Ở cửa sổ chính, cơng cụ phần mềm này có đầy đủ các chức năng như tải dữ liệu
file text vào phần mềm sau đó thực hiện thuật toán phát hiện đỉnh R trên tín hiệu ECG, tải dữ liệu TEB đồng thời ánh xạ các đỉnh R đã được phát hiện và đánh dấu lên
86
dạng sóng. Cơng cụ cũng cung cấp một đồ thị để biểu diễn dạng sóng sau tích phân cửa sổ dịch chuyển của tín hiệu ECG.
Chức năng cắt tín hiệu chính xác theo cận trên và cận dưới để lựa chọn các đoạn tín hiệu thở và ngừng thở từ đó tạo các mẫu tín hiệu đại diện bằng thuật tốn trung bình tồn bộ, sau đó thực hiện phép trừ để thu được tín hiệu nhiễu thở thơ.
Ngồi ra phần mềm cũng hỗ trợ xuất dữ liệu sau xử lý ra các text box và file text thuận tiện cho việc lưu trữ và hiển thị dữ liệu sau này. Ở cửa sổ phụ, phần mềm hiển thị tín hiệu ICG trước và sau khi xử lý bằng phép biến đổi wavelet. Thuật toán sử
dụng sẽđược trình bày ởChương 4 của luận án.
3.3 Quy trình xây dựng bộ dữ liệu nhiễu thở trong phép đo ICG
3.3.1 Mục đích
Phần này của luận án trình bày các quy trình thu nhận và xử lý dữ liệu trở kháng vùng ngực từ các tình nguyện viên. Dựa trên các phép xử lý, tín hiệu trở kháng vùng ngực với các trạng thái thở và ngừng thở xen kẽ có thể được sử dụng để xây dựng nên bộ cơ sở dữ liệu về nhiễu thở trong phép đo ICG phục vụ mục đích nghiên cứu
và đánh giá thuật toán lọc nhiễu được tác giả đề xuất trong Chương 4 của luận án.
3.3.2 Xây dựng quy trình thu nhận dữ liệu
Với mục tiêu thu nhận đồng thời tín hiệu trở kháng ngực TEB và tín hiệu điện tâm
đồ ECG từ đó xây dựng nên bộ cơ sở dữ liệu về nhiễu thở trong phép đo ICG phục
vụ cho nghiên cứu, tác giả đã tiến hành đo và thu nhận trên các tình nguyện viên là
các nam sinh đang theo học chuyên ngành Kỹ thuật Y sinh tại trường Đại học Bách
Khoa Hà Nội. Tác giả sử dụng phương pháp đo dựa trên 8 điện cực điểm theo mơ
hình do Bernstein đề xuất [33]. Đây là một cấu hình điện cực được sử dụng rộng rãi
hiện nay trong nghiên cứu và thực tế trên các thiết bị đo thương mại. Trong đó bốn
điện cực ngồi được sử dụng để đưa dòng kích thích vào cơ thể trong khi bốn điện cực trong được sử dụng để lấy điện áp ra. Tín hiệu ECG sẽđược thiết bị trích xuất trực tiếp từ bốn điện cực trong này mà không cần dán thêm bất kì điện cực nào khác.
Điều này làm giảm sự khó chịu cho tình nguyện viên khi đo.
Quá trình thu nhận và xử lý dữ liệu được thực hiện dựa trên hệ thống thu nhận dữ liệu do tác giả tự đề xuất và xây dựng như đã trình bày ở phần trước của luận án. Hệ thống thu nhận bao gồm đầy đủ cả mạch đo và phần mềm thu nhận, hiển thị và lưu
trữ dữ liệu. Hệ thống đo là hệ thống đã được xây dựng trong Mục 3.1 của luận án,
87
trên như cường độdòng điện, tần sốdòng điện kích thích, điện áp cách điện, dịng dị của mạch nguồn, đảm bảo cách ly khi truyền về phần mềm trên máy tính. Cấu hình cụ thể của mạch đo được lượt kê trong Bảng 3.2.
Các tình nguyện viên được cho nghỉ ngơi ít nhất ba giờ trước khi đo mà khơng ăn hay uống bất kì loại thức ăn, nước uống hay bất kì loại thuốc nào. Tác giả tiến hành thu thập dữ liệu về trở kháng vùng ngực TEB bao gồm cả thành phần do hô hấp (nhiễu thở) và thành phần biến đổi do tim (ICG) với bốn trạng thái khác nhau bao gồm: ngừng thở, thở bình thường, thở nhanh, và thở gắng sức. Quá trình được diễn ra với
sáu bước liên tục bao gồm: (1) ngừng thở trong 15 giây, (2) thởbình thường trong 30 giây, (3) ngừng thở trong 15 giây, (4) thở nhanh trong 30 giây, (5) ngừng thở trong 15 giây và (6) thở gắng sức trong 30 giây. Tất cả được thực hiện với tư thế nằm nghỉ. Mỗi tình nguyện viên sẽ được đo và lấy dữ liệu hai lần. Dữ liệu sau đó sẽ được mạch thu nhận gửi lên máy tính và lưu trữ dưới định dạng .csv.
3.3.3 Lựa chọn tình nguyện viên
Với mục tiêu đánh giá và thử nghiệm thuật toán cộng với quy mơ cịn nhỏ của nghiên cứu, tác giả thực hiện thu thập dữ liệu trên 26 tình nguyện viên là các nam sinh viên tại phịng thí nghiệm với độ tuổi từ 19 đến 23 mà khơng có tiền sử bệnh liên
quan đến tim mạch. Tất cả các phép đo được thực hiện với sự hỗ trợ của các bác sĩ
làm việc tại Trung tâm y tế, Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội.
Tuy nhiên trong tương lai, ở các nghiên cứu tiếp theo, tác giả mong muốn được mở rộng đối tượng đo là các đối tượng hiện đang có các bệnh liên quan đến tim mạch tại các bệnh viện với nhiều độ tuổi và giới tính khác nhau từ đó xây dựng được một bộ dữ liệu về nhiễu thở đầy đủ và có ý nghĩa hơn trong nghiên cứu cũng như trong lâm sàng.
3.3.4 Thực hiện thu nhận dữ liệu
Trước khi tiến hành đo thu thập dữ liệu, các tình nguyện viên sẽ được phổ biến về quy trình đo, chỉ tiêu kĩ thuật, chỉ tiêu an toàn điện của thiết bị đo và mục đích sử
dụng dữ liệu cho hoạt động nghiên cứu. Sau đó các tình nguyện viên tham gia sẽ ghi thơng tin và cam kết tham gia thí nghiệm trong một biên bản. Phần biên bản cam kết tham gia thí nghiệm được trình bày trong phần Phụ lục 2.
Q trình dán điện cực và thu nhận tín hiệu trên các tính nguyện viên được diễn ra dưới sự hướng dẫn của các bác sĩ có chun mơn (Hình 3.10 và Hình 3.11). Thiết
88
thực hiện đúng theo quy trình đã trình bày ở trên. Tồn bộcác phép đo đều được thực hiện ở trên phịng thí nghiệm của Trung tâm Điện tử Y sinh của trường Đại học Bách Khoa Hà Nội. Dữ liệu thu nhận được từ các tình nguyện viên sẽ được truyền và lưu trữ trên máy tính để chờ xử lý.