Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Theo thống kê của Tổ chức Y tế Thế giới (WHO), các bệnh lý tim mạch là nguyên nhân gây tử vong hàng đầu trên toàn cầu, cướp đi sinh mạng của hơn 16 triệu người mỗi năm và chiếm khoảng 30% tổng số ca tử vong. Điện tâm đồ (Electrocardiogram - ECG) là một trong những công cụ chẩn đoán sinh lý quan trọng hàng đầu trong y học hiện đại, cho phép ghi nhận và theo dõi các biến đổi dòng điện sinh học phát sinh trong quá trình co bóp của cơ tim để phát hiện sớm các bệnh lý như rối loạn nhịp tim, nhồi máu cơ tim, suy tim hay các biến đổi sinh hóa máu.

Tuy nhiên, tín hiệu điện tim thu nhận trực tiếp từ bề mặt cơ thể người có biên độ rất nhỏ (chỉ dao động trong khoảng $0{,}5 \div 5\text{ mV}$) và có dải tần số thấp ($0{,}05 \div 100\text{ Hz}$). Do đó, quá trình thu thập tín hiệu ECG rất dễ bị suy hao và chịu tác động nặng nề bởi nhiều nguồn nhiễu:

  • Nhiễu cảm ứng từ mạng lưới điện xoay chiều công nghiệp ($50\text{ Hz}$).
  • Nhiễu điện từ trường cao tần phát ra từ các thiết bị thu phát sóng và dây dẫn xung quanh.
  • Nhiễu trôi đường nền (baseline wander) do tiếp xúc cơ học giữa da và điện cực không ổn định hoặc do hoạt động hô hấp.
  • Nhiễu điện cơ (Electromyography - EMG) xuất hiện khi bệnh nhân cử động hoặc rung cơ.

Xuất phát từ yêu cầu thực tiễn về nghiên cứu thiết bị y tế và nhu cầu giám sát bệnh nhân từ xa qua hệ thống mạng không dây, đồ án đặt mục tiêu thiết kế và thi công một mô hình thiết bị y tế đo điện tim dạng dàn trải (phần cứng được mở rộng, bố trí các điểm đo kiểm trực quan) có khả năng truyền nhận dữ liệu trực tiếp về máy tính.

Nhiệm vụ nghiên cứu của đề tài được chia thành 9 nội dung cụ thể:

  1. Thiết kế giao diện giám sát và hiển thị đồ thị điện tim trên máy tính bằng phần mềm LabVIEW.
  2. Thiết kế, lập trình và thi công khối mạch giao tiếp giữa vi điều khiển với máy tính thông qua chuẩn giao tiếp nối tiếp USB và mạng không dây.
  3. Thiết kế, thi công và phối ghép khối thu nhận tín hiệu điện tim từ cơ thể người bằng điện cực sinh y.
  4. Thiết kế và thi công khối mạch tương tự (Analog) thực hiện nhiệm vụ khuếch đại vi sai và lọc loại bỏ các thành phần nhiễu.
  5. Thiết kế, thi công và lập trình khối chuyển đổi tương tự - số (ADC) trên vi điều khiển dsPIC để số hóa tín hiệu ECG.
  6. Thiết kế và thi công hoàn thiện phần cứng mô hình thiết bị y tế dàn trải.
  7. Liên kết, ghép nối đồng bộ các khối chức năng trong toàn bộ hệ thống.
  8. Vận hành thử nghiệm hệ thống trong các điều kiện đo thực tế.
  9. Tiến hành hiệu chỉnh các thông số mạch để đạt độ chính xác và ổn định cao.

Phạm vi nghiên cứu của đề tài tập trung vào việc đo đạc tín hiệu điện tim thông qua phương pháp chuyển đạo ở chi (limb leads) sử dụng 3 điện cực dán (tay phải, tay trái, chân trái), xử lý tiền khuếch đại - lọc tương tự, số hóa và truyền dữ liệu lên máy tính thông qua cáp USB UART hoặc qua mạng Wi-Fi chuẩn TCP/IP.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Hệ thống hoạt động dựa trên các nguyên lý sinh lý học điện tim và lý thuyết xử lý tín hiệu tương tự - số:

  • Nguyên lý điện tim và chuyển đạo ở chi: Chu kỳ hoạt động điện học của tim được thể hiện qua các thành phần sóng trên điện tâm đồ, gồm sóng P (khử cực hai tâm nhĩ), phức bộ sóng QRS (khử cực hai tâm thất), sóng T (tái cực tâm thất) và sóng U (tái cực chậm hệ thống mạng sợi Purkinje hoặc tế bào M). Đồ án ứng dụng cấu hình đo 3 chuyển đạo chi lưỡng cực (Chuyển đạo I: tay phải - tay trái; Chuyển đạo II: tay phải - chân trái; Chuyển đạo III: chân trái - tay trái) và các chuyển đạo đơn cực tăng cường (aVR, aVL, aVF).
  • Điện cực thu tín hiệu sinh y: Sử dụng loại điện cực dán y tế chuyên dụng chế tạo từ vật liệu Bạc/Bạc clorua (Ag/AgCl) và Niken (Ni), kết hợp lớp gel điện phân dẫn điện nhằm chuyển đổi dòng ion trong cơ thể thành dòng điện tử với trở kháng tiếp xúc thấp.
  • Khuếch đại đo lường chuyên dụng INA114: IC khuếch đại đo lường cấu trúc 3 Op-Amp tích hợp với hệ số nén tín hiệu kiểu chung (CMRR) cao, điện áp bù thấp, dòng phân cực đầu vào cực nhỏ và khả năng chịu quá áp đầu vào lên đến $\pm 40\text{V}$. Độ lợi $G$ của INA114 được xác lập thông qua một điện trở đơn $R_G$ theo công thức lý thuyết: $$G = 1 + \frac{50\text{ k}\Omega}{R_G}$$
  • Khuếch đại thuật toán đa dụng TL074: IC tích hợp 4 bộ khuếch đại thuật toán (Op-Amp) ngõ vào JFET có tốc độ chuyển mạch cao, độ chênh lệch dòng đầu vào cực thấp và CMRR đạt $80\text{ dB}$, đóng vai trò làm các tầng khuếch đại trung gian, lọc tích cực và dịch mức tín hiệu.
  • Vi điều khiển dsPIC30F4013: Bộ điều khiển tín hiệu số (DSC) 16-bit kiến trúc RISC của Microchip, tốc độ xử lý đạt 40 MIPS, tích hợp bộ chuyển đổi ADC 12-bit lấy mẫu lên tới $200\text{ ksps}$ với 13 kênh đầu vào, bộ nhớ Flash 48 KB, cùng 2 khối truyền thông UART phần cứng.
  • Module truyền thông không dây ESP8266 v1: Vi mạch tích hợp thu phát Wi-Fi chuẩn $802.11\text{ b/g/n}$ tần số $2{,}4\text{ GHz}$, hỗ trợ chế độ Client/Access Point và các giao thức mạng TCP/UDP, giao tiếp với vi điều khiển trung tâm qua chuẩn nối tiếp UART.

Phương pháp nghiên cứu kết hợp giữa tính toán giải tích mạch điện tử tương tự, mô phỏng thiết kế phần cứng PCB, lập trình nhúng phần sụn (firmware) trên vi điều khiển và lập trình phần mềm giao diện thu thập dữ liệu bằng ngôn ngữ đồ họa trên máy tính.

Thiết kế và triển khai hệ thống

Hệ thống được thiết kế theo cấu trúc mô-đun gồm 6 khối chính liên kết chặt chẽ:

[Điện cực dán 3 vị trí] 
[Khối Analog tiền xử lý] (INA114 -> Khuếch đại -> HPF 0.5Hz -> LPF 100Hz -> Notch 50Hz -> Nâng mức)
[Khối USB UART CP2102]      [Khối Wi-Fi ESP8266 v1]
        [Giao diện máy tính LabVIEW]

1. Thiết kế khối nguồn

Khối nguồn cung cấp điện áp ổn định cho toàn hệ thống:

  • Nguồn sơ cấp sử dụng biến áp cách ly hạ áp từ $220\text{VAC}$ xuống $12\text{V}-0-12\text{VAC}$, đưa qua cầu diode chỉnh lưu và tụ lọc gợn sóng.
  • Sử dụng hai IC ổn áp tuyến tính 7809 và 7909 để tạo ra nguồn đối xứng $\pm 9\text{V}$ cấp cho các IC tương tự TL074 và INA114.
  • Nguồn $+9\text{V}$ tiếp tục được ổn áp thành $+5\text{V}$ bằng IC 7805 cấp cho vi điều khiển dsPIC và màn hình LCD.
  • Nguồn $+5\text{V}$ được hạ áp tiếp xuống $+3{,}3\text{V}$ thông qua IC LM1117 để cấp cho module Wi-Fi ESP8266.
  • Mạch hỗ trợ ngõ vào nguồn dự phòng bằng 2 pin $9\text{V}$ mắc nối tiếp tạo điểm mass ảo.

2. Thiết kế khối xử lý tín hiệu tương tự (Analog)

Khối Analog được thiết kế thành 7 tầng nối tiếp nhằm xử lý trọn vẹn tín hiệu sinh học trước khi đưa vào bộ biến đổi ADC:

Tầng xử lý Linh kiện chính Thông số kỹ thuật thiết kế Chức năng chi tiết
1. Lấy tín hiệu & tiền khuếch đại INA114 $R_G = 5{,}6\text{ k}\Omega$ (chia thành các nhánh $2{,}7\text{ k}\Omega + 100\Omega$), Độ lợi $G \approx 10$ Thu nhận tín hiệu vi sai từ 3 điện cực dán (cổng DB9), triệt tiêu nhiễu đồng pha.
2. Khuếch đại trung gian TL074 2 bộ khuếch đại không đảo, độ lợi mỗi tầng $A_V = 11$ Nâng biên độ tín hiệu ECG sau khi nhận từ đầu đo.
3. Lọc thông cao (HPF) TL074 Tần số cắt $F_c = 0{,}5\text{ Hz}$, $C = 1\ \mu\text{F}$, chọn trở $R = 390\text{ k}\Omega$ Triệt tiêu các dao động tần số cực thấp do trôi đường nền và nhịp thở của bệnh nhân.
4. Lọc thông thấp (LPF) TL074 Tần số cắt $F_c = 100\text{ Hz}$, $C = 0{,}1\ \mu\text{F}$, nhánh trở $20\text{ k}\Omega$ và $10\text{ k}\Omega$ Cắt bỏ các thành phần nhiễu cao tần sinh ra từ môi trường xung quanh.
5. Lọc dải triệt (Notch Filter) TL074 Tần số triệt $F_c = 50\text{ Hz}$, $C = 0{,}1\ \mu\text{F}$, trở $R = 33\text{ k}\Omega$ Loại bỏ hoàn toàn sóng nhiễu cảm ứng từ tần số điện lưới dân dụng $50\text{ Hz}$.
6. Khuếch đại ngõ ra TL074 Mạch khuếch đại không đảo, độ lợi $A_V = 6$ Khôi phục và nâng biên độ tổng thể của dạng sóng ECG sau các khâu lọc suy hao.
7. Đảo và nâng mức tín hiệu TL074 Mạch dịch mức điện áp (Level Shifter) Dịch toàn bộ dạng sóng xoay chiều đối xứng về dải điện áp dương $0 \div 5\text{VDC}$ phù hợp dải đo ADC.

3. Thiết kế phần mềm và hệ thống điều khiển

  • Lập trình vi điều khiển dsPIC30F4013: Phát triển bằng trình biên dịch CCS C Compiler. Cấu hình module ADC 12-bit hoạt động ở tần số lấy mẫu xác định, đọc giá trị điện áp từ chân ngõ vào tương tự sau khâu nâng mức, đóng gói dữ liệu và truyền liên tục qua 2 cổng UART phần cứng.
  • Lập trình truyền thông Wi-Fi ESP8266: Sử dụng môi trường Arduino IDE để nạp chương trình nhận luồng dữ liệu từ chân RX của vi điều khiển, khởi tạo kết nối mạng cục bộ và truyền dữ liệu theo giao thức TCP socket tới máy tính.
  • Phần mềm giao diện máy tính: Xây dựng trên nền tảng LabVIEW. Giao diện tích hợp 2 khối truyền nhận độc lập: khối đọc dữ liệu từ cổng COM ảo (thông qua module USB-UART CP2102) và khối nhận luồng dữ liệu mạng qua cổng kết nối TCP Client, hiển thị biểu đồ sóng thời gian thực của các đỉnh P-QRS-T.

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Tổng quan

Chương 1 mở đầu bằng việc phân tích tính cấp thiết của nghiên cứu thiết bị y tế trong bối cảnh tỷ lệ bệnh nhân mắc các bệnh tim mạch gia tăng và xu hướng phát triển của ngành Điện tử Y sinh tại Việt Nam. Tác giả xác định rõ mục tiêu tổng quát là chế tạo mô hình thiết bị đo điện tim dàn trải có khả năng truyền dữ liệu máy tính; liệt kê chi tiết 9 nội dung nghiên cứu kỹ thuật từ khâu thiết kế mạch, chế tạo mô hình, lập trình nhúng đến giao diện LabVIEW; đồng thời nêu rõ phạm vi và giới hạn của đề tài về mặt linh kiện phần cứng.

Chương 2: Cơ sở lý thuyết

Chương 2 trình bày toàn diện hệ thống lý thuyết phục vụ đề tài:

  • Giải thích cấu tạo giải phẫu và hệ thống dẫn truyền điện cơ tim (nút xoang nhĩ, nút nhĩ thất, bó His và mạng sợi Purkinje), đặc điểm nhận dạng của các sóng P, QRS, T, U.
  • Phân tích cơ chế hoạt động của 6 chuyển đạo ở chi và các nguồn gây nhiễu tín hiệu sinh học.
  • Trình bày đặc tính vật liệu điện cực thu tín hiệu Ag/AgCl và Ni.
  • Cung cấp cơ sở tính toán khuếch đại thuật toán Op-Amp, sơ đồ chân và thông số IC TL074, IC khuếch đại đo lường INA114.
  • Giới thiệu cấu trúc phần cứng của bộ vi điều khiển 16-bit dsPIC30F4013 (tập lệnh RISC, bộ xử lý DSP, thanh ghi SAR của khối ADC 12-bit, module truyền thông UART) và thông số kỹ thuật của module ESP8266 v1.

Chương 3: Tính toán và thiết kế

Chương 3 đi sâu vào các bước tính toán thông số cụ thể cho từng khối mạch:

  • Thiết lập sơ đồ khối hệ thống tổng quát.
  • Tính toán khối nguồn tuyến tính $\pm 9\text{V}$, $+5\text{V}$ và $+3{,}3\text{V}$ kèm sơ đồ nguyên lý mạch nắn điện, lọc phẳng và ổn áp.
  • Trình bày chi tiết công thức xác định linh kiện cho 7 khâu của khối Analog (tính toán điện trở độ lợi $R_G$ cho INA114, mạch khuếch đại đệm $A_V = 11$, mạch lọc thông cao $F_c = 0{,}5\text{ Hz}$, mạch lọc thông thấp $F_c = 100\text{ Hz}$, mạch lọc dải triệt $F_c = 50\text{ Hz}$, mạch khuếch đại ngõ ra $A_V = 6$ và mạch dịch mức điện áp).
  • Thiết kế sơ đồ đấu nối vi điều khiển dsPIC30F4013 với màn hình LCD hiển thị trạng thái, module USB CP2102 và module ESP8266.

Chương 4: Thi công hệ thống

Chương 4 mô tả chi tiết toàn bộ quy trình triển khai thi công thực tế:

  • Thiết kế mạch in (PCB) 2 lớp cho bo mạch ECG, gia công mạch, lắp ráp linh kiện và kiểm tra chạm chập.
  • Đóng gói phần cứng thành mô hình thiết bị dàn trải với các điểm đo kiểm (Test Points) lộ ra ngoài để tiện cho việc khảo sát dạng sóng.
  • Xây dựng lưu đồ thuật toán cho vi điều khiển dsPIC và module ESP8266.
  • Hướng dẫn các bước cài đặt môi trường, tạo dự án và biên dịch phần mềm trên CCS Compiler, Arduino IDE và LabVIEW (cấu hình giao tiếp UART, lập trình khối nhận TCP).
  • Xây dựng tài liệu hướng dẫn vận hành và quy trình thao tác đo kiểm trên đối tượng thực tế.

Chương 5: Kết quả, nhận xét, đánh giá

Chương 5 công bố các kết quả thực nghiệm đạt được:

  • Trưng bày hình ảnh mô hình sản phẩm hoàn thiện và các khối chức năng trên bo mạch.
  • Ghi nhận dạng sóng điện tim thực tế tại 9 điểm đo kiểm trên mạch (từ TP0 đến TP8 và J25) thông qua máy hiện sóng Oscilloscope: ghi nhận rõ sự thay đổi của dạng sóng từ dạng vi sai biên độ thấp ban đầu, qua các tầng khuếch đại, loại bỏ sóng gai nhiễu $50\text{ Hz}$ và hình thành dạng sóng ECG chuẩn ở ngõ ra.
  • Kiểm tra tín hiệu truyền về máy tính: hiển thị thành công đồ thị điện tim thời gian thực trên giao diện LabVIEW qua cả 2 cổng kết nối có dây (USB UART) và không dây (Wi-Fi TCP/IP).

Chương 6: Kết luận và hướng phát triển

Chương 6 tổng kết các hạng mục đã hoàn thành theo mục tiêu ban đầu; phân tích các ưu điểm về tính trực quan của mô hình dàn trải và độ ổn định khi truyền dữ liệu; đồng thời chỉ ra các hạn chế kỹ thuật và đề xuất giải pháp mở rộng trong tương lai.

Kết quả và đóng góp

1. Kết quả thực nghiệm

  • Chế tạo thành công mô hình thiết bị đo điện tim dạng dàn trải hoạt động ổn định trên bo mạch PCB 2 lớp.
  • Khối xử lý tín hiệu tương tự loại bỏ thành công các thành phần nhiễu tần số thấp do chuyển động/nhịp thở ($< 0{,}5\text{ Hz}$), nhiễu điện lưới công nghiệp ($50\text{ Hz}$) và nhiễu sóng cao tần ($> 100\text{ Hz}$).
  • Dạng sóng ECG được khuếch đại từ mức vài milivolt lên dải điện áp $0 \div 5\text{V}$, thể hiện rõ ràng biên độ các thành phần sóng P, phức bộ QRS và sóng T.
  • Kiểm tra thông suốt tín hiệu tại các điểm đo kiểm (Test Points) trên máy hiện sóng:
    • TP0: Ngõ ra vi sai của INA114 với biên độ sơ khởi.
    • TP2: Ngõ ra sau tầng khuếch đại đầu vào.
    • TP3: Ngõ ra sau bộ lọc thông cao $0{,}5\text{ Hz}$.
    • TP5: Ngõ ra sau bộ lọc thông thấp $100\text{ Hz}$.
    • TP7: Ngõ ra sau bộ lọc dải triệt $50\text{ Hz}$.
    • TP8 & J25: Ngõ ra tín hiệu ECG hoàn chỉnh sau khuếch đại và dịch mức điện áp.
  • Hệ thống truyền dữ liệu thời gian thực lên máy tính với 2 tùy chọn: truyền có dây qua cổng USB (CP2102) và truyền không dây qua mạng Wi-Fi (ESP8266 v1 giao thức TCP), hiển thị đồ thị mượt mà trên giao diện LabVIEW.

2. Đóng góp của đề tài

  • Đưa ra giải pháp thiết kế mô hình dàn trải chuyên biệt phục vụ công tác giảng dạy, nghiên cứu thực hành trong ngành Điện tử Y sinh, cho phép người học trực tiếp đo đạc, quan sát sự biến đổi của tín hiệu sinh lý qua từng tầng lọc và khuếch đại riêng biệt.
  • Tích hợp thành công phương thức giám sát tín hiệu sinh lý từ xa qua Wi-Fi kết hợp giao diện LabVIEW, tạo tiền đề ứng dụng trong các hệ thống theo dõi sức khỏe bệnh nhân từ xa (Telemedicine).

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Hạn chế được ghi nhận

  • Đề tài được thực hiện trong thời gian ngắn nên hệ thống mới chỉ giới hạn ở việc đo đạc và truyền nhận dữ liệu cho 1 kênh tín hiệu điện tim (chuyển đạo chi).
  • Do sử dụng các linh kiện điện tử phổ thông có giá thành thấp nên các đáp ứng tần số và hệ số chống nhiễu của mạch chưa đạt đến mức tối ưu tuyệt đối như các thiết bị y tế chuyên dụng thương mại.

Hướng nghiên cứu tiếp

  • Nâng cấp phần cứng sử dụng các dòng linh kiện chuyên dụng y tế có độ chính xác và độ nhạy cao hơn.
  • Mở rộng hệ thống để thu nhận và xử lý đồng thời 12 chuyển đạo tiêu chuẩn của điện tâm đồ.
  • Tích hợp thêm các thuật toán lọc số (Digital Filtering) và thuật toán nhận dạng đỉnh sóng QRS tự động trực tiếp trên nhân xử lý tín hiệu số (DSP) của vi điều khiển.
  • Phát triển ứng dụng giám sát trên nền tảng Web hoặc thiết bị di động thông minh để mở rộng tính tiện dụng.

Giá trị tham khảo

Đồ án là tài liệu tham khảo hữu ích cho sinh viên, giảng viên và kỹ sư thuộc các chuyên ngành Kỹ thuật Điện tử, Điện tử Y sinh, Kỹ thuật Điều khiển và Tự động hóa, Kỹ thuật Máy tính:

  • Cung cấp phương pháp tính toán, thiết kế chi tiết cho chuỗi mạch lọc - khuếch đại tín hiệu sinh học tương tự biên độ nhỏ ($0{,}5 \div 5\text{ mV}$).
  • Cung cấp giải pháp kỹ thuật cụ thể về việc ghép nối vi điều khiển dsPIC với module Wi-Fi ESP8266 qua UART và xây dựng ứng dụng thu nhận dữ liệu bằng LabVIEW qua giao thức TCP/IP.
  • Cung cấp quy trình thiết kế mô hình phục vụ thí nghiệm - thực hành mang tính trực quan cao.

Câu hỏi thường gặp

1. Tín hiệu điện tim (ECG) thu từ cơ thể người trong đề tài có dải biên độ và tần số là bao nhiêu?
Trong đề tài, tín hiệu ECG thu trực tiếp từ cơ thể qua các điện cực dán có biên độ rất nhỏ, dao động từ $0{,}5\text{ mV}$ đến $5\text{ mV}$. Dải tần số công tác của tín hiệu được mạch tương tự lựa chọn và lọc để giữ lại nằm trong khoảng từ $0{,}5\text{ Hz}$ đến $100\text{ Hz}$.

2. Vai trò của IC INA114 trong khối tiền xử lý tín hiệu là gì?
IC INA114 là vi mạch khuếch đại đo lường chuyên dụng, đóng vai trò nhận tín hiệu vi sai từ các điện cực dán ở chi, triệt tiêu tín hiệu nhiễu đồng pha với hệ số CMRR cao, có dòng phân cực đầu vào cực nhỏ và thực hiện tiền khuếch đại tín hiệu với độ lợi $G \approx 10$ được xác lập bằng điện trở ngoài $R_G = 5{,}6\text{ k}\Omega$.

3. Khối lọc tương tự xử lý những nguồn nhiễu cụ thể nào?
Mạch lọc tương tự giải quyết 3 nguồn nhiễu chính: bộ lọc thông cao ($F_c = 0{,}5\text{ Hz}$) lọc bỏ nhiễu trôi đường nền do hô hấp và tiếp xúc điện cực; bộ lọc thông thấp ($F_c = 100\text{ Hz}$) lọc bỏ nhiễu tần số cao từ môi trường; và bộ lọc dải triệt ($F_c = 50\text{ Hz}$) loại bỏ sóng nhiễu cảm ứng từ mạng điện sinh hoạt xoay chiều $50\text{ Hz}$.

4. Dữ liệu điện tim sau khi số hóa được truyền lên máy tính bằng những phương thức nào?
Dữ liệu sau khi biến đổi qua bộ ADC 12-bit của dsPIC30F4013 được truyền lên máy tính thông qua 2 phương thức: truyền nối tiếp có dây qua module USB UART CP2102 (đọc qua cổng COM ảo) và truyền không dây qua module Wi-Fi ESP8266 v1 sử dụng giao thức TCP socket, hiển thị trực quan trên giao diện LabVIEW.

5. Tại sao đồ án lại lựa chọn thiết kế dưới dạng "mô hình thiết bị y tế dàn trải"?
Mô hình dàn trải được thiết kế với bo mạch mở rộng và bố trí sẵn các điểm đo kiểm (Test Points từ TP0 đến TP8) sau mỗi tầng xử lý. Cấu trúc này giúp người nghiên cứu và sinh viên dễ dàng cắm que đo Oscilloscope để quan sát trực tiếp sự thay đổi của dạng sóng tại từng công đoạn (tiền khuếch đại, lọc thông cao, lọc thông thấp, lọc triệt $50\text{ Hz}$, khuếch đại và dịch mức) phục vụ mục đích học tập và nghiên cứu thực nghiệm.

Kết luận

Đồ án tốt nghiệp "Thiết kế và thi công mô hình thiết bị y tế dàn trải giao tiếp qua máy tính" của nhóm tác giả Lê Trọng và Đặng Minh Cường đã hoàn thành trọn vẹn mục tiêu thiết kế phần cứng và phần mềm đo điện tâm đồ từ cơ thể người. Hệ thống kết hợp hiệu quả giữa mạch lọc - khuếch đại tín hiệu tương tự nhiều tầng với bộ điều khiển tín hiệu số dsPIC30F4013, giải quyết tốt bài toán loại bỏ nhiễu $50\text{ Hz}$ và số hóa tín hiệu sinh y. Kết quả thực nghiệm khẳng định tín hiệu ECG được truyền nhận ổn định qua cả hai giao thức USB và Wi-Fi lên phần mềm LabVIEW, mang lại giá trị ứng dụng thiết thực cho công tác đào tạo và nghiên cứu kỹ thuật y sinh.