II) Sơ đồ khối của thiết bị:
2. DSP 56002 SRD/PC
2.2.1. Các lu đồ thuật toán thực hiện chơng trình.
• Để thực hiện đợc các nhiệm vụ: Truyền và thu thập số liệu, xác định chu kì (R-R), nhận dạng, so sánh, lu giữ tín hiệu và hiển thị kết quả trên máy tính. Chơng trình phần mềm viết cho DSP có algorithm cho dới đây:---
Giải thích lu đồ:
+ Bớc đầu tiên phải khởi tạo CS4215, chọn chế độ điều khiển để khởi tạo cho CS4215 cụ thể là ta qui định các thông số cho CS4215 nh tần số lấy mẫu ( tần số lấy mẫu của CS4215 ở trong khoảng từ 4 KHz- 50KHz ), số bit trong một frame, tốc độ truyền...
+ Khi ở chế độ truyền số liệu thì CS4215 thực hiện việc thu tín hiệu tơng tự chuyển dạng số và gửi đến DSP để xử lí. Nó hoạt động theo chế độ mà ta đặt trớc ở chế độ điều khiển còn trong trờng hợp CS4215 ở chế độ truyền số liệu, nó sẽ quy định khung truyền số liệu.
Nh ta đã biết tín hiệu điện tim chuẩn có tần số biến đổi từ (0.5- 100)Hz. Mà theo định lí lấy mẫu thì tần số lấy mẫu phải lớn hoặc bằng 2 lần tần số cắt của tín hiệu điện tim. Về lí thuyết tần số tín hiệu điện tim có thể tính toán theo công thức :
max . 2 G X T n m γ =
Trong đó : Tm : tần số lấy mẫu. γ : sai số yêu cầu.
Xn : giá trị định mức của đại lợng đo.
Gmax : gia tốc biến thiên cực đại của tín hiệu đo (đạo hàm bậc hai của quá trình biến thiên).
Tính toán tần số lấy mẫu:
Thực tế việc tính số điểm lấy mẫu trong một chu kì tín hiệu điện tim đợc tính toán nh sau:
Nh ta đã trình bày ở chơng 1 ữphần 1, thời gian tồn tại của sóng P là
0,05s ữ 0,11s; chu kỳ tín hiệu điện tim là 0,9s . Vậy với P = 0,05 ta tính: fmax = 20Hz 05 , 0 1 =
Theo định lý lấy mẫu và kết hợp với thực tế ta chọn tần số lấy mẫu của tín hiệu điên tim đợc tăng lên 50 lần: 20 Hz x 50 lần = 1000 Hz.
Tần số lấy mẫu thực tế của mạch mã hoá giải mã(đầu vào của tín hiệu điện tim).
CS4215 là 8 KHz; 9,6 KHz; 16 KHz; 32 KHz; 48 KHz do đó ta chọn nhỏ nhất là 8 KHz . Chu kỳ lấy mẫu Te =
KHz
8 1 1
. Vậy số điểm lấy mẫu trong
1 chu kỳ tín hiệu là : 3 10 . 8 . 9 , 0 8 1 9 , 0 = KHz s = 7200 điểm .
Cửa sổ ta chọn là 40 đoạn cho 1 chu kỳ lấy mẫu. Vậy ứng với mỗi đoạn lấy mẫu có :
18040 40
+ Quá trình thu thập số liệu, xác định chu kì (R-R), nhận dạng và so sánh tín hiệu diễn ra khi CS4215 ở chế độ điều khiển. ở đây, số điểm lấy mẫu đợc chọn là 7200 điểm ( về nguyên tắc số điểm lấy mẫu có thể tăng lên bao nhiêu tuỳ ý). Khi thu thập đủ 7200 điểm thì bắt đầu tính toán tần số tại điểm tín hiệu có biên độ cực đại. Khi số liệu truyền hết CS4215 quay trở về chế độ điều khiển và quá trình thu thập lại đợc bắt đầu, quá trình tiếp diễn liên tục. Khi muốn dừng chơng trình, sử dụng một tác động từ bên ngoài thông qua phần mềm EVM điều khiển dừng DSP. --- Chơng trình thu thập, xử lý và nhận dạng tín hiệu điện tim đợc viết bằng ngôn ngữ Assembler 56002.
Các chơng trình viết cho DSP gồm có : + Macro truyền số liệu
+ Macro thu thập số liệu
+ Macro tính tần số max + Macro nhận dạng tín hiệu
+ Macro so sánh tín hiệu thu đợc
với th viện tín hiểu chuẩn và lu giữ số liệu
Thành lập th viện chuẩn :
- Phát một chu kỳ tín hiệu điện tim chuẩn n lần theo lý thuyết có thể là 20 lần, ở đây để tăng độ tin cậy ta có thể chọn n = 100
Bớc 1: Tìm xác xuất xuất hiện của các dẫy chữ trong n lần phát đầu tiên. Ví dụ : aa bb cccaa lần 1 aa bb cccac lần 2 aa bb cccba lần 3 aa bb cccac lần 4 aa bb cccab lần 5 .. .. .. .. aa bb cccba lần n
Bắt đầu Khởi tạo CS4215 Thu thập Đủ số liệu Xác định chu kỳ(R-R) Nhận dạng So sánh với thư viện chuẩn Lưu giữ Hiển thị Chạy tiếp ? Kết thúc Sai Đúng Sai Đúng Đúng 54
Bớc 2 : Tìm xác xuất xuất hiện của các dẫy chữ trong n lần phát thứ 2( có thể nhiều hơn càng tốt). Cứ tiếp tục nh vậy đến bớc thứ 5 sau đó ta chọn ra các dẫy chữ giống nhau nhất có xác xuất xuất hiện lớn nhất ta hợp lại thành một th viện khoảng 7 đến 8 dẫy chữ( đó là 1 tập hợp có xác xuất xuất hiện nhiều nhất) chuẩn có 8 dạng.
Bằng phơng pháp trên ta có đã có 1 th viện , th viện này sẽ đợc cất trong bộ nhớ khi ta thực hiện việc phát ra các tín hiệu bất kỳ( tín hiệu chuẩn hoặc tín hiệu lệch ) từ máy phát mô Rông tím hoặc điện tím đa vào thiết bị tự động phân tích tim hoặc điện tim, sau khi thực hiện việc thu thập, xử lý, nhận dạng, tín hiệu sẽ so sánh lần lợt với từng dạng. Trong 8 dạng đó ở th viện chuẩn. Nếu tín hiệu trùng với 1 trong 8 dạng đó thì bỏ qua, còn nếu khác thì ghi lại vào bộ nhớ .
Để ngời bác sĩ có thể sử dụng nguồn thông tin về tín hiệu đã thu thập đợc thì phải cần nối ghép thiết bị tự động phân tích tín hiệu điện tim với máy tính thông qua card truyền thông + phần mềm truyền thông, hiển thị phần này sẽ đợc cung cấp bởi nhà chế tạo thiết bị.
Sau khi phân tích đờng cong điện tim đồ, tim ra các dấu hiệu bệnh lý, các bác sĩ chuyên khoa về tim mạch đã tập hợp chúng lại thành những hội chứng điện tim đồ, rồi dựa vào đó mà chuẩn đoán bệnh.
Có hai loại hội chứng đợc xét đến là:
- Các hội chứng về hình dạng sóng: Cá bệnh lý làm thay đổi hình dạng điện tim đồ chuẩn.
- Các hội chứng về rối loạn nhịp: Các bệnh lý làm thay đổi tần số điện tim đồ chuẩn .
Đề tài của luận văn mới chỉ xét tới các bệnh lý làm thay đổi hình dáng của điện tim đồ chuẩn và để giải quyết vấn đề này là bài toán về nhận dạng.
Tuyến tính hoá bằng phương pháp bình phương tối thiểu Sai Khởi tạo CS 4215 Thu thập Đủ số liệu Nhận dạng Lưu giữ Kết thúc Đúng