chương 1, dựa vào những kết quả này để đưa ra hướng phát triển hệ thống trong tương lai. BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 3 do an CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT CHƯƠNG 2. LÝ THUYẾT TÍN HIỆU ĐIỆN TIM 2. Cấu trúc giải phẫu và chức năng của tim Hình 2.1: Cấu tạo tim người Tim là một tổ chức cơ rỗng gồm 4 buồng.
Bên ngoài được bao bọc bởi một túi sợi gọi là bao tim, bên trong được cấu tạo bằng cơ tim có vách ngăn chia tim thành hai nửa riêng biệt gọi là tim trái và tim phải. Tim trái bơm máu ra ngoại vi, còn tim phải bơm máu lên phổi. Mỗi nửa tim lại được chia ra thành hai buồng, buồng trên là tâm nhĩ có thành mỏng làm nhiệm vụ chứa máu, buồng dưới là tâm thất có thành dày, khối cơ lớn giúp cung cấp lực đẩy máu đi đến các bộ phận. Giữa tâm nhĩ và tâm thất có van nhĩ thất, giữa tâm thất trái và động mạch chủ, tâm thất phải và động mạch phổi có van bán nguyệt.
Các van này đảm bảo cho máu chỉ di chuyển theo một chiều từ tâm nhĩ xuống tâm thất, từ tâm thất xuống động mạch chứ không cho đi ngược lại, nhờ vậy đảm bảo được sự tuần hoàn máu. Ngoài ra, tim còn có một cấu trúc đặc biệt thực hiện chức năng phát và dẫn truyền xung được gọi là hệ dẫn truyền. Hệ thống dẫn truyền gồm: - Nút xoang nhĩ (SAN): là nút tạo nhịp cho toàn bộ trái tim, nằm ở cơ tâm nhĩ phải, phát xung với tần số khoảng 120 lần/phút. BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 4 do an CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT - Các đường liên nút: nằm ở giữa nút xoang nhĩ và nút nhĩ thất, thực hiện chức năng dẫn truyền các xung động giữa nút xoang nhĩ và nút nhĩ thất.
- Nút nhĩ thất (AVN): nằm ở bên phải vách liên nhĩ, giữ nhiệm vụ làm chậm dẫn truyền trước khi các xung động được truyền xuống thất với tần số khoảng 50-60 lần/phút. - Bó His: bắt đầu từ nút nhĩ thất đến vách liên thất thì chia thành hai nhánh trái và phải chạy dưới nội tâm mạc hai thất để dẫn truyền xung động đến hai thất, tại đây, chúng phân nhánh thành mạng Purkinje chạy giữa các sợi cơ tim giúp dẫn truyền xung động xuyên qua các thành của thất. Bó His phát xung khoảng 30-40 lần/phút.2: Hệ thống dẫn truyền tim 2. Quá trình hình thành tín hiệu điện tim a) Nhĩ đồ Hình 2.3: Khử cực tâm nhĩ và sự hình thành sóng P Tim hoạt động được nhờ vào một xung động truyền qua một hệ thống thần kinh tự kích của tim.
Đầu tiên, nút xoang nhĩ sẽ phát xung tự động, xung động tỏa BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 5 do an CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT ra làm cơ nhĩ khử cực trước. Sóng khử cực có hướng chung là từ trên xuống dưới, từ phải sang trái và hợp với phương ngang một góc 490. Đợt sóng này được máy ghi điện tim ghi lại với dạng một sóng dương, đơn, thấp, nhỏ và có biên độ khoảng 0,25mV gọi là sóng P.4: Khử cực vách liên thất và sự hình thành sóng Q Ngay khi nhĩ còn đang khử cực thì xung động đã bắt đầu truyền vào nút nhĩ thất xuống thất và hai nhánh bó His xuống khử cực thất. Sóng khử cực hướng từ giữa mặt trái đi xuyên qua mặt phải của vách liên thất.
Máy sẽ ghi nhận được một sóng âm nhỏ, gọn gọi là sóng Q.5: Khử cực ở tâm thất và sự hình thành sóng R, S Xung tiếp tục truyền xuống và tiến hành khử cực đồng thời cả hai tâm thất theo hướng xuyên qua bề mặt dày cơ tim, từ dưới nội tâm mạc ra dưới thượng tâm mạc. Vectơ khử cực hướng từ phải sang trái và máy ghi nhận được một làn sóng dương, BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 6 do an CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT cao và nhọn gọi là sóng R. Sau cùng, xung động truyền xuống và khử cực vùng đáy thất. Vectơ khử cực hướng từ trái sang phải, máy sẽ ghi nhận được một sóng âm, nhỏ và nhọn gọi là sóng S.6: Tái cực tâm thất và sự hình thành sóng T Sau khi thất khử cực xong sẽ qua thời kỳ tái cực chậm.
Giai đoạn này được thể hiện trên điện tâm đồ bằng một đường đẳng điện gọi là đoạn S – T. Sau đó là thời kỳ tái cực nhanh tạo nên sóng T. Tái cực có hướng xuyên qua cơ tim, từ lớp dưới thượng tâm mạc vào lớp dưới nội tâm mạc. Vectơ tái cực có hướng từ trên xuống dưới và từ phải sang trái tạo ra một sóng dương, thấp, không đối xứng mà có sườn lên thoai thoải hơn và sườn xuống dốc đứng hơn gọi là sóng T.
Sau khi kết thúc sóng T còn có thể thấy được một sóng chậm nhỏ gọi là sóng U đặc trưng cho giai đoạn tái cực muộn. CÁC PHƯƠNG PHÁP THEO DÕI NHỊP TIM 2. Khảo sát một số phương pháp đo nhịp tim hiện có Có rất nhiều phương pháp để đo và xác định nhịp tim khác nhau hiện nay trong và ngoài nước. Nhìn chung các phương pháp đo là giống nhau, chỉ khác nhau ở hình thức đo và được chia làm ba phương pháp là: thủ công, xâm lấn, không xâm lấn.
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 7 do an CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT Phương pháp 1: Phương pháp thủ công Đo nhịp tim bằng nhấn ngón tay: Sử dụng măt trong của 2 ngón tay áp sát vào mặt trong của cổ tay bên kia - chỗ có những nếp gấp cổ tay (hai tay ngược nhau). Bấm nhẹ vào đó cho đến khi cảm thấy nhịp đập. Nếu cần thiết, có thể di chuyển ngón tay xung quanh đó cho đến khi bạn cảm thấy nhịp đập. Sau đó dùng đồng hồ để xác định số nhịp tim.
Hoặc đặt 2 ngón tay vào một bên cổ nơi giao nhau giữa khí quản và các cơ lớn ở cổ. Bấm nhẹ cho đến khi bạn cảm thấy nhịp đập.7: Cách đo nhịp tim thủ công bằng tay Đo nhịp tim bằng dùng ống nghe: đeo tai nghe và kiểm tra ống nghe, mùa đông cần xoa làm ấm loa nghe trước khi nghe. Đặt ống nghe lên các vị trí nghe tim, mỗi lần đặt ống nghe 10 -20 giây. Sau đó dùng đồng hồ để xác định số nhịp tim.8: Đo nhịp tim bằng ống nghe Nhận xét: là phương pháp phổ biến,đơn giản, dễ đo.
Chi phí khi đo không đáng kể. Kết quả đo có độ chính xác phụ thuộc vào người đo, có sự sai sót do chênh lệch thời gian đếm của người đo và đồng hồ đếm thời gian. Tốn nhiều thời gian, công sức để đo. Phương pháp 2: Phương pháp đo nhịp tim bằng quang học Khi tim đập, máu sẽ được dồn đi khắp cơ thể qua động mạch, tạo ra sự thay đổi về áp suất trên thành động mạch và lượng máu chảy qua động mạch.
Vì thế ta có thể đo nhịp tim bằng cách đo những sự thay đổi đó. Khi lượng máu trong thành động mạch thay đổi sẽ làm thay đổi mức hấp thụ ánh sáng của động mạch, do đó khi một BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 8 do an CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT tia sáng được truyền qua động mạch thì cường độ ánh sáng sau khi truyền qua sẽ biến thiên đồng bộ với nhịp tim. Khi nhịp tim giãn ra, lượng máu qua động mạch nhỏ nên hấp thụ ít ánh sáng, ánh sáng sau khi truyền qua động mạch có cường độ lớn, ngược lại khi tim co vào, lượng máu qua động mạch lớn hơn, ánh sáng sau khi truyền qua động mạch sẽ có cường độ nhỏ hơn.Ánh sáng sau khi truyền qua ngón tay gồm hai thành phần AC và DC: - Thành phần DC đặc trưng cho cường độ ánh sáng cố định truyền qua mô, xương và tĩnh mạch. - Thành phần AC đặc trưng cho cường độ ánh sáng thay đổi khi lượng máu thay đổi truyền qua động mạch, tần số của tín hiệu này đồng bộ với tần số của nhịp tim.9: Đo nhịp tim bằng quang học Nhận xét: đơn giản, dễ sử dụng, thiết bị gọn nhẹ, sử dụng thoải mái, không gây khó chịu, thời gian đo nhanh.
Phương pháp này có sai số khá cao, khoảng 15%, không thích hợp để theo dõi bệnh nhân trong thời gian dài Hiện tại, hai phương pháp trên được sử dụng khá phổ biến, tuy nhiên do yêu cầu về độ chính xác và theo mục tiêu ban đầu của đề tài là thu thập dữ liệu về nhịp tim của người dùng trong một thời gian nhất định để đưa ra những cảnh báo kịp thời về tình trạng sức khỏe, nhóm đã quyết định chọn phương pháp đo điện tim - ECG 2. Phương pháp đo điện tim a) Giới thiệu về điện tim và lịch sử nghiên cứu điện tâm đồ Điện tim là một thử nghiệm không xâm lấn, không gây đau đớn giúp các bác sĩ có thể chẩn đoán được những vấn đề bất thường của tim. Trong y học, người ta thường BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 9 do an CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT sử dụng máy điện tim để phát hiện các bệnh về tim như rối loạn nhịp tim, suy tim, nhồi máu cơ tim, chẩn đoán một số thay đổi, rối loạn về tim nói chung. Đo điện tim cũng còn được gọi là đo điện tâm đồ (tên viết tắt là EKG hoặc ECG).
Đo điện tim là một khảo sát cơ bản giúp ghi lại những hoạt động điện học của cơ tim. Theo đó, cùng với mỗi nhịp đập của tim, các tín hiệu điện sẽ di chuyển và lan truyền từ đỉnh đến đáy tim, quy định tần số đập của tim. Quá trình di chuyển làm co tim và bơm máu đi và tiến trình này sẽ lập lại theo mỗi nhịp đập của tim.10: Điện tâm đồ Tín hiệu ECG ghi lại những họat động mang tính chất điện của tim. Tín hiệu ECG được gọi là bình thường (trạng thái tim họat động bình thường) bao gồm năm đỉnh lồi, lõm được gán bởi năm chữ cái là P, Q, R, S và T Hình 2.11: Willem Einthoven và máy ghi điện tâm đồ đầu tiên BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 10 do an CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT Trên thế giới, đã có rất nhiều công trình nghiên cứu về tín hiệu điện tim từ rất sớm.
Galvani đã nhận thấy sự co cơ đùi của con ếch khi bị phóng điện, từ đó, ông đưa ra giả thuyết về dòng điện trong động vật và đặt nền tảng ban đầu cho nghiên cứu về tín hiệu điện tim. Năm 1887 – 1888, Augustus Desiree Waller ghi nhận điện thế tương ứng với nhịp đập của tim trên bề mặt cơ thể người.