Thiết kế và thi công mô hình thiết bị y tế giao tiếp qua máy tính tại HCMUTE

LỜI CAM ĐOAN

LỜI CẢM ƠN

TÓM TẮT

1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN

1.1. ĐẶT VẤN ĐỀ

1.2. MỤC TIÊU

1.3. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU

1.4. GIỚI HẠN

1.5. BỐ CỤC

2. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT

2.1. TỔNG QUAN VỀ ECG

2.2. ĐƯỜNG CHUYỂN ĐẠO (LEAD) CỦA ECG

2.3. NGUỒN GÂY NHIỄU CHO TÍN HIỆU ECG

2.4. ÁP DỤNG Y HỌC CỦA ECG

2.5. ĐIỆN CỰC THU TÍN HIỆU (ELECTRODE)

2.6. OP-AMP TL074

2.6.1. KHÁI QUÁT CHUNG VỀ KHUẾCH ĐẠI THUẬT TOÁN OP-AMP

2.6.2. KÝ HIỆU OP-AMP

2.6.3. NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG

2.6.4. OP-AMP LÝ TƯỞNG

2.6.5. NHỮNG GIỚI HẠN CỦA OP-AMP THỰC TẾ

2.7. VI ĐIỀU KHIỂN DSPIC30F4013

2.7.1. Vài nét sơ lượt về họ vi điều khiển dsPIC

2.7.2. Đặc điểm của vi điều khiển dsPIC30F4013

2.7.3. Cấu trúc của vi điều khiển dsPIC30F4013

2.8. MODULE WIFI ESP 8266 V1

3. CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ VÀ TÍNH TOÁN

3.1. THIẾT KẾ SƠ ĐỒ KHỐI HỆ THỐNG

3.2. TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ MẠCH

4. CHƯƠNG 4: THI CÔNG HỆ THỐNG

4.1. THI CÔNG BO MẠCH

4.2. LẮP RÁP VÀ KIỂM TRA

4.3. ĐÓNG GÓI VÀ THI CÔNG MÔ HÌNH

4.3.1. Đóng gói bộ điều khiển

4.3.2. Thi công mô hình

4.4. LẬP TRÌNH HỆ THỐNG

4.4.1. Phần mềm lập trình cho vi điều khiển

4.4.2. Phần mềm lập trình cho ESP 8266 V1

4.4.3. Phần mềm lập trình cho máy tính

4.5. VIẾT TÀI LIỆU HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG, THAO TÁC

4.5.1. Viết tài liệu hướng dẫn sử dụng

4.5.2. Quy trình thao tác

5. CHƯƠNG 5: KẾT QUẢ, NHẬN XÉT, ĐÁNH GIÁ

5.1. BỘ VI ĐIỀU KHIỂN VÀ LCD

5.2. LỌC THÔNG THẤP VÀ THÔNG CAO

5.3. BỘ LẤY TÍN HIỆU VÀ KHUẾCH ĐẠI

5.4. LỌC DẢI TRIỆT KHUẾCH ĐẠI VÀ BÙ ĐIỆN ÁP

5.5. KẾT QUẢ MÔ PHỎNG

5.5.1. Hình ảnh tiền xử lý

5.5.2. Kết quả thống kê

6. CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN

6.1. KẾT LUẬN

6.2. HƯỚNG PHÁT TRIỂN

TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Thiết kế mô hình thiết bị y tế giao tiếp qua máy tính tại HCMUTE

Đồ án tốt nghiệp này tập trung vào thiết kế và thi công mô hình thiết bị y tế đo điện tim (ECG) giao tiếp qua máy tính, được thực hiện tại trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM (HCMUTE). Đề tài hướng đến mục tiêu giám sát hoạt động tim từ xa, hỗ trợ chẩn đoán và theo dõi bệnh lý tim mạch. Việc sử dụng giao tiếp máy tính giúp nâng cao hiệu quả giám sát và phân tích dữ liệu. Mô hình được xây dựng dựa trên nền tảng thiết kế điện tử y tế, tích hợp các thành phần như mạch khuếch đại, lọc nhiễu, vi điều khiển và module truyền không dây. Thiết kế mạch điện tử được tối ưu để đảm bảo độ chính xác và ổn định của tín hiệu ECG. Phần mềm thiêt kế được sử dụng để hỗ trợ quá trình thiết kế và mô phỏng. Công nghệ y tế hiện đại được áp dụng để tạo ra một sản phẩm tiện dụng và hiệu quả.

1.1. Thiết kế và tính toán hệ thống

Phần này tập trung vào thiết kế sơ đồ khối hệ thống, bao gồm các khối chức năng chính như: khối thu nhận tín hiệu ECG, khối khuếch đại và lọc tín hiệu, vi điều khiển dsPIC30F4013 (vi điều khiển đóng vai trò xử lý trung tâm), module giao tiếp (USB và WiFi), và giao diện hiển thị trên máy tính. Thiết kế mạch điện tử y tế được thực hiện chi tiết, bao gồm tính toán các thông số linh kiện, lựa chọn các cảm biến y tế phù hợp, và thiết kế mạch in (PCB). Tính toán và thiết kế hệ thống đảm bảo tín hiệu ECG được khuếch đại, lọc nhiễu hiệu quả, đạt độ chính xác cao. Mô phỏng thiết bị y tế được tiến hành để kiểm tra tính khả thi của thiết kế. Lập trình vi điều khiển và phần mềm cho máy tính là các khâu quan trọng trong quá trình thiết kế. Ngôn ngữ lập trình vi điều khiển và phần mềm được lựa chọn phù hợp với hệ thống. Phần mềm thiết kế được sử dụng để hỗ trợ quá trình này. An toàn thiết bị y tế được đặt lên hàng đầu trong suốt quá trình thiết kế.

1.2. Thi công và lập trình hệ thống

Giai đoạn thi công tập trung vào việc thi công thiết bị y tế, bao gồm việc chế tạo mạch in (PCB), lắp ráp các linh kiện, và kiểm tra hoạt động của từng khối chức năng. Thi công bo mạch cần đảm bảo chất lượng cao để hệ thống hoạt động ổn định. Lắp ráp và kiểm tra từng module là điều cần thiết để đảm bảo tính chính xác của hệ thống. Quản lý dữ liệu y tế được xem xét trong quá trình thiết kế phần mềm. Bảo mật dữ liệu y tế là yếu tố quan trọng cần được đảm bảo. Phần mềm lập trình cho vi điều khiển và phần mềm giao diện người dùng (GUI) trên máy tính được phát triển song song. Ngôn ngữ lập trình được lựa chọn dựa trên hiệu quả và khả năng tương thích với các thành phần phần cứng. Thực hành thiết kế thiết bị y tế được thực hiện để đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật và hiệu quả hoạt động. Kiểm thử thiết bị y tế được thực hiện để đảm bảo tính chính xác và an toàn.

1.3. Kết quả đánh giá và hướng phát triển

Phần này trình bày kết quả mô phỏng và kết quả thực tế của hệ thống. Các hình ảnh, biểu đồ minh họa cho thấy hiệu quả của việc lọc nhiễu, độ chính xác của tín hiệu ECG đo được và khả năng truyền dữ liệu qua các giao tiếp. Đánh giá hệ thống dựa trên các tiêu chí như độ chính xác, độ ổn định, tính dễ sử dụng, và chi phí. Ưu điểm và nhược điểm của hệ thống được phân tích chi tiết. Hướng phát triển đề xuất các cải tiến cho hệ thống trong tương lai, ví dụ như tích hợp thêm các chức năng như phân tích dữ liệu tự động, sử dụng Internet of Things (IoT) để giám sát từ xa hiệu quả hơn, hoặc tích hợp với các hệ thống bệnh viện hiện có. Xu hướng thiết bị y tế hiện đại sẽ được xem xét để nâng cấp hệ thống trong tương lai. Tiêu chuẩn thiết bị y tế sẽ được tuân thủ trong các giai đoạn phát triển tiếp theo.

Đồ án HCMUTE: Thiết kế và thi công mô hình thiết bị y tế giao tiếp qua máy tính