I. Giới thiệu về luận văn thạc sĩ kỹ thuật cơ điện tử
Luận văn thạc sĩ với chủ đề 'Nghiên cứu thiết kế thiết bị giám sát nhịp tim' thuộc chuyên ngành Kỹ thuật Cơ điện tử được thực hiện bởi Bùi Minh Phú tại Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG TP.HCM. Nghiên cứu tập trung vào việc thiết kế một thiết bị y tế có khả năng giám sát nhịp tim liên tục, đặc biệt dành cho bệnh nhân và người cao tuổi. Thiết bị này không chỉ đo nhịp tim mà còn có khả năng phát hiện tình trạng nguy hiểm và gửi cảnh báo qua SMS đến bác sĩ hoặc người chăm sóc.
1.1. Mục tiêu và phạm vi nghiên cứu
Mục tiêu chính của luận văn là thiết kế một thiết bị giám sát nhịp tim có tính di động cao, gọn nhẹ, và dễ sử dụng. Phạm vi nghiên cứu bao gồm việc xử lý nhiễu tín hiệu nhịp tim, thiết kế phần cứng, và tích hợp công nghệ IoT để truyền dữ liệu từ xa. Nghiên cứu cũng tập trung vào việc tối ưu hóa nguồn năng lượng để thiết bị có thể hoạt động liên tục trong thời gian dài.
II. Tổng quan về thiết bị giám sát nhịp tim
Thiết bị giám sát nhịp tim được thiết kế dựa trên các công nghệ hiện đại như cảm biến đo nhịp tim, hệ thống giám sát sức khỏe từ xa, và công nghệ IoT. Thiết bị bao gồm hai module chính: Module A (thiết bị đeo) và Module B (thiết bị trung tâm). Module A sử dụng cảm biến để đo nhịp tim và truyền dữ liệu không dây đến Module B, nơi xử lý tín hiệu và đưa ra cảnh báo khi cần thiết.
2.1. Các loại cảm biến đo nhịp tim
Luận văn phân tích các loại cảm biến đo nhịp tim phổ biến như cảm biến ECG, cảm biến SpO2, và cảm biến hồng ngoại. Mỗi loại cảm biến có ưu nhược điểm riêng, và nghiên cứu đã lựa chọn cảm biến TCRT1000 do tính ổn định và độ chính xác cao. Cảm biến này được tích hợp vào Module A để thu thập dữ liệu nhịp tim.
2.2. Thiết kế phần cứng
Phần cứng của thiết bị được thiết kế với các module riêng biệt để đảm bảo tính linh hoạt và dễ dàng bảo trì. Module A bao gồm cảm biến, mạch lọc nhiễu, và mạch khuếch đại tín hiệu. Module B bao gồm vi điều khiển trung tâm, module SIM908 để gửi SMS, và giao tiếp với máy tính để hiển thị dữ liệu. Nguồn năng lượng cho Module A sử dụng pin Lipo để đảm bảo thời gian hoạt động dài.
III. Xử lý tín hiệu và thực nghiệm
Luận văn trình bày chi tiết quá trình xử lý tín hiệu nhịp tim từ cảm biến. Tín hiệu thu được từ Module A được lọc nhiễu và khuếch đại trước khi truyền đến Module B. Tại Module B, tín hiệu được xử lý để đếm số nhịp tim/phút và đưa ra cảnh báo nếu phát hiện tình trạng bất thường. Thực nghiệm được tiến hành trên các tình nguyện viên để đánh giá độ chính xác và hiệu quả của thiết bị.
3.1. Kết quả thực nghiệm
Kết quả thực nghiệm cho thấy thiết bị có độ chính xác cao trong việc đo nhịp tim và phát hiện các tình trạng bất thường. Đồ thị nhịp tim hiển thị trên máy tính cho thấy rõ ràng các biến động nhịp tim, và hệ thống cảnh báo hoạt động hiệu quả khi nhịp tim vượt ngưỡng an toàn.
IV. Kết luận và kiến nghị
Luận văn kết luận rằng thiết bị giám sát nhịp tim được thiết kế có khả năng ứng dụng cao trong thực tế, đặc biệt là trong việc chăm sóc sức khỏe cho bệnh nhân và người cao tuổi. Thiết bị không chỉ giúp theo dõi nhịp tim liên tục mà còn giảm thiểu rủi ro do không được giám sát kịp thời. Nghiên cứu cũng đề xuất các hướng phát triển tiếp theo như tích hợp thêm các cảm biến đo huyết áp và nhiệt độ để tăng tính đa năng của thiết bị.
4.1. Giá trị thực tiễn
Thiết bị có giá trị thực tiễn cao trong việc hỗ trợ chăm sóc sức khỏe tại nhà và trong các cơ sở y tế. Với khả năng giám sát từ xa, thiết bị giúp giảm tải cho các y bác sĩ và người chăm sóc, đồng thời đảm bảo an toàn cho bệnh nhân.
