CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN Giới thiệu về sơ lược về cấu tạo của tim, tín hiệu nhịp tim, đồ thị điện tim,, phương pháp đo điện tim bằng phương pháp hấp thụ quang học chuẩn giao tiếp I2C , UART, UDP… và các chuẩn giao tiếp khác trong đề tài. • Chương 3: Tính toán và thiết kế Trong chương này, nhóm thực hiện thiết kế sơ đồ khối cho đề tài. Thực hiện giới thiệu chức năng, lựa chọn linh kiện, thông số kĩ thuật của linh kiện, thiết kế sơ đồ nguyên lí và giải thích sơ đồ nguyên lí cho từng khối. • Chương 4: Thi công hệ thống Tiến hành thi công mô hình.
• Chương 5: Kết quả, nhận xét và đánh giá Đưa ra kết quả mà nhóm đạt được, số liệu, hình ảnh hệ thống sau khi thi công, so sánh ưu điểm có cải tiến sao với các đề tài trước và so với máy đo thực tiếp của các sản phẩm đang có trên thị trường. • Chương 6: Kết luận và hướng phát triển Đưa ra kết luận và hướng phát triển của đề tài. BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 3 do an CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT CHƯƠNG 2. LÝ THUYẾT VỀ NHỊP TIM VÀ PHƯƠNG PHÁP ĐO ĐIỆN TIM 2.
Khái niệm về ECG Điện tâm đồ (tiếng Anh: Electrocardiogram hay thường gọi tắt là ECG) là đồ thị ghi những thay đổi của dòng điện trong tim. Quả tim co bóp theo nhịp được điều khiển của một hệ thống dẫn truyền trong cơ tim. Những dòng điện tuy rất nhỏ, khoảng một phần nghìn volt, nhưng có thể dò thấy được từ các cực điện đặt trên tay, chân và ngực bệnh nhân và chuyển đến máy ghi. Máy ghi điện khuếch đại lên và ghi lại trên điện tâm đồ.
Điện tâm đồ được sử dụng trong y học để phát hiện các bệnh về tim như rối loạn nhịp tim, suy tim, nhồi máu cơ tim v. Sơ lược về hệ thống điện tim. Tim người có 4 buồng để chứa và bơm máu. Hai phần nhỏ ở phía trên gọi là tâm nhĩ (vì trông giống lỗ tai).
Hai phần dưới lớn hơn gọi là tâm thất. Máu theo tĩnh mạch từ cơ thể trở về tâm nhĩ phải, từ phổi trở về tâm nhĩ trái. Tâm nhĩ trái bóp bơm máu vào tâm thất trái, tâm nhĩ phải đưa máu vào tâm thất phải. Sau đó tâm thất phải bóp để bơm máu theo động mạch lên phổi và tâm thất trái bóp để bơm máu xuống cơ thể.
Tim có khả năng hoạt động đều đặn và thứ tự như thế là nhờ một hệ thống các tế bào dẫn điện đặc biệt nằm trong cơ tim. Trong tâm nhĩ bên phải có nút xoang nhĩ (sinoatrial node) gồm các tế bào có khả năng tự tạo xung điện (electric impulse). Xung điện này truyền ra các cơ chung quanh làm co bóp hai tâm nhĩ (tạo nên sóng P trên Điện Tâm đồ). Sau có dòng điện tiếp tục truyền theo 1 Hình 2.
Dạng sóng mẫu ECG chuỗi tế bào đặc biệt tới nút nhĩ thất (atrioventricular node) nằm gần vách liên thất rồi theo chuỗi tế bào sợi Purkinje chạy dọc vách liên thất lan vào các cơ chung quanh BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 4 do an CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT (loạt sóng QRS) làm hai thất này co bóp. Sau đó xung điện giảm đi, tâm thất giãn ra (tạo nên sóng T). Quá trình điện học của tim. Tim là tổ chức cơ rỗng, tại đó sự co bóp một cách tuần tự các cơ sẽ tạo ra áp lực đẩy máu đi qua các bộ phận khác nhau trên cơ thể.
Mỗi nhịp tim được kích thích bởi xung điện từ các tế bào nút xoang tại tâm nhĩ. Các xung điện truyền đến các bộ phận khác của tim và làm cho tim co bóp. Việc ghi tín hiệu điện tim là ghi lại các tín hiệu điện này (tín hiệu ECG). Năng lượng chuyển hóa được sử dụng để tạo ra môi trường trong giàu Kali nhưng ít Natri so với thành phần ngoại bào Natri cao và Kali thấp.
Do có sự không cân bằng tồn tại điện thế tĩnh trên màng tế bào, bên trong chừng 90 mV so với bên ngoài. Khi tế bào bị kích thích (bằng cách cho dòng điện vốn làm tăng tạm thời thế ngang mảng), các tính chất của mảng thay đổi theo chu trình, pha thứ nhất của nó là độ thấm mạnh đối với Natri, dòng Natri lớn (sớm) chảy vào trong do các gradient khuếch tán và điện. Quá trình điện học của tim. BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 5 do an CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT Trong khi di chuyển liên tiếp, tế bào về cơ bản có tính chất như nguồn lưỡng điện.
Dòng Natri chuyển tiếp này chịu trách nhiệm về dòng mạch điện nội tại và là một phần của dòng điện đó. Theo cách này, hoạt động mở rộng tiếp tới các tế bào lân cận. Khi màng hồi phục (trở về các tính chất nghỉ), điện thế tác động của tế bào kết thúc và nó trở lại trạng thái nghỉ và có khả năng được tái kích thích. Nói một cách ngắn gọn khi có dòng Natri, Kali chảy qua màng tim thì có điện thế được sinh ra.
Điện tâm đồ được sử dụng trong nhiều trường hợp y học sau: - Chẩn đoán nhồi máu cơ tim khi cơ tim bị thiếu máu và dưỡng khí, bị tổn thương hay hoại tử, khả năng dẫn truyền điện của cơ sẽ thay đổi. Sự thay đổi này có thể ghi nhận được trên điện tâm đồ, đây là một trong những giá trị nhất của phương pháp cận lâm sàng này. - Chẩn đoán thiếu máu cơ tim: cơ tim bị thiếu máu sẽ cho thấy hình ảnh sóng T trên điện tâm đồ dẹt, âm. - Chẩn đoán và theo dõi rối loạn nhịp tim bất thường tại vị trí phát nhịp (nút xoang, nút nhĩ nhất, cơ tim) và dẫn truyền một chiều của tim sẽ cho thấy hình ảnh nhịp tim bất thường trên điện tâm đồ.
- Chẩn đoán và theo dõi rối loạn dẫn truyền nhịp tim đập do một hệ thống dẫn truyền khoa học, việc tổn thương hay mất sự mạch lạc dẫn truyền cho thấy các bất thường về các nhánh điện học của tim trên điện tâm đồ (Block AV, Block nhánh tim). - Chẩn đoán các chứng tim lớn khi cơ tim dày hay dãn, quá trình khử cực, tái cực của từng thành phần trong cơ tim sẽ thay đổi, qua đó trên giấy ghi sẽ cho những gợi ý nhất định về tình trạng lớn buồng tim, tuy nhiên giá trị của ECG không ưu thế là trường hợp này, vì thay đổi nhiều vào chủng tộc, nhiều yếu tố gây nhiễu và độ nhạy kém, y học cũng có nhiều công cụ chẩn đoán tim to tốt hơn. - Chẩn đoán một số thay đổi sinh hóa máu vì điện tim là do sự di chuyển của các ion như natri, kali, canxi, v. Khi có thay đổi lớn trong nồng độ các chất này, điện tâm đồ có khả năng thay đổi.
- Chẩn đoán một số ngộ độc thuốc Digoxin làm thay đổi đoạn ST của mọi cực. Thuốc chống trầm cảm 3 vòng làm dài đoạn QT. BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 6 do an CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2. Nguyên lý đọc tín hiệu điện tim Xung điện từ truyền từ các tế bào nút xoang tâm nhỉ đến các bộ phận khác của tim chính là tín hiệu mà chúng ta cần đo đạt, hình dạng tín hiệu này thể hiện được nhiều ý nghĩa sinh học trên nhiều phần của tim,cứ mỗi xung điện từ đến các vị trí khác nhau trên tim sẽ cho một dạng sóng khác nhau, hình dạng đó chính là dạng sóng ECG.
Sử dụng mạch khuếch đại đo lường để khếch đại tín hiệu điện áp từ các điện cực trên cơ thể và lọc bỏ các tín hiệu nhiễu khác ta sẽ có được tín hiệu ECG mong muốn. Vị trí các điện cực trên cơ thể Như đã đề cập ở trên, có thể xác định được tín hiệu ECG thông qua hệ thống điện cực đặt trên bề mặt cơ thể. Người ta đặt các điện cực ở những vị trí thuận lợi nhất, phản ánh trung thực tín hiệu ECG, những vị trí đó chính là các điện cực trên cơ thể, chúng ta có 10 điện cực: - 4 điện cực chi: tay trái (LA), tay phải (LR), chân trái (RL), chân phải (LL) - 6 điện cực trước ngực: V1 , V2 , V3 , V4 , V5 , V6 Đường đi của xung điện từ qua các điểm cực tương ứng gọi là chuyển đạo. Điện tâm đồ gồm 12 chuyển đạo riêng biệt gồm: - 6 chuyển đạo chi: DI, DII, DIII, aVR, aVF - 6 chuyển đạo ngực: V1, V2, V3, V4, V5, V6 2.
Ý nghĩa các sóng điện tâm đồ BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 7 do an CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT Sóng P: Bình thường sóng P ở: - D1, D2, V3, V4, V5, V6, aVF: bao giờ cũng dương. - D3, aVL, V1, V2: đa số dương, có thể âm nhẹ, 2 pha. - aVR: bao giờ cũng âm. Dù dương, âm hay 2 pha, sóng P có thể móc nhẹ hoặc chẻ đôi.
Biên độ sóng P thường cao nhất ở D2. Sóng P được hình thành do quá trình khử cực tâm nhĩ. Sóng P bình thường có biên độ dưới 2mm (0.2 mmV), thời gian từ 0. Khi sóng P tăng biên độ hoặc kéo dài thời gian có thể bệnh nhân đang có tình trạng tâm nhĩ lớn.
Nếu tăng biên độ có thể bệnh nhân lớn nhĩ phải, nếu kéo dài thời gian khử cực có thể bệnh nhân lớn nhĩ trái. Dạng sóng mẫu đầy đủ ECG Phức bộ QRS thể hiện quá trình khử cực của tâm thất, bình thường QRS kéo dài từ 0. Tùy vào chiều khử cực và vị trí đặt điện cực mà trên giấy ghi sẽ cho thấy các phức bộ khác nhau. Sóng Q là sóng âm đầu tiên của phức bộ QRS, hình thành do quá trình khử cực vách liên thất.
Ở người bình thường, sóng Q thường nhỏ và ngắn. Nếu sóng Q biên độ âm lớn và kéo dài có thể đang có tình trạng hoại tử cơ tim. Sóng R là sóng dương đầu tiên của phức bộ, theo sau nó là sóng âm S. Đây là hai sóng hình thành do khử cực thất, có bản chất giống nhau.
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 8 do an CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT Sóng T bình thường rộng, đỉnh tày, hai sườn không đối xứng, sườn lên thoải, sườn xuống dốc hơn. Bao giờ cũng dương ở D1, aVF, V3, V4, V5, V6, biên độ lớn nhất ở V3, V4 và bao giờ cũng âm ở aVR. Ở D2 đa số dương, một số nhỏ hai pha. Ở D3, aVL đa số là dương, một số hai pha hoặc âm.
Ở V1, đa số là âm, một số nhỏ dương hay hai pha.