Thiết kế thiết bị đo kiểm cường độ sáng của đèn mổ trong phòng mổ phẫu thuật chuyên tim tại bệnh viện tim hà nội

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ Thiết kế thiết bị đo kiểm cường độ sáng đèn mổ phòng mổ phẫu thuật chuyên tim Bệnh viện Tim Hà Nội NGUYỄN KHẮC VƯƠNG Ngành Kỹ thuật Y sinh Giảng viên hướng dẫn: TS Nguyễn Phan Kiên Viện: Điện tử - Viễn thông HÀ NỘI, 2021 TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ Thiết kế thiết bị đo kiểm cường độ sáng đèn mổ phòng mổ phẫu thuật chuyên tim Bệnh viện Tim Hà Nội NGUYỄN KHẮC VƯƠNG Ngành Kỹ thuật Y sinh Giảng viên hướng dẫn: TS Nguyễn Phan Kiên Chữ ký GVHD Viện: Điện tử - Viễn thơng HÀ NỘI, 2021 CỘNG HỊA 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 : Nguyễn Khắc Vương Đề tài luận văn: Thiết kế thiết bị đo kiểm cường độ sáng đèn mổ phòng mổ phẫu thuật chuyên tim Bệnh viện Tim Hà Nội Chuyên ngành: Kỹ thuật y sinh Mã số SV: CA 190179 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… .………… với nội dung sau: Ngày tháng năm 2021 Giáo viên hướng dẫn Tác giả luận văn TS Nguyễn Phan Kiên Nguyễn Khắc Vương CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG PGS.TS Vũ Duy Hải LỜI CẢM ƠN Trong trình học tập Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội, Quý Thầy Cô trang bị cho kiến thức chuyên sâu, giúp trưởng thành học tập nghiên cứu khoa học Tôi xin gửi lời biết ơn sâu sắc đến tất Q Thầy Cơ tận tình giảng dậy suốt thời gian học tập trường Tôi xin bày tỏ lòng cảm ơn chân thành tới TS Nguyễn Phan Kiên dành nhiều thời gian hướng dẫn, tận tình bảo định hướng cho tơi suốt q trình nghiên cứu hồn thành Luận văn Xin trân trọng cảm ơn./ Hà Nội, ngày tháng Tác giả năm 2021 Nguyễn Khắc Vương MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH VẼ iii DANH MỤC BIỂU BẢNG iv CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐÈN MỔ TẠI BỆNH VIỆN TIM HÀ NỘI 1.1 Yêu cầu lâm sàng bác sĩ với hệ thống đèn mổ 1.2 Một số hệ thống đèn mổ sử dụng Bệnh viện tim Hà nội 1.2.1 Hệ thống đèn mổ Dr Mach 380 1.2.2 Hệ thống đèn mổ MAQUET SA 1.3 Giải pháp- Hệ thống Harmony LED 1.4 Thông số kỹ thuật 1.4.1 Cấu trúc 1.4.2 Tính kĩ thuật 1.4.3 Đặc điểm 1.5 Yêu cầu kiểm định trang thiết bị y tế 1.6 Bàn luận chương kết luận CHƯƠNG CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐO LƯỜNG ÁNH SÁNG 10 2.1 Các đại lượng đo ánh sáng 10 2.1.1 Cường độ ánh sáng 10 2.1.2 Quang thông – Luminous Flux 10 2.1.3 Độ chói 11 2.1.4 Độ rọi – llluminance 12 2.1.5 Nhiệt độ màu – Correlated Color Temperature(CCT) 13 2.1.6 Chỉ số hoàn màu – Color Render Index CRI(Ra) 14 2.1.7 Quang hiệu – Luminous Efficacy 15 2.2 Các cách đo thường sử dụng 15 2.2.1 Sử dụng Photometer 15 2.2.2 Sử dụng Luxmeter 17 2.3 Kết luận chương 20 i CHƯƠNG THIẾT KẾ CHẾ TẠO MẠCH ĐO ÁNH SÁNG VÀ THỬ NGHIỆM ĐO VỚI ĐÈN MỔ CHUYÊN TIM TẠI BỆNH VIỆN TIM HÀ NỘI 21 3.1 Mô ta sở y tưởng thiết kế 21 3.2 Thiết kế chi tiết thiết bị đo sáng 21 3.2.1 Sơ đồ khối hệ thống đo 21 3.2.2 Lựa chọn cảm biến 22 3.2.3 Khối xử lý 25 3.2.4 Khối ghép kênh 29 3.2.5 Sơ đồ mạch tổng quát 31 3.3 Lắp đặt chạy thử 32 3.3.1 Sản phẩm thực tế 32 3.3.2 Chạy thử phòng mổ bệnh viện tim 33 3.4 Bàn luận kết dự kiến hướng phát triển luận văn 36 3.4.1 Kết thu sau đo 36 3.4.2 Nhận xét 38 3.4.3 Đánh giá trình thực đề tài 38 3.5 Kết luận 38 TÀI LIỆU THAM KHẢO 39 ii DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1 Hệ thống đèn mổ Dr Mach 380 phòng mổ viện Tim Hình 1.2 Phịng mổ trang bị hệ thống đèn mổ Maquet Hình 2.1 Hình ảnh minh họa đo độ chói 12 Hình 2.2 Hình ảnh minh họa đo độ rội 13 Hình 3.1 Sơ đồ khối 22 Hình 3.2 Cảm biến đo sáng BH1750 22 Hình 3.3 Cảm biến temt6000 23 Hình 3.4 OPT101 24 Hình 3.5 Sơ đồ nguyên lý khối cảm biến 25 Hình 3.6 Arduino UNO R3 26 Hình 3.7 Sơ đồ nguyên lý khối xử lý 28 Hình 3.8 IC tương tự 74HC4051 30 Hình 3.9 Sơ đồ nguyên lý khối ghép kênh 31 Hình 3.10 Sơ đồ mạch in 31 Hình 3.11 Mạch 3D 32 Hình 3.12 Mạch sau hồn thiện 32 Hình 3.13 Hai bàn tay duỗi thẳng cách mặt thiết bị đo 30 cm 33 Hình 3.14 Hai bàn tay nắm thẳng cách mặt thiết bị đo 30 cm 34 Hình 3.15 Hai bàn tay duỗi thẳng cách mặt thiết bị đo 20 cm 34 Hình 3.16 Hai bàn tay nắm cách mặt thiết bị đo 20 cm 35 Hình 3.17 Hai bàn tay duỗi thẳng cách mặt thiết bị đo 10 cm 35 Hình 3.18 Hai bàn tay duỗi thẳng cách mặt thiết bị đo cm 36 Hình 3.19 Hai bàn tay nắm cách mặt thiết bị đo cm 36 iii DANH MỤC BIỂU BẢNG Bảng 1.1 Thông số hệ thống đèn mổ Maquet Viện Tim Hà Nội Bảng 2.1 ví dụ cường độ sáng số nguồn sáng 10 Bảng 2.2 ví dụ quang thông số nguồn sáng 11 Bảng 2.3 ví dụ độ chói số nguồn sáng 12 Bảng 2.4 ví dụ độ rọi số nguồn sáng 13 Bảng 2.5 ví dụ nhiệt độ màu số nguồn sáng 14 Bảng 3.1 Hai bàn tay duỗi thẳng cách mặt thiết bị đo 30 cm 37 Bảng 3.2 Hai bàn tay nắm cách mạch thiết bị 30 cm 37 Bảng 3.3 Hai bàn tay duỗi thẳng cách mạch thiết bị 20 cm 37 Bảng 3.4 Hai bàn tay nắm cách mặt thiết bị 20 cm 37 Bảng 3.5 Hai bàn tay duỗi thẳng cách mặt thiết bị đo 10 cm 37 Bảng 3.6 Hai bàn tay nắm cách mặt thiết bị đo 10 cm 37 Bảng 3.7 Hai bàn tay duỗi thẳng cách mặt thiết bị đo cm 38 Bảng 3.8 Hai bàn tay nắm cách mặt thiết bị đo cm 38 iv CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐÈN MỔ TẠI BỆNH VIỆN TIM HÀ NỘI Các bác sĩ phẫu thuật khơng thích đèn sợi đốt bệnh viện họ: chúng nóng, vàng mờ Điều gây khó khăn lớn cho bác sĩ khoa ngoại Hãy tưởng tượng bạn phải dành hàng (và nhiều hàng chục giờ) tập trung cao độ môi trường khơng dễ chịu: cảm giác nóng rát cho đèn, ánh sáng vàng khiến khó phân biệt cấu trúc mạch máu thể Rất nhiều bác sĩ chia sẻ ánh sáng khơng có số hoàn màu tốt gây nhiều nhầm lẫn biến chứng phẫu thuật Vì kinh nghiệm tuyệt đối quan trọng ngoại khoa Đây rào cản lớn với phẫu thuật viên trẻ tuổi từ lý thuyết đến thực tiễn Vậy nên, bác sĩ yêu cầu công nghệ LED cho quy trình họ Bệnh viện biết họ cần phải nâng cấp Họ chí nhớ đèn họ lắp đặt Họ xem qua công nghệ LED thị trường choáng ngợp phức tạp Có cách dễ dàng để đáp ứng yêu cầu ánh sáng bác sĩ phẫu thuật không? Các kỹ sư dành 14 tháng để bàn bạc với nhà quản lý Trung tâm phẫu thuật Chăm sóc cấp tính, bác sĩ phẫu thuật y tá, để tìm nhu cầu quan trọng họ ánh sáng phẫu thuật Các bác sĩ lâm sàng yêu cầu điều tương tự: hiệu suất ánh sáng ổn định, mát, cường độ cao, ánh sáng trắng tinh khiết số hoàn màu tốt 1.1 Yêu cầu lâm sàng bác sĩ với hệ thống đèn mổ Ở đây, bàn yêu cầu lâm sàng mổ có xâm lấn; lý mổ xâm lấn có xâm lấn có khác biệt rõ ràng quy trình, thiết bị yêu cầu Đối với mổ xâm lấn, ta cần thiết bị khác hỗ trợ camera nội soi, thiết bị sử dụng mổ nội soi, thiết bị X-quang tăng sáng truyền hình, vv… Đối với phòng mổ, phòng mổ xâm lấn, vệ sinh vô khuẩn, tiệt trùng yếu tố tối quan trọng Điều đồng nghĩa với việc thiết bị phòng mổ yêu cầu dễ lau rửa, tháo lắp để vệ sinh đèn mổ không ngoại lệ Ngoài ra, khu vực phẫu thuật cần nhiều hỗ trợ nhiều người Vậy nên bố trí phịng mổ xem trọng Phịng mổ cần bố trí gọn gàng tối ưu hóa diện tích, khơng để xảy rối rắm trình phẫu thuật, tránh việc người cản trở lẫn trình thực phẫu thuật Các quy định chỗ đứng bác sĩ mổ chính, bác sĩ mổ phụ, bác sĩ gây mê, y tá, vv… nghiêm ngặt vị trí hình quan sát, monitor Vì nên hệ thống đèn mổ phải bố trí cho phù hợp nhất, mà kết nối với hệ thống mê thở hình quan sát monitor Tiêu chuẩn phòng mổ quy định hệ thống chiếu sáng phòng mổ tuân theo tiêu chuẩn khu vô trùng sử dụng ánh sáng nhân tạo Hệ thống chiếu sáng cần phân chia thành chiếu sáng tổng thể chiếu sáng cục Chiếu sáng tổng thể ánh sáng từ hệ thống đèn âm trần hệ đèn góc Chiếu sáng cục ánh sáng lấy từ đèn mổ (đèn không hắt bóng) bố trí thuận tiện, dễ dàng xoay chuyển điều chỉnh tiêu cự sáng độ sáng Tổng độ rọi từ hệ thống chiếu sáng phịng mổ khoảng 300 – 700 lux Ngồi ra, đèn mổ phải yêu cầu thời gian hoạt động liên tục kéo dài mà không làm giảm chất lượng nguồn sáng hay ảnh hưởng đến mạch điện Trong trường hợp điện đột ngột, đèn cần hệ thống tự ngắt bảo vệ tránh chập, để có điện lại hoạt động bình thường Quan trọng hết, bác sĩ yêu cầu đèn mổ phải cho ánh sáng dịu, hiệu suất ánh sáng ổn định, mát, cường độ cao, ánh sáng trắng tinh khiết, hạn chế đổ bóng số hồn màu tốt Tất yếu tố giúp tăng chất lượng ca phẫu thuật, giảm đáng kể biến chứng phẫu thuật nhầm lẫn gây việc ánh sáng vàng làm thay đổi màu sắc, bóng mờ khiến khó quan sát, ánh sáng gắt nóng khiến bác sĩ mỏi mắt, hay số hồn màu khơng cao Đồng thời, góp phần làm giảm áp lực lên bác sĩ khoa ngoại cung cấp cho họ môi trường làm việc dễ chịu thoải mái, đáng tin cậy Một hệ thống đèn mổ khơng gây chói lóa khó chịu kể ngước lên nhìn hình quan sát monitor hệ thống mà bác sĩ ngoại khoa ao ước 1.2 Một số hệ thống đèn mổ sử dụng Bệnh viện tim Hà nội Từ 2014 đến nay, bệnh viện Tim Hà Nội sở có phịng mổ phịng mổ trang bị đủ tiêu chuẩn phòng mổ tim hở với thiết bị đại 01 phòng mổ Hybrib tiêu chuẩn quốc tế Các hệ thống đèn mổ trang bị bệnh viện Tim hệ thống đèn mổ Dr Mach, Harmony Led, Maquet SA 1.2.1 Hệ thống đèn mổ Dr Mach 380 Hệ thống đèn mổ treo trần Dr Mach 380 loại bóng sợi đốt có cơng suất 216W có chức điều chỉnh trường chiếu đèn tự động bán tự động Hình 3.5 Sơ đồ nguyên lý khối cảm biến 3.2.3 Khối xử lý Khối xử lý có nhiệm vụ nhận tín hiệu từ cảm biến tính tốn cho giá trị độ sáng đèn mổ Module arduino Uno lựa chọn để đảm nhiệm nhiệm vụ này, arduino mang đến nhiều ưu điểm lập trình dễ dàng, đáp ứng nhanh, dễ dàng thiết kế phần cứng, giá hợp lý có sẵn thị trường Arduino Uno board mạch vi điều khiển phát triển bơi Arduino.cc, tảng điện tử mã nguồn mở chủ yếu dựa vi điều khiển AVR Atmega328P Arduino hỗ trợ xây dựng ứng dụng điện tử tương tác với thông qua phần mềm phần cứng hỗ trợ Khi arduino chưa đời, để làm dự án điện tử nhỏ liên quan đến lập trình, biên dịch, cần đến hỗ trợ thiết bị biên dịch khác để hỗ trợ Ví dụ như, dùng Vi điều khiển PIC IC vi điều khiển họ 8051 , phải thiết kế chân nạp onboard, mua thiết bị hỗ trợ nạp biên dịch mạch nạp 8051, mạch nạp PIC 25 Hiện Arduino biết đến Việt Nam rộng rãi Từ học sinh trung học, đến sinh viên người làm Những dự án nhỏ lớn thực cách nhanh, mã nguồn mở chia sẻ nhiều diễn dàn nước nước Giúp ích nhiều cho bạn theo đam mê nghiên cứu chế tạo sản phẩm có ích cho xã hội Trong năm qua, Arduino não cho hàng ngàn dự án điện tử lớn nhỏ, từ sản phẩm đời ứng dụng đơn giản sống đến dự án khoa học phức tạp Cứ vậy, thư viện mã nguồn mở ngày tăng lên, giúp ích cho nhiều người biết đến Arduino chuyên viên lập trình nhúng chuyên gia tham khảo xây dựng tiếp nối Thiết kế điều khiển thiết bị thông qua cảm biến ánh sáng, Đo nồng độ hóa chất, khí ga xử lý thông qua cảm biến nồng độ cảm biến khí, Bạn muốn làm robot mini, Bạn muốn quản lý tắt mở thiết bị điện nhà, bạn muốn điều khiển motor, nhận dạng ID, Khó xíu bạn muốn làm máy CNC máy in 3D mini, máy bay không người lái ( Flycam) hệ thống thu thập liệu thông qua GSM, xử lý ảnh,điều khiển vạn vật thông qua internet giao tiếp với điện thoại thông minh Để làm điều đó, từ đơn giản đến phức tạp, cần sử dụng ngơn ngữ lập trình Arduino dựa sơ đồ, hệ thống bạn thiết kế, thông qua phần mềm Arduino IDE, để thực yêu cầu đưa phận xử lý trung tâm ( Arduino) Hình 3.6 Arduino UNO R3 Thơng số kỹ thuật: - Chíp ATMEGA328P-PU - Nguồn Cấp : 7-12V - Dịng Max chân 5V : 500mA - Dòng Max 3.3V : 50mA 26 - Dòng Max Chân I/O : 30mA - 14 Chân Digital I/O (6 chân PWM) - Chân Analog Inputs - 32k Flash Memory - 16Mhz Clock Spee - SRAM KB - EEPROM KB - Đèn LED : Arduino Uno kèm với đèn LED tích hợp kết nối thông qua chân 13 Cung cấp mức logic HIGH tương ứng ON LOW tương ứng tắt - Vin : Đây điện áp đầu vào cung cấp cho board mạch Arduino Khác với 5V cung cấp qua cổng USB Pin sử dụng để cung cấp điện áp tồn mạch thơng qua jack nguồn, thông thường khoảng 7-12VDC - Chân 5V sử dụng để cung cấp điện áp đầu Arduino cấp nguồn ba cách USB, chân Vin bo mạch giắc nguồn DC - USB : Hỗ trợ điện áp khoảng 5V Vin Power Jack hỗ trợ dải điện áp khoảng từ 7V đến 20V - GND : Chân mass chung cho toàn mạch Arduino - Reset : Chân reset để thiết lập lại ban đầu - IOREF : Chân hữu ích để cung cấp tham chiếu điện áp cho Arduino - PWM : PWM cung cấp chân 3,5,6,9,10, 11 Các chân cấu hình để cung cấp PWM đầu bit - SPI : Chân gọi giao diện ngoại vi nối tiếp Các chân 10 (SS), 11 (MOSI), 12 (MISO), 13 (SCK) cung cấp liên lạc SPI với trợ giúp thư viện SPI - AREF : Chân gọi tham chiếu tương tự, sử dụng để cung cấp điện áp tham chiếu cho đầu vào tương tự - TWI : Chân Giao tiếp TWI truy cập thông qua thư viện dây Chân A4 A5 sử dụng cho mục đích - Serial Communication :Giao tiếp nối tiếp thực thông qua hai chân (Rx) (Tx) - Rx : Chân sử dụng để nhận liệu chân Tx sử dụng để truyền liệu - External Interrupts (Ngắt ngoài) : Chân sử dụng để cung cấp ngắt 27 Hình 3.7 Sơ đồ nguyên lý khối xử lý Các chân Arduino chỗ nối dây để xây dựng mạch (để liên kết bo mạch với dây thường có đầu cắm nhựa đen để bạn cắm dây vào bo mạch) Arduino có nhiều loại chân khác nhau, loại ghi bo mạch sử dụng cho chức khác GND : Viết tắt ‘Ground’ Có số chân GND Arduino, sử dụng chân để nối đất cho mạch 5V & 3.3V : Chân 5V cấp nguồn vôn, chân 3.3V cấp nguồn 3,3 vôn Hầu hết linh kiện đơn giản sử dụng với Arduino chạy ổn định 3,3 vôn Analog : Khu vực chân có ký hiệu 'Analog In' (A0 đến A5 UNO) chân nhận tín hiệu đầu vào Các chân đọc tín hiệu từ cảm biến tương tự (như cảm biến nhiệt độ) chuyển đổi thành giá trị số mà đọc Digital: Qua khu vực chân analog tới chân digital (0 đến 13 UNO) Các chân sử dụng cho đầu vào digital (ví dụ cho biết nút nhấn) đầu digital (như cấp lượng cho đèn LED) PWM : Bạn thấy dấu ngã (~) bên cạnh số chân số (3, 5, 6, 9, 10 11 UNO) Các chân hoạt động chân digital thơng thường, ngồi sử dụng cho điều chế độ rộng xung (PWM) AREF: Là viết tắt tham chiếu analog Chân thường sử dụng Thỉnh thoảng dùng để thiết lập điện áp tham chiếu bên (giữa Vôn) làm giới hạn cho chân analog đầu vào 28 Arduino có nút reset: Nếu nhấn nút tạm thời kết nối chân reset với đất khởi động lại mã nạp Arduino Nó hữu dụng mã bạn khơng lặp lại bạn muốn kiểm tra nhiều lần TX viết tắt truyền, RX viết tắt nhận Những ký hiệu xuất nhiều thiết bị điện tử để chân chịu trách nhiệm giao tiếp nối tiếp Trong trường hợp bo mạch trên, có hai vị trí UNO Arduino nơi TX RX xuất - vị trí thứ chỗ chân số 1, vị trí thứ hai bên cạnh đèn LED báo TX RX (12) Những đèn LED cung cấp dẫn trực quan Arduino nhận truyền liệu Nguồn: Mỗi bo mạch Arduino có cách nối nguồn Arduino UNO cấp nguồn từ cáp USB đầu cắm nguồn Trong hình trên, cổng USB đánh số đầu cắm nguồn đánh số Cổng USB hỗ trợ tải mã lên bo mạch Arduino Các chân tín hiệu analog Arduino sử dụng chân A0, A1, A2, A3 Chúng kết nối với với chân đầu ghép kênh 3.2.4 Khối ghép kênh Bộ ghép kênh sử dụng linh kiện đặc thù để kết hợp tín hiệu hai nhiều dịng đến dịng Ví dụ ghép kệnh dường dây điện thoại, thực nhiều gọi riêng lẻ lúc, với gọi thêm vào đường dây thông qua ghép kênh Mặc dù phổ biến liên quan đến điện tốn truyền thơng, ghép kênh cịn có nhiều ứng dụng khác Bộ ghép kênh thực quy trình lựa chọn hai nhiều tín hiệu đến cách sử dụng liệu đầu vào điều khiển để kết hợp tín hiệu đến nhiều dịng đầu Tín hiệu đầu kết hợp truyền đi, đầu cuối nhận phải tách tín hiệu để xử lý Việc tách tín hiệu kết hợp thực khử tín hiệu Sử dụng ví dụ dây điện thoại, gọi đến đích, tách khỏi đường kết hợp chuyển tiếp đến đích riêng Hành động xảy đồng thời cho tất tín hiệu đường truyền lần thời điểm Bộ ghép kênh phân thành loại theo loại IC sử dụng gồm ghép kênh analog kỹ thuật số Một ghép kênh tương tự cung cấp phương tiện cho nhiều đầu vào để chia sẻ đầu Bộ ghép kênh kỹ thuật số sử dụng dư liệu điều khiển để hướng dẫn hành động Bộ có số chẵn – chẳng hạn hai, bốn, sáu nhiều đầu vào lường đẩu chẵn thấp 29 Cả hai loại ghép kênh tương tự kỹ thuật số có đầu điều khiển, số lượng dựa số lượng đầu vào đầu mà có Một ghép kênh có hai đầu vào đầu cần đầu vào điều khiển nhất, MUX có 16 đầu vào bốn đầu cần bốn đầu vào điểu khiển để chọn dòng đầu vào hai đầu vào điều khiển để chọn dòng đầu sử dụng Trong đề tài, số lượng cảm biến sử dụng 25 tương đương với số chân tín hiệu analog 25, mà module Arduino sử dụng trang bị chân analog nên cần ghép kênh để khối cảm biến kết nối với khối xử lý Bộ ghép kênh sử dụng 04 IC tương tự 74HC4051, đầu vào IC kết nối với đầu cảm biến, đầu IC kết nối với Arduino để xử lý tín hiệu IC 74HC4051 trình bày hình , sơ đồ nguyên lý ghép kênh thể hình Hình 3.8 IC tương tự 74HC4051 Thông số kỹ thuật: - Số lượng kênh: kênh Điện áp: ~ 10V DC( thường sử dụng 5VDC) Dịng: 0.016mA Băng thơng: 180MHz Kích thước: 10 x x 1.45 mm Công suất: 500 mW Thời gian trễ: 4ns 30 Hình 3.9 Sơ đồ nguyên lý khối ghép kênh 3.2.5 Sơ đồ mạch tổng quát Sau hoàn thiện sơ độ mạch nguyên lý thiết bị đo tiến hành vẽ mạch in thiết bị Hình 3.10 thể bố trí linh kiện mạch in Hình 3.10 Sơ đồ mạch in 31 Hình 3.11 Mạch 3D 3.3 Lắp đặt chạy thử 3.3.1 Sản phẩm thực tế Mạch in hình 3.12 làm thủ cơng phíp đồng có sẵn thị trường Hình 3.12 Mạch sau hồn thiện 32 3.3.2 Chạy thử phòng mổ bệnh viện tim Thiết bị sau hoàn thành chạy thử nghiệm phòng mổ bệnh viện Tim Hà Nội sở Thiết bị sử dụng để đo ánh sáng hệ thống đèn mổ Harmony LED hai nhánh 3.3.2.1 Mơ tả thí nghiệm Thiết bị đo đặt bàn mổ, đèn mổ chỉnh cố định vị trí chiếu lên thiết bị theo phương thẳn đứng cách mặt thiết bị mét Ánh sáng đèn chỉnh mức cao Thí nghiệm tiến hành đo sáng đèn mổ có tay người làm vật cản Bàn tay có hai trạng thái nắm duổi thẳng đặt cách mặt thiết bị đo khoảng cách 30cm, 20 cm, 10cm, cm 3.3.2.2 Tiến hành thí nghiệm Thí nghiệm tiến hành phòng mổ đại bệnh viện Tim Hà Nội với hệ thống đèn mổ Harmony LED Thiết bị thí nghiệm gồm máy đo độ sáng máy tính lưu liệu đo Các hình ảnh minh họa cho qua trình đo Hình 3.13 Hai bàn tay duỗi thẳng cách mặt thiết bị đo 30 cm 33 Hình 3.14 Hai bàn tay nắm thẳng cách mặt thiết bị đo 30 cm Hình 3.15 Hai bàn tay duỗi thẳng cách mặt thiết bị đo 20 cm 34 Hình 3.16 Hai bàn tay nắm cách mặt thiết bị đo 20 cm Hình 3.17 Hai bàn tay duỗi thẳng cách mặt thiết bị đo 10 cm 35 Hình 3.18 Hai bàn tay duỗi thẳng cách mặt thiết bị đo cm Hình 3.19 Hai bàn tay nắm cách mặt thiết bị đo cm 3.4 Bàn luận kết dự kiến hướng phát triển luận văn 3.4.1 Kết thu sau đo Để kiểm tra độ sáng đèn mổ, chia mặt đo thành vùng nhỏ cụ thể nghiên cứu ma trận 5x5, vùng nhỏ tương ứng với cảm biến thu kết bảng 36 Bảng 3.1 Hai bàn tay duỗi thẳng cách mặt thiết bị đo 30 cm 121935 121935 122287 122170 122170 122287 121935 120528 95255 122170 122170 121935 122287 99589 122170 121935 121935 121935 99237 122170 120176 122170 122170 122170 121935 Bảng 3.2 Hai bàn tay nắm cách mạch thiết bị 30 cm 121935 122170 121935 120176 120270 122150 121935 122287 118255 119650 122287 122170 122287 121231 119570 122287 120528 122170 119237 119550 121150 121070 120580 122170 121935 Bảng 3.3 Hai bàn tay duỗi thẳng cách mạch thiết bị 20 cm 121935 112170 122287 122170 122170 122170 111114 112170 110528 111583 122287 93287 97220 92668 100879 119255 85513 94780 99941 101231 122170 84399 82580 92199 101231 Bảng 3.4 Hai bàn tay nắm cách mặt thiết bị 20 cm 122170 122170 121935 122170 121935 122170 122287 101583 102287 100746 122287 122287 101583 96160 100575 122287 122287 101466 95238 102170 122170 122170 121818 88592 981935 Bảng 3.5 Hai bàn tay duỗi thẳng cách mặt thiết bị đo 10 cm 111935 112247 115280 118820 112520 92130 94545 95287 99237 88287 67097 58768 54428 82111 83287 73197 45895 51496 46100 43988 73753 63499 55085 71580 65364 Bảng 3.6 Hai bàn tay nắm cách mặt thiết bị đo 10 cm 121340 122410 122280 122347 122150 115170 112421 112714 110537 113114 101935 101583 101583 101466 101818 93255 85513 94780 99941 101231 83753 74359 92199 80580 82346 37 Bảng 3.7 Hai bàn tay duỗi thẳng cách mặt thiết bị đo cm 101935 44458 28035 22170 100528 77067 42229 24165 19942 19472 91026 43988 22522 26628 21936 78944 41408 28857 25807 21232 102170 77771 46569 24399 20880 Bảng 3.8 Hai bàn tay nắm cách mặt thiết bị đo cm 121818 121935 121935 121935 121818 121935 46569 62287 41408 121935 120528 20997 23915 25147 48533 120528 28857 27830 28035 28533 121935 19772 27771 21936 21935 3.4.2 Nhận xét Kết đo đạc cho thấy, bàn tay cách mặt phẳng đo 20, 30 cm vùng tối ít, cường độ sáng đèn chiếu lên bàn mổ co không thay đổi Với trường hợp bàn tay cách mặt phẳng đô 10cm, mặt phẳng đo xuất bóng mờ, cường độ sáng đèn mổ giảm mạnh Nhận xét:  Cường độ ánh sáng bề mặt ổn định tay cách mặt phẳng đo 20, 30 cm  Cường độ ánh sáng bền mặt giảm mạnh tay cách mặt phẳn đo 5, 10 cm Trong trường hợp này, bề mặt xuất bóng 3.4.3 Đánh giá q trình thực đề tài  Đã thiết kế hồn thiện thành cơng thiết bị đo sáng áp dụng đo hệ thống đèn mổ  Thiết bị có kích thước nhỏ gọn dễ thao tác  Thiết bị đo dư liệu liên tục dự liệu hiển thị lên máy tính 3.5 Kết luận Sau trình nghiên cứu, thiết kế, chế tạo đánh gía chất lượng sản phẩm ứng dụng phòng mổ bệnh viện Tim Hà Nội sở cho thấy sản phẩm thiết kế tốt, có dải đo rộng phù hợp với đo cường độ sáng đèn mổ Tuy nhiên, sản phẩm cần thêm thời gian để hoàn thiện chỉnh chu 38 TÀI LIỆU THAM KHẢO Radiometric and photometric quantities” Instrumentsystems.com Truy cập 20/03/2021 https://en.wikipedia.org/wiki/Light_meter truy cập 20/03/2021 https://en.wikipedia.org/wiki/Photometer truy cập ngày 20/03/2021 https://www.alldatasheet.com/datasheet-pdf/pdf/545673/TI/OPT101.html truy cập ngày 25/03/2021 https://www.yumpu.com/en/document/view/47549290/mach-380-400500-700-englisch-dr-mach truy cập ngày 25/03/2021 http://benhvientimhanoi.vn/gioi-thieu/khoi-chuyen-mon/phong-mo truy cập ngày 26/03/2021 Patricia A Higgins, Chris Winkelman, Amy R Lipson, "Light Measurement in the Hospital: A Comparison", Nursing & Health, 2007, vol.30, pp 120-128 https://www.pce-instruments.com/english/measuring-instruments/testmeters/light-meter-kat_41778.htm truy cập ngày 30/03/2021 https://www.photonics.com/Articles/Photometry_The_Answer_to_How_ Light_Is_Perceived/a25119 truy cập lần cuối ngày 30/3/2021 10 Rong-Yuan Jou and Pin-Hsien Lee, Measurement of Light Intensity Profiles of Light-Emitting Diodes in a Cylindrical Tank, ICAE, 2014 11 W.A Fairbairn, METHODS OF LIGHT INTENSITY MEASUREMENT IN FOREST STANDS: II The Use of Light Measurement Instruments in the Field, 1958, Vol.31, No.2, Pp 155-162 12 Roman Hrbac, Tomas Novak, Vaclav Kolar, Mikołaj Bartłomiejczyk, Prototype of a low-cost luxmeter with wide measuring range designed for railway stations dynamic lighting systems, 15th International Scientific Conference on Electric Power Engineering, 2014 13 Nadtaya Sirithong, Supagorn Katathikarnkul, Suwit Khongpugdee, Design and Development Lux Meter, ASEAN Journal of Scientìic and Technological Reports, 2014, Vol.17, No.3 39 ...TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ Thiết kế thiết bị đo kiểm cường độ sáng đèn mổ phòng mổ phẫu thuật chuyên tim Bệnh viện Tim Hà Nội NGUYỄN KHẮC VƯƠNG Ngành Kỹ thuật Y sinh Giảng viên... : Nguyễn Khắc Vương Đề tài luận văn: Thiết kế thiết bị đo kiểm cường độ sáng đèn mổ phòng mổ phẫu thuật chuyên tim Bệnh viện Tim Hà Nội Chuyên ngành: Kỹ thuật y sinh Mã số SV: CA 190179 Tác giả,... nghiên cứu kiểm soát độ chiếu sáng Trong phần sau, thiết bị sáng thiết kế nhằm đo độ sang đèn mổ nhằm kiểm tra, đảm bảo yêu cầu độ sáng hệ thống đèn mổ 20 CHƯƠNG THIẾT KẾ CHẾ TẠO MẠCH ĐO ÁNH SÁNG VÀ