Tóm tắt khóa luận tốt nghiệp: Nghiên cứu xây dựng phần mềm tìm điểm cực đại trong cụm sóng QRS trong hệ thống điện tâm đồ gắng sức

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ Bùi Ngọc Hiển NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG PHẦN MỀM U XÂY DỰNG PHẦN MỀM NG PHẦN MỀM N MỀM M TÌM ĐIỂM CỰC ĐẠI TRONG CỤM SĨNG QRS M CỰNG PHẦN MỀM C ĐẠI TRONG CỤM SÓNG QRS I TRONG CỤM SÓNG QRS M SÓNG QRS TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN TÂM ĐỒ GẮNG THỐNG ĐIỆN TÂM ĐỒ GẮNG NG ĐIỆ THỐNG ĐIỆN TÂM ĐỒ GẮNG N TÂM ĐỒ GẮNG GẮNG NG SỨU XÂY DỰNG PHẦN MỀM C Ngành: Công nghệ kỹ thuật Cơ điện tử TÓM TẮT KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Hà Nội – 2017 MỞ ĐẦU Tính cần thiết đề tài Từ năm đầu kỉ XX, Williem Einthoven ghi lại dòng điện tim điện kế dây, điện tâm đồ trở thành phương tiện chẩn đoán bệnh lý tim mạch sử dụng phổ biến lâm sàng sở tim mạch Một hệ thống điện tâm đồ cho phép bác sĩ theo dõi sóng điện tim bệnh nhân, nhờ phát triệu chứng bất thường tim mạch Tuy nhiên, thực tế đặt phép đo điện tâm đồ thông thường lúc thể trạng thái tĩnh phát số trường hợp bất thường hệ tim mạch Lúc cần đến cách đo điện tâm đồ khác, có nghiệm pháp điện tâm đồ gắng sức Nghiệm pháp điện tâm đồ gắng sức nghiệm pháp mà bệnh nhân yêu cầu gắng sức (trên thảm lăn, xe đạp lực kế thuốc) nhằm đẩy tim làm việc đến mức tối đa có thể, lúc tim địi hỏi nhiều oxy hơn, nhịp tim tăng lên, dấu hiệu bệnh lý không bộc phát thể trạng thái nghỉ ngơi xuất hiện, biểu qua thay đổi dạng sóng điện tâm đồ Việc ứng dụng hệ thống điện tâm đồ gắng sức để chẩn đoán bệnh lý tim mạch ứng dụng rộng rãi sở tim mạch giới Ở Việt Nam, nghiệm pháp điện tâm đồ gắng sức bắt đầu áp dụng từ năm 1972 bệnh viện Bạch Mai để chẩn đoán bệnh thiếu máu cục bộ, sau áp dụng rộng rãi nhiều sở tim mạch nước Trên tín hiệu điện tim đo điện tâm đồ, cụm sóng QRS thành phần quan trọng nhất, biểu lan truyền xung động ngang qua thất tim Trong cụm sóng sóng R sóng có biên độ cao Nhận dạng điểm cực đại (đỉnh R) cụm sóng QRS có ý nghĩa thực tiễn cao, có vai trị quan trọng việc chẩn đoán nhịp tim bất thường chẩn đốn nhịp tim thay đổi Việc tìm đỉnh R sở tính nhịp tim phân tích tìm sóng cịn lại điện tâm đồ Sau thời gian theo học Khoa Cơ học Kĩ thuật Tự động hóa – trường Đại học Cơng nghệ em định chọn đề tài “Nghiên cứu xây dựng phần mềm tìm điểm cực đại cụm sóng QRS hệ thống Điện tâm đồ gắng sức” làm khóa luận tốt nghiệp để củng cố kiến thức học nghiên cứu đề tài thiết thực Ý nghĩa khoa học thực tế Điện tâm đồ biện pháp đơn giản để tìm dấu hiệu bệnh lý tim mạch Tìm hiểu điện tâm đồ, tín hiệu điện tim xây dựng phần mềm hiển thị tín hiệu điện tâm đồ tìm điểm cực đại tín hiệu điện tâm đồ không giúp củng cố kiến thức học nhà trường mà sở bước đầu để phát triển, hướng tới mục tiêu xa xây dựng chương trình hồn chỉnh giúp chẩn đốn bệnh tim mạch dựa tín hiệu điện tim tiêu chuẩn phát bệnh Đó hướng tự động hóa cần thiết giúp ích nhiều cho cơng việc chẩn đốn bác sĩ, giúp bệnh nhân yên tâm việc phát điều trị bệnh tim Đối tượng phương pháp nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu tín hiệu điện tim, tập trung vào hệ thống điện tâm đồ gắng sức lợi điểm chẩn đốn số bệnh tim mạch Phương pháp nghiên cứu dựa lí thuyết điện tim, cách đọc điện tâm đồ Có nhiều phần mềm sử dụng để xây dựng hiển thị, phân tích tín hiệu điện tim dựa liệu thực Bài nghiên cứu sử dụng phần mềm Matlab Visual Studio Nội dung nghiên cứu Các nội dung nghiên cứu thực khóa luận: - Nghiên cứu hoạt động tim, tín hiệu điện tim - Tìm hiểu nghiệm pháp gắng sức hệ thống điện tâm đồ gắng sức, thay đổi điện tâm đồ thực nghiệm pháp gắng sức lợi điểm chẩn đoán số bệnh tim mạch - Nghiên cứu thuật toán phát điểm cực đại (đỉnh R) cụm sóng QRS sử dụng phần mềm Matlab - Xây dựng phần mềm giao diện Visual Studio với ngôn ngữ C#, hiển thị tín hiệu điện tim 12 chuyển đạo chuẩn giá trị đỉnh R dựa liệu chuẩn Bố cục khóa luận gồm chương: Chương 1: Cơ sở lý thuyết chung điện tim Chương 2: Hệ thống điện tâm đồ gắng sức Chương 3: Cơ sở liệu công cụ, phần mềm phát triển Chương 4: Xây dựng phần mềm Chương 1: Cơ sở lý thuyết chung điện tim Đối với thể người, tim phận quan trọng nhất, trì sống thể Khi tim hoạt động co bóp để đưa máu nuôi thể tạo dòng điện sợi tim, dòng điện ghi lại máy điện tâm đồ để bác sĩ theo dõi chẩn đoán dấu hiệu bệnh lý tim mạch Với thực tế đó, chương em nêu lí thuyết cấu tạo hoạt động tim, chế để hình thành tín hiệu điện tim Tiếp em trình bày điện tâm đồ, hình thành sóng điện tim ghi lại điện tâm đồ Cơ thể người mơi trường dẫn điện, dịng điện tim phát dẫn truyền khắp thể tới da, biến thể thành điện trường tim Khi ta đặt điện cực lên điểm có điện khác điện trường đó, ta thu dịng điện thể hiệu điện điểm gọi chuyển đạo hay đạo trình (lead) Trong chương em nói hệ thống 12 chuyển đạo thơng dụng sử dụng để nghiên cứu tín hiệu điện tim Cuối em dành phần để nói về phức QRS, thành phần quan trọng điện tâm đồ Chương 2: Hệ thống điện tâm đồ gắng sức Trong chương 2, em trình bày tổng quan chung nghiệm pháp điện tim gắng sức bao gồm khái niệm, lợi điểm nghiệm pháp, định thực thay đổi sinh lý thể gắng sức giúp ích cho việc chẩn đoán số bệnh tim Trong nội dung chương em nêu phương pháp thực gắng sức điện tâm đồ trình bày thành phần hệ thống điện tâm đồ gắng sức sử dụng phương tiện hỗ trợ phổ biến xe đạp lực kế (bicycle ergometer) thảm lăn (treadmill) Sau em nêu quy trình thực nghiệm pháp điện tim gắng sức Ở phần cuối chương em trình bày biến đổi tín hiệu điện tim bất thường q trình gắng sức, phân tích mẫu điện tim thực tế trước sau gắng sức cuối đánh giá kết điện tâm đồ thực nghiệm pháp gắng sức Chương 3: Cơ sở liệu công cụ, phần mềm phát triển Sau nêu lí thuyết chung tín hiệu điện tim điện tâm đồ gắng sức chương đầu, chương em vào việc giới thiệu công cụ phục vụ cho việc xây dựng phần mềm vẽ tín hiệu điện tim đưa điểm cực đại cụm sóng QRS Để xây dựng phần mềm, đề tài sử dụng liệu đo điện tâm đồ chuẩn cung cấp mở trang physionet.com Em sử dụng phần mềm Microsoft Access làm sở liệu để lưu liệu Tiếp theo vào giới thiệu phần mềm Visual Studio ngơn ngữ lập trình C#, cơng cụ để xây dựng phần mềm Ở phần cuối chương em nêu thuật tốn mơ bước tìm đỉnh R cụm sóng QRS điện tâm đồ sử dụng phần mềm Matlab tham khảo trang www.librow.com Chương 4: Xây dựng phần mềm Với liệu, công cụ phần mềm nêu chương 3, chương em tập trung vào việc giới thiệu bước xây dựng ứng dụng Windows Forms Application sử dụng công cụ phần mềm Visual Studio với ngơn ngữ lập trình C# để thực yêu cầu đề tài Ở phần đầu chương em nêu cụ thể bước xây dựng ứng dụng như: kết nối Forms với sở liệu Access; thêm tính thêm, sửa, xóa, liệu vào sở liệu; load hiển thị sở liệu vào Forms Cuối thực vẽ tín hiệu điện tim 12 chuyển đạo đưa ra, hiển thị tọa độ đỉnh R cụm sóng QRS chuyển đạo Ở phần cuối chương em giới thiệu giao diện phần mềm với thao tác thực trước KẾT LUẬN Các kết thu đề tài - Hiểu chế hoạt động tim - Hiểu điện tâm đồ tín hiệu điện tim - Tìm hiểu thành phần hệ thống đo điện tâm đồ gắng sức, cách thực nghiệm pháp gắng sức lợi điểm với phép đo điện tim thơng thường - Nghiên cứu hiểu thuật tốn tìm đỉnh R tín hiệu điện tim sử dụng phần mềm Matlab - Xây dựng giao diện hiển thị dạng sóng 12 chuyển đạo tín hiệu điện tim dựa liệu mẫu, đưa tọa độ điểm cao (đỉnh R) cụm sóng QRS Một số vấn đề cịn hạn chế Mặc dù có cố gắng thời gian hạn chế hiểu biết em hạn hẹp nên đề tài hạn chế việc nghiên cứu thuật toán phát đỉnh R điện tâm đồ mà chưa tự xây dựng thuật tốn Giao diện hiển thị tín hiệu điện tim cần bổ sung thêm chức tính khoa học Em kính mong nhận góp ý thầy để rút kinh nghiệm quý báu cho thân Hướng phát triển đề tài Đề tài cải tiến, phát triển thành giao diện quản lý sở liệu điện tim bệnh nhân Từ việc nghiên cứu thuật tốn tìm đỉnh R phức QRS tìm hiểu nghiệm pháp gắng sức điện tâm đồ, đề tài mở rộng phát triển đến việc tìm đỉnh cịn lại ECG xa xây dựng phần mềm hồn chỉnh chẩn đốn số bệnh tim dựa tiêu chuẩn phát bệnh việc phân tích, xử lý tín hiệu điện tim