – Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội trang bị cho kiến thức chuyên môn thuộc lĩnh vực kỹ thuật y sinh Tôi xin chân thành cảm ơn tới Y Bác sỹ – Khoa thăm dị chức hơ hấp, Bệnh viện Đại học Y Hà Nội tạo điều kiện cho thu thập liệu Tôi xin chân thành cảm ơn tới lãnh đạo Trường Điện – Điện tử, Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội tạo điều kiện cho tơi có mơi trường để học tập nghiên cứu khoa học Học viên Trần Việt Hưng TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ Đề tài: Đo lường phân tích tín hiệu thở người nhằm hỗ trợ chẩn đoán số bệnh lý Tác giả luận văn: Trần Việt Hưng Khóa:2020B Người hướng dẫn: TS Vương Hồng Nam Từ khóa (Keyword): Tín hiệu thở, đo lường tín hiệu thở, phân tích tín hiệu thở, bệnh lý hơ hấp, tín hiệu thở thể bệnh lý hơ hấp Nội dung tóm tắt: a) Lý chọn đề tài: Phát hiện, thu nhận phân tích liệu tín hiệu thở ứng dụng quan trọng lĩnh vực y tế Việc phát bất thường tín hiệu thở khởi đầu cho việc ngăn chặn hệ xấu liên quan đến hô hấp thể Đã có nhiều phương pháp cơng nghệ phát triển nhằm mục đích phát theo dõi tín hiệu thở Dữ liệu thu thập liệu âm thu qua micro gắn với máy tính Cảm biến gắn lồng ngực ghi nhận chuyển động hô hấp đối tượng theo dõi Cảm biến nhiệt thu thập liệu thở dựa nguyên tắc nhiệt độ thở lúc hít vào thấp so với nhiệt độ thở thở Các phương pháp sử dụng cảm biến nói chung cho kết tốt với chi phí thấp đầu tư cho mua thiết bị Kết hợp với thuật toán học máy liệu thu thập đem lại kết ấn tượng Bên cạnh dựa tín hiệu lâm sàng kỹ thuật số thu thập được, phép phân tích sử dụng biến đổi tốn học dể nhận dạng đặc trưng tín hiệu dễ dàng thực dựa thuật toán cài đặt máy tính Trên sở số vấn đề nêu trên, tác giả lựa chọn đề tài cho luận văn là: “Đo lường phân tích tín hiệu thở người nhằm hỗ trợ chẩn đoán số bệnh lý” b) Mục đích nghiên cứu luận văn, đối tượng, phạm vi nghiên cứu Mục đích nghiên cứu luận văn: Đưa phương pháp đo lường kỹ thuật phân tích tín hiệu thở, hỗ trợ bác sỹ chẩn đốn số bệnh lý hơ hấp Dữ liệu tín hiệu thở nhận sở để phân tích, chẩn đốn, điều trị, phục hồi chức bệnh liên quan đến hô hấp, theo dõi hơ hấp người có vấn đề tắc nghẽn hô hấp, sử dụng làm sở để chẩn đoán bệnh lý khác Đối tượng: Dữ liệu tín hiệu thở tình nguyện viên Lab liệu tín hiệu thở bệnh nhân mắc bệnh hô hấp Bệnh viện Đại học Y Hà Nội Phạm vi nghiên cứu: Bài luận tập trung quan tâm đến phân tích liệu tín hiệu thở phòng Lab Bệnh viện Đại học Y Hà Nội, thực từ tháng 12 năm 2021 đến tháng năm 2022 c) Tóm tắt đọng nội dung đóng góp tác giả Nội dung luận văn gồm 03 chương, đó: Chương trình bày nội dung: Lý thuyết tín hiệu thở  Trình bày giải phẫu sinh lý học hệ hô hấp  Nguồn gốc đặc trưng tín hiệu thở  Tìm hiểu ứng dụng tín hiệu thở lâm sàng Chương 2: trình bày nội dung: Đo lường phân tích tín hiệu thở  Các phương pháp đo lường tín hiệu thở xâm lấn khơng xâm lấn sở y tế  Đánh giá nhịp thở tín hiệu thở  Mơ hình sơ đồ chức hệ thống đo tín hiệu thở  Q trình thu nhận tín hiệu thở, đánh giá số phương pháp xử lý tín hiệu thở Chương trình bày nội dung: Dữ liệu tín hiệu thở số bệnh lý liên quan  Phân tích liệu tín hiệu thở người tình nguyện đo phịng Lab,  Phân tích liệu tín hiệu thở người mắc bệnh hơ hấp đo Bệnh viện Đại học Y Hà Nội  Mối liên hệ nhịp thở, trí nhớ cảm giác sợ hãi  Mối liên hệ tín hiệu thở số bệnh lý phổi như: hội chứng thở chậm, hội chứng ngưng thở tắc nghẽn ngủ, hội chứng tăng thơng khí phổi, bệnh hen bệnh phổi tắc nghẽn mãn tính d) Phương pháp nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu dựa sở lý thuyết khoa học để phân tích tín hiệu thở Thu thập thơng tin, liệu để có thơng tin chi tiết đối tượng nghiên cứu, đồng thời liệu chi tiết số liệu cụ thể từ điều tra khảo sát Từ để phân tích nghiên cứu chuyên sâu, liệu đối tượng phải chuẩn bị nghiên cứu kỹ lưỡng Các thông tin tập trung chủ yếu vào đối tượng nghiên cứu nhằm mục đích thống kê phân tích từ đưa đặc điểm bệnh lý liên quan đến tín hiệu thở e) Kết luận Đề tài “Đo lường phân tích tín hiệu thở người nhằm hỗ trợ chẩn đoán số bệnh lý” đưa phương pháp đo lường phân tích tín hiệu thở dựa sở lý thuyết khoa học, tiến hành thu thập liệu tín hiệu thở phịng Lab, Bệnh viện phân tích liệu nhằm hỗ trợ chẩn đốn số bệnh lý đường hơ hấp Đề tài đạt mục tiêu đề là:  Đánh giá phương pháp thu nhận tín hiệu thở sở y tế  Trình bày phương pháp phân tích xử lý tín hiệu thở  Thu thập liệu tín hiệu thở, phân tích liệu nhằm hỗ trợ chẩn đốn số bệnh lý đường hơ hấp  Các bệnh lý đường hô hấp dạng tín hiệu thở tương ứng Kiến nghị hướng phát triển:  Xây dựng sở liệu tín hiệu thở phục vụ cho việc chẩn đoán bệnh lý đường hô hấp nghiên cứu phương pháp nhận dạng  Xây dựng thuật tốn phân loại tín hiệu thở dựa học máy để phục vụ cho việc chẩn đốn bệnh lý hơ hấp cách nhanh chóng xác MỤC LỤC DANH MỤC KÍ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT iii DANH MỤC HÌNH VẼ v DANH MỤC BẢNG BIỂU viii MỞ ĐẦU CHƯƠNG LÝ THUYẾT VỀ TÍN HIỆU THỞ 1.1 Giải phẫu sinh lý học hệ hô hấp 1.1.1 Hệ hô hấp 1.1.2 Hệ hô hấp 1.2 Nguồn gốc tín hiệu thở 1.2.1 Cơ chế hô hấp 10 1.2.2 Sự thơng khí phổi 14 1.2.3 Dung tích – Thể tích phổi 17 1.3 Các đặc trưng tín hiệu thở 21 1.4 Ứng dụng tín hiệu thở lâm sàng 23 1.5 Kết luận chương 25 CHƯƠNG ĐO LƯỜNG VÀ PHÂN TÍCH TÍN HIỆU THỞ 26 2.1 Giới thiệu 26 2.2 Phương pháp đo lường theo dõi tín hiệu thở xâm lấn 27 2.2.1 Xét nghiệm khí máu động mạch 27 2.2.2 Sinh thiết phổi 30 2.3 Phương pháp đo lường theo dõi tín hiệu thở khơng xâm lấn 32 2.3.1 Đo FeNO 33 2.3.2 Hô hấp ký 34 2.3.3 Dao động xung ký (IOS) 34 2.3.4 Phế thân ký 35 2.3.5 Monitor theo dõi bệnh nhân 36 2.4 Nhịp thở tín hiệu thở 38 2.4.1 Giới thiệu 38 2.4.2 Đánh giá nhịp thở tín hiệu thở 50 2.5 Một số phương pháp xử lý tín hiệu thở 65 2.5.1 Giới thiệu 65 i 2.5.2 Thu nhận tín hiệu thở 65 2.5.3 Phương pháp biến đổi Fourier (FFT) 67 2.5.4 Phương pháp biến đổi Wavelet (WT) 68 2.5.5 Phân phối tần số - thời gian 70 2.6 Kết luận chương 71 CHƯƠNG DỮ LIỆU TÍN HIỆU THỞ VÀ MỘT SỐ BỆNH LÝ LIÊN QUAN73 3.1 Giới thiệu 73 3.2 Dữ liệu tín hiệu thở người tình nguyện đo phịng Lab 74 3.3 Dữ liệu tín hiệu thở người bệnh đo Bệnh viện 79 3.4 Mối liên hệ nhịp thở, trí nhớ cảm giác sợ hãi 84 3.4.1 Nhịp thở ảnh hưởng đến hoạt động não 84 3.4.2 Mối liên hệ nhịp thở cảm giác sợ hãi 85 3.4.3 Mối liên hệ khả ghi nhớ nhịp thở 85 3.5 Mối liên hệ tín hiệu thở số bệnh lý phổi 86 3.5.1 Hội chứng thở chậm 86 3.5.2 Hội chứng ngưng thở tắc nghẽn ngủ 88 3.5.3 Hội chứng tăng thơng khí phổi 89 3.5.4 Bệnh hen 90 3.5.5 Bệnh phổi tắc nghẽn mạn tính (COPD) 91 3.6 Kết luận chương 92 KẾT LUẬN 94 TÀI LIỆU THAM KHẢO 95 ii DANH MỤC KÍ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT Chữ viết đầy đủ Chữ viết đầy đủ (Tiếng Anh) (Tiếng Việt) MV Minute Ventilation Thơng khí phút VT Tidal Volume Thể tích khí lưu thơng RR Respiratory Rate Tần số thở Kí hiệu chữ viết tắt IRV ERV RV FRC Inspiratory Reserve Volume Expiratory Reserve Volume Residual Volume Functional Residual Capacity Thể tích dự trữ hít vào Thể tích dự trữ thở Thể tích khí cặn Dung tích cặn chức VC Vital Capacity Dung tích sống TLC Total Lung Capacity Tổng dung tích phổi IC Inspiratory Capacity Lượng khơng khí tối đa Chronic Obstructive Bệnh phổi tắc nghẽn Pulmonary Disease mạn tính ABG Arterial Blood Gases Khí máu động mạch IOS Impulse Oscillometry Dao động xung ký Diffusing Lung Capacity Phương pháp đo khuếch For Carbon Monoxide tán khí CO Electrocardiogram Điện tim COPD DLCO ECG iii Một tuần trước ca mổ diễn ra, bác sĩ điều trị đưa điện cực vào não họ nhằm xác định nguồn gốc động kinh Các tín hiệu điện ghi lại cho thấy hoạt động não dao động theo nhịp thở [26] Phát khiến nhà khoa học đặt giả thiết liệu chức nhận thức vùng não trên, đặc biệt trình xử lý nỗi sợ ghi nhớ ảnh hưởng nhịp thở hay không [26, 27] 3.4.2 Mối liên hệ nhịp thở cảm giác sợ hãi Một vai trò hạch hạnh nhân xử lý cảm xúc, đặc biệt cảm xúc tiêu cực sợ hãi [28] Để nghiên cứu kỹ vấn đề này, nhà khoa học chuẩn bị nhiều hình ảnh có gương mặt mang biểu cảm sợ hãi bất ngờ Tiếp theo, họ yêu cầu 60 tình nguyện viên phải nhanh chóng mơ tả hình ảnh trình chiếu có khn mặt sợ hãi hay bất ngờ Bên cạnh đó, nhịp thở thời gian xác định người ghi lại Kết cuối cho thấy, tình nguyện viên hít vào, thời gian xác định khn mặt có biểu cảm sợ hãi họ dường ngắn đáng kể so với lúc họ thở [29] Tuy nhiên, kết lại không khớp với trường hợp khuôn mặt mang biểu cảm bất ngờ [30] Mặt khác, “hiệu ứng” có xu hướng giảm dần tình nguyện viên làm lại thí nghiệm tương tự thay đổi chế hít thở qua miệng thay mũi 3.4.3 Mối liên hệ khả ghi nhớ nhịp thở Trong thí nghiệm nhằm đánh giá chức nhớ, vốn gắn liền với hồi hải mã, tình nguyện viên quan sát ghi nhớ hình ảnh vật thể hình máy tính khoảng thời gian quy định Sau đó, họ u cầu mơ tả lại nhìn thấy Theo kết ghi nhận, việc lưu giữ thân nhìn thấy diễn hiệu người bắt gặp chúng vào thời điểm hít vào [31] Giả thiết phản ứng hít thở nhanh gặp nguy hiểm: Một số chuyên gia cho phát củng cố thêm cho giả thiết hít thở nhanh hữu ích rơi vào tình nguy hiểm [32] Khi trạng thái hoảng loạn diễn ra, nhịp thở người có xu hướng nhanh [28] Điều đồng nghĩa với việc số lần hít vào lúc nhiều so với lúc 85 trạng thái bình thường Do đó, phản ứng thể nỗi sợ hãi tác động tích cực đến não, từ giúp người phản ứng nhanh với kích thích nguy hiểm từ bên ngồi [33] 3.5 Mối liên hệ tín hiệu thở số bệnh lý phổi 3.5.1 Hội chứng thở chậm Nhịp thở bình thường người trưởng thành 12-20 lần phút Nhịp thở 12 25 lần phút lúc nghỉ dấu hiệu cho vấn đề sức khỏe tiềm tàng Hình 3.16 kết tín hiệu thở điển hình bệnh nhân 52 tuổi mắc chứng thở chậm, người bệnh thực chu kì thở thời gian Δt = 43.047 giây, nhịp thở người lần/phút Đối với trẻ em, nhịp thở bình thường thay đổi theo giai đoạn tuổi [23], cụ thể là: – Sơ sinh: 30-60 lần/phút – 1-3 tuổi: 24-40 lần/phút – 3-6 tuổi: 22-34 lần/phút – 6-12 tuổi: 18-30 lần/phút – 12-18 tuổi: 12-16 lần/phút Hình 3.16 Tín hiệu thở bệnh nhân thở chậm (nhịp thở lần/phút) Chứng thở chậm xảy lúc ngủ thức, khác với chứng ngưng thở, tình trạng mà việc thở dừng hồn tồn, chứng khó thở - tình trạng bệnh nhân phải gắng sức để thở  Nguyên nhân Sử dụng thuốc giảm đau nhóm opioid: Những thuốc thường gắn với thụ thể hệ thần kinh trung ương Nó gây giảm đáng kể nhịp thở Việc 86 dùng liều thuốc giảm đau đe dọa tính mạng gây ngưng thở hồn tồn Nhưng loại thuốc gây nguy hiểm lớn đồng thời: – Hút thuốc – Dùng benzodiazepines, barbiturates, phenobarbital, gabapentinoids, hay loại thuốc ngủ khác – Uống rượu – Mắc chứng ngưng thở tắc nghẽn ngủ Mắc bệnh phổi tắc nghẽn mạn tính (COPD), ung thư phổi, vấn đề khác phổi – Thiểu tuyến giáp: tuyến giáp hoạt động yếu, người thiếu hụt số hormone Nếu khơng điều trị, gây chậm số q trình thể, bao gồm hơ hấp Nó gây yếu cần cho việc thở gây suy giảm dung tích phổi – Chất độc: Một số chất độc ảnh hưởng đến nhịp thở Một ví dụ Natri azua, chất dùng để phồng túi khí xe Chất cịn có thuốc trừ sâu thiết bị nổ Khi hít lượng lớn khí này, làm chậm hệ thần kinh trung ương hệ tim mạch – Chấn thương đầu: Chấn thương gần thân não áp lực sọ cao gây chứng tim đập chậm chứng thở chậm  Một số tình trạng gây thở chậm Một số tình trạng gây thở chậm bao gồm: – Dùng thuốc an thần thuốc mê – Rối loạn phổi khí phế thũng, viêm phế quản mạn tính, hen nặng, viêm phổi phù phổi – Những vấn đề thở ngủ, chứng ngưng thở ngủ – Những tình trạng gây ảnh hưởng đến thần kinh tham gia hít thở, hội chứng Guillain-Barre hay chứng xơ cứng teo bên Trong nghiên cứu chuột vào năm 2016 [32], nhà nghiên cứu phát stress lo lắng kéo dài gây giảm nhịp thở, thời gian ngắn Một điều đáng quan tâm nhịp thở chậm gửi tín hiệu cho thận gây tăng huyết áp Về lâu dài gây chứng tăng huyết áp  Những biến chứng gặp Những biến chứng gặp mắc hội chứng thở chậm là: 87 – Nếu nhịp thở thấp thời gian dài gây nên tình trạng bệnh lý: – Hạ oxy huyết, hay nồng độ oxy máu thấp – Nhiễm acid hơ hấp, tình trạng máu người bệnh trở nên q acid – Suy hơ hấp tồn 3.5.2 Hội chứng ngưng thở tắc nghẽn ngủ Ngưng thở tắc nghẽn ngủ (OSA) bao gồm giai đoạn đóng lại tồn phần đường thở xảy thời gian ngủ dẫn đến ngừng thở (được định nghĩa thời kỳ ngưng thở > 10 giây) [23] Hình 3.17 kết theo dõi tín hiệu thở lúc ngủ bệnh nhân mắc chứng ngưng thở tắc nghẽn, thấy bệnh nhân có nhịp thở khơng đều, có lúc ngưng thở hồn tồn 14 giây Hình 3.17 Tín hiệu thở bệnh nhân mắc hội chứng ngưng thở tắc nghẽn ngủ  Triệu chứng dấu hiệu Mặc dù 85% bệnh nhân ngừng thở tắc nghẽn có báo cáo ngáy gây tiếng ồn lớn hầu hết người ngáy khơng có OSA Các triệu chứng khác ngưng thở tắc nghẽn ngủ bao gồm: – Thở nghẽn, thở hổn hển, ngáy ngủ, – Ngủ bồn chồn ngủ dậy không thấy khỏe, – Khó vào giấc ngủ Hầu hết bệnh nhân không nhận thức triệu chứng (vì chúng xảy lúc ngủ) thông báo người ngủ 88 cùng, thành viên phòng, người nhà chung nhà Một số bệnh nhân bị thức tỉnh đau họng khô miệng Đau đầu buổi sáng triệu chứng thường gặp Khi thức tỉnh, bệnh nhân trải nghiệm cảm giác ngủ lịm, mệt mỏi, tập trung Tần suất phàn nàn giấc ngủ mức độ buồn ngủ ban ngày mức không tương xứng với số lượng kiện số lượng thức tỉnh từ giấc ngủ Ở bệnh nhân có nguy cao, giấc ngủ làm ổn định phát triển đường thở trên, dẫn đến tắc nghẽn phần toàn mũi họng, hầu họng, hai  Nguyên nhân Yếu tố nguy giải phẫu cho ngưng thở tắc nghẽn bao gồm: – Hầu họng "tắc nghẽn" hàm ngắn tụt, – Gốc lưỡi phát amydal, – Hình dạng đầu tròn cổ ngắn, – Chu vi cổ > 43 cm (> 17 inch), – Thành bên họng dày, – Vùng mỡ hầu họng dày Ngoài ra, yếu tố nguy mặt giải phẫu thường phổ biến người béo phì Chẩn đốn hội chứng ngưng thở tắc nghẽn ngủ dựa bệnh sử đa ký hô hấp Điều trị áp lực dương liên tục qua mũi, dụng cụ miệng, trường hợp bệnh dai dẳng, phẫu thuật Hầu hết trường hợp chưa chẩn đoán điều trị thường dẫn đến tăng huyết áp, rung nhĩ rối loạn nhịp tim khác, suy tim chấn thương tử vong tai nạn xe giới tai nạn khác buồn ngủ mức 3.5.3 Hội chứng tăng thơng khí phổi Hội chứng tăng thơng khí phổi chứng khó thở liên quan đến chứng lo âu thở nhanh thường kèm theo triệu chứng tồn thân Hội chứng tăng thơng khí phổi thường xảy phụ nữ trẻ ảnh hưởng đến hai giới lứa tuổi Đơi bị ảnh hưởng kiện căng thẳng tình cảm Khi mắc hội chứng này, tín hiệu thở bệnh nhân cho thấy bệnh nhân thở 89 nhanh, đôi lúc gấp gáp, độ lớn biên độ chu kì thở khơng thường xun thở sâu Hội chứng tăng thơng khí phổi xảy dạng: – Cấp tính: Dễ nhận so với mạn tính – Ho mạn tính: Tăng thơng khí phổi mạn tính thường gặp cấp tính  Triệu chứng Dấu hiệu Hội chứng tăng thơng khí phổi cấp tính: Những bệnh nhân bị hội chứng tăng thơng khí phổi cấp tính có khó thở đơi nghiêm trọng khiến họ ví với ngạt thở Nó kèm theo kích động cảm giác hoảng sợ triệu chứng đau ngực, dị cảm (ngoại biên quanh miệng), co quắp ngoại biên (ví dụ độ co cứng ngón tay cánh tay), thỉu ngất kết hợp tất dấu hiệu Tetany xảy nhiễm kiềm hô hấp gây giảm phosphat máu giảm canxi máu Khi khám, bệnh nhân xuất lo lắng, thở nhanh, hai; khám phổi khơng có dấu hiệu đặc trưng Hội chứng tăng khơng khí phổi mạn tính: Bệnh nhân bị hội chứng tăng thơng khí phổi mạn tính gặp nhiều thường phát hiện; họ thường xuyên thở nhanh, sâu thường có triệu chứng tồn thân khơng đặc hiệu hồn cảnh rối loạn tâm trạng lo lắng căng thẳng tinh thần 3.5.4 Bệnh hen Hen suyễn bệnh viêm đường hô hấp gây loạt kích thích dẫn đến co thắt phế quản hồi phục hoàn toàn phần Triệu chứng dấu hiệu bao gồm khó thở, tức ngực, ho, thở khị khè Việc chẩn đốn dựa tiền sử, khám lâm sàng đo chức hơ hấp Tín hiệu thở bệnh nhân mắc bệnh hen có thở kéo dài, với tỷ lệ hít vào/thở 1/3  Triệu chứng Dấu hiệu Bệnh nhân hen suyễn nhẹ thường triệu chứng đợt cấp Bệnh nhân mắc bệnh nặng người đợt cấp bị khó thở, nặng ngực, thở khị khè, ho Ho triệu chứng số bệnh nhân (hen suyễn thể ho) Các triệu chứng theo nhịp sinh học trầm trọng ngủ, thường khoảng sáng Nhiều bệnh nhân bị bệnh nặng bị thức giấc vào ban đêm (hen suyễn ban đêm) 90 Dấu hiệu bao gồm thở khò khè, mạch đảo (ví dụ, giảm huyết áp tâm thu lớn 10mmHg hít vào), thở nhanh, nhịp tim nhanh gắng sức nhìn thấy hít thở (sử dụng cổ hơ hấp phụ), đứng thẳng, mơi mím, khơng nói Thở khị khè có mặt qua hai thở ra, bệnh nhân bị co thắt phế quản nặng khơng có thở khị khè nghe thấy luồng khí thở bị giới hạn rõ rệt Tất triệu chứng dấu hiệu khơng đặc hiệu, hồi phục với điều trị kịp thời thường xuất tiếp xúc với nhiều yếu tố khởi phát 3.5.5 Bệnh phổi tắc nghẽn mạn tính (COPD) Bệnh phổi tắc nghẽn mạn tính (COPD) đặc trưng giới hạn luồng khí thở gây đáp ứng viêm hít phải chất khí độc hại, thường khói thuốc Thiếu alpha-1 antitrypsin phơi nhiễm với yếu tố nghề nghiệp khác nguyên nhân phổ biến người không hút thuốc Triệu chứng điển hình ho đờm khó thở phát triển qua nhiều năm; dấu hiệu thường gặp bao gồm rì rào phế nang giảm, tín hiệu thở có thở kéo dài bệnh nhân thở khị khè Các trường hợp nặng có biến chứng giảm cân, tràn khí màng phổi, đợt cấp bù thường xuyên, suy tim phải và/hoặc suy hơ hấp cấp mãn tính  Triệu chứng Dấu hiệu – COPD cần nhiều năm để bộc lộ tiến triển Hầu hết bệnh nhân hút thuốc ≥ 20 điếu/ngày thời gian > 20 năm – Ho có đờm thường triệu chứng ban đầu, xuất số người hút thuốc độ tuổi 40 50 – Khó thở tiến triển, dai dẳng, tăng gắng sức, tăng lên có nhiễm trùng đường hơ hấp bệnh nhân độ tuổi 50 60 – Triệu chứng thường tiến triển nhanh chóng bệnh nhân tiếp tục hút thuốc người bị phơi nhiễm thuốc lâu Đau đầu buổi sáng phát triển chứng bệnh nặng báo hiệu tăng CO2 hay thiếu oxy ban đêm – Dấu hiệu COPD bao gồm thở khị khè, thở kéo dài, tăng thể tích phổi biểu giảm tiếng tim phổi, tăng đường kính trước sau lồng ngực (lồng ngực hình thùng) Bệnh nhân bị khí phế thũng nặng bị giảm cân 91 trải qua khối lượng tình trạng giảm hoạt động, giảm xy, giải phóng chất trung gian gây viêm, TNF-alpha – Các dấu hiệu bệnh tiến triển bao gồm thở mím mơi, sử dụng hô hấp phụ, chuyển động ngược chiều vào khung xương sườn cảm hứng (dấu hiệu Hoover [67]) tím tái Dấu hiệu tâm phế mạn bao gồm tĩnh mạch cổ nổi, tiếng T2 tách đôi, tiếng thổi suy van ba lá, phù ngoại biên Thấy thất phải đập mạnh lên thường gặp COPD phổi bị tăng thể tích – Có thể xảy tràn khí màng phổi tự phát (có thể liên quan đến vỡ kén khí) nên nghi ngờ bệnh nhân bị COPD có tình trạng phổi đột ngột nặng lên  Nguyên nhân Có số nguyên nhân gây COPD: – Hút thuốc (phơi nhiễm chất khác gặp hơn) – Yếu tố di truyền Mức độ nặng tắc nghẽn đường thở dự đốn sống cịn bệnh nhân COPD Bệnh nhân có nguy tử vong cao bệnh nhân có giảm cân rõ rệt khơng rõ nguyên nhân suy giảm chức nghiêm trọng (ví dụ người gặp khó thở với việc tự chăm sóc, chẳng hạn mặc quần áo, tắm ăn uống) Tử vong COPD hậu bệnh tái tái lại tiến triển bệnh bệnh nhân ngừng hút thuốc Tử vong thường suy hô hấp cấp, viêm phổi, ung thư phổi, bệnh tim, tắc mạch phổi 3.6 Kết luận chương Hoạt động hô hấp diễn cách thầm lặng, liên tục khơng thể trì hỗn Tín hiệu thở phản ánh thực trạng rối loạn gặp hoạt động hơ hấp thay đổi theo loại bệnh lý, phụ thuộc vào yếu tố khác thể trạng, môi trường sống Khi tần số thở bị ảnh hưởng bệnh lý hay bị tác động yếu tố khác quan (như môi trường, áp suất, nhiệt,…) gây hậu nặng nề đến sức khỏe, chí ảnh hưởng đến tính mạng Các bệnh phổi phổ biến mối đe dọa sức khỏe nam giới phụ nữ Hầu hết có vấn đề đường hơ hấp Vì vậy, việc giữ gìn sức khỏe cho phổi quan trọng, góp phần quan trọng việc 92 bảo vệ giữ gìn sức khỏe chung tồn thể Mặt khác, hơ hấp có liên quan mật thiết với tinh thần, việc rèn luyện đường hô hấp phải gắn liền với việc rèn luyện tinh thần Việc bảo vệ thể đường hơ hấp có liên quan mật thiết đến việc kiểm soát thở chất lượng thở người, có nghĩa để sống khỏe trước tiên cần phải có thở khỏe khoắn Một thở khỏe khoắn, hay nói cách khác thở có chất lượng, bao gồm động tác hít thở bình thường, tư bình thường, lưu lượng bình thường tạp chất gây hại Bên cạnh đó, yếu tố tinh thần thở vô quan trọng, thư thái, an nhiên, thả lỏng thể, điều góp phần hữu ích cho q trình trao đổi oxy tế bào quan thể 93 KẾT LUẬN Qua thời gian tìm hiểu, nghiên cứu tài liệu liên quan thu thập liệu tín hiệu thở, tác giả hồn thành luận văn với yêu cầu nội dung đặt Luận văn thể qua chương 1) Lý thuyết tín hiệu tín hiệu thở; 2) Đo lường phân tích tín hiệu thở 3) Dữ liệu tín hiệu thở số bệnh lý Cụ thể, Chương 1, tác giả trình bày tóm lược hơ hấp, nguồn gốc tín hiệu thở đặc trưng tín hiệu thở Trong Chương 2, tác giả trình bày phương pháp đo lường phân tích tín hiệu thở, bao gồm phương pháp đo lường xâm lấn, không xâm lấn số phương pháp xử lý, phân tích tín hiệu thở Trong Chương 3, tác giả trình bày liệu tín hiệu thở thu thập thơng qua số tình nguyện viên phịng Lab chun ngành kỹ thuật y sinh thuộc Trường Điện - Điện tử, Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội liệu tín hiệu thở số người bệnh thu thập bệnh viện Đại học Y Hà Nội Hướng phát triển luận văn xây dựng sở liệu tín hiệu thở phục vụ cho việc chẩn đốn bệnh lý đường hơ hấp nghiên cứu phương pháp nhận dạng, phân loại tín hiệu thở dựa học máy để phục vụ cho việc chẩn đốn bệnh lý hơ hấp cách nhanh chóng xác 94 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] https://hellobacsi.com truy nhập cuối ngày 20/9/2022 [2] http://www.benhvien103.vn truy nhập cuối ngày 20/9/2022 [3] https://www.phoiviet.com truy nhập cuối ngày 20/9/2022 [4] http://www.hoihohaptphcm.org truy nhập cuối ngày 20/9/2022 [5] https://www.biopac.com/knowledge-base/respiration-recording/, truy nhập cuối ngày 20/9/2022 [6] https://www.vinmec.com truy nhập cuối ngày 20/9/2022 [7] https://www.slideshare.net/PhoToRapPhieu/buoi-2-ho-hap-ky, truy nhập cuối ngày 20/9/2022 [8] https://vi.wikipedia.org truy nhập cuối ngày 20/9/2022 [9] https://bvnguyentriphuong.com.vn truy nhập cuối ngày 20/9/2022 [10] https://healthvietnam.vn truy nhập cuối ngày 20/9/2022 [11] https://www.intechopen.com/chapters/66828, truy nhập cuối ngày 20/9/2022 [12]https://benhvienducgiang.com truy nhập cuối ngày 20/9/2022 [13] http://bvquany7a.vn truy nhập cuối ngày 20/9/2022 [14] http://benhvientinh.quangtri.gov.vn truy nhập cuối ngày 20/9/2022 [15] https://www.umcclinic.com.vn truy nhập cuối ngày 20/9/2022 [16] https://physiodatatoolbox.leidenuniv.nl truy nhập cuối ngày 20/9/2022 [17] https://www.sciencedirect.com truy nhập cuối ngày 20/9/2022 [18] https://vienyhocungdung.vn truy nhập cuối ngày 20/9/2022 [19] GOLD COPD 2020 report [20] Hô hấp ký cls hè 2017 yds, Bs Lê Thị Kim Chi 2019 [12] Thực hành đọc kết đo chức hâ hấp, Ths Phạm Thị Lệ Quyên, Trung tâm hô hấp BV Bạch Mai, 12/2016 [13] Phế than ký, Hội hen bệnh phổi PGS, TS, BS Lê Thị Tuyết Lan, 2020 [14] Đo chức hô hấp test phục hồi phế quản, BS Nguyễn Xuân Thanh, BV Lão Khoa trung ương, 2020 [15] Đo chức hơ hấp phân tích kết quả, Hội nội khoa Việt Nam, 2019 [16] Nguyễn Văn Tường (2006), Sinh lý học hơ hấp thăm dị chức hô hấp, NXB Y học, Hà Nội 95 [17] Lê Thị Tuyết Lan (2015), Hô hấp ký, Bài giảng SĐH, Đại học Y-Dược TP HCM [18] American Thoracic Society guidelines (1994), Standardization of Spirometry [19] GOLD (2018), Global Initiative for chronic obstructive lung Disease,”Global Strategy for the Diagnosis, Managanment and Prevent of Chronic obstructive pulmonary disealse; National Heart, Lung and Blood Institute/WHO” [20] Branson RD, Davis K, Campbell RS Monitoring graphic displays of pressure, volume and flow: the usefulness of ventilator waveforms World Federation J Crit Care 2004; 1(1):8–12 [21] Pruitt WC Ventilator graphics made easy RT 2002; 15(1):23–24,50 [22] Zahodnic RJ Ventilation for life Ventilator waveforms: an example of a structured approach to analysis AARC Times 2000; 24(4):10–14 [23] Burns SM Working with respiratory waveforms: how to use bedside graphics AACN Clin Issues Adv Pract Acute Crit Care 2003; 14(2):133–144 [24] Shortall SP, Perkins LA Ventilator graphics and waveform analysis In: Pierce LNB, ed Management of the Mechanically Ventilated Patient 2nd ed Elsevier Saunders; 2007 [25] Hess DR Ventilator waveforms and the physiology of pressure support ventilation Respir Care 2005; 50 (2):166–186 [26] Puritan Bennett Ventilator waveforms: Graphical presentation of ventilatory data Pleasanton, CA, Tyco Healthcare, 2003 [27] Yang SC, Yang SP Effects of inspiratory flow waveforms on lung mechanics, gas exchange, and respiratory metabolism in COPD patients during mechanical ventilation Chest 2002; 12(6):2096–2104 [28] Fenstermacher D, Hong D Mechanical ventilation: What have we learned? Crit Care Nurs Q 2004; 27 (3):258–294 [29] Pilbeam SP Initial ventilator settings In: Pilbeam SP, Cairo JM, eds Mechanical Ventilation: Physiological and Clinical Application, 4th ed Elsevier; 2006 96 [30] Pierce LNB Mechanical ventilation: indications, ventilator performance of the respiratory cycle, and initiation In: Pierce LNB, ed Management of the Mechanically Ventilated Patient 2nd ed Elsevier; 2007 [31] Donahoe M Basic ventilator management: lung protective strategies Surg Clin North Am 2006; 86 (6):1389–1408 [32] Barbas CSV, De Matos GFJ, Pincelli MP, et al Mechanical ventilation in acute respiratory failure: recruitment and high positive end-expiratory pressure are necessary Curr Opin Crit Care 2005; 11(1):18–28 [33] Corbridge SJ, Corbridge TC Severe exacerbations of asthma Crit Care Nurs Q 2004; 27(3):207–230 [34]Nilsestuen JO, Hargett KD Using ventilator graphics to identify patientventilator asynchrony Respir Care 2005; 50(2):202–232 [35] Pilbeam SP Ventilator graphics In: Pilbeam SP, Cairo JM, eds Mechanical Ventilation: Physiological and Clinical Applications 4th ed Elsevier Mosby; 2006 [36] Lucangelo U, Bernabe F, Blanch L Respiratory mechanics derived from signals in the ventilator circuit Respir Care 2005; 0(1):55–65 [37] Georgopoulos D, Prinianakis G, Kondili E Bedside waveforms interpretation as a tool to identify patient-ventilator asynchronies Intensive Care Med 2006; 32(1):34–47 [38] Dhand R Ventilator graphics and respiratory mechanics in the patient with obstructive lung disease Respir Care 2005; 50(2):246–259 [39] Hess DR, Thompson BT Patient-ventilator dyssynchrony during lung protective ventilation: What's a clinician to do? Crit Care Med 2006; 34(1):231– 233 [40] Kondili E, Xirouchaki N, Georgopoulos D Modulation and treatment of patient-ventilator dyssynchrony Curr Opin Crit Care 2007; 13(1):84–89 [41] Epstein SK Optimizing patient-ventilator synchrony Semin Respir Crit Care Med 2001; 22(2):137–152 [42] Thille AW, Brochard L Promoting patient-ventilator synchrony Clin Pulm Med 2007; 14(6):350–359 97 [43] McArthur C Ventilation for life Ventilator graphics: improving patient care AARC Times 2005; 29(4):13– 14,16,18,20 [44] Blanch L, Bernabe F, Lucangelo U Measurement of air trapping, intrinsic positive end-expiratory pressure, and dynamic hyperinflation in mechanically ventilated patients Respir Care 2005; 50(1):110–124 [45] Pruitt WC Ventilation for life Patient waveforms: more than just ventilator graphics AARC Times 2003; 27(8): 6,8,10–12 [46] Lucangelo U, Bernabe F, Blanch L Lung mechanics at the bedside: make it simple Curr Opin Crit Care 2007; 13(1):64–72 [47] Imanaka H, Nishimura M, Takeuchi M, Kimball WR, Yahagi N, Kumon K Autotriggering caused by cardiogenic oscillation during flow-triggered mechanical ventilation Crit Care Med 2000; 28(2):402–407 [48] Levy MM Optimal PEEP in ARDS: Changing concepts and current controversies Crit Care Clin 2002; 18(1):15–33 [49] Villar J, Kacmarek RM, Perez-Mendez L, Aguirre-Jaime A A high positive end-expiratory pressure, low tidal volume ventilatory strategy improves outcome in persistent acute respiratory distress syndrome: a randomized, controlled trial Crit Care Med 2006; 34(5):1311–1318 [50] Pilbeam SP Improving oxygenation and management of ARDS In: Pilbeam SP, Cairo JM, eds Mechanical Ventilation: Physiological and Clinical Applications 4th ed Elsevier Mosby; 2006 [51] Lee WL, Stewart TE, MacDonald R, et al Safety of pressure-volume curve measurement in acute lung injury and ARDS using a syringe technique Chest 2002; 121(5):1595–1601 [52] Blanch L, Lopez-Aguilar J, Villagra A Bedside evaluation of pressurevolume curves in patients with acute respiratory distress syndrome Curr Opin Crit Care 2007; 13(3):332–337 [53] Nishida T, Suchodolski K, Schettino GPP, et al Peak volume history and peak pressure-volume curve pressures independently affect the shape of the pressure-volume curve of the respiratory system Crit Care Med 2004; 32(6):1358– 1364 98 [54] Hickling KG Reinterpreting the pressure-volume curve in patients with acute respiratory distress syndrome Curr Opin Crit Care 2002; 8(1):32–38 [55] Richard J-CM, Mercat A, Maggiore SM, Bonmarchand G Method and interpretation of the pressure volume curve in patients with acute respiratory distress syndrome Clin Pulm Med 2005; 12(6):352–358 99 ... kê phân tích từ đưa đặc điểm bệnh lý liên quan đến tín hiệu thở e) Kết luận Đề tài ? ?Đo lường phân tích tín hiệu thở người nhằm hỗ trợ chẩn đo? ?n số bệnh lý” đưa phương pháp đo lường phân tích tín. .. tài: Đo lường phân tích tín hiệu thở người nhằm hỗ trợ chẩn đo? ?n số bệnh lý Tác giả luận văn: Trần Việt Hưng Khóa:2020B Người hướng dẫn: TS Vương Hồng Nam Từ khóa (Keyword): Tín hiệu thở, đo lường. .. giá số phương pháp xử lý tín hiệu thở Chương trình bày nội dung: Dữ liệu tín hiệu thở số bệnh lý liên quan  Phân tích liệu tín hiệu thở người tình nguyện đo phịng Lab,  Phân tích liệu tín hiệu