Đặt vấn đề Trong y học cổ truyền phương Đông, phương pháp bắt mạch ở cổ tay đã tồn tại và phát triển hàng ngàn năm, đóng vai trò quan trọng trong việc chẩn đoán tình trạng sức khỏe tổng quát của con người. Thầy thuốc dựa vào nhịp đập, cường độ, độ sâu – nông và các đặc trưng khác của mạch để suy đoán về tình trạng tạng phủ, khí huyết cũng như bệnh lý tiềm ẩn. Tuy nhiên, phương pháp này chủ yếu dựa trên kinh nghiệm và cảm nhận chủ quan của thầy thuốc, do đó khó chuẩn hóa và khó tiếp cận đối với những người không được đào tạo chuyên sâu. Trong bối cảnh hiện nay, nhu cầu kết hợp giữa y học cổ truyền và công nghệ hiện đại ngày càng được quan tâm.
Các thiết bị cảm biến, mạch điện tử và kỹ thuật xử lý tín hiệu có thể hỗ trợ việc đo đạc, ghi nhận và phân tích tín hiệu mạch đập ở cổ tay một cách khách quan, có hệ thống và dễ tái lập. Điều này không chỉ giúp chuẩn hóa phương pháp bắt mạch, mà còn mở ra khả năng ứng dụng công nghệ trong chẩn đoán sớm, theo dõi sức khỏe và hỗ trợ y học cổ truyền. Xuất phát từ thực tế đó, dự án “Đo tín hiệu mạch đập cổ tay theo phương pháp bắt mạch của hệ thống Đông y” được thực hiện nhằm xây dựng mô hình đo lường tín hiệu mạch cổ tay bằng cảm biến, xử lý dữ liệu và biểu diễn kết quả trên thiết bị điện tử. Qua đó, nghiên cứu góp phần tạo tiền đề cho việc số hóa và hiện đại hóa công tác chẩn đoán trong y học cổ truyền.
Mục tiêu đề tài - Thiết kế hệ thống đo và ghi nhận tín hiệu mạch đập cổ tay dựa trên phương pháp bắt mạch Đông y. - Thu thập và xử lý tín hiệu mạch để loại bỏ nhiễu, phân tích các đặc trưng cơ bản. - Hiển thị và lưu trữ kết quả đo nhằm hỗ trợ nghiên cứu, so sánh với phương pháp bắt mạch truyền thống. - Góp phần chuẩn hóa, hiện đại hóa phương pháp chẩn đoán mạch trong y học cổ truyền.
Đối tượng và phạm vi nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu: - Tín hiệu mạch đập tại cổ tay (thốn, quan, xích) theo phương pháp bắt mạch trong y học cổ truyền. - Các cảm biến và hệ thống điện tử phục vụ đo lường, thu thập và xử lý tín hiệu mạch. - Phương pháp xử lý và phân tích đặc trưng tín hiệu mạch (biên độ, tần số, dạng sóng). Phạm vi nghiên cứu: - Nghiên cứu và thiết kế hệ thống đo mạch cổ tay sử dụng cảm biến phù hợp (áp suất hoặc quang học).
- Thử nghiệm trên một nhóm nhỏ đối tượng để kiểm tra khả năng ghi nhận và phân tích tín hiệu. - Tập trung vào việc thu thập, hiển thị và lưu trữ tín hiệu mạch cơ bản, chưa đi sâu vào chẩn đoán bệnh lý cụ thể. - Giới hạn trong phạm vi nghiên cứu kỹ thuật, mang tính hỗ trợ cho phương pháp bắt mạch Đông y, chưa thay thế hoàn toàn thầy thuốc. Ý nghĩa thực tiễn của đề tài - Góp phần chuẩn hóa và số hóa phương pháp bắt mạch trong y học cổ truyền - Tạo công cụ hỗ trợ khách quan trong việc đo, ghi nhận và phân tích tín hiệu mạch đập - Kết hợp y học cổ truyền với công nghệ hiện đại, hướng tới thiết bị chăm sóc sức khỏe thông minh - Làm tiền đề cho nghiên cứu ứng dụng trí tuệ nhân tạo và xử lý tín hiệu trong chẩn đoán bệnh lý 1.
Tìm hiểu tổng quan 1. Đề tài 1 Hệ Thống Thiết Bị Đeo Hỗ Trợ Theo Dõi Sức Khỏe Dựa Trên Cảm Biến Gia Tốc, Cảm Biến Quang Học Và Học Máy. Tác giả: Viet Hoan Bui, To Dao Hieu, Hoang Quang Trung, Dieu vu (Phenikaa University) 1.2 sơ đồ khối và chức năng mỗi khối Hình 1. sơ đồ khối của hệ thống Chức năng của các khối khối nguồn: cấp nguồn cho khối xử lý trung tâm Khối nhận tín hiệu nhịp tim: nhận tín hiệu của nhịp tim và gửi cho khối xử lý trung tâm Khối xử lý trung tâm: cấp nguồn nuôi cho các khối cảm biến nhịp tim và khối hiển thị.
Nhập dữ liệu thô từ khối cảm biến, xử lý tính toán cho ra giá trị HR và xuất tín hiệu hiển thị cũng như truyền dữ liệu về cho trang web 1.3 khối xử lý trung tâm Đây là khối quan trọng nhất trong hệ thống, vì nó đảm nhiệm việc nhận và xử lý các tín hiệu từ cảm biến, sau đó xuất tín hiệu điều khiển phù hợp. Hiện nay có rất nhiều loại vi điều khiển có khả năng đáp ứng đầy đủ các yêu cầu về xử lý và điều khiển hệ thống. Trong đề tài này, ESP8266 được lựa chọn làm bộ vi điều khiển trung tâm nhờ những đặc điểm sau: - Tích hợp nhiều tính năng thông dụng và hiện đại. - Khả năng chống nhiễu tốt, đảm bảo độ ổn định cao.
- Kích thước nhỏ gọn, dễ tích hợp vào các thiết bị đeo. - Hỗ trợ kết nối Wi-Fi, rất thuận tiện trong việc truyền nhận dữ liệu qua mạng Internet. - Dễ dàng giao tiếp với các thiết bị ngoại vi khác như cảm biến, màn hình hiển thị,. Sơ đồ chân của esp 8266 1.4 khối nhận tín hiệu nhịp tim Với các nguyên lý đo nhịp tim đã được trình bày trước đó, cảm biến nhịp tim SENS-11574 được đánh giá là phù hợp cho dự án này nhờ vào tính phổ biến, dễ lập trình và dễ sử dụng.
Cảm biến SENS-11574 do hãng SparkFun Electronic sản xuất, hoạt động dựa trên nguyên lý hấp thụ quang học – tức là đo sự biến thiên cường độ ánh sáng khi máu lưu thông qua mao mạch dưới da. Như vậy, để đo được nhịp tim bằng phương pháp quang học này – với nguyên lý tương đối đơn giản – ta chỉ cần ba thành phần chính: - LED (phát ánh sáng) - LDR (Light Dependent Resistor – cảm biến ánh sáng) - i điều khiển Trong mạch thực tế, LED và LDR sẽ được bố trí đối diện hoặc cạnh nhau tùy theo thiết kế, giúp thu nhận tín hiệu phản xạ từ mạch máu người dùng. cảm biến nhịp tim kiểu quang học Hình 1. Cảm biến nhịp tim Thông số kỹ thuật Nguồn: 3 – 5 V Dòng tiêu thụ: < 4 mA Ngõ ra: analog Độ dài dây: 30 cm (12 inch) Đường kính cảm biến: 1,6 cm (0.
pin Lipo Thông số kỹ thuật Loại pin: Lithium Polymer Số cell pin: 1 cell Điện áp trung bình: 3.7 – 5 VDC Dung lượng: 1000 mAh Kích thước: 25 × 41 × 8 mm Hình 1. Lưu đồ của hệ thống Hình 1. Lưu đồ của hệ thống Đề tài “Hệ thống thiết bị đeo hỗ trợ theo dõi sức khỏe dựa trên cảm biến gia tốc, cảm biến quang học và học máy” nhằm phát triển một thiết bị đeo thông minh có khả năng giám sát các chỉ số sinh học và hoạt động thể chất theo thời gian thực, ứng dụng học máy để phân tích dữ liệu, phát hiện bất thường và hỗ trợ chăm sóc sức khỏe cá nhân. Ưu điểm: Theo dõi liên tục, thời gian thực: Người dùng có thể nắm được tình trạng sức khỏe mọi lúc mọi nơi.
Tích hợp nhiều loại cảm biến: Kết hợp gia tốc kế và cảm biến quang học giúp đo lường đa dạng chỉ số (hoạt động thể chất, nhịp tim, SpO₂, giấc ngủ. Ứng dụng học máy: Giúp phân tích dữ liệu thông minh, phát hiện bất thường và đưa ra cảnh báo chính xác hơn so với phương pháp thủ công. Tiện lợi, dễ sử dụng: Thiết bị đeo gọn nhẹ, phù hợp cho nhiều đối tượng, từ người cao tuổi đến vận động viên. Khả năng mở rộng: Có thể kết nối với điện thoại, hệ thống y tế hoặc lưu trữ đám mây để hỗ trợ chẩn đoán từ xa.
Hỗ trợ chăm sóc y tế cá nhân hóa: Cung cấp dữ liệu lịch sử để bác sĩ theo dõi tiến trình sức khỏe lâu dài. Nhược điểm: Độ chính xác còn hạn chế: Dữ liệu từ cảm biến quang học và gia tốc dễ bị nhiễu do môi trường, chuyển động mạnh hoặc đeo sai cách. Phụ thuộc vào pin: Thiết bị đeo nhỏ gọn nhưng dung lượng pin hạn chế, cần sạc thường xuyên. Yêu cầu về thuật toán: Học máy cần dữ liệu huấn luyện lớn và đa dạng để đảm bảo hiệu quả, nếu không sẽ dẫn đến sai số.
Chi phí triển khai ban đầu: Việc tích hợp nhiều cảm biến và xử lý dữ liệu thông minh có thể làm tăng chi phí nghiên cứu, sản xuất. Vấn đề bảo mật dữ liệu: Dữ liệu sức khỏe cá nhân cần được mã hóa và bảo vệ, tránh rò rỉ thông tin nhạy cảm. Giới hạn về y học chuyên sâu: Thiết bị chỉ hỗ trợ theo dõi cơ bản, không thể thay thế hoàn toàn các thiết bị y tế chuyên nghiệp. Đề tài 2 Hệ thống đo lường vị trí tự động không tiếp xúc bằng sóng xung cho Y học cổ truyền Trung Quốc.
Tác giả: Ying-Yun-chen, Rong SENG Chang, Ko-Wen Jwo, Chung-Chi Hsu (National Central University). Sản phẩm đề tài 2 Sơ đồ khối: Hình 1. Sơ đồ khối đề tài 2 Đề tài “Hệ thống đo lường vị trí tự động không tiếp xúc bằng sóng xung cho Y học cổ truyền Trung Quốc” nhằm xây dựng một giải pháp sử dụng công nghệ sóng xung để xác định chính xác vị trí huyệt đạo trên cơ thể mà không cần tiếp xúc trực tiếp, hỗ trợ chẩn đoán và điều trị trong y học cổ truyền. Ưu điểm Không tiếp xúc trực tiếp: Tránh lây nhiễm chéo, đảm bảo vệ sinh và an toàn cho người bệnh.
Xác định vị trí chính xác: Hỗ trợ thầy thuốc định vị nhanh và chuẩn hơn các huyệt đạo, giảm sai sót so với thủ công. Tiết kiệm thời gian và công sức: Tự động hóa giúp rút ngắn quy trình đo lường và chẩn đoán. Ứng dụng công nghệ hiện đại vào y học cổ truyền: Tạo sự kết hợp giữa khoa học kỹ thuật và y học truyền thống, nâng cao giá trị nghiên cứu. Tiềm năng tích hợp hệ thống hỗ trợ điều trị: Có thể kết hợp với robot châm cứu, xoa bóp, hoặc hệ thống huấn luyện y học cổ truyền.
Thân thiện với người dùng: Giúp người học, bác sĩ trẻ dễ dàng thực hành và nâng cao kỹ năng. Nhược điểm Độ chính xác phụ thuộc công nghệ: Sóng xung có thể bị ảnh hưởng bởi hình dạng cơ thể, da, mô mỡ hoặc điều kiện môi trường. Chi phí nghiên cứu và triển khai cao: Yêu cầu thiết bị đo chuyên dụng, thuật toán xử lý tín hiệu phức tạp.
