CHƯƠNG 1: KHẢO SÁT MỘT SÓ MÁY ĐO ĐIỆN NÃO ĐỘC LẬP 1.1 MỘT SỐ MÁY ĐO ĐIỆN NÃO ĐỘC LẬP HIỆN NAY Các hãng sản xuất máy đo điện não hiện nay có xu hướng ứng dụng tối đa các công nghệ mới nhất trong các lĩnh vực điện tứ và công nghệ thông tin để tạo ra các máy đo có số kênh nhiều hơn, gọn nhẹ hơn, ít nhiễu hơn, thân thiện với người sử dụng hơn, cũng nhự cung cấp thêm nhiều công cụ trợ giúp các bác sĩ. Các thiết kế đều sử dụng công nghệ DSP ngay trong các hộp điện cực. Việc đấu nối giữa các hộp điện cực và máy tính đều thực hiện qua USB hoặc cổng giao tiếp Ethernet. Đấi với phần mềm, ngoài các chức năng thông thừơng như hiển thị, lưu trữ, phân tích ảnh phổ,.
các hãng cũng đưa ra nhiều lựa chọn cho phép trợ giúp các bác sĩ trong việc đo, tính toán, hay đặt thêm các bộ lọc tín hiệu số cho tổ hợp tín hiệu khác nhau. Có rất nhiều chủng loại máy đo điện não trên thị trường với cấu trúc và hình dạng khác nhau. Chúng tôi đã tiến hành khảo sát máy đo điện não đa kênh của một số hang nhu Biola, Nicolet, Phoenix Clinical, Biosemi, Nihon Kohden, Phsylab, Neurosoft. Hinh 1-1: May do dién nao ctia Phoenix Clinical Hinh 1-2: May do dién nao cua Biosemi Dé tai cấp bộ 2007 9 Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo máy đo điện não Hình 1-4: Máy đo điện não của Neurosoft Về thiết kế phần cứng, các máy đo điện não thường sử dụng các công nghệ ADC SAR 16 bit nhu Mitsar, Biola, Nihon Kohden.
Phsylab va Biosemi sử dụng các công nghệ mới hơn như ADC delta sigma nhằm làm tăng số lượng kênh và độ phân giải. Theo khảo sát, các máy đo điện não hiện đại đều là loại máy đo điện não kỹ thuật số, với các ưu việt hơn hắn các máy đo điện não tương tự được sử đụng trước đây như có thé thực hiện phép đo trong điều kiện thường, sử dụng các thuật toán xử lý tín hiệu số, tín hiệu số hóa được lưu trong máy tính, tiết kiệm không gian lưu trữ, có thể điều khiển từ xa thông qua mạng máy tính, tự động khắc phục những sơ suất của kỹ thuật viên. Cấu trúc của máy đo điện não kỹ thuật số về cơ bản có những phần như sau: các điện cực (tiếp xúc trực tiếp với bệnh nhân); phần mạch bảo vệ; phần khuếch đại; khuếch đại và lọc (bậc thấp); chọn kênh; ADC; bộ vi điều khiển; phần nguồn cách ly; Đề tài cấp bộ 2007 10 Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo máy đo điện não cách ly quang: truyền nhận dữ liệu với máy tính qua công truyền thông RS232 hoặc USB. +TIENIHLIECH DAI VỊ DIEL! I<‹HIÊM +KHUECH DAI +LỌC BENH NHAN SIAC CAM L sein, LE Hình 1-5: Máy đo điện não kĩ thuật số Patient stimulus generator ( | DDCA N Controller A Vv Computer ZN Hinh 1-6: Nguyên lÿ của hệ đo tín hiệu điện não Có 2 kiểu thiết kế chủ yếu là: hộp điện cực và máy tính cùng trong một khối, hoặc hộp điện cực và máy tính nhúng được tách riêng.
Phân lớn, máy đo điện não của các hãng đều đáp ứng các yêu cầu sau: -_ Độ nhạy 1-500uV/mm - Pham vi đầu vào <13mV - Chuyén déi A-D >16 bit - Mute nhiéu <IuV -_ Trở khang dau vào >100MQ - Giao tiếp thông qua USB hoặc Erthernet - Dap img các chuẩn an toàn điện IEC60601 Đề tài cấp bộ 2007 11 Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo máy đo điện não 1.2 YEU CAU AN TOAN DOI VOI MAY BO DIEN NAO 1.1 Các chỉ số an toàn đối với máy đo điện não Mỗi thiết bị dùng trong y tế phải thỏa mãn các yêu cầu nghiêm ngặt về độ an toàn điện. Muốn đưa vào sử dụng, các thiết bị cần phải được kiểm tra mức độ đáp ứng theo một chuẩn an toàn điện. Các tiêu chuẩn chung về độ an toàn điện đã được nêu chỉ tiết trong chuẩn IEC 60601-1, đồng thời cũng chỉ ra các bài test cần thiết để bảo vệ chống các nguy hiểm về điện. Bảng 1 tóm tắt dòng rò giới hạn (mA) theo chuẩn IEC60601-1(xuất bản lần 2) cho hầu hết các bài test.
Hầu hết các thiết bị hiện thời được sử dụng trong các bệnh viện được thiết kế theo chuẩn này. Dòng rò (mA) Type B Type BF Type CF NC SFC NC SFC NC SFC Dat 0.5 1 Dat cho cac thiét bi cd định 5 10 5 10 5 10 Vỏ 0.05 Mạng điện lưới trên phần tiếp xúc với bệnh 5 5 0.05 nhân Dòng dư trên bệnh nhân 0.05 Bảng 1:Điện áp giới hạn cho các thiết bị điện y tế 1.2 Các bài test độ an toàn điện của máy đo Để kiểm tra máy đo có đảm bảo các chỉ tiêu an toàn điện hay không, ta cần tiến hành các bài test. Các bài test dé kiểm tra độ an toàn điện cũng phải thực hiện theo các cách thức riêng phù hợp với từng đối tượng kiểm tra. 4) Tinh liên tục của đất bảo vệ: Điện trở của đất bảo vệ được đo giữa chân đất trên phích cắm với mạng điện lưới và điểm tiếp đất bảo vệ trên thiết bị.
Giá trị đọc được thường là 0. Bài test này chi có thê áp cụng cho thiết bị thuộc lớp I. Trong chuẩn IEC60601, bài test được hướng dẫn dùng dòng 50Hz, cường độ dòng điện trong khoảng 10A đến 25A, mỗi chu kì ít nhất 5s. Khi dòng quá cao qua một điểm không được nối với đất bảo vệ sẽ gây nguy hiểm cho thiết bị.
Do đó khi thực hiện kiểm tra với dòng điện lớn, phải đảm bảo vị trí cần kiểm tra phải được nối với đất bảo vệ. Đề tài cấp bộ 2007 12 Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo máy đo điện não Equipment under test Apphed Hình 1-7: Do tinh liên tục của đất bảo vệ Khi đã đám bảo tính liên tục của đất bảo vệ, ta có thể tiến hành bài test cách ly. b) Test cach ly: Các bài test cách ly được nêu chỉ tiết trong diéu 20, IEC 60601-1. Các thiết bị thuộc lớp I, điện trở cách ly được đo ở phích cắm mạng điện lưới giữa chân L (Iive) (được nối với chân N (neutral)) với chân đất.
Thông thường, ta hay sử dụng điện áp một chiều 500V, giá trị điện trở cách ly đo được nên lớn hơn 501⁄O. Các thiết bị chứa chất cách nhiệt, điện trở cách ly có thể dưới 1MO. Khi thực hiện bài test nên sử dụng câu chì. L —e —Q© Equipment N under test —e (switched on) —e E Appbed parts S00Vde Insulation tester Hình 1-8: Kiểm tra điện trở trở cách ly đối với các thiết bị lớp I Đối với thiết bị lớp II, điện trở cách ly được đo giữa các phần tiếp xúc với bệnh nhân đã được nối với nhau với bất kì phần dẫn nào.
Giá trị đo được không được nhỏ hơn 501. Đề tài cấp bộ 2007 13 Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo máy đo điện não Equipment under test Appliad parts Accessible conductive Probe part S00Vdc Insulation tester Hình 1-9: Kiểm tra điện trở cách ly đối với các thiết bị lóp II c) Do dong ro: Thiết bị đo đòng rò theo chuẩn IEC 60601-1 được sắp xếp như trên hình vẽ. Milivôn kế được dùng chỉ giá trị bình quân căn phương và nên có trở kháng đầu vào lớn hơn 1Ä. Mỗi Ijz⁄4 dòng rò ứng với ImV trên vôn kế.15uF | 1ko Hình 1-10: Bồ trí thiết bị do dòng rò d) Dòng rò đất: Đối với thiết bị lớp I, dòng rò đất được đo như trên Hình 1-11, dòng nên được đo với mạng điện lưới phân cực thông thường và đảo.
Trong IEC 60601-1, dòng rò đất cho phép 5mA trong điều kiện thông thường và 10mA dưới điều kiện lỗi đơn lẻ. L Equipment under test (switched on) E Measuring Applied device oF parts Hình 1-11: ?)o dòng rò dat Dé tài cấp bộ 2007 14 Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo máy đo điện não e) Dòng rò vô hay dòng tiếp xúc: Dòng rò vỏ được đo giữa phân hở của thiết bị (phần không nói với đất bảo vệ) và đất được mô tả trên Hình 1-12. Các bài kiểm tra được áp dụng cho cả thiết bị lớp I và lớp II và nên được thực hiện trong mạng điện phân cực thông thường và đảo. Giá trị dòng tiếp xúc theo chuẩn là 0.
ImA trong điều kiện thông thường và 0. 5mA trong điều kiện lỗi đơn lẻ. L ——+ ocx F——*® Equipment : under test -—— (switched on) ——> E —¢ Applied — parts | Probe XS Measuring Accessible device conductive evice sat Hình 1-12: Do dong ro vo fp Dong ro phan tiép xc véi bénh nhan: Theo chuẩn IEC 60601-1, đối với các thiết bị lớp I và lớp II loại B và loai BF, dòng rò trên bệnh nhân được đo giữa tất cả các phần tiếp xúc với bệnh nhân có cùng chức năng nối với nhau và đất thực sự (hình 1-10). Đối với thiết bị loại CF, dòng được đo từ mỗi phần tiếp xúc với bệnh nhân thay đổi và dòng rò tại mỗi phần tiếp xúc đều không được vượt quá dòng giới hạn.
Khi thực hiện các phép đo dòng rò trên bệnh nhân cần đảm bảo các đầu ra thiết bị không hoạt động. Trong một số trường hợp, các đầu ra của thiết bị điện nhiệt và mô phỏng có thể gây nguy hiểm và phá hủy thiết bị kiểm tra. Equipment under test (switched on) Apphod parts Measuring device Hình 1-13: Ðo rò phân tiếp xúc với bệnh nhân với các phần tiếp xúc với bệnh nhân được nối với nhau Dòng rò giới hạn trong điều kiện thường là 0.1mA, trong điều kiện lỗi đơn lẻ là 0. Đề tài cấp bộ 2007 15 Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo máy đo điện não Equipment under test (switched on) Measuring deve Hình 1-14: 1o dòng rò trên bệnh nhân cho riêng mỗi phân tiếp xúc với bệnh nhân Đối với mỗi phần tiếp xúc với bệnh nhân, dòng giới hạn là 0.01mA ở điều kiện thường, và 0.05mA ở điều kiện lỗi đơn lẻ.
8) Dòng dư trên bệnh nhân: Dòng dư trên bệnh nhân được đo giữa bất kì một đầu nói với bệnh nhân và tất cả các đầu nối khác cùng module hoặc cùng chức năng được nối với nhau. L Measuring device Equipment under test (switched on) Applied parts Hinh 1-15: Do dong du trén bénh nhan Bài test này dùng cho tất cả các thiết bị có phần tiếp xúc với bênh nhân. Dòng giới hạn cho loại B và BE là 0.1mA trong điều kiện thường, 0.5mA trong điều kiện lỗi đơn lẻ. Dòng giới hạn cho loại CF là 0.01mA trong điều kiện thường, 0.05mA trong điều kiện lỗi đơn lẻ.
Lưu ý: ta phải đảm bảo các đầu ra không hoạt động, phép đo thực hiện với điện lưới phân cực thông thường và đảo.
