CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN Chương 2: Cơ Sở Lý Thuyết Chương này trình bày khái quát về các khái niệm và lý thuyết cơ bản về nhịp tim thai nhi và cơn gò tử cung, các thông số và ý nghĩa của các linh kiện chính sử dụng cho thiết kế bộ điều khiển (vi điều khiển Arduino Nano, cảm biến âm thanh Max9814, cảm biến áp suất RFP-602, Module Bluetooth HC-05). Kiến thức cơ bản về hệ điều hành Android hỗ trợ lập trình phần mềm trên điện thoại di động. Chương 3: Tính Toán và Thiết Kế Chương này sẽ trình bày sơ đồ khối của hệ thống theo dõi nhịp tim thai nhi, đưa ra các yêu cầu khi thiết kế, phương án thực hiện, tính toán các thông số.
Đồng thời trình bày các yêu cầu về phần mềm điều khiển trên điện thoại, để tạo ứng dụng trên điện thoại. Chương 4: Thi Công Hệ Thống Chương này dựa trên sơ đồ nguyên lý được tính toán ở chương 3, tiến hành thi công phần cứng và lập trình phần mềm. Viết tài liệu hướng dẫn sử dụng. Chương 5: Kết Quả, Nhận Xét và Đánh Giá Chương này trình bày kết quả thu được sau khi triển khai đề tài, đưa ra nhận xét và đánh giá về hệ thống.
Chương 6: Kết Luận và Hướng Phát Triển Tóm tắt những điều nhóm đã đạt được và đưa ra phương hướng phát triển để đạt được một hệ thống hoàn thiện hơn. BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 4 CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT CHƯƠNG 2. NHỊP TIM THAI NHI 2.
Quá trình hình thành tim thai nhi Phôi thai bắt đầu phát triển hai mạch máu hình thành nên hai ống dẫn của tim vào ngày thứ 16 của thai kỳ. Cuối tuần thứ 5, hạt nhỏ ở giữa phôi bắt đầu hình thành, làm tiền đề cho sự phát triển của tim thai sau này [5]. Trái tim của thai nhi phát triển khi thai nhi bước vào tuần thứ 7 của thai kỳ. Trong giai đoạn này tim thai nhi phát triển và bắt đầu phân chia thành hai buồng trái và phải.
Vào tuần thứ 11 của thai kỳ, tim thai nhi bắt đầu đập nhẹ và hoàn thiện dần khi đến khoảng tuần thứ 12. Tim thai bắt đầu đập rõ hơn và tuần thứ 14. Đến tuần thứ 16 của thai kỳ, trái tim đã bắt đầu hoàn thiện và đảm nhận các chức năng của nó. Ở những tuần tiếp theo, tim thai nhi sẽ tiếp tục phát triển, lớn hơn về kích thước và thể tích.
Nhịp tim bình thường là khoảng 120-160 nhịp/phút [5]. Thời gian nghe tim thai nhi Ở tuần thứ 9 hoặc thứ 10 của thai kỳ có thể lắng nghe được nhịp tim thai thông qua ống Doppler. Nhịp tim sẽ vào khoảng 170 nhịp/phút và sẽ chậm lại dần dần. Nhịp tim của thai nhi thường được phát hiện trong khoảng từ tuần thứ 18 đến tuần thứ 20 bằng ống nghe.
Tim thai nghe sau 13 tuần thai có độ nhạy 90% [5]. PHƯƠNG PHÁP ĐỂ KIỂM TRA VÀ THEO DÕI SỰ PHÁT TRIỂN CỦA TIM THAI Có một số phương pháp để kiểm tra và theo dõi sự phát triển của tim thai trong bụng mẹ như sau: - Theo dõi thai nhi bên ngoài: Nghe tim thai giúp bác sĩ kiểm tra nhịp tim của bé bằng ống nghe đặc biệt hoặc thiết bị cầm tay gọi là siêu âm Doppler. Doppler thai nhi là một xét nghiệm sử dụng sóng âm thanh để kiểm tra nhịp tim của bé. Đó là một loại siêu âm sử dụng thiết bị cầm tay để phát hiện những thay đổi trong chuyển động được dịch là âm thanh.
- Theo dõi thai nhi bên trong: Khi nước ối vỡ và cổ tử cung mở ra để chuẩn bị sinh con, bác sĩ có thể chạy một sợi dây gọi là điện cực xuyên qua nó và vào tử cung của người mẹ. Dây gắn vào đầu bé và kết nối với màn hình. Điều này mang BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 5 CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT lại kết quả tốt hơn là nghe nhịp tim của bé từ bên ngoài [5].
Nhịp đập của tim Tín hiệu âm thanh được tạo ra bởi âm thanh tim thai (fHS) có thể được mô tả trực quan trên máy ghi âm tim thai (fPCG). Chúng ta có thể tách nhịp tim của thai nhi thành hai nhịp phụ, nhịp tâm thu S1 và nhịp tâm trương S2, theo sau S1. S1 thường là một âm thanh đơn lẻ vì sự đóng van hai lá và van ba lá xảy ra gần như đồng thời. Trên lâm sàng, S1 tương ứng với mạch.
Tiếng tim thứ hai (S2) biểu thị sự đóng của van bán nguyệt. Nhịp ước tính S1 phải vượt qua biên độ chuẩn hóa 0,5 và khoảng cách giữa S2, S1 phải lớn hơn khoảng cách trong vòng 130 ms [5].1: Thời gian và biên độ xuất hiện S1, S2 2. Tần số xuất hiện S1, S2 Tần số của âm thanh tim thai là 10–400 Hz và bao gồm các thành phần có tần số thấp hơn 20 Hz. Trong đó tần số tốt nhất để chẩn đoán âm thanh tim là từ 70Hz-200Hz.
Trong đó tiếng tim thứ nhất (S1) xuất hiện ở tần số khoảng 50-60Hz, tiếng tim thứ hai (S2) xuất hiện ở tần số khoảng 80-90Hz [6]. Cách sử dụng ống nghe để nghe tim thai nhi Bước 1: Xác định điểm tim to nhất. Đối với người lớn tiếng tim to nhất thường nằm ở vị trí khe liên sườn thứ 3 phía bên trái. Đối với thai nhi tìm tiếng tim to nhất bằng cách sờ quanh bụng và tìm lưng của bé.
Lưng của bé là nơi lý tưởng để nghe nhịp tim thai nhi. Bước 2: Tìm một vị trí yên tĩnh, nằm xuống trên một bề mặt mềm mại. Sờ quanh bụng và tìm lưng của bé. Lưng của bé là nơi lý tưởng để nghe nhịp tim thai nhi.
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 6 CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT Bước 3: Đặt ống nghe lên vùng bụng này và bắt đầu nghe qua tai nghe, di chuyển ống nghe lên hoặc xuống cho đến khi có thể thu được âm thanh. Nhịp tim của thai nhi có thể nghe giống như tiếng đồng hồ tích tắc dưới gối [6]. Có thể đếm nhịp tim trong 15 giây rồi nhân với 4 để cho ra kết quả nhịp tim 1 phút.
Lý thuyết cơn gò tử cung Cơn gò tử cung là một trong những dấu hiệu chuyển dạ thường gặp phải ở phụ nữ mang thai. Các cơn co thắt tử cung đôi khi vẫn xuất hiện nhưng với tần suất không đều, thưa thớt trong lúc thai kì được gọi là cơn gò chuyển dạ giả Braxton Hicks hoặc cơn gò sinh lý [6].1: So sánh giữa cơn gò tử cung và cơn gò sinh lý Cơn gò tử cung (cơn co thắt chuyển Đặc điểm Cơn gò sinh lý dạ) Thời điểm Thường xuất hiện từ Xuất hiện khi thai 37 tuần trở đi. Nếu bắt đầu xảy tuần 13 đến hết tuần 27 xuất hiện ở thời điểm sớm hơn được gọi ra của thai kỳ. là chuyển dạ sinh non.
Dấu hiệu Cơn gò lúc mạnh, lúc Cơn gò mạnh, đau với cường độ tăng nhận biết yếu dần. Đau trong bụng và đau sau lưng, đôi khi Vị trí cơn Xương chậu hoặc phía ở phần lưng dưới, lan sang phía trước đau trước bụng bụng, Kéo dài từ 30 - 60 giây. Thời gian 30 – 70 giây, các cơn co thắt với cường Có thể kéo dài trong 2 diễn ra độ càng tăng khi sắp chuyển dạ. phút Thất thường, không Tần suất Lặp lại với tần suất tăng dần thường xuyên.
Thời điểm Thuyên giảm khi thay Cơn gò dồn dập, không giảm. chấm dứt đổi tư thế Cường độ co Thay đổi trong khoảng Cường độ co bóp từ 40-60 mmHg bóp 5-25 mmHg BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 7 CHƯƠNG 2. Phương pháp đo cơn gò tử cung Hiện nay, có nhiều phương pháp khác nhau để đánh giá hoạt động của tử cung trong quá trình chuyển dạ, bao gồm sờ nắn bằng tay, đo động lực học bên ngoài, theo dõi áp lực trong tử cung và theo dõi hoạt động của nội mạc tử cung bằng điện. Trong đó phổ biến là đo co bóp tử cung bằng đầu dò nhạy áp lực được gọi là máy đo tocodynamometer, để đo tần số và cường độ các cơn co tử cung.
Đo độ căng của thành bụng mẹ - một thước đo gián tiếp của áp lực trong tử cung. Các cơn co tử cung – Chúng được định lượng bằng số cơn co thắt xuất hiện trong khoảng thời gian 10 phút và tính trung bình trong 30 phút [6]. GIỚI THIỆU PHẦN CỨNG HỆ THỐNG 2. Arduino nano Arduino Nano là một bo mạch vi điều khiển nhỏ, dựa trên ATmega328P, được phát triển chứa 30 chân I/O, được cấu hình theo DIP30.
Arduino Nano Pinout chứa 14 chân kỹ thuật số, 8 chân analog, 2 chân reset và 6 chân nguồn. Các chân analog đi kèm với tổng độ phân giải 10 bit đo giá trị từ 0 đến 5V. Arduino Nano đi kèm với một bộ dao động tinh thể tần số 16 MHz. Nó được sử dụng để tạo ra một đồng hồ có tần số chính xác bằng cách sử dụng điện áp không đổi [7].0 Đặc điểm kỹ thuật của Arduino Nano được mô tả như bảng 2.
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 8 CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT Bảng 2.2: Thông số kỹ thuật của Arduino Nano Vi xử lý ATmega328P Điện áp hoạt động 5V Điện áp đầu vào 6-12V Chân digital IO 14 (bao gồm 6 chân PWM) Chân Analog Input 8 Dòng ra tối đa của chân 20mA Dòng ra tối đa của toàn 200mA board 32KB (trong đó 2KB được sử dụng cho Bộ nhớ Flash bootloader) Bộ nhớ SRAM 2KB Bộ nhớ EEPROM 1KB Tốc độ Clock 16MHz Kích thước 18x45mm 2. Cảm biến âm thanh tích hợp AGC MAX9814 MAX9814 là một bộ khuếch đại micrô hiệu suất cao, chi phí thấp với điều khiển khuếch đại tự động (AGC) và độ lệch micrô tiếng ồn thấp. Thiết bị có bộ khuếch đại front-end tiếng ồn thấp, bộ khuếch đại độ lợi thay đổi (VGA), bộ khuếch đại đầu ra, bộ tạo điện áp micrô và mạch điều khiển AGC.
MAX9814 là một bộ khuếch đại micro với khả năng tự động điều chỉnh độ khuếch đại (AGC - Automatic Gain Control), điều này có nghĩa là các âm thanh lớn khi qua mạch sẽ tự động giảm tới mức ấn định, tương tự các âm thanh nhỏ hoặc xa sẽ được tự động tăng lên tới mức ấn định mà không cần căn chỉnh thủ công [8]. Thời gian giữ của AGC được cố định ở mức 30ms. Bộ khuếch đại đầu ra cung cấp mức tăng có thể lựa chọn là 8dB, 18dB và 28dB. BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 9 CHƯƠNG 2.
CƠ SỞ LÝ THUYẾT Hình 2.3: Cảm biến âm thanh MAX9814 Bảng 2.3: Thông số kĩ thuật của module cảm biến âm thanh MAX9814 Điện áp hoạt động 2.