ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Thiết kế và chế tạo thiết bị đo điện tim ECG

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ - TRUYỀN THÔNG THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO THIẾT BỊ ĐO ĐIỆN TIM ECG GVHD: TS NGUYỄN THANH HẢI SVTH: NGUYỄN THANH PHỤNG MSSV: 11141164 SVTH: HOÀNG VŨ HOÀI SANG MSSV: 11141171 SKL 0 Tp Hồ Chí Minh, tháng 1/2016 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 - ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ TRUYỀN THÔNG ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO THIẾT BỊ ĐO ĐIỆN TIM ECG GVHD: TS Nguyễn Thanh Hải SVTH: Nguyễn Thanh Phụng 11141164 Hoàng Vũ Hoài Sang 11141171 Tp Hồ Chí Minh – 01/2016 i TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM ĐỘC LẬP - TỰ DO - HẠNH PHÚC Tp HCM, ngày 31 tháng năm 2016 NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên: Chuyên ngành: Hệ đào tạo: Khóa: Nguyễn Thanh Phụng Hoàng Vũ Hoài Sang Kỹ thuật Điện - Điện tử Đại học quy 2011 MSSV: 11141164 MSSV: 11141171 Mã ngành: 01 Mã hệ: Lớp: 11141DT1 I TÊN ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO THIẾT BỊ ĐIỆN TIM ECG II NHIỆM VỤ Các số liệu ban đầu: Nội dung thực hiện: III NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 16/10/2015 IV NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 31/01/2016 V HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: Ts Nguyễn Thanh Hải CÁN BỘ HƯỚNG DẪN BM ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP ii TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT TPHCM Khoa Điện - Điện Tử Bộ Môn Điện Tử Viễn Thông CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc Tp Hồ Chí Minh, ngày 17 tháng 01 năm 2016 LỊCH TRÌNH THỰC HIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên 1: Nguyễn Thanh Phụng Lớp: 11141DT1D MSSV: 1114164 Họ tên sinh viên 2: Hoàng Vũ Hoài Sang Lớp: 11141DT1A MSSV: 1114171 Tên đề tài: Thiết kế chế tạo máy đo nhịp tim (ECG) Tuần/ngày (19/10-25/10) 2,3,4 (26/10-15/11) 5,6 (16/11-29/11) (30/11-06/12) (07/12-13/12) (14/12-20/12) 10,11 (21/12-03/1) 12 (04/1-10/01) Xác nhận GVHD Nội dung Nghiên cứu tổng quan lí thuyết Thiết kế khuếch đại-lọc nhiễu Thiết kế khối điều khiển Kết nối toàn mạch phần cứng Lập lưu đồ giải thuật Viết chương trình C Kiểm tra lỗi chương trình Nạp code Đo thực nghiệm kiểm tra sai xót Kiểm tra toàn mạch chỉnh sửa lần cuối Viết luận văn Nộp luận văn GV HƯỚNG DẪN TS Nguyễn Thanh Hải iii LỜI CAM ĐOAN Đề tài tự thực dựa vào số tài liệu không chép từ tài liệu hay công trình có trước iv LỜI CẢM ƠN Trước tiên, chúng em xin chân thành cảm ơn quý thầy cô khoa Điện - Điện Tử, Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP.Hồ Chí Minh tận tình giảng dạy, truyền đạt cho chúng em kiến thức vô quý hành trang sống công việc sau Chúng em xin chân thành cảm ơn thầy Nguyễn Thanh Hải trực tiếp hướng dẫn tận tình giúp đỡ chúng em trình thực khóa luận Thầy truyền đạt kiến thức chuyên môn kinh nghiệm, góp ý vô quý báu để giúp chúng em hoàn thành khóa luận Cám ơn gia đình động viên chỗ dựa vững suốt khoảng thời gian thực khóa luận Cám ơn bạn học môn Điện Tử Công Nghiệp có góp ý chân thành chia sẻ tài liệu liên quan trình thực Cuối cùng, chúng em xin kính chúc quý thầy cô dồi sức khoẻ, gặt hái nhiều thành công công tác giảng dạy, nghiên cứu Sinh viên thực Nguyễn Thanh Phụng Hoàng Vũ Hoài Sang v MỤC LỤC Trang bìa i Nhiệm vụ đồ án ii Lịch trình thực iii Cam đoan iv Lời cảm ơn v Mục lục vi Danh mục hình ảnh vii Danh mục biểu bảng viii Tóm tắt ix CHƯƠNG I DẪN NHẬP 1.1 Đặt vấn đề 1.2 Lý đề tài 1.3 Mục tiêu đề tài 1.4 Giới hạn đề tài 1.5 Bố cụ đề tài CHƯƠNG II TỔNG QUAN LÍ THUYẾT 2.1 Cấu tạo hoạt động tim 2.1.1 Cấu tạo tim 2.2.2 Hoạt động tim 2.2 Tín hiệu điện tim (ECG) 2.2.1 Giới thiệu tín hiệu điện tim 2.2.2 Sóng tín hiệu điện tim 2.2.3 Cơ sở tín hiệu điện tim 2.2.4 Các giai đoạn tạo sóng điện tim 2.3 Hệ thống chuyển đạo 13 2.3.1 Chuyển đạo chuẩn 14 2.3.2 Chuyển đạo đơn cực 14 2.3.3 Chuyển đạo trước tim 16 2.4 Sự thu tín hiệu 17 2.5 Tìm hiểu PIC 16F887 18 2.5.1 Sơ đồ chân chức chân PIC 16F887 18 2.5.2 Sơ đồ khối chức khối bên PIC 16F887 22 2.5.3 Bộ chuyển đổi tương tự sang số 24 2.5.4 Timer 25 2.6 Tìm hiểu LCD 26 2.6.1 Cấu tạo 26 2.6.2 Hoạt động 27 2.5.3 Hiển thị 28 2.7 Tìm hiểu AD620 29 2.7.1 Chức 29 2.7.2 Sơ đồ chân chức chân 29 2.8 Tìm hiểu OP07 30 2.8.1 Chức 30 2.8.2 Sơ đồ chân chức chân 30 CHƯƠNG III PHƯƠNG PHÁP ĐO ĐẠC TÍN HIỆU ECG 31 3.1 Mạch khuếch đại vi sai 32 3.2 Mạch điều khiển chân phải 34 3.3 Mạch lọc tích cực 35 3.3.1 Mạch lọc thông thấp 36 3.3.2 Mạch lọc thông cao 38 3.3.3 Mạch lọc chắn dải 39 3.4 Mạch lọc thụ động 41 3.4.1 Mạch lọc thông thấp 41 3.4.2 Mạch lọc thông cao 42 3.4.3 Mạch lọc thông dải 42 3.4.3 Mạch lọc chắn dải 44 CHƯƠNG IV CÁC CHUẨN GIAO TIẾP…………………… 46 4.1 Mục đích 46 4.2 Chế độ SPI 46 vi 4.2.1 Khái niệm 46 4.2.2 Hoạt động 48 4.3 Chế độ I2C 49 4.3.1 Giới thiệu 49 4.3.2 Các chế độ tryền nhận liệu 50 4.4 Bộ truyền nhận liệu đồng 51 4.4.1 Giới thiệu 51 4.4.2 Các chế độ truyền 52 4.4.3 Chế độ EUSART không đồng 52 CHƯƠNG V THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG 57 5.1 Xác định thông số hệ thống 57 5.2 Sơ đồ khối chức khối 57 5.2.1 Sơ đồ khối 57 5.2.2 Chức khối 57 5.3 Thiết kế sơ đồ nguyên lí 58 5.3.1 Khối thu tín hiệu điện tim 58 5.3.2 Khối khuếch đại - lọc nhiễu 58 5.4 Thiết kế chi tiết khối khối khuếch đại-lọc nhiễu 59 5.5 Khối khuếch đại dịch mức 70 5.6 Khối xử lí hiển thị điện áp đo 76 5.7 Mô ECG Simulator 83 5.8 Mạch đo thực tế người 85 CHƯƠNG VI KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 76 CHƯƠNG VII KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 77 7.1 Kết luận 77 7.2 Hướng phát triển 78 TÀI LIỆU THAM KHẢO vi DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 2.1 : Cấu tạo tim người .4 Hình 2.2 : Vị trí bó His Hình 2.3 : Lược đồ trình tạo nhịp tim, điện qua màng bó dẫn tim người quan hệ chúng với dạng sóng ECG đạo trình III Hình 2.4 : Sự khử tái cực Hình 2.5 : Sự khử cực tâm nhĩ hình thành sóng P 10 Hình 2.6: Sự khử cực vách ngăn hình thành sóng Q Hình 2.7 : Sự hình thành sóng R S Hình 2.8 : Sự hình thành sóng T Hình 2.9 : Các vị trí điện lấy tạo đạo trình sóng điện tim .3 Hình 2.10 : Chuyển đạo chuẩn tam giác Einthoven .4 Hình 2.11 : Chuyển đạo đơn cực chi Hình 2.12 : Vị trí chuyển đạo trước tim 16 Hình 2.13 : Mặt cắt khảo sát tim chuyển đạo tương ứng .16 Hình 2.14 : Điện cực dán 18 Hình 2.15 :Điện cực ngực 18 Hình 2.16 : Điện cực chi 18 Hình 2.17 : Sơ đồ chân PIC16F887 19 Hình 2.18 : Hình dạng thực tế PIC16F887 .21 Hình 2.19 : Sơ đồ khối PIC16F887 23 Hình 2.20 : LCD thực tế 26 Hình 2.28 : Sơ đồ chân AD620 29 Hình 2.29 : Sơ đồ chân OP07 30 Hình 3.1 : Hình dạng thông số tín hiệu điện tim thông thường .31 Hình 3.2 : Sơ đồ khối hệ thống điện tim 32 Hình 3.3 : Mạch khuếch đại vi sai 32 vii Hình 3.4 : Cấu trúc vi mạch AD620 33 Hình 3.5 : Mạch điều khiển chân phải 34 Hình 3.6 : Đáp ứng Biên độ-Tần số ba loại mạch lọc 36 Hình 3.7 : Đáp ứng Biên độ-Tần số mạch lọc thông thấp bậc 36 Hình 3.8 : Mạch lọc thông thấp bậc .37 Hình 3.9 : Mạch lọc Butterworth thông thấp bậc 37 Hình 3.10 : Mạch lọc thông cao bậc 38 Hình 3.11 : Mạch lọc thông cao bậc 39 Hình 3.12 : Sơ đồ khối mạch lọc triệt dãi 40 Hình 3.13 : Sơ đồ mạch lọc triệt dãi 40 Hình 3.14 : Lọc thông thấp thụ động 41 Hình 3.15 : Lọc thông cao thụ động 42 Hình 3.16 : Lọc thông dải thụ động .42 Hình 3.17 : Đáp ứng Biên độ-Tần số lọc thông dải .43 Hình 3.18 : Bộ lọc chắn dải .44 Hình 3.19 : Đáp ứng Biên độ-Tần số lọc chắn dải .45 Hình 4.1 : Sơ đồ khối chế độ SPI I2C .46 Hình 4.2 : Giao diện SPI 47 Hình 4.3 : Truyền liệu SPI 48 Hình 4.4 : Bus I2C thiết bị ngoại vi .50 Hình 4.5 : Sơ đồ kết nối Master –Slave 51 Hình 4.6 : Sơ đồ khối truyền EUSART 55 Hình 4.7 : Sơ đồ khối nhận EUSART .56 Hình 5.1 : Sơ đồ khối 57 Hình 5.2 : Sơ đồ khối khuếch đại-lọc nhiễu 59 Hình 5.3 : Mạch khuếch đại 59 Hình 5.4 : Hình dạng mạch thi công 60 Hình 5.5 : Kết đo mạch khuếch đại 61 Hình 5.6 : Mạch lọc thông thấp 62 vii Hình 5.7 : Phóng to dạng sóng ngõ mạch lọc thong thấp .63 Hình 5.8 : Ngõ mạch lọc thông thấp .63 Hình 5.9 : Mạch lọc thông cao 64 Hình 5.10a : Ngõ mạch lọc thông cao 65 Hình 5.10b : Ngõ mạch lọc thông cao 65 Hình 5.10c : Ngõ mạch lọc thông cao 66 Hình 5.11 : Mạch triệt tần 50Hz 67 Hình 5.12 : Ngõ mạch triệt tần 50Hz 68 Hình 5.13 : Ngõ mạch triệt tần 60Hz 68 Hình 5.14 : Ngõ mạch triệt tần 70Hz 69 Hình 5.15 : Ngõ mạch triệt tần 40Hz 69 Hình 5.16 : Ngõ mạch triệt tần 30Hz .70 Hình 5.17 : Mạch khuếch đại-dịch mức 70 Hình 5.18a : Ngõ khuếch đại mạch khuếch đại-dịch mức .71 Hình 5.18b : Ngõ khuếch đại mạch khuếch đại-dịch mức .72 Hình 5.19 : Mạch dịch mức xét ngõ vào cộng 73 Hình 5.20 : Mạch điện tương đương 73 Hình 5.21 : Mạch dịch mức điện áp xét ngõ vào trừ .74 Hình 5.22 : Phóng to ngõ mạch dịch mức 75 Hình 5.23 : Ngõ mạch dịch mức 75 Hình 5.24 : Khối xử lí hiển thị điện áp 76 Hình 5.25 : Giải thuật chương trình 77 Hình 5.26 : Lưu đồ giải thuật chương trình ngắt 78 Hình 5.35 : Lưu đồ giải thuật đọc ADC 79 Hình 5.27a : Tín hiệu thu đọc tim giả 84 Hình 5.27b : Tín hiệu thu đọc tim giả 84 Hình 5.27c : Tín hiệu thu đọc tim giả 85 Hình 5.28 : Sơ đồ nguyên lí mạch cải thiện 86 Hình 5.29 : Layout mạch cải thiện 86 vii Hình 5.30 : Ngõ khuếch đại-lọc nhiễu mạch cải thiện 87 Hình 5.31 : Phóng to hình ngõ mạch khuếch đại-lọc nhiễu 87 Hình 5.32 : Ngõ khối triệt tần 50Hz mạch cải thiện .88 Hình 5.33 : Phóng to ngõ khối triệt tần 50Hz mạch cải thiện .89 Hình 5.34a : Hiển thị điện áp lên LCD .90 Hình 5.34b : Hiển thị điện áp lên LCD .90 Hình 5.34c : Hiển thị điện áp lên LCD .91 vii DANH MỤC BIỂU BẢNG Bảng 2.1 : Chức chân LCD 27 Bảng 2.2 : Mã ký tự chuẩn LCD 28 viii TÓM TẮT Từ thực tế tình trạng bệnh tim mạch dần phát triển khắp giới Việt Nam, nhóm sinh viên chúng em đưa giải pháp nghiên cứu chế tạo thiết bị y tế hữu ích để phục vụ việc khám chữa bệnh tim mach Đó máy đo nhịp tim ECG (Điện tâm đồ) Để thực ý tưởng này, nhóm bắt tay vào tìm hiểu lí thuyết tim, cách tạo sóng điện tim đặc điểm sóng điện tim để thu tín hiệu điện tim cách hiệu Sau thiết kế khối để thu tín hiệu điện tim Tín hiệu điện tim thô có giá trị bé nên cần cho qua khối tiền khuếch đại điện áp để tăng giá trị điện áp lên Tiếp đến cho qua khối lọc để triệt bớt nhiễu đường truyền nhiễu lưới điện Tín hiệu điện tim dịch mức nằm khoảng 0-5V (ngưỡng điện áp hoạt động vi điều khiển) để giao tiếp với thiết bị ngoại vi khác Đề tài nhóm chúng em đo ECG Simulator (Máy phát sóng điện tim) đo trực tiếp thể người Tuy nhiên, làm thủ công nên xuất nhiễu ix THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO THIẾT BỊ ĐO ĐIỆN TIM 2016 CHƯƠNG I: DẪN NHẬP 1.1 Đặt vấn đề: Đất nước ngày đại, vấn đề sức khỏe trọng nhiều hơn.Một vấn đề sức khỏe cần trọng bệnh tim mạch.Đây vấn đề nhức nhối xã hội toàn giới với tỷ lệ tử vong tàn phế đứng hàng đầu.Ngành y tế quốc gia cần trọng phát triển để kiềm hãm phát triển bệnh tim mạch đem lại sống khỏe mạnh cho người Tuy vậy, số lượng ca tử vong bệnh tim mạch chiếm số lượng lớn.Theo báo cáo tổ chức WHO, khoảng 13,7 triệu người tử vong bệnh tim mạch toàn giới năm 2008 [6] Và số lượng người tử vong bệnh tim mạch rơi tập trung vào nước có thu nhập trung bình thấp Nếu không hoạt động tích cực số lượng ca tử vong bệnh tim mạch gia tăng năm tới Hiện có nhiều phương pháp để chẩn đoán bệnh tim mạch phương pháp hiệu trực quan phương pháp Điện tâm đồ (ECG: Electro Cardio Gram) Đây phương pháp chẩn đoán lâm sàng mang lại nhiều hữu ích cho bác sĩ, giúp chẩn đoán, phát điều trị sớm bệnh tim mạch 1.2 Lý đề tài: Giá thành máy điện tâm đồ thị trường có giá thành cao, trung tâm y tế Việt Nam trang bị máy Chính thế, việc nghiên cứu thiết kế chế tạo máy đo điện tâm đồ vấn đề cần thiết Nếu thành công, giá thành sản phẩm giảm đáng kể so với các sản phẩm nhập từ nước Đồng thời, đề tài tạo tiền đề động lực để phát triển sản phẩm điện tử y sinh khác nhằm phục vụ sức khỏe người.Trong trình học tập ngiên cứu môn Điện tử công nghiệp thuộc khoa Điện_Điện tử CHƯƠNG I: DẪN NHẬP THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO THIẾT BỊ ĐO ĐIỆN TIM 2016 trường Đại học Sư phạm kỹ thuật Hồ Chí Minh, với kiến thức học nhận định thực tế đề tài “Thiết kế chế tạo thiết bị đo điện tim (ECG)” với giá thành rẻ đáp ứng chất lượng để phục vụ nhà cho bệnh nhân hình thành Thiết bị đo điện tim (ECG) luận văn tác giả Quách Mỹ Phượng[1] thiết kế thi công thiết bị thu nhận xử lý tín hiệu điện tim thông qua khuếch đại lọc nhiễu, cho thiết bị giao tiếp với máy tính thông qua chuyển đổi A/D, giao tiếp cổng RS232 chương trình thiết kế giao diện giao tiếp thiết bị đo điện tim (ECG) với máy tính biểu diễn dạng đồ thị tín hiệu điện tim thu Mặc dù chưa hoàn toàn xử lý nhiễu, kết thu có dạng sóng tín hiệu điện tim nên xem chấp nhận Trong nghiên cứu khác thiết bị đo điện tim (ECG) tác giả Nguyen Phan Anh[2] thiết kế thi công thiết bị sử dụng điều khiển kit Arduino cảm biến nhịp tim, giao diện giao tiếp với thiết bị đo điện tim thực phần mềm LabVIEW hiển thị dạng sóng tín hiệu điện tim Ngoài có nghiên cứu nhóm Nguyễn Quốc CườngNguyễn Thị Lan Hương-Phạm Thị Ngọc Yến[3] nghiên cứu thành công mạch khuyếch đại ECG mạch thu thập số liệu sử dụng DSP ADC Họ sử dụng card thu thập số liệu PCI 6024E National Intruments, thiết bị có ADC với độ phân giải 12 bit, sau áp dụng lọc số máy tính Mạch thu thập số liệu sử dụng DSP xây dựng vi mạch phát triển DSK TMS320C6713 Việc kết nối DSP với ADC thực thành công Từ nghiên cứu nhận định thực tế trên, nhóm đưa hướng cho đề tài nghiên cứu với dòng vi điều khiển khác để đa dạng mặt thiết kế chế tạo thiết bị đo tín hiệu điện tim mà giá thành lại thấp đáp ứng độ xác kết đo CHƯƠNG I: DẪN NHẬP THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO THIẾT BỊ ĐO ĐIỆN TIM 2016 1.3 Mục tiêu: Qua đề tài “Thiết kế chế tạo thiết bị đo điện tim (ECG)” mục tiêu cần đạt được:  Hiểu trình đọc xử lí tín hiệu điện tim  Thiết kế thi công thiết bị đo điện tim có lọc triệt nhiễu đến mức tối đa đạt  Tạo sản phẩm đo điện timtiện lợi đảm bảo an toàn cho người sử dụng 1.4 Giới hạn đề tài: Qua đề tài “Thiết kế chế tạo thiết bị đo điện tim (ECG)” hạn chế:  Chưa giao tiếp với máy tính để hiển thịvề dạng sóng tín hiệu điện tim lưu trữ liệu điện tim đồ đo  Do kiến thức khả xử lý nhiễu chưa tốt nên chưa triệt hoàn toàn nhiễu 1.5 Bố cục đề tài : - Phần 1:Tìm hiểu lý thuyết tim, trình tạo điện tim đạo trình Tìm hiểu linh kiện liên quan để đạt yêu cầu đề tài cách tốt - Phần 2:Tính toán,thiết kế lựa chọn linh kiện để đạt mục đích đề tài - Phần 3:Tiến hành làm mô hình đề tài, kiểm tra đưa hướng phát triển sản phẩm CHƯƠNG I: DẪN NHẬP THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO THIẾT BỊ ĐO ĐIỆN TIM 2016 CHƢƠNG II: TỔNG QUAN LÝ THUYẾT 2.1 Cấu tạo hoạt động tim: 2.1.1 Cấu tạo tim: Tim khối rỗng gồm buồng, có độ dày không Bao bên túi sợi gọi bao tim Bên toàn tim cấu tạo tim có vách ngăn thành hai nửa riêng biệt gọi tim trái tim phải Mỗi nửa tim lại chia hai buồng tâm nhĩ tâm thất Giữa tâm nhĩ tâm thất có van nhĩ thất Giữa tâm thất trái động mạch chủ, tâm thất phải động mạch phổi có van bán nguyệt Các van đảm bảo cho máu di chuyển theo chiều từ tâm nhĩ xuống tâm thất từ tâm thất vào động mạch, bảo đảm tuần hoàn máu Hình 2.1 Cấu tạo tim ngƣời [7] CHƢƠNG II: TỔNG QUAN LÝ THUYẾT THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO THIẾT BỊ ĐO ĐIỆN TIM 2016 2.1.2 Hoạt động tim: Các sợi tim có cấu tạo đặc biệt liên kết với làm thành cầu lan truyền xung từ sợi sang sợi Trong tim có cấu trúc đặc biệt có khả tự phát xung gọi hệ thống nút (hạch) Hệ thống gồm có:  Nút xoang nhĩ (SAN): nằm tâm nhĩ chỗ tĩnh mạch chủ đổ vào tâm nhĩ phải Nút xoang nhĩ phát xung với tần số vào khoảng 120 lần/phút nút tạo nhịp cho toàn trái tim  Nút nhĩ thất (AVN): nằm bên phải vách liên nhĩ, cạnh lỗ xoang tĩnh mạch vành Nút nhĩ thất phát xung với nhịp vào khoảng 50-60 lần/phút  Bó His: từ nút nhĩ thất tới vách liên thất chia làm hai nhánh phải trái chạy nội mạc tới hai tâm thất, chúng phân nhánh thành mạng Purkinje chạy sợi tim Bó His phát xung với nhịp khoảng 30-40 lần/phút Hình 2.2 Vị trí nút bó His [7] CHƢƠNG II: TỔNG QUAN LÝ THUYẾT THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO THIẾT BỊ ĐO ĐIỆN TIM 2016 Khi có xung động truyền đến tim, tim co giãn nhịp nhàng Tim hoạt động co bóp theo thứ tự định Hoạt động lặp lặp lại vòng gọi chu chuyển tim Một chu chuyển tim gồm giai đoạn:  Tâm nhĩ thu: tâm nhĩ co bóp, áp suất tâm nhĩ tang lên, van nhĩ thất mở nên máu chảy từ tâm nhĩ xuống tâm thất, làm cho áp suất tâm thất tăng lên Thời gian tâm nhĩ thu kéo dài 0,1 giây, sau tâm nhĩ giãn suốt thời thời gian lại chu kỳ tim  Tâm thất thu: tâm nhĩ giãn tâm thất bắt đầu co lại Giai đoạn tâm thất thu kéo dài 0,3 giây gồm hai thời kỳ:  Thời kỳ tăng áp suất kéo dài 0,05 giây Tâm thất co bóp nên áp suất tâm thất tăng, cao áp suất tâm nhĩ làm van tâm nhĩ đóng lại, chưa cao áp suất động mạch nên van bán nguyệt chưa mở làm áp suất tâm thất tăng lên nhanh  Thời kỳ tống máu kéo dài 0,25 giây gọi thời kỳ tâm thất co đẳng trương Lúc áp suất tâm thất cao làm van bán nguyệt mở ra, máu chảy mạnh vào động mạch  Tâm trương: tâm thất bắt đầu giãn tâm nhĩ giãn, áp suất tâm thất thấp động mạch, van bán nguyệt đóng lại Áp suất tâm thất giảm nhanh trở nên nhỏ áp suất tâm nhĩ, van nhĩ thất mở Máu hút mạnh từ tâm nhĩ xuống tâm thất, giai đoạn tâm trương toàn bộ, kéo dài 0,4 giây[1] 2.2 Tín hiệu điện tim (ECG): 2.2.1 Giới thiệu tín hiệu điện tim: Tín hiệu điện tim đại lượng sinh học quan trọng việc chẩn đoán chăm sóc bệnh nhân Khi tim co bóp thể thực chức tuần hoàn tạo điện trường sinh học qua khối dẫn liên hợp từ ngực bụng tới bề mặt da Sự chênh lệch điện sinh học đo CHƢƠNG II: TỔNG QUAN LÝ THUYẾT S K L 0 [...]... dạng về mặt thiết kế và chế tạo ra một thiết bị có thể đo được tín hiệu điện tim mà giá thành lại thấp nhưng vẫn đáp ứng được độ chính xác của kết quả đo CHƯƠNG I: DẪN NHẬP 2 THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO THIẾT BỊ ĐO ĐIỆN TIM 2016 1.3 Mục tiêu: Qua đề tài Thiết kế và chế tạo thiết bị đo điện tim (ECG) ” thì những mục tiêu cần đạt được:  Hiểu được quá trình đọc và xử lí tín hiệu điện tim  Thiết kế và thi công... nghiệp thuộc khoa Điện_ Điện tử CHƯƠNG I: DẪN NHẬP 1 THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO THIẾT BỊ ĐO ĐIỆN TIM 2016 trường Đại học Sư phạm kỹ thuật Hồ Chí Minh, với kiến thức đã được học và nhận định thực tế trên thì đề tài Thiết kế và chế tạo thiết bị đo điện tim (ECG) ” với giá thành rẻ nhưng vẫn đáp ứng được chất lượng để phục vụ tại nhà cho các bệnh nhân đã được hình thành Thiết bị đo điện tim (ECG) trong luận văn... được một thiết bị đo điện tim có các bộ lọc triệt nhiễu đến mức tối đa có thể đạt được  Tạo ra sản phẩm đo điện timtiện lợi và đảm bảo an toàn cho người sử dụng 1.4 Giới hạn đề tài: Qua đề tài Thiết kế và chế tạo thiết bị đo điện tim (ECG) ” thì còn những hạn chế:  Chưa giao tiếp với máy tính để hiển thịvề dạng sóng tín hiệu điện tim và lưu trữ dữ liệu điện tim đồ đo được  Do kiến thức và khả năng... cứu và chế tạo ra một thiết bị y tế hữu ích để phục vụ trong việc khám chữa bệnh về tim mach Đó chính là máy đo nhịp tim ECG (Điện tâm đồ) Để thực hiện ý tưởng này, nhóm đã bắt tay vào tìm hiểu lí thuyết về tim, cách tạo ra sóng điện tim và các đặc điểm của sóng điện tim để có thể thu được tín hiệu điện tim một cách hiệu quả nhất Sau đó thiết kế các khối để thu tín hiệu điện tim Tín hiệu điện tim thô... 3 THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO THIẾT BỊ ĐO ĐIỆN TIM 2016 CHƢƠNG II: TỔNG QUAN LÝ THUYẾT 2.1 Cấu tạo và hoạt động của tim: 2.1.1 Cấu tạo của tim: Tim là một khối cơ rỗng gồm 4 buồng, có độ dày không đều nhau Bao bên ngoài là một túi sợi gọi là bao tim Bên trong toàn bộ tim được cấu tạo bằng cơ tim có vách ngăn thành hai nửa riêng biệt gọi là tim trái và tim phải Mỗi nửa tim lại chia ra hai buồng là tâm nhĩ và. .. đã thiết kế và thi công được thiết bị thu nhận và xử lý tín hiệu điện tim thông qua bộ khuếch đại lọc nhiễu, và cho thiết bị này giao tiếp được với máy tính thông qua bộ chuyển đổi A/D, bộ giao tiếp cổng RS232 và chương trình thiết kế giao diện giao tiếp thiết bị đo điện tim (ECG) với máy tính đã biểu diễn được dạng đồ thị của tín hiệu điện tim thu được Mặc dù chưa hoàn toàn xử lý được nhiễu, nhưng kết... của tín hiệu điện tim nên cũng có thể xem như chấp nhận được Trong một nghiên cứu khác về thiết bị đo điện tim (ECG) của tác giả Nguyen Phan Anh[2] cũng đã thiết kế và thi công được thiết bị nhưng sử dụng bộ điều khiển là kit Arduino và cảm biến nhịp tim, giao diện giao tiếp với thiết bị đo điện tim được thực hiện bởi phần mềm LabVIEW và cũng đã hiển thị được dạng sóng của tín hiệu điện tim Ngoài ra... nhĩ và tâm thất có van nhĩ thất Giữa tâm thất trái và động mạch chủ, tâm thất phải và động mạch phổi có van bán nguyệt Các van này đảm bảo cho máu di chuyển theo một chiều từ tâm nhĩ xuống tâm thất và từ tâm thất vào động mạch, do đó mới bảo đảm được sự tuần hoàn máu Hình 2.1 Cấu tạo tim ngƣời [7] CHƢƠNG II: TỔNG QUAN LÝ THUYẾT 4 THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO THIẾT BỊ ĐO ĐIỆN TIM 2016 2.1.2 Hoạt động của tim: ... trang bị máy này Chính vì thế, việc nghiên cứu thiết kế và chế tạo ra máy đo điện tâm đồ là vấn đề rất cần thiết Nếu thành công, giá thành sản phẩm có thể giảm đáng kể so với các các sản phẩm nhập từ nước ngoài Đồng thời, đề tài sẽ tạo tiền đề và động lực để phát triển các sản phẩm điện tử y sinh khác nhằm phục vụ sức khỏe con người.Trong quá trình học tập và ngiên cứu tại bộ môn Điện tử công nghiệp. .. khuếch đại điện áp để có thể tăng giá trị điện áp của nó lên Tiếp đến cho qua các khối lọc để triệt bớt nhiễu trên đường truyền và nhiễu của lưới điện Tín hiệu điện tim sẽ được dịch mức nằm trong khoảng 0-5V (ngưỡng điện áp hoạt động của vi điều khiển) để có thể giao tiếp với các thiết bị ngoại vi khác Đề tài này nhóm chúng em cũng đã đo được trên ECG Simulator (Máy phát sóng điện tim) và đo trực tiếp