Gắn ở ngực Gắn ở tay Gắn ở chi
Thông số ECG 54 56 55
4.4.2. SO SÁNH KẾT QUẢ VỚI THIẾT BỊ KHÁC
Thơng số nhịp tim và dạng sóng điện tim: Máy đo điện tim Fukuda Denshi FX- 7100, monitor COMEN c80.
Tín hiệu đầu vào: máy mơ phỏng tín hiệu chuẩn SKX-2000 và cơ thể người. Tính chính xác của hệ thống phải được chứng minh thơng qua so sánh với các thiết bị chuẩn khác đang có mặt trên thị trường. Đầu tiên, thử nghiệm với máy phát điện tim chuẩn. Hình 4.15 là kết quả của một lần đo so sánh hệ thống này với hai thiết bị có mặt trên thị trường. Các lần lấy tín hiệu từ máy phát mơ phỏng đều cho ra dạng sóng tương đương nhau.
Hình 4.15: Kết quả đo từ máy phát điện tim mô phỏng
Thử nghiệm nhiều lần với số nhịp/phút tăng dần 10 nhịp trong khoảng 60 đến 100 nhịp. Thu được kết quả thống kê ở bảng 4.2. Những lần lấy dữ liệu, thông số nhịp tim của máy FX-7100 đáp ứng nhanh. Tuy nhiên để đạt được nhịp chính xác, phải đợi sau vài lần tính tốn. Máy COMEN C80 đáp ứng tính tốn nhịp tim chậm hơn. Tuy nhiên, kết quả chuyển dần cho tới khi chính xác và rất ổn định. Hệ thống đo điện tim gửi lên
ECG của nhóm sinh viên đáp ứng nhanh như FX-7100, nhưng cũng cần một vài lần để tính tốn chính xác.
Bảng 4.2: So sánh tính chính xác tính tốn nhịp tim với các thiết bị khác
Máy phát mô phỏng 60 bpm 70bpm 80bpm 90bpm 100bpm
FX-7100 60 70 80 90 100
COMEN c80 60 71 81 91 101
Hệ thống đang làm 60 71 81 91 101
Các dữ liệu được thu thập bằng cách đo thử nghiệm trên cơ thể người với 5 sinh viên (3 nam, 2 nữ) với mỗi người đo 3 lần cho mỗi thiết bị, mỗi lần đo khoảng 30s đến 1 phút tùy vào sự ổn định tín hiệu của người đo.
Hình 4.16: Kết quả tín hiệu ECG đo 3 thiết bị từ 1 sinh viên
Kết quả đo tín hiệu một trong các lần đo từ một sinh viên được thể hiện qua Hình
4.16. Với Hình 4.16a là dạng sóng lấy được từ thiết bị đo gửi lên wifi, cịn hình 4.16b, 4.16c lần lượt là từ máy đo điện tim Fukuda Denshi FX-7102 và Patient Monitoring
COMEN C80. Lần lượt dạng sóng Lead I của các máy đều tương tự nhau. Máy FX- 7102 có mắc 4 điện cực nên cho ra được 6 tín hiệu Lead I,II,III và aVR, aVL, aVF. Máy COMEN C80 mắc 3 điện cực nên có thể cho ra được tín hiệu 3 lead.
Thơng số nhịp tim tính tốn được từ hệ thống và các thiết bị được thể hiện trong
bảng 4.4. Các lần đo số liệu được lưu trữ trong bộ nhớ máy, sau đó in ra giấy và thống
kê vào bảng. Mỗi sinh viên có 3 lần đo và nhịp tim là kết quả trung bình trong lần đo đó. Sau đó dùng các cơng thức (2.23), (2.24), (2.25) để tính tốn sai số. Từ các số liệu ở bảng 4.4 có thể nhận thấy mỗi lần đo của mỗi thiết bị có sự chênh lệch.
Bảng 4.4: Thông số điện tim so sánh ở các máy
FX-7102 COMEN c80 Hệ thống đang làm SV1 16129001 49 48 50 52 51 51 53 53 51 SV2 16129016 82 80 79 75 78 77 77 79 77 SV3 16129022 69 69 70 70 68 74 70 68 73 SV4 16129006 84 85 85 90 87 88 87 87 88 SV5 16129067 96 86 98 94 92 94 96 93 90 Trung bình chung (𝐗̅) 76.27 74.93 76.33 Phương sai (S2) 249.8 221.1 239.8 Độ lệch chuẩn (S) 15.81 14.87 15.49
Để dễ dàng đánh giá, các số liệu ở bảng 4.4 được tính tốn trung bình. Số liệu
trung bình này được tính tốn theo cơng thức (2.23) và được vẽ lên biểu đồ hình 4.17 với giá trị được làm tròn ở hàng đơn vị. Từ biển đồ, có thể dễ dàng nhận thấy nhịp tim của các sinh viên có sự chênh lệch giữa các thiết bị đo. Sự chênh lệch hai thiết bị chuẩn là không quá lớn. Thiết bị sản phẩm của nhóm sinh viên thực hiện cũng có sự chênh lệch khơng nhiều.
Hình 4.17: Biểu đồ so sánh nhịp tim trung bình
4.4.3. GIẢI THÍCH
a. Đo tại nhiều vị trí khác nhau trên cơ thể
Đo tại các vị trí mắc điện cực khác nhau trên cơ thể. Vị trí các chi, vị trí trên 2 cánh tay và vị trí ở ngực. Tín hiệu điện tim khi đo ở vị trí ngực có biên độ lớn hơn ở hai vị trí cịn lại vì sự suy hao khi lan truyền. Càng truyền đi xa về phí các chi, tín hiệu càng có biên độ thấp. Hơn nữa tín hiệu lại càng bị ảnh hưởng bởi các yếu tố như điện cơ, thành phần DC.
Tuy nhiên, khi tính nhịp tim sẽ khơng xảy ra sự thay đổi lớn. Tín hiệu sau khi lọc nhiễu đo ở vị trí khác nhau nhưng có dạng sóng tương tự nhau. Ngưỡng xác định đỉnh sẽ được cập nhật phù hợp theo tỉ lệ biên độ đỉnh. Từ đó suy ra được nhịp tim chính xác.
b. So sánh nhiều thiết bị khác nhau, tín hiệu mơ phỏng
Tín hiệu phát ra ở bộ phát chuẩn khơng có các thành phần nhiễu. Tín hiệu có biên độ Peak-Peak bằng nhau và bằng 1 mV. Tần số nhịp tim có thể điều chỉnh được và khoảng thời gian giữa hai nhịp liền kề là bằng nhau. Các thiết bị thu được tín hiệu giống nhau và tính tốn nhịp tim xấp xỉ nhau cho thấy sản phẩm của nhóm đạt yêu cầu về ngõ ra và tính tốn. 51 78 70 87 95 51 79 68 86 90 51 78 72 87 94 0 20 40 60 80 100 120 16129001 16129016 16129022 16129006 16129067
c. So sánh các thiết bị khác nhau với tín hiệu được lấy trên cơ thể tại vị trí cánh tay
Ở nhiều người đo, dạng sóng tín hiệu khá giống nhau. Tuy nhiên, tính tốn nhịp tim lại có sự khác biệt giữa các thiết bị. Mỗi thiết bị đều có mỗi thuật tốn tính tốn nhịp tim riêng. Hơn nữa các tác động bên ngoài như tinh thần, thành phần nhiễu tại mỗi thời điểm đo khác nhau. Dẫn đến sự khác biệt trong tính tốn nhịp tim.
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
a. KẾT LUẬN
Sau thời gian tìm hiểu và thực hiện đề tài, nhóm chúng em đã thu được nhiều kết quả khả quan và đạt được yêu cầu ban đầu của đề tài. Cụ thể mục tiêu nhóm đã đạt được như sau:
Biết sử dụng các phần mềm để thiết kế và vẽ sơ đồ nguyên lý, sơ đồ mạch in, lập trình ứng dụng điện thoại, lập trình hệ thống, xử lí bộ lọc, lập trình Server.
Thiết kế được một ứng dụng Android trên Smartphone với giao diện ứng dụng đơn giản, thân thiện và dễ dàng cho người dùng.
Thiết kế và thi công được phần cứng hệ thống thu thập và hiển thị tín hiệu ECG đơn giản, nhỏ gọn, dễ sử dụng và có thể sạc pin.
Hệ thống đo được dữ liệu ECG bằng 3 điện cực, lưu được dữ liệu lên Database Server, load lại dữ liệu và hiển thị lên điện thoại, xem được dữ liệu trực tiếp khi đo trên điện thoại và màn hình Oled được tích hợp trên hộp của sản phẩm. Tuy nhiên, đề tài vẫn còn tồn tại một số lỗi phát sinh khách quan làm cho hệ thống chưa ổn định. Và kết quả của hệ thống so với một số thiết bị trên thị trường cịn có chênh lệch khơng đáng kể.
b. KIẾN NGHỊ
Để tăng tính thực tế và hiệu quả hơn cho thiết bị, nhóm đề ra một số kiến nghị như sau:
Hướng tới nhiều thiết bị đo và gửi cùng lúc.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] Dương Trọng Lượng, Nguyễn Đức Thuận, Nguyễn Thái Hà, Trịnh Quang Đức, Phí Ngọc Tú, Nguyễn Phan Kiên, “Thiết kế hệ thống thu nhận tín hiệu điện tâm
đồ trong thời gian thực dựa trên giao tiếp âm thanh – soundcard tích hợp trong máy tính”, Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Khoa học Tự nhiên và Công nghệ, Tập 30, số
2, pp. 40-46, 2014.
[2] Nguyễn Văn Hải, Nguyễn Minh Quân, “Giám sát nhịp tim qua điện thoại
Android”, Đồ án tốt nghiệp, Đại học Bà Rịa Vũng Tàu, 2017.
[3] Bin Yu, Lisheng Xu, Yongxu Li, “Bluethooth Low Energy (BLE) based mobile
electrocardiogram monitoring system”, IEEE International Conference on
Information and Automation, Shenyang, China, 2012.
[4] Wei Lin, “Real time monitoring of electrocardiogram through ieee 8002.15.4
network”, 2011 8th International conference & expo on emerging technologies for a smarter word, New York, NY, USA, 2011.
[5] Brucal, S.G.E., Aguirre, J.V.C.T., Macatangay, S.D., Rubia, W.U., & Zamora, A.M., “Development of a 12-lead ECG signal processing algorithm using NI
Labview and NI Elvis”, 2018 IEEE 7th Global conference on consumer electronics (GCCE), 2018.
[6] Raval, J. A., Sakinala, V. V., Jadhav, N. R., & Karia, D. C., “Labview based
real time bio-telemetry system for healthcare”, International conference on
communication and signal processing (ICCSP), 2017.
[7] Ying, G., Zhenzhen, W., Li, K., Qiang, D., & Jinghui, L., “Heart sound and
ECG signal analysis and detection system based on Labview”, Chinese control and
decision conference (CCDC), 2018.
[8] C larence Wilbur Taber, Clayton L. Thomas, Donald Venes, “Taber's Cyclopedic Medical Dictionary”, 2009.
[9] Dung Le, “Hoạt Động Của Tim”, sites.google.com, 2010.
[10] Hall, John, “Guyton and Hall textbook of medical physiology”, 2011.
[11] Keith L. Moore, Arthur F. Dalley, Anne M. R. Agur, “1”, “Clinically Oriented
Anatomy. Wolters Kluwel Health/Lippincott Williams & Wilkins”, 2009.
[13] Chúc Nghĩa, “(GIÃI MÃ) Vì sao tim hoạt động suốt đời mà khơng mệt mỏi?”, suckhoe88.com, 26/07/2019.
[14] TS.BSCC.Trần Văn Đồng, “Hình Dạng Và Định Danh Các Sóng Điện Tâm Đồ”, Hội nghị tim mạch toàn quốc 2015.
[15] Giáo sư Trần Đỗ Trinh, “Hướng dẫn đọc điện tim”, ĐH Y Dược Huế, 2008. [16] “Android”, techterms.com, 16/05/2016.
[17] Nguyen Dinh Duc, “Kiên trúc của hệ điều hành Android”, 12/09/2016.
[18] “Server là gì? Máy chủ là gì? Những điều cần biết về Server”, viettelidc.com.vn,
21/09/2018.
[19] Hồng Nhi, “Server là gì? Các loại máy chủ phổ biến hiện nay”,
blog.tinohost.com, 2019.
[20] “Bài 9: Giới thiệu về hệ quản trị cơ sở dữ liệu MySQL”, kungfuphp.com,
31/01/2015.
[21] “Tổng Quan Về PHP”, stdio.vn, 30/01/2016.
[22] LHV - Galileo. “Bài 1.0: Tổng quan về ESP8266 nodeMCU”, lophocvui.com, 22/09/2018.
[23] “Giới thiệu vắn tắt kít phát triển ESP8266 (chíp nạp CP2102)”, arduino.vn,
11/8/2016.