Nghiên cứu về mô hình máy xử lý mô

LỜI CẢM ƠN Học kỳ này, em vinh dự thực đồ án tốt nghiệp hướng dẫn tận tình thầy Ths Nguyễn Sỹ Hiệp – khoa Khoa Công nghệ điện tử truyền thông – Trường Đại Học Công nghệ thông tin Thái Nguyên Nhân dịp em bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc chân thành tới thầy Tuy bận rộn nhiều công việc thầy dành thời gian quan tâm xuyên suốt trình thực đề tài em giúp em có hướng q trình thực đề tài Chính nhiệt tình hướng dẫn thầy giúp em hồn thành đề tài đạt yêu cầu mà đề tài đặt Và qua đó, em học hỏi tiếp nhận nhiều vấn đề thực tế Em xin chân thành cảm ơn thầy cô giáo trường Đại học Công nghệ thơng tin Truyền thơng Thái Ngun nói chung, thầy cô khoa Công nghệ điện tử truyền thơng nói riêng dạy dỗ cho em kiến thức môn đại cương môn chuyên ngành, giúp em có sở lý thuyết vững vàng tạo điều kiện giúp đỡ em suốt q trình học tập Ngồi ra, em xin chân thành cảm ơn gia đình bạn bè, ln tạo điều kiện, quan tâm, giúp đỡ, động viên em suốt q trình học tập hồn thành khố luận tốt nghiệp Cuối cùng, với điều kiện thời gian kinh nghiệm hạn chế sinh viên, đồ án khơng thể tránh thiếu sót Do đó, em mong nhận bảo, đóng góp ý kiến thầy để em bổ sung, nâng cao ý thức mình, phục vụ tốt công tác thực tế sau Em xin chân thành cảm ơn! Thái Nguyên, ngày 04, tháng 05, năm 2018 Sinh viên thực Trần Văn Tuấn LỜI CAM ĐOAN Em xin cam đoan đồ án tốt nghiệp cơng trình nghiên cứu riêng em hướng dẫn khoa học Ths Nguyễn Sỹ Hiệp Các nội dung nghiên cứu, kết đề tài “Nghiên cứu mơ hình máy xử lý mô” trung thực Những số liệu bảng biểu phục vụ cho việc phân tích, nhận xét, đánh giá thu thập từ nguồn khác có ghi rõ phần tài liệu tham khảo Nếu phát có gian lận nào, em xin hoàn toàn chịu trách nhiệm nội dung đồ án tốt nghiệp Trường đại học Công nghệ thông tin Truyền thông Thái Nguyên không liên quan đến vi phạm tác quyền, quyền em gây trình thực (nếu có) Thái Nguyên, ngày 04, tháng 05, năm 2017 Người cam đoan Trần Văn Tuấn TÓM TẮT ĐỒ ÁN Đề tài đồ án tập trung nghiên cứu, tìm hiểu cách vận hành, bảo dưỡng khắc phục máy xử lý mô Histostar – Thermo Scientific xảy cố Tìm hiểu khái niệm mơ xử lý mơ vai trò xử lý mơ chẩn đoán, phát điều trị bệnh cách tốt Đề tài tập trung nghiên cứu phần sau:     Tìm hiểu khái niệm mơ Các ngun lý xử lý mơ Tìm hiểu chung máy xử lý mô Histostar – Thermo Scientific Quy trình vận hành, bảo dưỡng khắc phục lỗi máy xử lý mô Histostar – Thermo Scientific MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH ẢNH DANH MỤC BẢNG BIỂU LỜI MỞ ĐẦU Có thể nói y tế ngành trọng đầu tư hàng đầu hầu hết quốc gia không riêng Việt Nam, nên song song với nhu cầu thiết bị y tế tăng nhanh số lượng đảm bảo chất lượng phải nói đến chuyên ngành thiết bị y tế xét nghiệm, Chẩn đốn lâm sàng đóng vai trò quan trọng giúp cho bác sĩ tiên đốn bệnh xác Bên cạnh chẩn đốn hình ảnh chẩn đốn mô bệnh học ngày phát triển coi tiêu chuẩn vàng việc xác định bệnh Một xét nghiệm mô bệnh học thường tiến hành theo chuỗi kỹ thuật liên hoàn bao gồm: lấy bệnh phẩm, cố định bệnh phẩm, xử lý bệnh phẩm, vùi bệnh phẩm, cắt mảnh dán, nhuộm, đọc kết Mỗi khâu có yêu cầu riêng liên quan mật thiết với nhau, ảnh hưởng trực tiếp đến kết chẩn đốn mơ bệnh học Đặt biệt đó, khâu xử lý bệnh phẩm đóng vai trò quan trọng định chất lượng, kết chẩn đốn mơ bệnh học Do đó, việc nâng cao tính máy xử lý mơ để tối ưu hóa kết xử lý mơ u cầu thiết yếu phát triển phương pháp chẩn đốn mơ bệnh học Xuất phát từ yêu cầu này, thiết bị xử lý mô ngày thiết kế với tính ưu Việt Qua trình thực tập bệnh viện A Thái Nguyên tìm hiểu trang thiết bị y tế bệnh viện hệ thống phòng khám em nhận thấy số lượng bệnh nhân đến khám thực xét nghiệm sinh hóa để phục vụ chẩn đoán lâm sàng lớn Để giải nhu cầu đó, bệnh viện từ trung ương tới cấp huyện, bệnh viện, phòng khám tư nhân đầu tư thiết bị xét nghiệm sinh hóa tự động đại Chính nắm bắt cơng nghệ, cách sử dụng bảo quản, bảo dưỡng sửa chữa thiết bị cần thiết Nhờ định hướng hướng dẫn thầy giáo, Th.S Nguyễn Sỹ Hiệp, môn Kỹ thuật Y Sinh, em thực đồ án tốt nghiệp “Nghiên cứu mơ hình máy xử lý mơ” Qua rút ngun lí hoạt động chung loại máy xử lý mô, đồng thời đưa quy trình vận hành, cách bảo dưỡng sửa chữa máy xử lý mô Nội dung đồ án gồm chương: Chương 1: Tổng quan máy xử lý mô Chương 2: Giới thiệu máy xử lý mô Histostar – Thermo Scientific Chương 3: Quy trình lắp đặt bảo trì máy xử lý mô Histostar – Thermo Scientific Chương 4: Đề xuất ý tưởng kế lý thuyết máy xử lý mô Do thời gian kiến thức hạn chế, việc tiếp xúc trực tiếp thao tác máy có hạn chế nên thân cố gắng đồ án không tránh khỏi thiếu sót định Em mong nhận quan tâm đóng góp ý kiến thầy bạn CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ XỬ LÝ MƠ 1.1 Khái niệm mơ Cơ thể người động vật hệ thống nhất, tồn vẹn, chia thành nhiều mức độ tổ chức khác nhau, với mức độ lớn thể đến hệ thống quan Cơ quan Mô Tế bào Phân tử Hình 1.1: Các mức độ tổ chức Trong đó, tế bào đơn vị sống cấu tạo chức thể sống Tuy nhiên, thể đa bào có tế bào đơn độc thực chức đó, mà thường tập hợp tế bào (cùng chứa chất gian bào) thực chức năng, mơ Vậy mơ tập hợp gồm tế bào chuyên hóa có cấu tạo giống nhau, đảm nhận chức định 1.2 Q trình xử lý Phẫu tích mẫu Cố định bệnh Khử nước bệnh bệnh phẩm phẩm phẩm Làm đông cứng lại khối sáp (parafin) Sử dụng máy cắt vi thể microtome để tiến hành cắt thành lát mỏng Nhuộm mơ quan sát kinh hiển vi Hình 1.2: Q trình xử lý mẫu mơ Chú ý: trình tiến hành khâu kỹ thuật phải thận trọng chi tiết, người thực phải thật kéo tay, tỉ mỉ thao tác Vì cần thao tác nhỏ ảnh hưởng đến chất lượng bệnh phẩm dẫn đến kết luận khơng xác từ bác sĩ tính mạng bệnh nhân bị ảnh hưởng Chi tiết q trình xử lý mẫu mơ: Bước 1: Phân tích mẫu bệnh phẩm Vấn đề khơng đơn giản, trường hợp tổn thương quan sát mắt thường Còn quan nội tạng vấn đề phức tạp nhiều, lấy mơ khó mà lấy chỗ quan tổn thương khó Muốn lấy cần phải biết rõ giải phẫu học, tổn thương chưa rõ ràng nên lấy nhiều chỗ, bệnh phẩm nghi ngờ ta phải lưu lại Ví dụ: Sinh thiết cổ tử cung cần lấy chỗ phát ca ung thư cổ tử cung, sinh thiết dày qua nội soi cần phải lấy nhiều mảnh Bước 2: Cố định bệnh phẩm Bệnh phẩm sau lấy cần phải cố định chất cố định dung dịch formol, cồn, bonin… Còn mơ xương phải cố định dung dịch acid formic Một chất cố định tốt phải đạt yêu cầu sau: - Chống đươc nhiễm trùng - Ngấm nhanh vào tổ chức giết nhanh tế bào - Không làm cho tổ chức tế bào thành phần chúng bị méo mó biến dạng - Khơng hòa tan chất cần tìm Bước 3: Khử nước bệnh phẩm Để loại bỏ bớt thành phần nước có mơ, ngun liệu chủ yếu cồn, tiếp đến xylen Đối với mẫu mô sinh thiết nhỏ, kích thước 0,5 – cm, thể tích mẫu mơ cần 20 lần thể tích chất khử nước Đối với mẫu mô từ 1mm- mm, thể tích mẫu mơ cần – 10 lần thể tích chất khử nước Thời gian khử nước tùy thuộc vào nồng độ dung dịch hóa chất, độ dày mỏng bệnh phẩm, đòi hỏi người kỹ thuật viên phải điều chỉnh cho hợp lý Vùi mô (đúc paraffin) Sau loại bỏ thành phần nước mơ, vùi mơ phương pháp để lấp đày khoảng trống mô, mà nước thải Nguyên liệu chủ yếu công đoạn paraffin Ở công đoạn ta phải sử dụng paraffin tốt có mật độ thích hợp, đặc nhất, nóng chảy Điểm nóng chảy paraffin nằm khoảng từ 47-650C Ở khoa giải phẫu bệnh thường dùng 580C Paraffin ngấm vào tổ chức mô loại bỏ xylen dể dàng trạng thái lỏng Vì cơng đoạn paraffin phải hâm nóng thường xun khơng q 600C Bước 4: Cắt mỏng mô Máy vi thể dụng cụ học có khả cắt mảnh mô thành mảnh thật mỏng, nhau, thông thường mô cắt mỏng từ – micromet Khi cắt mỏng người kỹ thuật viên phải thận trọng, dàn vào nước ấm nhiệt độ 500C mảnh cắt khơng có nếp gấp, nếp nhăn Bước 5: Nhuộm mơ Hiện có nhiều phương pháp nhuộm bản, thông dụng phương pháp nhuộm Hematocxylin- Eosin Những nguyên nhân sai lầm thường gặp: - Tiêu dơ không bắt màu - Tiêu có nhiều vết cặn lẫn lộn - Tiêu mờ, có nhiều bọt khí - Đọc phân tích kết Để giúp bác sĩ chẩn đốn bệnh cách xác, người kỹ thuật viên cần phải nhuộm đẹp Đây khâu quan trọng nhất, việc nhuộm mẫu mơ có mục đích để quan sát tế bào tổ chức tế bào, giúp nhà Giải phẫu bệnh đưa kết xác 1.3 Q trình xử lý mô Trong mô chứa 70% nước, yêu cầu khối mơ cắt thành lát mỏng khoảng micromet mà phải giữ nguyên cấu trúc ban đầu mô 10 4.9.2 Giao diện phần mềm lập trình Arduino Khi muốn lập trình phải khởi động giao diện lập trình giao diện có chức mơ tả sau: Hình 4.18: Giao diện Arduino IDE Vùng lệnh Bao gồm nút lệnh menu (File, Edit, Sketch, Tools, Help) Phía icon cho phép sử dụng nhanh chức thường dùng IDE (Arduino Toolbar ) miêu tả sau: ArduinoToolbar 75 76 Arduino Menu : File menu : Trong file menu quan tâm tới mục Examples nơi chứa code mẫu ví dụ như: cách sử dụng chân digital, analog, sensor Sketch menu :      Verify/ Compile : chức kiểm tra lỗi code Show Sketch Folder : hiển thị nơi code lưu Add File : thêm vào Tap code Import Library : thêm thư viện cho IDE Vùng viết chương trình Bạn viết đoạn mã Tên chương trình bạn hiển thị dãy Icon, tên “Blink” Để ý phía sau tên chương trình có dấu “§” Điều có nghĩa đoạn chương trình bạn chưa lưu lại Vùng thơng báo (debug) Hình 4.19 Vùng thơng báo Những thông báo từ IDE hiển thị Để ý góc bên phải hiển thị loại board Arduino cổng COM sử dụng Luôn ý tới mục chọn sai loại board cổng COM, bạn upload code Trong giao diện lập trình lập trình cần ý bước: - Bước 1: Tạo file biên dịch - Bước 2: Lưu file code 77 - Bước 3: Lập trình code điều khiển - Bước 4: Biên dịch file để kiểm tra lỗi - Bước 5: Nạp chương trình vào Board Trong Arduino hỗ trợ thư viện ví dụ mở với chủ đề khác nhau, muốn dùng ví dụ thao tác hình bên dưới: Hình 4.20: Lấy ví dụ có sẵn Arduino 4.9.3 Nạp chương trình chạy ứng dụng Để nạp chương trình vào kit, ta kết nối cáp nạp USB vào Board máy tính kiểm tra trạng thái có cổng kết nối chưa phần Tools>Serial Port để chọn cổng COM kết nối Tool> Board để chọn board Arduino sử dụng Sau nhấn Upload chương trình nạp vào chạy ứng dụng Hình 4.21: Nạp chương trình cho Arduino 4.9.4 Cấu trúc chương trình lập trình Arduino 78 Cũng ngơn ngữ lập trình khác, ngơn ngữ Arduino sử dụng ngôn ngữ C Cấu trúc chương trình Arduino bao gồm phần : void setup( ) { thực việc thiết lập ban đầu cho ứng dụng } void loop( ) { vòng lặp thực chương trình } Hàm setup( ) sử dụng để khởi tạo giá trị biến, chế độ chân, bắt đầu sử dụng thư viện Hàm setup( ) thực lần cấp nguồn reset Arduino 79 KẾT LUẬN Trong trình làm đồ án, thân em nhiều hạn chế mặt kiến thức nên không tránh khỏi thiếu sót, chưa sâu nghiên cứu tất nội dung kiến thức máy xử lý mơ Histostar – Thermo Scientific Do em tiếp tục tìm tòi, nghiên cứu xử lý mơ phương pháp xử lý mô, nghiên cứu sâu cấu trúc chức phận máy xử lý mô Histostar – Thermo Scientific, Tìm hiểu thêm loại máy xử lý mơ dòng với máy xử lý mơ Histostar – Thermo Scientific để từ biết ưu điểm, nhược điểm, hạn chế máy Đồ án hoàn thành với yêu cầu ban đầu đặt ra, đề tài học hỏi, kế thừa phát huy sản phẩm trước với áp dụng kiến thức giảng dạy lớp tìm hiểu thơng tin từ tài liệu có liên quan từ sách, báo trang mạng Nội dung đồ án làm tài liệu tham khảo, học tập cho sinh viên chuyên ngành Kỹ thuật Y sinh bác sỹ, kỹ thuật viên sử dụng máy HƯỚNG PHÁT TRIỂN Về mặt lý thuyết đề tài hoàn thành mục tiêu yêu cầu đề Trên sở lý thuyết ta nêu trên, ta hướng đến xây dựng mơ hình sản phẩm cụ thể để áp dụng vào vào việc nghiên cứu học tập thực tế với giá thành chi phí rẻ so với sản phẩm bán ngồi thị trường Hướng phát triển đề tài em tiến hành cải thiện kết cấu để mô hình hoạt động xác ổn định Cải tiến phần mềm, bổ xung thêm chức rút gọn chu trình, xử lý mơ nhanh để đáp ứng cho nhu cầu thực tế việc xử lý mơ bệnh học Hồn thiện tiến tới thiết kế tăng cơng suất xử lý cho mơ hình để đáp ứng đầy đủ nhu cầu máy xử lý mơ từ đưa vào sử dụng thực tế 80 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Công ty TNHH Sinh Nam tài liệu kĩ thuật máy xử lý mô Histostar – Thermo Scientific, tài liệu lưu hành nội bộ, 2009 [2] Từ Điển Bách Khoa Y Học Anh - Việt, NXB Y học, 2013 [3] Trần Văn Địch & Ngơ Trí Phúc Sổ tay thép giới Nhà Xuất Bản Khoa Học Kỹ Thuật, Hà Nội,2006 [4] Trịnh Chất & Lê Văn Uyển Tính tốn thiết kế hệ dẫn động khí Nhà Xuất Bản Giáo Dục Việt Nam, 2007 [5] Nguyễn Hữu Lộc Cơ sở thiết kế máy Nhà Xuất Bản Đại Học Quốc Gia Tp Hồ Chí Minh, 2008 Website http://tailieuyduoc.vn https://123doc.org http://thietbixetnghiem.com 81 PHỤ LỤC CODE ĐIỀU KHIỂN //DINH NGIA CHAN CAU H1 #define H1_IN1 #define H1_IN2 #define ENABLE_H1_A #define H1_IN3 #define H1_IN4 #define ENABLE_H1_B //#define H1_PWMOUT2 //#define H1_PWMOUT1 // #define H2_IN1 #define H2_IN2 #define H2_IN3 10 #define H2_IN4 11 // #define Sw_Up A3 #define Sw_Dow A4 #define RELAY A2 /// #define LED_FINISH A13 #define SwStart A15 #define TongBuocVong 200//tong buoc tren vong #define delay_mt 50//delay_mt 60*1000*1000/ (TongBuocVong*3000)//1000//60*1000*1000/TongBuocVong/3000 void MotorRunStep(int buoc); void MotoXoayRun(void); void MotoXoayStop(void); void MotoNangLen(void); void MotoNangXuong(void); void MotoNangsTop(void); void setup() { 82 pinMode(Sw_Up,INPUT_PULLUP); pinMode(Sw_Dow,INPUT_PULLUP); pinMode(SwStart,INPUT_PULLUP); pinMode(RELAY, OUTPUT); digitalWrite(RELAY, HIGH); //tat relay pinMode(LED_FINISH, OUTPUT); digitalWrite(LED_FINISH, LOW); pinMode(ENABLE_H1_A,OUTPUT); pinMode(ENABLE_H1_B,OUTPUT);pinMode(H1_IN1, OUTPUT); pinMode(H1_IN2, OUTPUT); pinMode(H1_IN3, OUTPUT); pinMode(H1_IN4, OUTPUT); digitalWrite(H1_IN1, LOW); digitalWrite(H1_IN2, LOW); digitalWrite(H1_IN3, LOW); digitalWrite(H1_IN4, LOW); pinMode(H2_IN1, OUTPUT); pinMode(H2_IN2, OUTPUT); pinMode(H2_IN3, OUTPUT); pinMode(H2_IN4, OUTPUT); digitalWrite(H2_IN1, LOW); digitalWrite(H2_IN2, LOW); digitalWrite(H2_IN3, LOW); digitalWrite(H2_IN4, LOW); } char ReadSwDow(void) { if(digitalRead(Sw_Dow)==LOW) return 0; // else return 1; } char ReadSwUp(void) { if(digitalRead(Sw_Up)==LOW) return 0; // else return 1; } char ReadSwStart(void) { static char swstarttruoc=HIGH, swstartsau=HIGH; swstarttruoc=swstartsau; swstartsau=digitalRead(SwStart); if(swstartsau==LOW && swstarttruoc==HIGH) 83 { delay(10); //delay 10ms chong rung phim if(digitalRead(SwStart)!=LOW) { return 1; // khong co nut nhan } else { return 0; //co nut nhan } } } enum {Dung=0, DangXuong,DangLen,DaXuong, DaLen, XoayDongCo, WaitXoayDongCo,Chuyen30Do}; #define TimeOutXoay 5000 //mili giay char flag_run=0; unsigned long TimeOut=0; void loop() { if(ReadSwStart()==0) { flag_run=~flag_run; } StateMachine(); } unsigned char TrangThai=Dung; unsigned char ChuTrinh=0; void StateMachine(void) { switch(TrangThai) 84 { case Dung: if(flag_run !=0) { digitalWrite(LED_FINISH, LOW); //tat led TrangThai=DangXuong; digitalWrite(RELAY, LOW); //bat relay } if(flag_run==0) TrangThai=Dung; break; case DangXuong: if(ReadSwDow()==0) { TrangThai=DaXuong; } break; case DangLen: if(ReadSwUp()==0) { TrangThai=DaLen; } break; case DaLen: TrangThai=Chuyen30Do; break; case DaXuong: TimeOut=millis(); TrangThai=WaitXoayDongCo; break; case XoayDongCo: break; case WaitXoayDongCo: if(millis()-TimeOut>=TimeOutXoay) { TrangThai=DangLen; } break; case Chuyen30Do: ChuTrinh++; if(ChuTrinh>11) 85 { TrangThai=Dung; break; } MotorRunStep(86); TrangThai=DangXuong; break; } switch(TrangThai) { case Dung: digitalWrite(LED_FINISH, HIGH); flag_run=0; ChuTrinh=0; digitalWrite(RELAY, HIGH); //tat relay break; case DangXuong: MotoNangXuong(); break; case DangLen: MotoNangLen(); MotoXoayStop(); break; case DaLen: MotoNangStop(); break; case DaXuong: MotoXoayRun(); MotoNangStop(); break; case XoayDongCo: break; case WaitXoayDongCo: break; case Chuyen30Do: break; } } //dong co xoay void MotoXoayRun(void) { digitalWrite(ENABLE_H1_A,HIGH); digitalWrite(H1_IN2, LOW); 86 digitalWrite(H1_IN1, HIGH); } void MotoXoayStop(void) { digitalWrite(ENABLE_H1_A,LOW); digitalWrite(H1_IN1, LOW); digitalWrite(H1_IN3, HIGH); digitalWrite(H1_IN3, LOW); digitalWrite(H1_IN3, LOW); digitalWrite(H1_IN2, LOW); } //dong co nang void MotoNangLen(void) { digitalWrite(ENABLE_H1_B,HIGH); digitalWrite(H1_IN4, LOW); } void MotoNangXuong(void) { digitalWrite(ENABLE_H1_B,HIGH); digitalWrite(H1_IN4, HIGH); } void MotoNangStop(void) { digitalWrite(ENABLE_H1_B,LOW); digitalWrite(H1_IN4, LOW); } /////////////////dong co buoc void MotorRunStep(int buoc) { int i=0,j=0,VongNguyen=0,VongLe,AbsBuoc=0; void (*Ctham)(unsigned char buoc); AbsBuoc=abs(buoc); VongNguyen=AbsBuoc/TongBuocVong; if(buoc>=0) Ctham=&BuocThuan; else Ctham=&BuocNghich; for(i=0;i