CHƯƠNG 1. Giới thiệu về nhịp tim Nhịp tim được hiểu là số lần tim co bóp trong vòng một phút. Đây là thông số đặc trưng của mỗi người và sẽ biến thiên theo sự lão hóa của chúng ta. Nhịp tim được đo theo đơn vị nhịp/phút.
Nhịp tim được xác định khi bạn đang trong trạng thái nghỉ ngơi và cơ thể không phải cử động mạnh. Nhịp tim bình thường Đối với người độ tuổi từ 18 trở lên, nhịp tim bình thường khi nghỉ ngơi từ 60 đến 100 nhịp mỗi phút. Thông thường người càng khỏe mạnh thì nhịp tim càng thấp. Một vận động viên chuyên nghiệp khi ở chế độ nghỉ ngơi nhịp tim của họ chỉ khoảng 40 nhịp một phút.
Ví dụ như vận động viên Lance Armstrong, nhịp tim bình thường của anh chỉ có 32 nhịp mỗi phút (xem Hình 1 - 1). Theo cơ quan y tế vương quốc Anh, dưới đây là tiêu chuẩn nhịp tim lý tưởng của từng lứa tuổi (xem Bảng 1 - 1). Bảng 1 - 1: Giá trị nhịp tim theo độ tuổi Lứa tuổi Tần số mạch trong 1 phút - Trẻ sơ sinh 130 – 140 (120 – 140) - Trẻ 1 tuổi 100 – 130 (120) - Trẻ 5 – 6 tuổi 90 – 100 - Trẻ 10 – 15 tuổi 80 – 90 - Người lớn 70 – 80 - Người già 60 – 70 Nhịp tim của chúng ta có thể bị ảnh hưởng bởi một số yếu tố, chẳng hạn như: • Mức độ hoạt động thể chất vào thời điểm đó. • Tình trạng sức khỏe.
• Nhiệt độ môi trường xung quanh. Sinh viên thực hiện: Đoàn Văn Thắng Người hướng dẫn: Phạm Duy Dưởng 6 Trần Trung Tín Thiết kế thiết bị đeo tay phát hiện té ngã ở người cao tuổi • Trạng thái tinh thần hoặc cảm xúc (ví dụ như sự phấn khích, tức giận, sợ hãi, lo lắng, và các yếu tố khác đều có thể làm tăng nhịp tim). • Ảnh hưởng của một số loại thuốc và thực phẩm chức năng. Hình 1 - 1: Phân loại nhịp tim 1.
Nhịp tim rối loạn ❖ Nhịp tim chậm: Nhịp tim chậm tiến triển âm thầm với những biểu hiện tinh vi và thường bị bỏ qua. Tuy nhiên, căn bệnh này cũng ẩn chứa những nguy cơ khó lường, gây nguy hiểm đến tính mạng người bệnh nếu không được phát hiện và điều trị kịp thời. Những người mắc hội chứng nhịp tim chậm, cụ thể là dưới 60 nhịp mỗi phút đối với một người không phải là vận động viên. Nếu nhịp tim chậm không gây ra triệu chứng thì không cần điều trị, nhưng một khi các triệu chứng nghiêm trọng thì có thể phải dùng thuốc, thậm chí bệnh nhân có thể cần cấy máy tạo nhịp tim vĩnh viễn.
Trường hợp xấu nhất khi nhịp tim quá chậm (dưới 30 lần/ phút), não bị thiếu Oxy trầm trọng dẫn tới ngất xỉu, nếu không thực hiện các biện pháp tăng nhịp tim kịp thời có thể dẫn đến tử vong. ❖ Nhịp nhanh thất: Nhịp nhanh thất là một nhịp tim nhanh xảy ra ở các ngăn dưới của tim (tâm thất). Khi điều này xảy ra, việc truyền tín hiệu điện trong tâm thất trở nên không đều, khiến nó co lại nhanh hơn bình thường, ở người lớn khi nghỉ ngơi, tim đập hơn 100 nhịp mỗi Sinh viên thực hiện: Đoàn Văn Thắng Người hướng dẫn: Phạm Duy Dưởng 7 Trần Trung Tín Thiết kế thiết bị đeo tay phát hiện té ngã ở người cao tuổi phút. Khiến tim liên tục bơm máu vào vòng tuần hoàn trong khi khoảng thời gian giữa các nhịp đập quá ngắn để tâm thất chứa đầy máu.
Hệ quả là các cơ quan trong cơ thể không nhận đủ lượng máu giàu oxy để duy trì hoạt động, dẫn đến các biểu hiện như hồi hộp, đánh trống ngực, mệt mỏi, chóng mặt, ngất xỉu, thậm chí tử vong. Nếu không được điều trị, nhịp nhanh thất có thể trở nên trầm trọng hơn và dẫn đến rung thất - nguyên nhân hàng đầu gây ngừng tim đột ngột, có thể đe dọa tính mạng. Nguy cơ ngừng tim được giảm thiểu khi dùng thuốc làm chậm nhịp tim (chẳng hạn như thuốc chẹn beta), phẫu thuật tim hoặc máy khử rung tim được cấy dưới da. Nhịp nhanh thất có thể gây ra các biến chứng sau: • Cục máu đông gây đột quỵ hoặc nhồi máu cơ tim.
• Suy tim: Xảy ra khi tim không còn khả năng bơm đủ máu đi nuôi cơ thể. • Ngất xỉu thường xuyên. Không chỉ có 2 dạng nhịp tim bất thường đó, nhiều người còn bị rối loạn nhịp tim, tim đập lúc nhanh, lúc chậm, nhịp tim non, loạn nhịp… Do đó, nếu cảm thấy khó thở, chóng mặt, đau thắt ngực… cùng với nhịp tim bất thường, cần sớm xét nghiệm và chẩn đoán để ngăn ngừa biến chứng. Các kiến thức té ngã ở người cao tuổi Ở người cao tuổi, sức khỏe cũng như trí nhớ hạn chế, khả năng định hướng và phản xạ giảm sút nên nguy cơ bị ngã là rất cao.
Một số yếu tố có thể dẫn đến ngã, chẳng hạn như mất thăng bằng hoặc bị kéo. Mất thăng bằng xảy ra khi bạn không thể đứng vững trên mặt đất, mất độ bám khi trượt trên mặt đất trơn trượt. Hình 1 - 2: Hình ảnh người già bị té ngã Sinh viên thực hiện: Đoàn Văn Thắng Người hướng dẫn: Phạm Duy Dưởng 8 Trần Trung Tín Thiết kế thiết bị đeo tay phát hiện té ngã ở người cao tuổi Té ngã có thể xảy ra do phản xạ của một người thay đổi, khi một người già đi, phản ứng sẽ chậm lại. Lão hóa làm chậm thời gian phản ứng của một người, khiến việc lấy lại thăng bằng sau một chuyển động đột ngột trở nên khó khăn hơn (xem Hình 1 - 2).
Những thay đổi về khối lượng cơ và lượng mỡ trong cơ thể cũng đóng một vai trò trong việc té ngã. Khi tuổi càng cao, ít vận động nên khối lượng cơ bắp, đặc biệt là ở chân bị hao hụt đáng kể, dẫn đến giảm sức bền của chân. Mất lớp mỡ đệm xương, mất dịch khớp làm giảm sức đề kháng của chân, giảm khả năng giữ thăng bằng. Suy giảm thị lực cũng làm tăng nguy cơ té ngã.
Giảm tầm nhìn, dễ vấp phải chướng ngại vật như cầu thang, chướng ngại vật, ổ gà … Té ngã thật sự mang đến những mối nguy hiểm. Té ngã có thể gây ra gãy xương, bao gồm gãy xương cổ tay, xương cánh tay, xương mắt cá chân và xương hông. Té ngã cũng có thể gây ra những chấn thương vùng đầu, có thể là những chấn thương rất nghiêm trọng nếu người bệnh đang dùng một số loại thuốc nhất định (ví dụ như thuốc chống đông máu). Người cao tuổi bị té ngã đập đầu xuống đất nên đi khám bác sỹ ngay lập tức để đảm bảo rằng họ không bị tổn thương não bộ.
Nhiều người dù không bị thương cũng sợ ngã. Theo nghiên cứu của Altman et al. (2013), té ngã không chỉ gây ra những tổn thương về thể chất mà còn ảnh hưởng đến tâm lý của người cao tuổi. Nó khiến người già ngại vận động, từ đó ảnh hưởng gián tiếp đến sức khỏe.
Ngoài ra, điều trị chấn thương thường phải cách ly tạm thời với cộng đồng và xã hội, làm tăng cảm giác cô đơn và có thể dẫn đến trầm cảm. Nỗi sợ hãi này có thể khiến họ trở nên ít hoạt động hơn. Điều này có thể làm suy giảm sức khỏe, giảm tính linh hoạt và khả năng phối hợp, đồng thời tăng nguy cơ té ngã. Giới thiệu phần cứng 1.
Tổng quan về hệ thống đề xuất Hệ thống gồm các thành phần sau: - Gateway: • Là thiết bị có chức năng kết nối với vòng tay, nhận dữ liệu từ vòng tay, phát ra cảnh báo nếu phát hiện ngã hay mất kết nối wifi. • Gửi dữ liệu thu được từ vòng tay về app trên điện thoại để người dùng có thể theo dõi tình hình thông tin sức khỏe người thân đang đeo vòng tay. Sinh viên thực hiện: Đoàn Văn Thắng Người hướng dẫn: Phạm Duy Dưởng 9 Trần Trung Tín Thiết kế thiết bị đeo tay phát hiện té ngã ở người cao tuổi • Bộ điều phối trung tâm có chức năng điều phối, thu thập dữ liệu từ vòng tay thông qua mạng RF, sau đó gửi dữ liệu thu thập được lên firebase của google bằng module wifi của ESP8266. Ngoài ra, để không bị hạn chế trong trường hợp mất wifi, gateway cũng sẽ gửi thông tin lên điện thoại qua module sim.
- Vòng tay thông minh: • Vòng tay đo nhịp tim, nồng độ oxy trong máu (SpO2) trong cơ thể người. Đồng thời, tích hợp thêm tính năng phát hiện ngã trong thiết bị. • Gửi dữ liệu đo được về gateway thông qua mạng RF. Ngoài ra, nhóm còn thiết kế thêm 2 nút nhấn trên vòng tay với mục đích hỗ trợ người đeo có thể chủ động tương tác trực tiếp với vòng tay, gửi yêu cầu cảnh báo đến người thân trong trường hợp khẩn cấp.
Module ESP8266 NodeMCU - Đặc điểm kỹ thuật (xem Hình 1 - 3 và Hình 1 - 4): • Chuẩn WIFI 802.11 b/g/n, hỗ trợ chuẩn bảo mật WPA/WPA2. • Hỗ trợ chip nạp code và tích hợp sẵn IC ổn áp 3,3V trên mạch, dễ dàng cấp nguồn điện cho kit bằng adapter 5V thông dụng trên thị trường. Hình 1 - 3: Sơ đồ chân pinout của kit ESP8266 • Có sẵn bộ I2C để kết nối cảm biến I2C và thiết bị ngoại vi. Cả I2C Master và I2C Slave đều được hỗ trợ.
Chức năng giao diện I2C có thể được thực hiện theo chương trình và tần số đồng hồ tối đa là 100 kHz. Sinh viên thực hiện: Đoàn Văn Thắng Người hướng dẫn: Phạm Duy Dưởng 10 Trần Trung Tín Thiết kế thiết bị đeo tay phát hiện té ngã ở người cao tuổi • Có sẵn bộ SPI để có thể kết nối với module NRF24L01 để kết nối không dây giữa gateway với vòng tay. • Có hai SPI (SPI và HSPI) ở chế độ phụ và chính, có 4 chế độ thời gian chuyển định dạng SPI, lên đến 80 MHz và đồng hồ chia 80 MHz, hỗ trợ lên đến 64-Byte FIFO. • Có 2 giao diện UART (UART0 và UART1) cung cấp giao tiếp không đồng bộ (RS232 và RS485) và có thể giao tiếp với tốc độ lên đến 4,5 Mbps.
UART0 (chân TXD0, RXD0, RST0 & CTS0) có thể được sử dụng để giao tiếp. Tuy nhiên, UART1 (chân TXD1) chỉ có tín hiệu truyền dữ liệu nên nó thường được sử dụng để in nhật ký. • Có giao diện đầu vào/đầu ra kỹ thuật số bảo mật (SDIO) được sử dụng để giao tiếp trực tiếp với thẻ SD. Hỗ trợ 4 bit 25 MHz SDIO v1.1 và 4 bit 50 MHz SDIO v2.
• Tích hợp vi điều khiển 32-bit của series Tensilica L106 Diamond 32 bit, on-chip SRAM. • Tích hợp sẵn bộ nhớ Flash 4Mb.