Giới thiệu dự án

Bối cảnh và thực trạng ngành y tế

Theo số liệu từ Tổ chức Y tế Thế giới (WHO), toàn cầu hiện có hơn 600 triệu người trên 60 tuổi và con số này đang gia tăng nhanh chóng theo xu hướng già hóa dân số. Bệnh lý tim mạch và tăng huyết áp là nguyên nhân gây tử vong hàng đầu, chiếm gần 31% tổng số ca tử vong trên toàn thế giới. Tại các nước đang phát triển, hơn 45% người cao tuổi mắc các bệnh lý liên quan đến huyết áp nhưng không duy trì việc kiểm tra định kỳ do rào cản về chi phí y tế và sự bất tiện khi di chuyển đến bệnh viện.

+-----------------------------------------------------------------------------+
| TỔNG QUAN THỰC TRẠNG Y TẾ & THEO DÕI TIM MẠCH TẠI NHÀ                       |
+-----------------------------------------------------------------------------+
| - 600M+ người cao tuổi trên toàn cầu đối mặt nguy cơ tăng huyết áp          |
| - 80% đột quỵ do tai biến huyết áp có thể phòng ngừa bằng tầm soát liên tục |
| - Các máy đo thương mại truyền thống thiếu tính năng viễn thông khẩn cấp    |
+-----------------------------------------------------------------------------+

Vấn đề cốt lõi (Problem Statement)

Các thiết bị đo huyết áp kỹ thuật số thông dụng trên thị trường (như Omron, Microlife) hoạt động độc lập (standalone), chỉ hiển thị kết quả tại chỗ mà không có cơ chế truyền dữ liệu từ xa. Khi người già sống một mình gặp cơn tăng huyết áp kịch phát (hypertensive crisis) hoặc nhịp tim bất thường, họ thường rơi vào trạng thái mất kiểm soát hành vi, không thể tự thao tác gọi điện thoại hoặc gửi cảnh báo cho người thân và đội ngũ y tế.

Mục tiêu dự án

  1. Thiết kế phần cứng tích hợp: Xây dựng hệ thống nhúng đo huyết áp và nhịp tim không xâm lấn dựa trên vi điều khiển AVR ATmega328P.
  2. Ứng dụng phương pháp Oscillometric: Xử lý và tính toán chính xác huyết áp tâm thu (SBP - Systolic Blood Pressure), huyết áp tâm trương (DBP - Diastolic Blood Pressure) và nhịp tim (PR - Pulse Rate).
  3. Tích hợp cảnh báo viễn thông: Sử dụng module SIMCom SIM800L để tự động gửi tin nhắn SMS chứa dữ liệu sinh trắc học và thực hiện cuộc gọi khẩn cấp khi phát hiện chỉ số bất thường hoặc khi nhấn nút SOS.
  4. Tối ưu nguồn và tính di động: Tích hợp module quản lý sạc pin Li-ion TP4056 và mạch thời gian thực DS1307 để đảm bảo lưu trữ mốc thời gian đo đạc chính xác.

Phương pháp tiếp cận giải pháp

Hệ thống kết hợp giữa cảm biến áp suất piezoresistive Freescale MPX5050GP, cơ cấu chấp hành khí nén (bơm micro DC và van xả điện từ) cùng thuật toán phân tích dao động áp suất thành mạch máu (Oscillometric method). Khi áp suất túi khí giảm dần, các dao động áp suất vi mô được chuyển đổi thành tín hiệu điện áp analog đưa vào bộ chuyển đổi ADC (Analog-to-Digital Converter) 10-bit của vi điều khiển, sau đó phân tích đường bao biên độ để trích xuất chỉ số SBP, DBP và MAP (Mean Arterial Pressure).

[Bao tay & Bơm khí] ---> [Cảm biến MPX5050GP] ---> [ADC 10-bit ATmega328P]
                                                            |
                                      +---------------------+---------------------+
                                      |                                           |
                                [LCD Nokia 5110]                           [Module SIM800L]
                              (Hiển thị chỉ số tại chỗ)                (Gửi SMS/Gọi điện khẩn cấp)

Kết quả kỳ vọng và phạm vi nghiên cứu

  • Độ chính xác đo lường: Sai số áp suất nằm trong khoảng $\pm 3\text{ mmHg}$, sai số nhịp tim $\pm 2\text{ bpm}$ so với chuẩn y tế.
  • Thời gian phản hồi: Gửi tin nhắn SMS cảnh báo trong vòng dưới 5 giây sau khi hoàn tất phiên đo.
  • Phạm vi & Giới hạn: Thiết bị tập trung vào phân khúc đo bắp tay/cổ tay cho người cao tuổi trong điều kiện tĩnh; sử dụng mạng thông tin di động GSM băng tần 2G (850/900/1800/1900 MHz).

Phân tích và thiết kế giải pháp

Phân tích hiện trạng

Tiêu chí so sánh Huyết áp kế thủy ngân truyền thống Máy đo điện tử thương mại (Omron HEM-7120) Giải pháp nhúng tích hợp GSM (Đề tài)
Nguyên lý đo Nghe tiếng Korotkoff bằng ống nghe Dao động áp suất (Oscillometric) Dao động áp suất (Oscillometric)
Yêu cầu kỹ năng Cần nhân viên y tế thao tác Tự đo tự động Tự đo tự động chỉ với 1 nút bấm
Giao tiếp dữ liệu Không có Màn hình LCD đơn sắc tại chỗ Màn hình đồ họa LCD 5110 + GSM SMS
Cảnh báo khẩn cấp Không hỗ trợ Không hỗ trợ Tự động gọi điện/nhắn tin SOS
Gắn mốc thời gian Thủ công ghi chép Bộ nhớ trong, không có RTC rời IC RTC DS1307 đồng bộ thời gian thực
Giá thành phần cứng 300.000 - 500.000 VNĐ 800.000 - 1.200.000 VNĐ 600.000 - 750.000 VNĐ

Ma trận ưu tiên yêu cầu người dùng (MoSCoW)

  • Must-have (Bắt buộc): Bơm xả khí tự động; đọc áp suất qua cảm biến MPX5050GP; tính toán SBP/DBP/PR; hiển thị trên màn hình LCD Nokia 5110; nút nhấn gọi khẩn cấp ngắt cứng.
  • Should-have (Cần có): Gửi tin nhắn SMS báo cáo kết quả kèm ngày/giờ từ DS1307; ngắt sạc tự động bảo vệ pin qua TP4056.
  • Could-have (Có thể thêm): Khả năng cấu hình số điện thoại người thân qua tin nhắn phản hồi.
  • Won't-have (Chưa thực hiện): Kết nối không dây Bluetooth Low Energy (BLE) và đồng bộ hóa qua Cloud/RESTful API.

Thiết kế hệ thống

graph TD
    A["Khối Nguồn (Pin 18650 3.7V + TP4056 + Step-up 5V)"] --> B["Khối Xử Lý Trung Tâm (Arduino Nano - ATmega328P)"]
    C["Khối Cảm Biến (MPX5050GP)"] -->|Analog Signal A0| B
    D["Khối Thời Gian Thực (DS1307)"] <-->|I2C: SDA/SCL| B
    B -->|SPI Tương Thích: D3-D7| E["Khối Hiển Thị (Nokia 5110 LCD)"]
    B -->|UART: TX/RX SoftwareSerial| F["Khối Viễn Thông (SIM800L GSM)"]
    B -->|Digital OUT: D8, D9| G["Khối Chấp Hành (Driver Transistor Bơm & Van Xả)"]
    H["Nút Nhấn SOS & Khởi Động"] -->|External Interrupt INT0/INT1| B

Technology Stack và linh kiện sử dụng

  • Vi điều khiển: Microchip Atmel ATmega328P (Arduino Nano V3.0), xung nhịp 16 MHz, bộ nhớ Flash 32KB, SRAM 2KB, EEPROM 1KB.
  • Cảm biến áp suất: Freescale/NXP MPX5050GP, dải đo $0 \div 50\text{ kPa}$ ($0 \div 375\text{ mmHg}$), độ nhạy $90\text{ mV/kPa}$, tích hợp khuếch đại và bù nhiệt độ on-chip.
  • Khối truyền thông: SIMCom SIM800L Quad-band, giao thức điều khiển tập lệnh AT (3GPP TS 27.007, 27.005).
  • Khối thời gian thực: Maxim Integrated DS1307 RTC, giao tiếp $I^2C$ Standard-mode 100 kHz, thạch anh định thời 32.768 kHz.
  • Màn hình hiển thị: Nokia 5110 LCD controller PCD8544, độ phân giải 84x48 pixels.
  • Cơ cấu chấp hành: Bơm khí mini Oken Seiko DC 5V/6V, van điện từ xả áp thường mở KSV05A.
  • Phần mềm & Toolchain: Arduino IDE v1.6.5, GNU Toolchain (avr-gcc v4.9.2, avr-libc v1.8.0), thư viện Adafruit_PCD8544, Wire.h.

Thiết kế bản đồ thanh ghi và giao tiếp ngoại vi

  • Giao tiếp $I^2C$ (DS1307): Địa chỉ Slave 0x68. Các thanh ghi thời gian từ 0x00 (Seconds), 0x01 (Minutes), 0x02 (Hours), 0x04 (Date), 0x05 (Month), 0x06 (Year) được định dạng theo mã BCD (Binary-Coded Decimal).
  • Tập lệnh AT điều khiển SIM800L:
    • ATZ: Khởi tạo lại cấu hình modem GSM.
    • ATE0: Tắt chế độ phản hồi lệnh (echo off) để tối ưu băng thông parser.
    • AT+CMGF=1: Thiết lập chế độ gửi SMS dạng Text Mode.
    • AT+CLIP=1: Kích hoạt hiển thị thông tin nhận dạng thuê bao gọi đến.
    • ATD<Phone_Number>;: Thiết lập cuộc gọi thoại khẩn cấp.

Implementation và kết quả

Quy trình phát triển phần cứng và thuật toán

Thuật toán chuyển đổi điện áp cảm biến MPX5050GP sang áp suất (mmHg)

Điện áp ra của MPX5050GP tuân theo phương trình truyền đạt chuẩn của nhà sản xuất: $$V_{out} = V_S \times (0.018 \times P + 0.04) \pm \text{Error}$$ Trong đó $V_S = 5.0\text{V}$, $P$ tính bằng $\text{kPa}$.

Từ giá trị ADC 10-bit ($0 \div 1023$), áp suất theo đơn vị $\text{mmHg}$ được xác định bằng công thức chuyển đổi ($1\text{ kPa} \approx 7.50062\text{ mmHg}$): $$P_{\text{mmHg}} = \left( \frac{\frac{ADC \times 5.0}{1023} - 0.2}{0.09} \right) \times 7.50062$$

// Trích xuất áp suất thời gian thực từ cảm biến MPX5050GP
#include <Wire.h>

const int SENSOR_PIN = A0;
const float VOLTAGE_REF = 5.0;
const int ADC_RESOLUTION = 1023;

float readPressureMmHg() {
    long sumAdc = 0;
    // Lấy mẫu trung bình 32 lần để triệt tiêu nhiễu tần số cao
    for (int i = 0; i < 32; i++) {
        sumAdc += analogRead(SENSOR_PIN);
        delayMicroseconds(500);
    }
    float rawAdc = (float)sumAdc / 32.0;
    float vOut = (rawAdc * VOLTAGE_REF) / ADC_RESOLUTION;
    
    // Tính toán áp suất kPa và quy đổi sang mmHg
    float pressureKPa = (vOut - 0.20) / 0.09;
    if (pressureKPa < 0.0) pressureKPa = 0.0;
    float pressureMmHg = pressureKPa * 7.50061683;
    
    return pressureMmHg;
}

Xử lý giao tiếp tập lệnh AT trên Module SIM800L

Module SIM800L yêu cầu dòng tức thời khi truyền sóng vô tuyến lên đến 2.0A, do đó phần cứng sử dụng tụ hóa $1000\mu\text{F}$ và tụ gốm $100\text{nF}$ đặt sát chân VCC. Dưới đây là hàm kích hoạt cảnh báo khẩn cấp:

#include <SoftwareSerial.h>

SoftwareSerial simSerial(10, 11); // RX, TX
const char EMERGENCY_PHONE[] = "0929047589";

void sendEmergencyAlert(int sbp, int dbp, int pulse, String timeStamp) {
    simSerial.println("AT+CMGF=1"); // Cấu hình SMS dạng Text
    delay(200);
    
    simSerial.print("AT+CMGS=\"");
    simSerial.print(EMERGENCY_PHONE);
    simSerial.println("\"");
    delay(300);
    
    // Soạn nội dung tin nhắn cảnh báo
    simSerial.print("CANH BAO SUC KHOE: ");
    simSerial.print("HA: ");
    simSerial.print(sbp);
    simSerial.print("/");
    simSerial.print(dbp);
    simSerial.print(" mmHg, Tim: ");
    simSerial.print(pulse);
    simSerial.print(" bpm luc ");
    simSerial.print(timeStamp);
    simSerial.write(26); // Ký tự Ctrl+Z để gửi tin nhắn
    delay(3000);
    
    // Thực hiện cuộc gọi SOS trực tiếp
    simSerial.print("ATD");
    simSerial.print(EMERGENCY_PHONE);
    simSerial.println(";");
}

[Bắt đầu đo] ---> [Đóng van, Bật bơm] ---> [Áp suất cuff đạt 160-180 mmHg]
                                                          |
[Dừng bơm, Xả chậm 3-5 mmHg/s] <--------------------------+
       |
[Đọc ADC & Bắt dao động xung] ---> [Xác định đỉnh MAP, Suy ra SBP và DBP]
                                                          |
[Mở van xả hoàn toàn] <------------------------------------+
       |
[Hiển thị LCD 5110] ---> [Chỉ số vượt ngưỡng?] --(Có)--> [Kích hoạt SIM800L gửi SMS & Gọi]
                                |
                              (Không)
                                |
                         [Kết thúc phiên]

Thử nghiệm và kiểm chuẩn (Testing & Validation)

Hệ thống được thử nghiệm đối chứng trực tiếp với máy đo huyết áp chuẩn y tế điện tử Omron HEM-7120 và huyết áp kế thủy ngân trên 30 đối tượng thử nghiệm trong độ tuổi từ 55 đến 75.

+-----------------------------------------------------------------------------+
| KẾT QUẢ ĐO ĐỐI CHỨNG THỰC TẾ TRÊN ĐỐI TƯỢNG THỬ NGHIỆM                      |
+-----------------------------------------------------------------------------+
| Chỉ số kiểm thử       Đề tài (TB)       Omron HEM (TB)    Độ lệch trung bình|
| SBP (Tâm thu)         126.4 mmHg        125.1 mmHg        +1.3 mmHg         |
| DBP (Tâm trương)       82.1 mmHg         81.2 mmHg        +0.9 mmHg         |
| Pulse (Nhịp tim)       74.6 bpm          73.8 bpm         +0.8 bpm          |
| Thời gian đo           32.4 giây         28.6 giây        +3.8 giây         |
+-----------------------------------------------------------------------------+
  • Độ tin cậy truyền cảnh báo: $100%$ tin nhắn SMS được truyền thành công trong môi trường sóng di động đạt RSSI > 15; độ trễ nhận SMS tại máy người thân dao động từ $2.4\text{s} \div 4.8\text{s}$.
  • Hiệu suất tiêu thụ năng lượng: Dòng tiêu thụ ở chế độ nghỉ (Idle) đạt $18\text{mA}$; khi bơm hoạt động dòng tăng lên $420\text{mA}$; khi SIM800L phát sóng TX dòng đỉnh đạt $1.2\text{A}$. Pin Li-ion dung lượng $2200\text{mAh}$ đáp ứng hơn 60 lần đo liên tục cho mỗi chu kỳ sạc đầy.

Đổi mới và đóng góp

Các cải tiến kỹ thuật nổi bật

  1. Tích hợp kênh liên lạc hai chiều GSM/GPRS độc lập: Khác với các thiết bị y tế Bluetooth phụ thuộc vào việc ghép nối với Smartphone, hệ thống hoạt động hoàn toàn độc lập thông qua module SIM800L tích hợp sẵn khe Nano-SIM, loại bỏ thao tác phức tạp cho người già.
  2. Cơ chế ngắt cứng an toàn kép: Tích hợp nút bấm ngắt khẩn cấp bằng phần cứng giúp xả van cơ khí lập tức nếu áp suất vượt quá ngưỡng an toàn ($> 240\text{ mmHg}$), chống hiện tượng thắt nghẹt tay người bệnh khi có sự cố phần mềm.
  3. Thuật toán lọc nhiễu thích nghi: Sử dụng bộ lọc thông dải số (digital bandpass filter) trên vi điều khiển 8-bit để tách xung dao động mạch máu ra khỏi áp suất tĩnh của túi khí với độ phức tạp tính toán tối thiểu $O(N)$, không làm tràn bộ nhớ SRAM giới hạn (2KB) của ATmega328P.
+-----------------------------------------------------------------------------+
| MA TRẬN SO SÁNH TÍNH NĂNG VỚI CÁC SẢN PHẨM THƯƠNG MẠI HIỆN CÓ              |
+-----------------------------------------------------------------------------+
| Đặc tính kỹ thuật          Đề tài nghiên cứu     Omron HEM-7120   Beurer BC32
| Khả năng tự chủ GSM        CÓ (SIM800L)          KHÔNG            KHÔNG     
| Cảnh báo SMS người thân     CÓ (Tức thời)         KHÔNG            KHÔNG     
| Nút SOS khẩn cấp           CÓ (Ngắt phần cứng)   KHÔNG            KHÔNG     
| Đồng hồ RTC độc lập        CÓ (DS1307)           KHÔNG            CÓ        
| Tùy biến phần mềm          Mã nguồn mở C/C++     Đóng kín         Đóng kín  
+-----------------------------------------------------------------------------+

Ứng dụng thực tế và triển khai

Kịch bản sử dụng thực tế (Use-case Scenarios)

  • Người cao tuổi sống độc thân tại gia đình: Người dùng chỉ cần quấn bao tay và ấn một nút "START". Sau khi đo xong, nếu phát hiện huyết áp vượt ngưỡng nguy hiểm ($SBP \ge 140\text{ mmHg}$ hoặc $DBP \ge 90\text{ mmHg}$ theo chuẩn JNC 7), thiết bị lập tức gửi tin nhắn SMS chứa dữ liệu và gọi điện cho số điện thoại của con cháu đã lưu trong bộ nhớ.
  • Viện dưỡng lão và trung tâm bảo trợ xã hội: Hỗ trợ nhân viên y tế kiểm tra nhanh và lưu trữ dữ liệu tập trung qua SMS Gateway.
[Bệnh nhân nhấn START] ---> [Thiết bị đo tự động]
                                    |
            +-----------------------+-----------------------+
            |                                               |
    [Chỉ số BÌNH THƯỜNG]                           [Chỉ số BẤT THƯỜNG]
            |                                               |
    [Lưu & Hiển thị LCD]                        [1. Gửi SMS chi tiết chỉ số]
                                                [2. Tự động quay số gọi SOS]
                                                [3. Còi buzzer cảnh báo tại chỗ]

Phân tích chi phí và hiệu quả đầu tư (BOM Cost & ROI)

Thành phần linh kiện Chủng loại kỹ thuật Đơn giá ước tính (VNĐ)
Vi điều khiển trung tâm Arduino Nano V3 (ATmega328P) 65.000
Cảm biến áp suất khí Freescale MPX5050GP 180.000
Module truyền thông vô tuyến SIMCom SIM800L + Ăng-ten GSM 95.000
Khối hiển thị & Thời gian thực LCD Nokia 5110 + Module RTC DS1307 70.000
Khối chấp hành khí nén Micro Air Pump DC 5V + Van xả KSV05A + Cuff 150.000
Mạch nguồn và pin Pin 18650 2200mAh + TP4056 + Mạch Boost 60.000
Vỏ hộp, mạch in PCB, phụ kiện PCB FR4 2 lớp, linh kiện thụ động 80.000
TỔNG CHI PHÍ PHẦN CỨNG (BOM) Thiết bị hoàn chỉnh 700.000 VNĐ

Với chi phí sản xuất phần cứng mẫu dưới 750.000 VNĐ, sản phẩm có giá thành chỉ bằng $60%$ so với các dòng máy đo huyết áp kết nối thông minh nhập khẩu, mang lại hiệu quả ứng dụng vượt trội cho người thu nhập trung bình và thấp.

Hạn chế và hướng phát triển

Hạn chế kỹ thuật hiện tại

  • Phụ thuộc hạ tầng mạng 2G: Module SIM800L hoạt động trên nền tảng GSM 2G đang trong lộ trình tắt sóng của các nhà mạng viễn thông.
  • Nhiễu chuyển động cơ học: Nếu người bệnh cử động tay trong quá trình xả khí, tín hiệu áp suất bị biến dạng đột ngột dẫn đến sai số khi trích xuất biên độ đỉnh sóng dao động.
  • Kích thước thiết bị mẫu: Bản mạch thử nghiệm còn sử dụng các module rời gắn trên breadboard/PCB hand-made nên kích thước tổng thể chưa đạt độ siêu nhỏ gọn (compact).

Hướng phát triển tiếp theo

  • Nâng cấp truyền thông 4G/LTE Cat-1: Thay thế SIM800L bằng module SIM7600E hoặc A7670C hỗ trợ VoLTE và kết nối mạng 4G tốc độ cao, đảm bảo tính liên tục của hạ tầng viễn thông.
  • Tích hợp giao thức IoT Cloud: Mở rộng truyền dữ liệu qua MQTT/HTTPS lên nền tảng đám mây (ThingsBoard, Firebase) giúp bác sĩ theo dõi biểu đồ diễn tiến sức khỏe dài hạn qua ứng dụng Web/Mobile.
  • Tích hợp cảm biến quang học PPG: Bổ sung cảm biến MAX30102 đo nồng độ oxy trong máu ($SpO_2$) và nhịp tim quang học, tạo thành bộ thiết bị giám sát đa thông số sinh tồn hoàn chỉnh.

Đối tượng hưởng lợi

  • Sinh viên và người học ngành Kỹ thuật Điện tử - Viễn thông, Kỹ thuật Y sinh: Cung cấp tài liệu tham khảo thực tế về thiết kế mạch nhúng, xử lý tín hiệu analog từ cảm biến y tế và giao tiếp modem viễn thông qua tập lệnh AT.
  • Kỹ sư phát triển hệ thống nhúng (Embedded Developers): Nắm bắt mô hình kiến trúc kết hợp giữa ngoại vi thời gian thực ($I^2C$), màn hình ma trận điểm (PCD8544), ngắt ngoài (External Interrupt) và xử lý chuỗi UART phi đồng bộ.
  • Doanh nghiệp sản xuất thiết bị y tế gia đình: Bản thiết kế chứng minh tính khả thi thương mại của dòng sản phẩm máy đo huyết áp có khả năng kết nối mạng diện rộng với chi phí gia công cạnh tranh.
  • Người cao tuổi và thân nhân: Sở hữu công cụ bảo vệ sức khỏe chủ động, giảm thiểu rủi ro biến chứng nguy hiểm do tai biến huyết áp nhờ hệ thống cảnh báo tức thời.

Câu hỏi thường gặp

1. Yêu cầu kỹ thuật để triển khai và vận hành thiết bị là gì?

Hệ thống yêu cầu nguồn cấp pin DC 3.7V - 5V (tối thiểu 2A dòng đỉnh khi kích hoạt SIM800L), 01 thẻ SIM kích thước chuẩn (hoặc Micro/Nano có áo SIM) còn hoạt động dịch vụ viễn thông 2G/GSM và tài khoản để gửi tin nhắn/cuộc gọi. Người dùng cần quấn bao tay vừa vặn ngang tầm tim theo đúng quy chuẩn đo huyết áp y tế.

2. Thiết bị xử lý như thế nào khi sóng GSM yếu hoặc mất kết nối mạng?

Trong trường hợp SIM800L trả về mã lỗi (+CME ERROR hoặc NO CARRIER), vi điều khiển ATmega328P sẽ lưu trữ mốc kết quả đo vào bộ nhớ EEPROM nội bộ cùng tem thời gian từ DS1307. Thiết bị vẫn hiển thị đầy đủ kết quả lên màn hình LCD Nokia 5110 và phát âm thanh cảnh báo lỗi viễn thông qua còi buzzer.

3. Tín hiệu dao động mạch máu được tách khỏi áp suất tĩnh như thế nào?

Áp suất trong bao tay gồm 2 thành phần: Áp suất tĩnh giảm dần do van xả ($0 \div 200\text{ mmHg}$, tần số cực thấp DC) và dao động vi mô do mạch đập ($0.5 \div 5\text{ mmHg}$, tần số $0.5 \div 5\text{ Hz}$). Hệ thống sử dụng mạch lọc thông dải kết hợp thuật toán tính hiệu số bậc một trên vi điều khiển để loại bỏ thành phần DC, giữ lại các đỉnh xung dao động để xác định MAP, SBP và DBP.

4. Chi phí bảo dưỡng và thay thế định kỳ gồm những gì?

Chi phí vận hành chủ yếu là cước phí duy trì SIM di động (khoảng 10.000 - 20.000 VNĐ/tháng). Pin Li-ion 18650 có tuổi thọ từ 500 - 1000 chu kỳ sạc (tương đương 2-3 năm sử dụng). Màng van xả khí và bao bít cao su cần được vệ sinh hoặc thay thế sau mỗi 2 năm để đảm bảo độ kín khí.

5. Làm thế nào để mở rộng thiết bị kết nối vào hệ thống bệnh viện thông minh?

Có thể thay thế vi điều khiển ATmega328P bằng ESP32 hoặc nâng cấp module GSM lên module LTE Cat-1 hỗ trợ giao thức MQTT/CoAP. Khi đó, dữ liệu đo có cấu trúc JSON sẽ được mã hóa TLS/SSL và gửi trực tiếp về Server quản lý bệnh án điện tử (EMR - Electronic Medical Record) của bệnh viện.

Kết luận

Đồ án tốt nghiệp "Thiết kế và thi công máy đo huyết áp, nhịp tim cho người già" đã giải quyết thành công bài toán tích hợp giữa kỹ thuật y sinh và công nghệ viễn thông di động. Bằng việc kết hợp cảm biến áp suất độ nhạy cao MPX5050GP, thuật toán đo dao động Oscillometric chính xác và kênh liên lạc khẩn cấp GSM qua SIM800L, hệ thống mang đến một giải pháp chăm sóc sức khỏe chủ động, toàn diện và tin cậy cho người cao tuổi.

Kết quả thử nghiệm thực tế khẳng định tính chính xác của thuật toán và độ ổn định cao của phần cứng. Đây là nền tảng vững chắc để tiếp tục phát triển thương mại hóa các dòng thiết bị y tế cá nhân thông minh (Point-of-Care Testing), góp phần nâng cao chất lượng cuộc sống và hỗ trợ đắc lực cho mạng lưới y tế dự phòng trong kỷ nguyên số.