MỞ ĐẦU
Ngày nay, tại Việt nam, việc thăm khám, theo dõi và điều trị bệnh đã và
đang trở nên là nhu cầu thiết yếu của người dân, đặc biệt là ở các thành phố lớn.
Hơn nữa, hầu hết trong các gia đình này đều sử dụng máy tính cá nhân là phương
tiện làm việc, học tập, nghiên cứu. Xuất phát từ những điều này, em đã thực hiện
nghiên cứu thiết kế và bước đầu chế tạo ra thiết bị theo dõi sức khỏe. Đó là sự
kết hợp giữa phần cứng thu nhận, xử lý các thông số sinh học và phần mềm điều
khiển và hiển thị trên máy tính cá nhân. Các thông số sinh học chứa những thông
tin về bệnh lý bao gồm: Điện tim ECG, nhịp tim HR, nhịp thở RESP, nhịp mạch
PR, nồng độ ôxy bão hòa SpO2, huyết áp không thiệp NIBP, nhiệt độ cơ thể
TEMP. Thiết bị đã được thiết kế khá ổn định, hoạt động tin cậy, độ chính xác và
đảm bảo an toàn, phần mềm điều khiển đơn giản, hiển thị kết quả đo rõ rang
bằng giao diện tiếng việt.
MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN Error! Bookmark not defined.
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT . 2
DANH MỤC CÁC BẢNG . 3
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ . 3
MỞ ĐẦU 5
MỞ ĐẦU 5
PHẦN I: TỔNG QUAN VỀ . 6
HỆ THỐNG THEO DÕI TÍN HIỆU BỆNH NHÂN 6
Chương I: Khảo Sát Hệ Thống Monitor đa thông số 6
I.1 Giới thiệu hệ thống monitor đa thông số . 6
I.2 Chức năng của monitor đa thông số 8
I.2.1 Hiển thị tín hiệu điện tim 8
I.2.2 Hiển thị tín hiệu SPO2 9
I.2.3 Hiển thị tín hiệu huyết áp . 10
I.3 Cơ sở lý thuyết của hệ thống monitor đa thông số 11
I.3.1 Phép đo nhịp tim(HR) 11
I.3.2 Phép đo nhịp mạch . 15
I.3.3 Phép đo huyết áp 16
I.3.4 Phép đo nhiệt đô . 24
I.3.5 Phép đo nhịp thở . 25
I.3.6 Phương pháp CO2 27
I.3.7 Ghi tín hiệu điện tim ECG 29
I.3.8 Độ bão hòa oxi trong máu SpO2 43
I.3.9 Đo cung lượng tim CO . 45
Chương II: Khảo sát card thu thập và xử lý tín hiệu CSN 608 . 54
II.1 Giới thiệu về card CSN 608 . 54
II.2 Các module của card CSN 608 57
II.2.1Module tín hiệu và dạng sóng điện tim 57
II.2.2 Module tín hiệu và dạng sóng SPO2 . 61
II.2.3 Module tín hiệu và dạng sóng RESP . 63
II.2.4 Module tín hiệu huyết áp . 68
II.3 Phân tích luồn dữ liệu trong card CSN 608 . 75
II.3.1 Giao tiếp với card CSN 608 75
II.3.2 Cấu trúc và định dạng khung dữ liệu 76
Chương III: Khảo sát hệ thống PC nhúng 81
III.1 Giới thiệu về hệ thống PC nhúng 81
III.2 Các đặc điểm cơ bản của hệ thống PC nhúng . 81
III.3 Giới thiệu hệ điều hành Windows XPE rút gọn dùng cho PC nhúng . 82
PHẦN II: THIẾT KẾ HỆ THỐNG 86
Chương IV: Thu nhận và xử lý thông tin phần cứng . 86
IV.1 Đặc điểm cơ bản . 86
IV.2 Thu nhận thông tin từ hệ thống CSN608 86
Chương V: Xây dựng cấu trúc phần mềm 90
V.1 Phần mềm thu nhận, hiển thị và lưu trữ thông tin bệnh nhân 90
V.2 Cấu trúc phần mềm và các module 91
V.2.1 Cấu trúc phần mềm . 91
V.2.2 Module xử lý tín hiệu và dạng sóng điện tim . 92
V.2.3 Module xử lý tín hiệu và dạng sóng SPO2 . 93
V.2.4 Module xử lý tín hiệu và dạng sóng RESP . 94
V.2.5 Module xử lý tín hiệu nhiệt độ 95
V.2.6 Module xử lý tín hiệu huyết áp . 96
Chương VI: Phần mềm lập trình thu nhận, hiển thị và lưu trữ . 97
VI.1 Giao diện và chức năng phần mềm . 97
VI.1.1 Các giao diện phần mềm . 97
VI.1.2 Các chức năng chính của phần mềm . 98
KẾT LUẬN 102
HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI . 102
TÀI LIỆU THAM KHẢO 103
103 trang |
Chia sẻ: lvcdongnoi | Lượt xem: 2586 | Lượt tải: 4
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Monitor theo dõi bệnh nhân, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
tổn hại cho máu và
mô hơn so với chất lỏng nóng. Hình 3.43 minh họa phương pháp và đường cong
pha loãng nhiệt đặc trưng. Phương pháp pha loãng nhiệt dựa trên nhiệt độ thay
đổi đo được trong Cl và phương trình sau bao gồm điều kiện xác định rõ nhiệt độ
(C) và khối lượng (S) của chất chỉ thị (i) và máu (b). Ở đầu Cathete tiêm dung
dịch này có gắn một cảm biến nhiệt độ để xác định được nhiệt độ của dung dịch
tiêm. Sự thay đổi nhiệt độ của máu do tiêm dịch lạnh này được đo ở động mạch
phổi nhở một bộ cảm biến nhiệt thứ 2. Hai tín hiệu này được chuyển đổi thành
tín hiệu điện và được tích phân theo thời gian để cho một giá trị cung lượng tim
tương đương với cung lượng tim hệ thống. Có biểu thức :
F
CS
CS
A
TTV
CO
bb
iiib ⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡ −= 60)(
Trong đó:
V: thể tích chất chỉ thị được tiêm (mL)
Tb: nhiệt độ trung bình của máu động mạch phổi (0C)
60: hệ số nhân khi chuyển đổi mL/s sang mL/phút
A: vùng dưới đường cong pha loãng ( s.0C), ∫∞ Δ=
0
dtTA b , ∆Tb: độ thay đổi
nhiệt độ máu của cơ thể
C: nhiệt độ chính xác của chất chỉ thị (i) và máu (b)
( SiCi/SbCb = 1.08 cho Dextrose 5% và máu thể tích hồng cầu đặc 40%)
F: hệ số đúng cho nhiệt độ truyền qua ống tiêm ( cho ống có đường kính 7F,
F = 0.825)
Hệ số cung lượng tim là:
A
TTVCO ib 46.53)( −=
Trong đó
CO: cung lượng tim (mL/ phut)
53.46 = 60*1.08*0.825
Để minh họa một đường cong pha loãng nhiệt, cung lượng tim được tính
toán bằng cách sử dụng đường cong pha loãng như trong hình 3.43(B).
V = 5mL của Dextrose 5% trong nước
Tb = 370C, Ti = 00C, A = 1.590Cs
phútmLCO /6220
59.1
46.53)037(5 =−=
Hình 1. 35 Phương pháp pha loãng nhiệt (a), và đường cong đặc trưng (b)
Mặc dù phương pháp pha loãng nhiệt là một phương pháp chuẩn trong y học
lâm sàng, nó có một vài khuyết điểm bởi vì nhiệt độ giảm nhanh qua thành ống,
khi tiêm 5mL chất chỉ thị cần phài có giá trị phù hợp với cung lượng tim. Nếu
cung lượng tim thấp, tức là, đường cong pha loãng rất rộng, nó khó có một giá trị
chính xác với cung lượng tim. Có một sự thay đổi do cảm ứng thở gây ra trong
nhiệt độ máu PA mà làm xáo trộn đường cong pha loãng khi nó có biên độ thấp.
Mặc dù ở nhiệt độ phòng D5W có thể được sử dụng, D5W được làm lạnh cung
cấp một đường cong pha loãng tốt hơn và giá trị cung lượng tim đáng tin cậy
hơn. Hơn nữa, rõ ràng nếu nhiệt độ của chất chỉ thị bằng nhiệt độ của máu thì sẽ
không có đường pha loãng.
Tuy nhiên phương pháp này vẫn có một vài ưu điểm: chất chỉ thị không có
hại nên có thể thực hiện lặp lại các phép đo, đường cong pha loãng được ghi lại
dễ dàng như một điện trở nhiệt đặt trong mạch máu và thành phần quay vòng là
đủ nhỏ để tích phân của đường cong pha loãng là chính xác. Giả thiết cơ bản của
phương pháp pha loãng chất chỉ thị là chất chỉ thị không được thoát khỏi hệ
thống mạch máu giữa vị trí truyền vào và vị trí đo bởi vì nhiệt có thể truyền qua
thành mạch máu. Ảnh hưởng này không đáng kể trong các mạch máu lớn vì tỉ số
giữa diện tích bề mặt trên thể tích trong một đơn vị chiều dài là nhỏ. Vì thế
phương pháp pha loãng nhiệt vẫn thích hợp cho các phép đo ở các mạch máu
lớn.
Sự quay vòng chất chỉ thị
Một đường cong pha loãng lý tưởng như trong hình 3.44 bao gồm đường dốc
đứng và một đường suy giảm theo luật hàm số mũ trong chất chỉ thị. Các thuật
toán mà đo diện tích đường cong pha loãng là không khó với một đường cong.
Tuy nhiên, khi cung lượng tim thấp, đặc trưng của đường cong pha loãng là biên
độ thấp và rất rộng. Thường thì bờ dốc của đường cong bị che khuất bởi sự quay
vòng của chất chỉ thị hoặc bởi các nhiễu biên độ thấp. Hình dưới là một đường
cong pha loãng mà bờ dốc bị che khuất bởi sự quay vòng của chất chỉ thị. Rõ
ràng là rất khó để xác định điểm cuối thực tế của đường cong, mà thường được
chỉ thị theo thời gian khi nồng độ chất chỉ thị rơi vào tỉ lệ phần trăm lớn ( ví dụ
1%) của biên độ lớn nhất (Cmax). Bởi vì bờ dốc mô tả gần đúng đường cong suy
giảm theo luật hàm số mũ ( e-kt), sự điều chỉnh bờ dốc để luật hàm mũ cho phép
khôi phục đường cong mà không có lỗi của sự quay vòng bằng cách cung cấp
chủ yếu để nhận biết điểm cuối cho cái được gọi là first pass của chất chỉ thị.
Trong hình 3.44 (b) là biên độ của bờ dốc đường cong, trong hình (a) mô tả
đồ thị bán loga và phần tuân theo hàm số mũ mô tả là một đường thẳng. Khi sự
quay vòng xuất hiện, các điểm dữ liệu trệch so với đường thẳng và do đó có thể
không cần để ý đến và phần đường thẳng có thể bị ngoại suy theo tỉ lệ phần trăm
của nồng độ lớn nhất bằng 1% Cmax. Sự mô tả các điểm dữ liệu trên phần bị
ngoại suy được biểu diễn lại bằng đồ thị như trong hình (a) để chỉ rõ đường cong
pha loãng không bị nhiễu bởi sự quay vòng.
Hình 1. 36Đường cong pha loãng bị che khuất bởi sự quay vòng (a),
và đồ thị bán thuật toán loga của bờ dốc (b).
Chương II: Khảo sát card thu thập và xử lý tín hiệu CSN 608
II.1 Giới thiệu về card CSN 608
• Modul CSN608 có những tham số và các chỉ tiêu như những thiết bị theo
dõi có cùng chức năng.
• Các các tín hiệu theo dõi được thu nhận bởi những modul con riêng biệt.
Các modul này sử dụng các phương pháp thu nhận phổ biến của các tín
hiệu đó.
• Việc giao tiếp với các thiết bị khác qua cổng nối tiếp theo chuẩn RS232 và
chuyền dữ liệu theo một khung thông tin có cấu trúc cho phép modul có
khả năng linh hoạt khi kết nối. Có thể kết nối với máy tính hay một main
điều khiển màn hình LCD.
• Công nghệ sử dụng trong việc thiết kế modul CSN608 là các công nghệ
phổ biến hiện nay. Nó đảm bảo độ tin cậy, ổn định, mẫu mã, kích thước,
công suất, giá thành…
Các tính năng chính của board CSN 608
• Có thể dùng để đo các tham số theo dõi, dùng cho cả người lớn, trẻ em và
trẻ sơ sinh.
• Truyền thông nối tiếp hai chiều.
• Đo ECG, nhịp tim, nhịp hô hấp, nhiệt độ cơ thể.
• Chống nhiễu cao áp – 50KV.
• Cấu hình các đạo trình chuẩn.
• Cách ly DC – DC 4KV (cách ly quang)
• Hai kênh đo nhiệt độ cơ thể T1, T2.
• Hoạt động với một nguồn đơn 5 – 6V, công suất thấp.
• Kết nối với máy tính theo chuẩn giao tiếp RS232.
Tiêu chuẩn an toàn
ECG: Theo tiêu chuẩn CF
SPO2, NIBP Theo tiêu chuẩn BF
Bảo vệ sốc điện áp 5KV
Nguồn
Điện áp cung cấp 5V
< 400mA (chưa đo NIBP)
Dòng tiêu thụ
< 900mA (đo NIBP)
Điều kiện hoạt động
Nhiệt độ hoạt động 5 – 40 độ C
Nhiệt độ bảo quản -20 ± 70 độ C
Độ ẩm 0 – 85%
Kích thước 96 x 90 x 18mm
Kênh đo ECG
Các đạo trình I, II, III, AVR, AVL, AVF, Vx
Điểm đặt điện cực thả nổi Chân phải
Trở kháng đầu vào >5MOhm (tại 10Hz)
Tỉ số nén mode chung > 80 dB
Điện áp lệch của điện cực Lớn nhất ±0,3V
Giới hạn khôi phục < 5 giây sau sốc điện áp 5KV
Tần số đáp ứng
Chế độ phẫu thuật: 0.5 – 25Hz
Chế độ theo dõi: 0.5 – 75Hz
Chế độ chẩn đoán: 0.05 – 100Hz
Nhịp tim
Rải đo 15 – 300bpm
Độ chính xác 100bmp ±2%
Độ phân giải 1bpm
NIBP
Kỹ thuật Đo dao động
Dải đo
Người lớn:
• Tâm thu: 30 ~ 255 mmHg
• Trung bình: 20 ~ 235 mmHg
• Tâm trương: 15 ~ 220 mmHg
Trẻ sơ sinh:
• Tâm thu: 30 ~ 135 mmHg
• Trung bình: 20 ~ 125 mmHg
• Tâm trương: 15 ~ 110 mmHg
Độ phân giải 1 mmHg
Độ chính xác phép đo Giá trị lỗi trung bình lớn nhất ±5 mmHg
Độ chính xác áp xuất vòng bít ±3mmHg
Giới hạn quá áp phần mềm
Người lớn: trong khoảng 290 mmHg
Trẻ sơ sinh: trong khoảng 145 mmHg
Quá áp suất phần cứng
Người lớn: 300 ±10 mmHg
Trẻ sơ sinh: 150 ±4 mmHg
Thời gian đo
Người lớn: không quá 120 giây
Trẻ sơ sinh: không quá 90 giây
SpO2
Dải đo: %bão hòa
Nhịp xung:
0 – 99%
30 – 235BPM
Độ chính xác
±2 @ 70 – 100% SpO2
nhỏ hơn 70% không xác định được
Hô hấp
Kỹ thuật Đo thay đổi trở kháng (RA – LL)
Rải đo 0 – 100 rpm
Độ phân giải 1 rpm
Độ chính xác ± 2 rpm (0 – 60 rpm)
Nhiệt độ
Số kênh 2
Dải đo 20.0 đến 45.0 độ C
Độ phân giải ± 0.1 độ C
Đầu đo Loại YSI 400
II.2 Các module của card CSN 608
II.2.1Module tín hiệu và dạng sóng điện tim
Hình 2. 1 Cấu trúc phần cứng ECG
Chuẩn kết nối
Môdul này truyền thông với các môdul khác thông qua chuẩn truyền thông
RS232. Với tốc độ truyền là 9600 baud, 8 bit, 1 stop bit, no parity. Mỗi một giây
môdul này truyên ra 50 gói dữ liệu.
Giao thức truyền nhận
a. Giao thức truyền
Định dạng dữ liệu (Tổng cộng 12 Byte)
Đầu gói Dự trữ Định nghĩa Được định nghĩa bởi
STATUS1
0X55 0XAA STATUS0 STATUS1 DATA
Giá trị sóng ECG Dự trữ Sóng nhịp thở Kiểm tra
lỗi
ECGW3 ECGW2 ECGW1 ECGW0 SATW RESPW SUM
0X55, 0XAA bắt đầu gói, SUM kiểm tra lỗi,
SUM = (STATUS0 + STATUS1 + DATA + ECGW3 + ECGW2 + ECGW1 +
ECGW0 + SATW + RESPW) /256
STATUS0: dữ trữ
STATUS1: Được định nghĩa như dưới bảng sau, Byte nay đinh nghĩa ccho giá trị
của byte DATA
BI7T = 1 Nhịp flag ECG
BIT6 Dự trữ
BIT5 = 0
STATUS1
BIT4 = 1
Nếu giá trị DATA lớn hơn 255. Nếu
BIT4 = 0 thì DATA = DATA + 0
BIT4 = 1 thì DATA = DATA + 30
BIT3 BIT2 BIT1 BIT0 Giá trị của DATA có nghĩa là
0 0 0 0 Giá trị ECG
0 0 1 1 Nhịp tim (0-255)
0 1 1 0 ST
1 1 0 0 Nhịp hô hấp (0-99)
1 1 0 1 T1
1 1 1 0 Sóng hô hấp
1 1 1 1 T2
DATA
ECGS
Trạng thái của ECG: BIT7 = 1 cực tắt, BIT7 = 0 Cực bìmh
thường
BIT6 BIT5 lựa chọn chế độ
00: chế độ chuẩn đoán (dải thông = 0.05 -100Hz)
01: chế độ theo dõi (dải thông = 0.5 - 75Hz)
10: chế độ phẫu thuật (dải thông = 0.5 - 25Hz)
ST
Giá trị ST
Ví dụ: –80 là –0.8mV, 80 là 0.8mV
T1
Giá trị nhiệt độ kênh 1 (0-255)
Giá trị sẽ được chia 10 và cộng 20
Ví dụ: 235, thì t =235 (235/10) + 20 = 43.5
T2 Giá trị nhiệt độ kênh 2 (0-255) như kênh 1
ECGW3, ECGW2, ECGW1, ECGW0
4 byte giá trị mẫu của sóng ECG. ECGW3 là mẫu cuối cùng.
RESPW
Byte giá trị của sóng hô hấp.
b. Giao thức nhận
Định dạng dữ liệu (tổng cộng có 6 byte)
Đầu gói Định nghĩa lệnh Tham số 1 Tham số 2 Kiểm tra lỗi
0X55 0XAA CMD P1 P2 SUM
0X55, 0XAA là đầu gói.
SUM kiểm tra lỗi, SUM = (CMD+P1+P2)/256 .
CMD: Giao thức nhận của modul này có cấu trúc cũng giống như giao thức
truyền với các định nghĩa. Vì vậy các tham số thiết lập của mỗi by như dưới đây.
CMD Byte
Lệnh ECG 0X08
Lệnh nhịp thở 0X09
P1:
CMD P1 Byte
0X08 BIT2 BIT1 BIT0: Thiết lập đạo trình
000: I ,001:II, 010:III,011 avR, 100: avL,
101: avF, 110: V, 111: CAL (1mV, 1Hz hiệu chỉnh)
BIT4 BIT3: Thiết lập hệ khuếch đại
00: x0.5; 01: x1, 10: x2
BIT6 BIT5: thiết lập chế độ
00: chế độ chẩn đoán (dải thông = 0.05 -100Hz)
01: chế độ theo dõi (dải thông = 0.5 -75Hz)
10: chế độ phẫu thuật (dải thông = 0.5 -25Hz)
0X09 BIT1 BIT0: thiết lập độ khuếch đại
00: x0.5; 01: x1, 10: x2 11:x4
Các dữ liệu mẫu
a. Dữ liệu vào
2F 07 1B 5A 00 81 2E 07 1B 5A 81 2D 07 1B 5A 81 2C 07 1B 5A 81 2B 07 1B 5A 81 2A 06 1B 5A 81 2A 06
1B 5A 81 29 06 1B 5A 81 29 06 1B 5A 81 28 06 1B 5A 81 27 06 1B 5A 81 25 06 1B 5A 81 24 05 1B 5A 81 23
05 1B 5A 81 21 05 1B 5A 81 20 05 1B 5A 81 1E 04 1B 5A 81 1D 04 1B 5A 81 1C 04 1B 5A 81 1A 04 1B 5A
81 19 04 1B 5A 81 18 03 1B 5A 81 17 03 1B 5A 81 15 03 1B 5A 81 15 03 1B 5A 81 14 03 1B 5A 81 15 03 1B
5A 81 17 03 1B 5A 81 1A 04 1B 5A 81 1C 04 1B 5A 81 21 05 1B 5A 81 25 05 1B 5A 81 28 06 1B 5A 81 2A 06
1B 5A 81 2B 06 1B 5A 81 2B 06 1B 5A 81 2A 06 1B 5A C1 29 06 1B 5A 81 28 06 1B 5A 81 27 06 1B 5A 81
27 06 1B 5A 81 27 06 1B 5A 81 28 06 1B 5A 81 29 06 1B 5A 81 29 06 1B 5A 83 2A 06 1B 5A 83 2A 06 1B 5A
83 2A 06 1B 5A 83 29 06 1B 5A 83 28 06 1B 5A 83 26 06 1B 5A 83 24 05 1B 5A 83 21 05 1B 5A 5A 81 18 03
1B 5A 81 17 03 1B 5A 81 15 03 1B 5A 81 15 03 1B 5A
b. Dữ liệu ra
5A 81 18 03 1B 5A 81 17 03 1B 5A 81 15 03 1B 5A 81 15 03 1B 5A 81 14 03 1B 5A 81 15 03 1B 5A 81 17 03
1B 5A 81 1A 04 1B 5A 81 1C 04 1B 5A 81 21 05 1B 5A 81 25 05 1B 5A 81 28 06 1B 5A 81 2A 06 1B 5A 81
2B 06 1B 5A 81 2B 06 1B 5A 81 2A 06 1B 5A C1 29 06 1B 5A 81 28 06 1B 5A 81 27 06 1B 5A 81 27 06 1B
5A 81 27 06 1B 5A 81 28 06 1B 5A 81 29 06 1B 5A 81 29 06 1B 5A 83 2A 06 1B 5A 83 2A 06 1B 5A 83 2A 06
1B 5A 83 29 06 1B 5A 83 28 06 1B 5A 83 26 06 1B 5A 83 24 05 1B 5A 83 21 05 1B 5A 5A 81 18 03 1B 5A 81
17 03 1B 5A 81 15 03 1B 5A 81 15 03 1B 5A 81 14 03 1B 5A 81 15 03 1B 5A 81 17 03 1B 5A 81 1A 04 1B 5A
81 1C 04 1B 5A 81 21 05 1B 5A 81 25 05 1B 5A 81 28 06 1B 5A
II.2.2 Module tín hiệu và dạng sóng SPO2
Hình 2. 2 Cấu trúc phần cứng SPO2
Môdul này có chức năng thu nhân các tín hiệu liên quan tới độ bão hòa oxi trong
máu nó bao gồm các tham số: phần trăm SPO2, nhịp mạch tính theo chu kỳ tăng
giảm nồng độ bão hòa oxi trong máu…
Chuẩn kết nối
Môdul này truyền dữ liêu ra bên ngoài thông qua chuẩn truyền thông nối tiếp
UART. Tốc độ truyền được thiết lập 4800baud, đinh dạng byte 8bit, 1 bit stop,
và bít chẵn lẻ.
Định dạng khung dữ liệu truyền ra
Modul tự động truyền tín hiệu lên với 60 gói tin/ giây. Mỗi gói tin chưa 5 byte
dữ liệu. Trong đó Byte đầu tiên có giá trị lớn hơn 0x80.
Byte Bit in Byte Chú thích
0…3 Độ lớn của tín hiệu nằm trong dải từ 0…8
4 1 thời gian xác định quá dài, 0 = OK
5 1 SPO2 giảm, 0 = Ok
6 1 Tín hiệu xung nhịp
1
7 Bít xác định đồng bộ khung (1 = đầu khung)
0…6 Giá trị biểu đồ bão hòa oxi, trong khoảng 0…100.
2
7 Bít xác định đồng bộ khung (0 = byte tiếp sau)
0…3 Đồ thị thanh thời gian thực (chỉ thị xung nhip)
4 1 lỗi đầu dò, 0 = OK
5 1 đang xác định nhịp
6 Bít trong sô cao nhất của Xung nhịp
3
7 Bít xác định đồng bộ khung (0 = byte tiếp sau)
4
0…6 + bít thứ 6 của byte thứ 3 : 256 giá trị Xung Nhip
(Xung nhịp giá trị trong dải: 30…254bpm)
7 Bít xác định đồng bộ khung (0 = byte tiếp sau)
0…6 SPO2%
5
Bít xác định đồng bộ khung (0 = byte tiếp sau)
Các dữ liệu mẫu
Dữ liệu ra:
82 27 06 1B 5A 82 26 06 1B 5A 82 25 06 1B 5A 82 26 06 1B 5A 82 28 06 1B 5A 82 2B 07 1B 5A 82 30 07 1B
5A 82 34 08 1B 5A 82 39 09 1B 5A 82 3C 09 1B 5A 82 3E 0A 1B 5A 82 3F 0A 1B 5A 82 3F 0A 1B 5A 82 3E
09 1B 5A C2 3C 09 1B 5A 82 3A 09 1B 5A 82 37 08 1B 5A 82 35 08 1B 5A 82 33 08 1B 5A 82 32 08 1B 5A 82
32 08 1B 5A 82 31 07 1B 5A 82 30 07 1B 5A 82 2F 07 1B 5A 82 2E 07 1B 5A 82 2C 07 1B 5A 82 2A 06 1B 5A
82 27 06 1B 5A 82 25 05 1B 5A 82 22 05 1B 5A 82 1F 05 1B 5A 82 1C 04 1B 5A 82 19 04 1B 5A 82 17 03 1B
5A 82 13 03 1B 5A 82 11 02 1B 5A 82 0F 02 1B 5A 82 0D 02 1B 5A 82 0B 01 1B 5A 82 0A 01 1B 5A 82 0B
01 1B 5A 82 0D 02 1B 5A 82 11 02 1B 5A 82 17 03 1B 5A 82 1E 04 1B 5A 82 23 05 1B 5A 82 29 06 1B 5A 81
2C 07 1B 5A 81 2F 07 1B 5A 81 30 07 1B 5A 81 30 07 1B 5A 81 30 07 1B 5A 81 2F 07 1B 5A 00 81 2E 07 1B
5A 81 2D 07 1B 5A 81 2C 07 1B 5A 81 2B 07 1B 5A 81 2A 06 1B 5A 81 2A 06 1B 5A 81 29 06 1B 5A 81 29
06 1B 5A 81 28 06 1B 5A 81 27 06 1B 5A 81 25 06 1B 5A 81 24 05 1B 5A 81 23 05 1B 5A 81 21 05 1B 5A 81
20 05 1B 5A 81 1E 04 1B 5A 81 1D 04 1B 5A 81 1C 04 1B 5A 81 1A 04 1B 5A 81 19 04 1B 5A 81 18 03 1B
5A 81 17 03 1B 5A 81 15 03 1B 5A 81 15 03 1B 5A 81 14 03 1B 5A 81 15 03 1B 5A 81 17 03 1B 5A 81 1A 04
1B 5A 81 1C 04 1B 5A 81 21 05 1B 5A 81 25 05 1B 5A 81 28 06 1B 5A 81 2A 06 1B 5A 81 2B 06 1B 5A 81
2B 06 1B 5A 81 2A 06 1B 5A C1 29 06 1B 5A 81 28 06 1B 5A 81 27 06 1B 5A 81 27 06 1B 5A 81 27 06 1B 5A
81 28 06 1B 5A 81 29 06 1B 5A 81 29 06 1B 5A 83 2A 06 1B 5A 83 2A 06 1B 5A 83 2A 06 1B 5A 83 29 06 1B
5A 83 28 06 1B 5A 83 26 06 1B 5A 83 24 05 1B 5A 83 21 05 1B 5A
II.2.3 Module tín hiệu và dạng sóng RESP
Hình 2. 3 Cấu trúc phần cứng
Chuẩn kết nối
Môdul này truyền thông với các môdul khác thông qua chuẩn truyền thông
RS232. Với tốc độ truyền là 9600 baud, 8 bit, 1 stop bit, no parity. Mỗi một giây
môdul này truyên ra 50 gói dữ liệu.
Giao thức truyền nhận
a. Giao thức truyền
Định dạng dữ liệu (Tổng cộng 12 Byte)
Đầu gói Dự trữ Định nghĩa Được định nghĩa bởi
STATUS1
0X55 0XAA STATUS0 STATUS1 DATA
Giá trị sóng ECG Dự trữ Sóng nhịp thở Kiểm tra
lỗi
ECGW3 ECGW2 ECGW1 ECGW0 SATW RESPW SUM
0X55, 0XAA bắt đầu gói, SUM kiểm tra lỗi,
SUM = (STATUS0 + STATUS1 + DATA + ECGW3 + ECGW2 + ECGW1 +
ECGW0 + SATW + RESPW) /256
STATUS0: dữ trữ
STATUS1: Được định nghĩa như dưới bảng sau, Byte nay đinh nghĩa ccho giá trị
của byte DATA
BI7T = 1 Nhịp flag ECG
BIT6 Dự trữ
STATUS1 BIT5 = 0
BIT4 = 1
Nếu giá trị DATA lớn hơn 255. Nếu
BIT4 = 0 thì DATA = DATA + 0
BIT4 = 1 thì DATA = DATA + 30
BIT3 BIT2 BIT1 BIT0 Giá trị của DATA có nghĩa là
0 0 0 0 Giá trị ECG
0 0 1 1 Nhịp tim (0-255)
0 1 1 0 ST
1 1 0 0 Nhịp hô hấp (0-99)
1 1 0 1 T1
1 1 1 0 Sóng hô hấp
1 1 1 1 T2
DATA
ECGS
Trạng thái của ECG: BIT7 = 1 cực tắt, BIT7 = 0 Cực bìmh
thường
BIT6 BIT5 lựa chọn chế độ
00: chế độ chuẩn đoán (dải thông = 0.05 -100Hz)
01: chế độ theo dõi (dải thông = 0.5 - 75Hz)
10: chế độ phẫu thuật (dải thông = 0.5 - 25Hz)
ST
Giá trị ST
Ví dụ: –80 là –0.8mV, 80 là 0.8mV
T1
Giá trị nhiệt độ kênh 1 (0-255)
Giá trị sẽ được chia 10 và cộng 20
Ví dụ: 235, thì t =235 (235/10) + 20 = 43.5
T2 Giá trị nhiệt độ kênh 2 (0-255) như kênh 1
ECGW3, ECGW2, ECGW1, ECGW0
4 byte giá trị mẫu của sóng ECG. ECGW3 là mẫu cuối cùng.
RESPW
Byte giá trị của sóng hô hấp.
b. Giao thức nhận
Định dạng dữ liệu (tổng cộng có 6 byte)
Đầu gói Định nghĩa lệnh Tham số 1 Tham số 2 Kiểm tra lỗi
0X55 0XAA CMD P1 P2 SUM
0X55, 0XAA là đầu gói.
SUM kiểm tra lỗi, SUM = (CMD+P1+P2)/256 .
CMD: Giao thức nhận của modul này có cấu trúc cũng giống như giao thức
truyền với các định nghĩa. Vì vậy các tham số thiết lập của mỗi by như dưới đây.
CMD Byte
Lệnh ECG 0X08
Lệnh nhịp thở 0X09
P1:
CMD P1 Byte
0X08 BIT2 BIT1 BIT0: Thiết lập đạo trình
000: I ,001:II, 010:III,011 avR, 100: avL,
101: avF, 110: V, 111: CAL (1mV, 1Hz hiệu chỉnh)
BIT4 BIT3: Thiết lập hệ khuếch đại
00: x0.5; 01: x1, 10: x2
BIT6 BIT5: thiết lập chế độ
00: chế độ chẩn đoán (dải thông = 0.05 -100Hz)
01: chế độ theo dõi (dải thông = 0.5 -75Hz)
10: chế độ phẫu thuật (dải thông = 0.5 -25Hz)
0X09 BIT1 BIT0: thiết lập độ khuếch đại
00: x0.5; 01: x1, 10: x2 11:x4
Các dữ liệu mẫu
a. Dữ liệu vào
2F 07 1B 5A 00 81 2E 07 1B 5A 81 2D 07 1B 5A 81 2C 07 1B 5A 81 2B 07 1B 5A 81 2A 06 1B 5A 81 2A 06
1B 5A 81 29 06 1B 5A 81 29 06 1B 5A 81 28 06 1B 5A 81 27 06 1B 5A 81 25 06 1B 5A 81 24 05 1B 5A 81 23
05 1B 5A 81 21 05 1B 5A 81 20 05 1B 5A 81 1E 04 1B 5A 81 1D 04 1B 5A 81 1C 04 1B 5A 81 1A 04 1B 5A
81 19 04 1B 5A 81 18 03 1B 5A 81 17 03 1B 5A 81 15 03 1B 5A 81 15 03 1B 5A 81 14 03 1B 5A 81 15 03 1B
5A 81 17 03 1B 5A 81 1A 04 1B 5A 81 1C 04 1B 5A 81 21 05 1B 5A 81 25 05 1B 5A 81 28 06 1B 5A 81 2A 06
1B 5A 81 2B 06 1B 5A 81 2B 06 1B 5A 81 2A 06 1B 5A C1 29 06 1B 5A 81 28 06 1B 5A 81 27 06 1B 5A 81
27 06 1B 5A 81 27 06 1B 5A 81 28 06 1B 5A 81 29 06 1B 5A 81 29 06 1B 5A 83 2A 06 1B 5A 83 2A 06 1B 5A
83 2A 06 1B 5A 83 29 06 1B 5A 83 28 06 1B 5A 83 26 06 1B 5A 83 24 05 1B 5A 83 21 05 1B 5A 5A 81 18 03
1B 5A 81 17 03 1B 5A 81 15 03 1B 5A 81 15 03 1B 5A
b. Dữ liệu ra
5A 81 18 03 1B 5A 81 17 03 1B 5A 81 15 03 1B 5A 81 15 03 1B 5A 81 14 03 1B 5A 81 15 03 1B 5A 81 17 03
1B 5A 81 1A 04 1B 5A 81 1C 04 1B 5A 81 21 05 1B 5A 81 25 05 1B 5A 81 28 06 1B 5A 81 2A 06 1B 5A 81
2B 06 1B 5A 81 2B 06 1B 5A 81 2A 06 1B 5A C1 29 06 1B 5A 81 28 06 1B 5A 81 27 06 1B 5A 81 27 06 1B
5A 81 27 06 1B 5A 81 28 06 1B 5A 81 29 06 1B 5A 81 29 06 1B 5A 83 2A 06 1B 5A 83 2A 06 1B 5A 83 2A 06
1B 5A 83 29 06 1B 5A 83 28 06 1B 5A 83 26 06 1B 5A 83 24 05 1B 5A 83 21 05 1B 5A 5A 81 18 03 1B 5A 81
II.2.4 Module tín hiệu huyết áp
RS232
Data
NIBP/
lệnh cấu
hình
Vòng bít Môdul - NIBP
Hình 2. 4 Cấu trúc phần cứng
Môdul này thu nhận các dữ liệu liện quan đến huyết áp máu như: Huyết áp tức
thời, nhịp mạch tính thông qua sự biến thiên huyết áp, huyết áp tâm trương,
huyết áp tâm thu, huyết áp trung bình của động mạch…
Chuẩn kết nối
Môdul này truyền thông với các môdul khác thông qua chuẩn truyền thông
RS232. Với tốc độ truyền là 4800 baud, 8 bit, 1 stop bit, no parity. Mỗi một giây
môdul này truyên ra 60 khung dữ liệu.
Giao thức truyền nhận
a. Giao thức truyền xuống
Định dạng 1 byte dữ liệu: Start bit + 8 data bit + 1 stop bit no parity
Định dạng khung:
ab;;cd
Chú thích:
• : mã ASCII , byte đầu khung có giá trị là 0x02
• “ab” Mã lệnh được chuyến sang mã ASCII
• “cd” mã kiểm tra lỗi được chuyển ra mã ASCII , không bao gồm mã dầu
khung 02. Mã lỗi được tính theo công thức dưới:
Sum = (a(hex) + b(hex) + ;(hex) + ;(hex))%256
• : Mã ASCII , byte kết thúc khung có giá trị bằng 0x03
Command code:
Mã
lệnh
Mã
lỗi
Chức năng của lệnh
01 D7 Bắt đầu chế độ đo bình thường
03 D9 Kết thúc quá trình đo tự động chuyển về chế độ đo bình thường
04 DA Cấu hình đo tự động chu kỳ 1 lần/phút
05 DB Cấu hình đo tự động chu kỳ 2 lần/phút
06 DC Cấu hình đo tự động chu kỳ 3 lần/phút
07 DD Cấu hình đo tự động chu kỳ 4 lần/phút
08 DE Cấu hình đo tự động chu kỳ 5 lần/phút
09 DF Cấu hình đo tự động chu kỳ 10 lần/phút
10 D7 Cấu hình đo tự động chu kỳ 15 lần/phút
11 D8 Cấu hình đo tự động chu kỳ 30 lần/phút
12 D9 Cấu hình đo tự động chu kỳ 60 lần/phút
13 DA Cấu hình đo tự động chu kỳ 90 lần/phút
14 DB Bắt đầu chế độ điều chỉnh (trở về đo áp suất vòng bít)
15 DC Bắt đầu kiểm tra Watchdog (Hệ thông sẽ khởi động lại khi kiểm tra
OK)
16 DD Khởi động lại hệ thống và kết thúc tự kiểm tra
17 DE Bắt đàu kiểm tra dò
18 DF Trả về trạng thái hệ thống
19 E0 Ở chế độ đo dùng cho trẻ sơ sinh, thiết lập áp suất cực đại là 100
mmHg
20 D8 Ở chế độ đo dùng cho trẻ sơ sinh, thiết lập áp suất cực đại là
120mmHg
21 D9 Ở chế độ đo dùng cho người lớn, thiết lập áp suất cực đại là 140mmHg
22 DA Ở chế độ đo dùng cho người lớn, thiết lập áp suất cực đại là 160mmHg
23 DB Ở chế độ đo dùng cho người lớn, thiết lập áp suất cực đại là 180mmHg
24 DC Ở chế độ đo dùng cho người lớn, thiết lập áp suất cực đại là 150mmHg
25 DD Ở chế độ đo dùng cho trẻ sơ sinh, thiết lập áp suất cực đại 70mmHg
27 DF Bắt đàu đo liện tục 5 phút
28 E0 Ở chế độ đo dùng cho người lớn, thiết lập áp suất cực đại 80mmHg
29 E1 Ở chế độ đo dùng cho người lớn, thiết lập áp suất cực đại 100mmHg
30 D9 Ở chế độ đo dùng cho người lớn, thiết lập áp suất cực đại 120mmHg
31 DA Ở chế độ đo dùng cho người lớn, thiết lập áp suất cực đại 140mmHg
32 DB Ở chế độ đo dùng cho người lớn, thiết lập áp suất cực đại to
160mmHg
33 DC Ở chế độ đo dùng cho người lớn, thiết lập áp suất cực đại to
180mmHg
34 DD Ở chế độ đo dùng cho người lớn, thiết lập áp suất cực đại 200mmHg
35 DE Ở chế độ đo dùng cho người lớn, thiết lập áp suất cực đại 220mmHg
36 DF Ở chế độ đo dùng cho người lớn, thiết lập áp suất cực đại 240mmHg
37 E0 Ở chế độ đo dùng cho trẻ sơ sinh, thiết lập áp suất cực đại 60mmHg
38 E1 Ở chế độ đo dùng cho trẻ sơ sinh, thiết lập áp suất cực đại 80mmHg
39 E2 Ở chế độ đo dùng cho trẻ sơ sinh, thiết lập áp suất cực đại 100mmHg
40 DA Ở chế độ đo dùng cho trẻ sơ sinh, thiết lập áp suất cực đại 120mmHg
Chú ý:
Khi làm việc trong kiểu điều chỉnh bạn cần phải sử dụng lệnh kết thúc để kết
thúc đo.
Lệnh 1920222328~ 40 chỉ có tác dụng trong cùng đo kiểu.
Khi đóng nguồn điện hay khởi động lại, cấu hình mặc định đo thường (bằng tay)
chế độ người lớn, áp suất cực đại là 150 mmHg
Lệnh kết thúc “X”
Bất kỳ khi náo gửi lệnh “X” hệ thống sẽ kết thúc hoạt động hiện thời (trừ việc
khởi động lại bơm và mơ bơm). Khi mođul nhận được một gói lệnh lỗi, Bao gồm
định dạng khung lỗi tổng, lỗi lệnh, lối trễ 0.1s giữa 2 byte dữ liệu nhận modul sẽ
xử lý các lỗi này như một lệnh kết thúc.
b. Giao thức nhận
Dữ liệu đo áp suất vòng bit
Khi đo ở chế độ điều chỉnh tự kiểm tra dò và kiểm Watchdog, modul gửi gới dữ
liệu đo áp suất vòng bít, mỗi giây modul gửi 5 gói.
Định dạng:
abcCdSe
Chú thich:
• (02): giá trị khởi đầu khung
• “abc” Giá trị áp xuất hiện thời. (“0x31 0x38 0x34 Ù 184mmHg)
• “d” thông tin lỗi vòng bít, Modul bắt đầu tự kiểm tra trong chỉ trong chế
độ đo
o “0”: Vòng bít bình thường.
o “1”: Xác dịnh được chế độ trẻ so sinh khi làm việc ở chế độ người lớn.
• “e” cho biết loại hoạt động của hệ thống, bao gồm:
o “3”: đang đo
o “4”: Trong chế độ điều chỉnh
o “5”: Đang kiểm tra Watchdog
o “7”: Đang kiểm tra dò
• (03) Là giá trị kết thúc khung
• (13) Giá trị ASCII
Dấu hiệu của việc đo kết thúc
Sau khi gửi xong dữ liệu đo áp xuất vòng bít Modul sẽ tự động gửi một gói dữ
liệu ra.
Định dạng:
999
Dữ liệu trạng thái hệ thống.
Khi bất nguồn hay khởi động lại hệ thống Modul sẽ tự động gửi một gói dữ liệu
ra. Modul cũng gửi một gói dữ liệu ra khi nhận được một lệnh yêu cầu trả về
thông tin hệ thống.
Định dạng:
Sa;Ab;Ccd;Mef;Pghijklmno;Rpqr;Tstuv;;wx
Chú thích:
• (02): Giá trị bắt đầu gói
• “a” Trạng thái hiện thời của hệ thống theo mã ASCII
o “0”: Tự kiểm tra xong
o “1”: Hệ thống bình thường, bộ đếm hệ thống không sử dụng
o “2”: Hệ thống lỗi, bộ đếm hệ thống không sử dụng
o “6”: Hệ thống bình thường bộ đếm hệ thống đã sử dụng
o “b” bao về đối tượng đo
o “0”: đo người lớn
o “1”: đo trẻ em
o “cd” Cho biết loại chế độ đo, bao gồm:
o “00”: làm việc ở chế độ đo bằng tay
o “01”~ “90”: Làm việc ở chế độ đo tự động với thời gian lặp lai tương
ứng
o “99”: làm việc ở chế độ đo liên tục
• “ef” Nếu tự kiểm tra thành công, nó sẽ tương ứn với phiên bản phần mền
của các loại thông tin lỗi, bao gồm:
o “00”: Không lỗi
o “02”: Kiểm tra lỗi có thể lỗi của cảm biết, lỗi bộ chuyển đổi A/D
o “03”: không lỗi
o “06”: vòng bít quá chặt
o “07”: dò khí
o “08”: Lối áp suất khí, van không mở bình thường
o “09”: Tín hiệu quá yếu, có thể nhịp đo quá yếu, vòng bít quá chặt
o “10”: vượt qúa dải đo
o “11”: không đo
o “12”: Áp xuất vuợt quá giá trị người đo; người lớn :290mmHg, trẻ
em:145mmHg
o “13”: Tín hiệu bão hòa
o “14”: dò khi kiểm tra dò, xác đinh hệ thống dò
o “15”: Hệ thống lỗi khi bật nguồn
o “19”: Hết thời gian đo, người lớn 200mmHg là 120s thay vì 90s. 90 là
chế độ trẻ em
• “ghi”: mã ASCII của áp xuất tâm thu (mmHg)
• “jkl”: mã ASCII của áp xuất tâm trương (mmHg)
• “mno”: mã ASCII của áp xuất trung bình (mmHg)
• “pqr”: mã ASCII của nhịp mạch (lần/phút)
Nó là “---” khi đo áp xuất tâm, trương tâm thu, áp xuất trung binh, và nhịp
mạch bị lỗi.
• “stuv”: Khoảng thời gian đo tiếp theo. Nó bằng “----” khi đo ở chế độ
bằng tay.
• “wx”: Mã ASCII kiểm tra.
• ETX> (03): Kết thúc gói
• CR> (13) Giá trị ASCII vào
Các dữ liệu mẫu
a. Dữ liệu vào
Start (Adult - 140; Manual)
02 30 33 3B 3B 44 39 03 02 32 31 3B 3B 44 39 03 02 32 31 3B 3B 44 39 03 02 30 31 3B 3B 44 37 03
Start (Adult - 150; Manual)
02 30 33 3B 3B 44 39 03 02 32 31 3B 3B 44 39 03 02 32 34 3B 3B 44 43 03 02 30 31 3B 3B 44 37 03
Start (Adult - 160; Manual)
02 30 33 3B 3B 44 39 03 02 32 31 3B 3B 44 39 03 02 32 32 3B 3B 44 41 03 02 30 31 3B 3B 44 37 03
Start (Adult - 180; Manual)
02 30 33 3B 3B 44 39 03 02 32 31 3B 3B 44 39 03 02 32 33 3B 3B 44 42 03 02 30 31 3B 3B 44 37 03
Start (Adult - 180; Auto -1min)
02 30 34 3B 3B 44 41 03 02 32 31 3B 3B 44 39 03 02 32 33 3B 3B 44 42 03 02 30 31 3B 3B 44 37 03
Start (Adult - 180; Auto -2min)
02 30 35 3B 3B 44 42 03 02 32 31 3B 3B 44 39 03 02 32 33 3B 3B 44 42 03 02 30 31 3B 3B 44 37 03
Start (Adult - 180; Auto -5min)
02 30 38 3B 3B 44 45 03 02 32 31 3B 3B 44 39 03 02 32 33 3B 3B 44 42 03 02 30 31 3B 3B 44 37 03
Start (Adult - 180; Auto -10min)
02 30 39 3B 3B 44 46 03 02 32 31 3B 3B 44 39 03 02 32 33 3B 3B 44 42 03 02 30 31 3B 3B 44 37 03
b. Dữ liệu ra
02 31 32 36 43 30 53 33 03 0D 02 31 33 33 43 30 53 33 03 0D 02 31 34 30 43 30 53 33 03 0D 02 31 34 38 43 30
53 33 03 0D 02 31 35 34 43 30 53 33 03 0D 02 31 36 31 43 30 53 33 03 0D 02 31 36 37 43 30 53 33 03 0D 02
31 36 36 43 30 53 33 03 0D 02 31 36 34 43 30 53 33 03 0D 02 31 35 38 43 30 53 33 03 0D 02 31 34 30 43 30 53
33 03 0D 02 31 34 31 43 30 53 33 03 0D 02 31 34 32 43 30 53 33 03 0D 02 31 34 32 43 30 53 33 03 0D 02 31
34 32 43 30 53 33 03 0D 02 31 34 32 43 30 53 33 03 0D 02 31 34 32 43 30 53 33 03 0D 02 31 34 31 43 30 53 33
03 0D 02 31 34 31 43 30 53 33 03 0D 02 31 34 31 43 30 53 33 03 0D 02 31 34 31 43 30 53 33 03 0D 02 31 34
30 43 30 53 33 03 0D 02 31 34 30 43 30 53 33 03 0D 02 31 34 30 43 30 53 33 03 0D 02 31 34 30 43 30 53 33 03
0D 02 31 34 30 43 30 53 33 03 0D 02 31 32 32 43 30 53 33 03 0D 02 31 32 34 43 30 53 33 03 0D 02 31 32 35
43 30 53 33 03 0D 02 31 32 35 43 30 53 33 03 0D 02 31 31 31 43 30 53 33 03 0D 02 31 31 34 43 30 53 33 03
0D 02 31 31 34 43 30 53 33 03 0D 02 31 31 35 43 30 53 33 03 0D 02 31 30 34 43 30 53 33 03 0D 02 31 30 31
43 30 53 33 03 0D 02 31 30 32 43 30 53 33 03 0D 02 31 30 33 43 30 53 33 03 0D 02 31 30 34 43 30 53 33 03
0D 02 31 30 34 43 30 53 33 03 0D 02 31 30 34 43 30 53 33 03 0D 02 31 30 34 43 30 53 33 03 0D 02 31 30 35
43 30 53 33 03 0D 02 31 30 35 43 30 53 33 03 0D 02 31 30 34 43 30 53 33 03 0D 02 31 30 34 43 30 53 33 03
0D 02 31 30 35 43 30 53 33 03 0D 02 30 38 38 43 30 53 33 03 0D 02 30 39 31 43 30 53 33 03 0D 02 30 39 32
43 30 53 33 03 0D 02 30 39 34 43 30 53 33 03 0D 02 30 39 34 43 30 53 33 03 0D 02 30 39 34 43 30 53 33 03
0D 02 30 39 34 43 30 53 33 03 0D 02 30 39 34 43 30 53 33 03 0D 02 30 39 33 43 30 53 33 03 0D 02 30 38 33
II.3 Phân tích luồn dữ liệu trong card CSN 608
II.3.1 Giao tiếp với card CSN 608
Giao thức truyền nối tiếp sử dụng chuẩn truyền RS232. Các tham số được thiết
lập là 9600 bauds, 8 data bits, 1 stop bit, no parity. Dữ liệu được truyền theo các
gói tin, mỗi giây truyền 50 gói tin. Giao thức nhân nối tiếp cũng sử dụng chuẩn
RS232.
II.3.2 Cấu trúc và định dạng khung dữ liệu
Định dạng dữ liệu
Đầu gói Dự trữ Định nghĩa Được định nghĩa bởi STATUS1
0x55 0xAA STATUS0 STATUS1 DATA
Giá trị ECG dạng sóng tại 1 điểm Dự trữ
Sóng hô
hấp
Kiểm tra
lỗi
ECGW3 ECGW2 ECGW1 ECGW0 SATW RESPW SUM
Tổng cộng có 12 byte
0x55,0xAA
Các byte báo hiệu đầu gói.
SUM
Byte kiểm tra lỗi.
SUM = (STATUS0 + STATUS1 + DATA + ECGW3 + ECGW2 + ECGW1 +
ECGW0 + SATW + RESPW) /256
STATUS0
Dự trữ chưa sử dụng.
STATUS1
Loạt xung thể hiện chỉ thị và định nghĩa. Trước byte DATA tiếp theo, byte
STATUS1 được giử như là một định nghĩa. Kết quả là các giá trị tương ứng có
thể bị lọc bỏ ra khỏi luồng dữ liệu. Các định nghĩa khác nhau được thể hiện các
giá trị dữ liệu tương ứng.
BIT7 = 1 ECG beep flag
BIT6 = X Dự trữ
BIT5 = 0
STATUS1
BIT4 = 1
Dữ liệu tiếp sau sẽ được cộng thêm 255, nếu
BIT4 = 0 và DATA = 30 thì giá trị thật sẽ là 30,
nếu BIT4 = 1 và DATA = 30 thì giá trị thật sẽ
là 30 +255.
BIT3 BIT2 BIT1 BIT0 DATA chứa dữ liệu tham số
0 0 0 0 ECGS
0 0 0 1 STAS
0 0 1 0 NIBPS
0 0 1 1 Nhịp tim (0 – 255)
0 1 0 0 Nhịp xung (0 – 254) của SpO2
0 1 0 1 Nhịp xung (0 – 254) của NIBP
0 1 1 0 ST
0 1 1 1 % SpO2 (0 – 99%)
1 0 0 0 Cuff Pressure Value/2 (mmHg) CUFF
1 0 0 1 Tâm thu (0 ~ 255 mmHg) SYS
1 0 1 0 Tâm trương (0 ~ 255 mmHg) DIS
1 0 1 1 Động mạch chính (0 ~ 255 mmHg) MEAN
1 1 0 0 Nhịp hô hấp (0 – 99)
1 1 0 1 T1
1 1 1 0 Khuếch đại sóng nhịp hô hấp
1 1 1 1 T2
DATA
ECGS
Trạng thái của ECG: BIT7 = 1 tuột cực, BIT7 = 0 bình thường
BIT6, BIT5 chọn chế độ:
00: chế độ chẩn đoán – dải tần 0.05 – 100Hz.
01: chế độ theo dõi – dải tần 0.5 – 75Hz.
10: chế độ phẫu thuật – dải tần 0.5 – 25Hz.
STAS
Trạng thái của SpO2: BIT7 = 1 tuột đầu dò, BIT7 = 0 bình thường
BIT6 dự trữ, BIT5 = 1 drop in SpO2
BIT4 = 1 quá trình tim kiếm quá lâu
BIT3~BIT0 Đồ thị thời gian thực trong dải từ 0 tới 8
< 3 tin hiệu nhỏ
NIBPS
Trạng thái của NIBP BIT7 = 1 thực hiện lại quá trình đo
BIT5, BIT6 dự trữ, BIT3 = 1 bằng tay, BIT3 = 0 tự động
BIT4 = 1 đường dẫn khí bị kẹt, 0 bình thường
BIT2, BIT1 chọn chế độ:
00: chế độ người lớn
01: chế độ trẻ em
10: chế độ trẻ sơ sinh
BIT0 = 1 đang đo hay tính toán, 0 không đo hay kết thúc
ST
Giá trị ST (hiện thị như mã bổ sung trong hệ thống nhị phân)
Vi dụ: -80 tương đương -80mV, 80 tương đương 80mV
T1
Giá trị nhiệt độ kênh 1 (0 – 255)
Với giá trị 253 Giá trị thật sẽ là (253/10) + 20 = 43.5 độ C.
T2
Giá trị nhiệt độ kênh 1 (0 – 255)
Với giá trị 253 Giá trị thật sẽ là (253/10) + 20 = 43.5 độ C.
ECGW3, ECGW2, ECGW1, ECGW0
Bốn byte này nghĩa là dạng sóng ECG cùng điểm, ECGW3 là điểm sau cùng.
SATW
Byte này nghĩa là sóng SpO2.
RESPW
Byte này nghĩa là sóng hô hấp.
Định dạng dữ liệu
Đầu gói
Định nghĩa
lệnh
Tham số 1 Tham số 2
Mã kiểm
tra lỗi
0x55 0xAA CMD P1 P2 SUM
Đọc NIBP: 55AA010000
Tổng cộng có 6 byte.
0x55, 0xAA
Các byte báo hiệu đầu gói.
SUM
Mã kiểm tra lỗi, SUM = (CMD + P1 + P2)/256.
CMD
Cũng như định dạng dữ liệu của giao thức truyền, bao giời cũng có môt byte
đuợc truyền đi để định nghĩa.
CMD Byte
Bắt đầu đo NIBP 0x01
Huỷ việc đo NIBP 0x02
Hiệu chuẩn NIBP 0x03
Lệnh cho đo ECG 0x08
Lệnh cho đo hô hấp 0x09
P1:
CMD P1
0x01
0 nghĩa là người lớn, 01 nghĩa là trẻ em, 10 nghĩa là trẻ sơ
sinh
0x02 0
0x03 0
0x08
BIT2 BIT1 BIT0: thiết lập điện cực
000: I, 001: II, 010: III, 011: avR,100: avL
101: avF, 110: V, 111: CAL (1mV, hiệu chỉnh 1Hz)
BIT4 BIT3: thiết lập độ khuếch đại
00: x0.5, 01: x1, 10: x2
BIT6 BIT5: thiết lập chế độ
00: chế độ chẩn đoán – dải tần 0.05 – 100Hz.
01: chế độ theo dõi – dải tần 0.5 – 75Hz.
10: chế độ phẫu thuật – dải tần 0.5 – 25Hz
0x09
BIT1 BIT0: thiết lâp độ khuếch đại
00: x0.5, 01: x1, 10: x2, 11: x4.
P2:
CMD P2
0x01
0 đo bằng tay, >0, nó chứa giá trị khoảng thời gian tự động đo
BP, đơn vị là 1 phút, trong dải tử 1 đến 60.
Chương III: Khảo sát hệ thống PC nhúng
III.1 Giới thiệu về hệ thống PC nhúng
Ngày nay, với nhu cầu cao của con người trong lĩnh vực chẩn đoán và điều trị
bệnh, việc sử dụng các thiết bị công nghệ cao là một tất yếu. Sử dụng các hệ
thống phần cứng phức tạp, kết hợp với các phần mềm điều khiển nhúng tạo nên
các thiết bị y tế rất đắt tiền, tuy nhiên vẫn không tránh khỏi lỗi phần mềm và
chưa đủ an toàn khi tham gia vào mạng bệnh viện. Chúng tôi đã nghiên cứu rút
gọn và tuỳ biến phiên bản Windows XP để chạy tốt trên môi trường máy tính
nhúng với cấu hình thấp, chạy tốt các ứng dụng DotNet, tránh được virus và lỗi
phần mềm, dễ sử dụng và giá thành hạ.
III.2 Các đặc điểm cơ bản của hệ thống PC nhúng
Hệ thống nhúng với các cấu hình cơ bản thường thấp hơn so với các máy tính để
bàn thông thường nhưng giá thành cao hơn do được thiết kế đặc biệt. Trong quá
trình nghiên cứu, chúng tôi thao tác trên hệ thống nhúng PCM3370 với cấu hình
như sau:
• ULV Intel® Celeron® 400/650 Fanless, LV Pentium® III 800 (optional)/933
• Chipset: VIA VT8606/TwisterT and /VT82C686B
• VGA/LCD controller with optimized Shared Memory Architecture (SMA)
• 4x AGP VGA/LCD & LCD controller up to 1024 x 768
• +5 V and +12 V power supply required
• 10/100Mbps PCI Ethernet interface, supports wake-on-LAN
• COM2 (5 V) supports power line connected on pin 9
• PC/104 and PC/104-Plus expansion connector
• Support for CompactFlash® Card (CFC) Type I Socket
• 1.6 sec – interval Watchdog timer
• 1 SODIMM socket supports up to 512 MB SDRAM
III.3 Giới thiệu hệ điều hành Windows XPE rút gọn dùng cho PC nhúng
Hệ điều hành Windows rút gọn thực sự có ưu điểm so với các hệ điều hành
nhúng dùng trong các thiết bị y tế, nó có nhiều khả năng nổi trội không những
trong quá trình vận hành và sử dụng mà con qua quá trình chia sẻ thông tin, phát
triển và nâng cấp phần mềm. Dưới đây là một số ưu điểm chính của hệ điều hành
Windows XP rút gọn được tối ưu hoá cho máy tính nhúng:
Chú trọng đến tính bảo mật của hệ thống: Hệ thống sử dụng hệ điều hành
Windows XP rút gọn được coi là hệ điều hành hầu như không thể xâm nhập.
Mọi thông tin liên quan đến hệ điều hành trong quá trình vận hành đều được để
trên bộ nhớ ảo và có khả năng làm tươi lại sau mỗi chu kỳ xung nhịp. Lợi thế
này hạn chế đối đa virus có thể xâm nhập máy, hạn chế đối đa các lỗi liên quan
đến phần mềm và chương trình. Nó có khả năng chống ngắt mạng và lỗi tràn bộ
đệm.
Dễ sử dụng, giao diện, chức năng, yêu cầu: Giao diện của chương trình
được tuỳ biến hệt như giao diện của Windows XP thông thường, điều này tạo
nên sự than thiện trong quá trình sử dụng. Tuy nhiên, chương trình được cấu
hình nhằm hạn chế tối đa các thao tác không cần thiết của người điều khiển
nhằm có thể gây ảnh hưởng đến quá trình sử dụng. Người sử dụng sẽ có thể dung
được 1 số chức năng cơ bản do người xây dựng quy định như: Duyệt thư mục,
mở chương trình, vào mạng, đóng chương trình, tắt máy…
Hệ thống được tuỳ biến hợp lý, giao diện sử dụng có thể dùng chuột hoặc bàn
phím như trên máy tính để bàn thông thường. Điều này tuỳ thuộc vào phụ kiện đi
kèm với thiết bị. Đối với các máy y tế thì thường tích hợp luôn bộ phận điều
khiển lên màn hình hiển thị (Touch Screen), ngoài ra cũng có thể sử dụng chuột
hoặc để điều khiển thiết bị. Tuỳ vào mục đích và nhu cầu sử dụng, chúng ta có
thể lựa chọn thiết bị đầu vào điều khiển hợp lý, hệ thống được xây dựng có thể
tương thích tốt với các kiểu điều khiển này.
Tương thích mọi chế độ sử dụng: Kể cả bật tắt nguồn bất kỳ. Điều này
rất quan trọng đối với sự ổn định của máy tính. Mỗi khi chương trình đang chạy
và bị dừng đột ngột do lỗi nguồn hoặc mất nguồn thì chỉ có dữ liệu trên bộ nhớ
ảo là bị huỷ, còn dữ liệu của hệ điều hành vẫn được giữ nguyên. Các file tạm
thời của hệ thống lập tức được xoá bỏ và không gây ảnh hưởng đến kích thước ổ
nhớ, tốc độ hệ thống hay phần mềm hiển thị. Đây là một đặc trưng riêng của hệ
điều hành đã được điều chỉnh này. Các file cần thiết cho hệ thống được lưu tại bộ
nhớ Compact Flash, mỗi khi hệ điều hành chạy. Hệ thống sẽ lấy 1 phần dung
lượng của bộ nhớ ảo làm chỗ lưu trữ các file cần thiết cho hệ thống chạy
Tương thích với cấu hình máy thấp: Chương trình được cấu hình để
chạy với máy có tốc độ khoảng 600Mhz , bộ nhớ trong 128MB và bộ nhớ
Compact Flash chỉ khoảng 512M là đủ. Với cấu hình như vậy, đa số các máy
tính nhúng có thể đáp ứng được. Đối với các máy thuộc dòng máy tính để bàn thì
cấu hình như vậy là khá thấp và không thể chạy được nếu cài windows XP và
chạy ứng dụng DotNet. Tuy nhiên, với hệ thống máy tính nhúng và phiên bản
Windows rút gọn thì ta có thể khắc phục được điều này.
Thời gian khởi động máy nhanh: Quá trình khởi động máy tính tuỳ thuộc
vào nhiều yếu tố phần cứng cũng như phần mềm cài đặt. Với hệ điều hành
Windows Xp thông thường, thời gian này vào khoảng 30 giây đến vài phút. Với
phiên bản rút gọn Windows XP chạy trên máy tính nhúng, thời gian này được
thiết lập khoảng 1 phút.
Kích thước hệ thống nhỏ gọn, không nóng, không ồn: Đây là đặc trưng
chính của dòng máy tính nhúng. Tiêu hao năng lượng ít, không có hệ thống làm
mát bằng gió mà chỉ cần tản nhiệt, đồng thời sử dụng ổ cứng loại Compact Flash
nên hệ thống chạy không có tiếng ồn, không nóng. Ngoài ra kích thước của hệ
thống cũng khá nhỏ gọn. Kích thước của phần mạch chính khoảng 10x10cm, của
phần nguồn và phần màn hình thì lấy chuẩn như các máy tính thông thường.
Giá thành có thể chấp nhận được: Giá thành của hệ thống tuỳ thuộc vào
cấu hình phần cứng và các tùy chọn yêu cầu. Các tuỳ chọn này nhằm mục đích
giúp cho hệ thống tiện sử dụng hơn và nhiều chức năng hơn. Ví dụ như màn hình
Tourch Screen, chuột không gian ba chiều,.. Nói chung giá của hệ thống phần
cứng sẽ từ vài trăm USD đến vài ngìn USD tuỳ từng nhu cầu cụ thể.
Quá trình nâng cấp hệ thống nhanh chóng, an toàn và bảo mật: Quá
trình nâng cấp hệ thống thực chất là việc ghi lại chương trình vào ổ Compact
Flash. Các ổ Compact Flash được dung có dung lượng từ 512M đến vài
Gigabyte. Thời gian để ghi chương trình lên ổ này có thể mất vài phút đến vài
chục phút. Nhưng nói chung là khá nhanh. Trong quá trình thử nghiệm, chúng
tôi đã thực hiện ghi hệ điều hành Windows XP rút gọn xuống ổ Compact Flash
trong thời gian 3phút 10 giây. Việc ghi dữ liệu này được thao tác đơn giản nhờ
đầu đọc thẻ loại đa năng, quá trình ghi được kiểm soát trực tiếp từ người điều
khiển, không có tác nhân nào từ bên ngoài nên có thể đảm bảo về tính bảo mật
của chương trình.
Có thể chọn chế độ chạy qua USB hay CompactFlash: Đây là tuỳ chọn
khá mới của các hệ thống chạy trên nền Windows XP rút gọn bây giờ. Nó cho
phép ta cho thể xây dựng hệ điều hành nằm gọn trong 1 chiếc ổ USB và chỉ cần
thiết bị có khả năng khởi động qua đường USB là có thể truy cập vào được hệ
điều hành.
PHẦN II: THIẾT KẾ HỆ THỐNG
Chương IV: Thu nhận và xử lý thông tin phần cứng
IV.1 Đặc điểm cơ bản
Yêu cầu ở đây cần giải quyết là xây dựng một môdul có khả năng ghép
nối các dữ liệu tín hiệu (Các tín hiệu này đã được số hóa và được đóng gói theo
các định dạng khung thông tin nhất đinh) thu được từ các môdul thu nhân, như
các tin hiệu điên tim – ECG, nhịp thở – REP, nhiệt độ – T, nồng độ bão hòa oxi
– SPO2, huyết áp – NIBP… lên trên môdul điều kiển và hiển thi. Các tín hiệu
này đã được số hóa và được đóng gói theo các định dạng khung thông tin nhất
đinh. Bên cạnh đó môdul điều khiển hiển thị cũng chuyển các lệnh từ môdul điều
khiển và hiển thị xuống các môdul thu nhận tín hiệu.
Vậy ta có thể nói nhiệm vụ của môdul ghép nối là làm tương thích dữ liệu truyền
nhận giữa các môdul.
Tiếp theo chúng ta sẽ xem xét cụ thể các giao thức truyền nhận dữ liêu của từng
môdul từ đó đưa ra phương án thiết kế phù hợp.
IV.2 Thu nhận thông tin từ hệ thống CSN608
Qua phân tích các dữ liệu đầu vào và đầu ra của các khối, chúng tối thiết kế một
modul có chức năng sau đây:
• Giao tiếp để truyền/ nhận dữ liệu với các môdul thu thập tín hiệu SPO2,
NIBP, ECG, và môdul điều khiển hiển thị.
• Môdul sẽ phân tích khung dữ liệu các môdul.
• Ghép của các dữ liệu thành các khung để có thể chuyển tới các môdul yêu
cầu.
IV.2.1. Sơ đồ khối của modul
RS232
RS232
RS232
RS232
Hình 4. 1 Sơ đồ khối của modul ghép nối dữ liệu
IV.2.2. Các bộ công cụ sử dụng trong kết nối
Hình 4. 2 Chương trình tạo kết nối ảo cổng COM
Hình 4. 3 Chương trình thu và hiển thi dữ liệu lấy từ cổng COM
3. Mạch nguyên lý của môdul ghép nối
MISO2
C2C
ECG_D1
SPO2_D6
ECG_D4
R3R
C11
CAP NP
PC_RXD_J
ECG_D6
C24
C
Y4ZTB
ECG_RXD_J
MOSI2
C12
CAP NP
NIBP_D5
GND
NIPB_TXD_J
SCK4
ECG_D0
MISO4
ECG_D2
J10
CON1
1
VCC
NIPB_TXD_J
SPO2_D7
PC_TXD
ECG_RXD
NIBP_C4
C17
C
VCC
SPO2_D7
NIBP_D7
R S T 1
GND
VCC
U1AT89C52
9 18 19
29 30
31 12345678
21222324252627281011121314151617
3938373635343332
RST
XTAL2
XTAL1
PSEN
ALE/PROG
EA/VPP
P1.0/T2
P1.1/T2-EX
P1.2
P1.3
P1.4
P1.5
P1.6
P1.7
P2.0/A8
P2.1/A9
P2.2/A10
P2.3/A11
P2.4/A12
P2.5/A13
P2.6/A14
P2.7/A15
P3.0/RXD
P3.1/TXD
P3.2/INT0
P3.3/INT1
P3.4/T0
P3.5/T1
P3.6/W
R
P3.7/RD
P0.0/AD0
P0.1/AD1
P0.2/AD2
P0.3/AD3
P0.4/AD4
P0.5/AD5
P0.6/AD6
P0.7/AD7
C20C
NIBP_D1
ECG_D7
C6CAP NP
SPO2_D1
SPO2_D0
C16C
J24
CON6
1
2
3
4
5
6
ECG_D5
U6MAX232
134526
129
1110 138
147
C1+
C1-
C2+
C2-
V+V-
R1OUT
R2OUT
T1IN
T2IN
R1IN
R2IN
T1OUT
T2OUT
SCK4
SCK2
MOSI3
MOSI1
PC_RXD
RST3
SPO2_TXD
C9CAP NP
R1R
C21
C
J3NIBP
1 2 3 4
GND
GND
NIBP_D7VCC
VCC
C4C
SPO2_RXD
G N D
VCC
ECG_D2
NIBP_D5
ECG_TXD_J
C8CAP NP
GND
ECG_TXD_J
SPO2_C5
VCC
MOSI1
MISO3
NIBP_D2
ECG_D5
ECG_RXD
R4R
J5CON9 1 2 3 4 5 6 7 8 9
J1ECG
1 2 3 4
SPO2_D4
C7CAP NP
MOSI2
ECG_TXD
J8CON2 1 2
R S T 2
SPO2_D2
NIBP_D0
G N D
GND
MOSI3
C23
C
VCC
SPO2_C6
SPO2_D4
U4AT89C52
9 18 19
29 30
31 12345678
21222324252627281011121314151617
3938373635343332
RST
XTAL2
XTAL1
PSEN
ALE/PROG
EA/VPP
P1.0/T2
P1.1/T2-EX
P1.2
P1.3
P1.4
P1.5
P1.6
P1.7
P2.0/A8
P2.1/A9
P2.2/A10
P2.3/A11
P2.4/A12
P2.5/A13
P2.6/A14
P2.7/A15
P3.0/RXD
P3.1/TXD
P3.2/INT0
P3.3/INT1
P3.4/T0
P3.5/T1
P3.6/W
R
P3.7/RD
P0.0/AD0
P0.1/AD1
P0.2/AD2
P0.3/AD3
P0.4/AD4
P0.5/AD5
P0.6/AD6
P0.7/AD7
ECG_RXD_J
C18
C
NIPB_RXD
RST2
J13
CON1
1
C3C
NIBP_D6
PC_RXD_J
ECG_C1
C22
C
J4PC
1 2 3 4
SPO2_TXD
MISO4
ECG_C2
VCC
SPO2_D3
Y3ZTB
C14
C
SPO2_TXD_J
ECG_TXD
SPO2_C6
PC_TXD_J
J2SPO2 1 2 3 4
RST1
MOSI4
ECG_D6
NIBP_D2
SPO2_D3
ECG_D7
VCC
R S T 3
SPO2_D5
PC_TXD_J
NIBP_D6
NIPB_RXD
RST1
MISO3
NIBP_D4
NIPB_TXD
VCC
SCK2
NIBP_C4
ECG_D0
U3AT89C52
9 18 19
29 30
31 12345678
21222324252627281011121314151617
3938373635343332
RST
XTAL2
XTAL1
PSEN
ALE/PROG
EA/VPP
P1.0/T2
P1.1/T2-EX
P1.2
P1.3
P1.4
P1.5
P1.6
P1.7
P2.0/A8
P2.1/A9
P2.2/A10
P2.3/A11
P2.4/A12
P2.5/A13
P2.6/A14
P2.7/A15
P3.0/RXD
P3.1/TXD
P3.2/INT0
P3.3/INT1
P3.4/T0
P3.5/T1
P3.6/W
R
P3.7/RD
P0.0/AD0
P0.1/AD1
P0.2/AD2
P0.3/AD3
P0.4/AD4
P0.5/AD5
P0.6/AD6
P0.7/AD7
SPO2_RXD_J
ECG_C2
SPO2_D5
RST3
ECG_D3
VCC
SPO2_RXD_J
MISO1
J21
CON6
1
2
3
4
5
6
GND
NIBP_C3
G N D
NIBP_D1
SPO2_D0
J23
CON6
1
2
3
4
5
6
J12
CON1
1
MOSI4
MISO2
MISO1
ECG_C1
R S T 4
Y1ZTB
U2AT89C52
9 18 19
29 30
31 12345678
21222324252627281011121314151617
3938373635343332
RST
XTAL2
XTAL1
PSEN
ALE/PROG
EA/VPP
P1.0/T2
P1.1/T2-EX
P1.2
P1.3
P1.4
P1.5
P1.6
P1.7
P2.0/A8
P2.1/A9
P2.2/A10
P2.3/A11
P2.4/A12
P2.5/A13
P2.6/A14
P2.7/A15
P3.0/RXD
P3.1/TXD
P3.2/INT0
P3.3/INT1
P3.4/T0
P3.5/T1
P3.6/W
R
P3.7/RD
P0.0/AD0
P0.1/AD1
P0.2/AD2
P0.3/AD3
P0.4/AD4
P0.5/AD5
P0.6/AD6
P0.7/AD7
GND
RST2
NIPB_TXD
SCK3
C15C
J7CON9 1 2 3 4 5 6 7 8 9
VCC
NIPB_RXD_J
VCC
J22
CON6
1
2
3
4
5
6
ECG_D3
VCC
C13
C
C1C
VCC
SPO2_C5
G N D
G N D
SPO2_TXD_J
SCK3
NIBP_D3
U5MAX232
134526
129
1110 138
147
C1+
C1-
C2+
C2-
V+V-
R1OUT
R2OUT
T1IN
T2IN
R1IN
R2IN
T1OUT
T2OUT
VCC
NIPB_RXD_J
R2R
C10
CAP NP
VCC
NIBP_D4
ECG_D1
RST4
Y2ZTB
ECG_D4
J6CON9 1 2 3 4 5 6 7 8 9
SPO2_D6
C19C
VCC
PC_RXD
NIBP_C3
NIBP_D3
SCK1
SCK1
NIBP_D0
PC_TXD
SPO2_D2
J11
CON1
1
VCC
RST4
SPO2_RXD
J9CON9
123456789
VCC
SPO2_D1
VCC
C5CAP NP
H
ình 4: Sơ đồ nguyên lý của m
odul
Chương V: Xây dựng cấu trúc phần mềm
V.1 Phần mềm thu nhận, hiển thị và lưu trữ thông tin bệnh nhân
Từ việc khảo sát trên thực tế về nhu cầu thăm khám, theo dõi và điều trị
bệnh cũng như giá thành của các thiết bị theo dõi bệnh nhân tại Việt nam, nhóm
nghiên cứu đã đưa ra mô hình của một thiết bị đo lường, hiển thị các thông số
sinh học trên cơ thể người kết hợp với máy tính cá nhân để phục vụ mục đích
chăm sóc sức khỏe cho mọi người. Mô hình được xây dựng dựa trên việc kết hợp
giữa phần cứng và phần mềm chạy trên máy tính cá nhân nên giá thành thiết bị
sẽ thấp, từ đó sẽ có thể ứng dụng thuận tiện tại các gia đình, các cơ quan làm
việc, các phòng khám tư và những nơi cần đo lường, kiểm tra sức khỏe có sử
dụng máy tính.
V.2 Cấu trúc phần mềm và các module
V.2.1 Cấu trúc phần mềm
V.2.2 Module xử lý tín hiệu và dạng sóng điện tim
V.2.3 Module xử lý tín hiệu và dạng sóng SPO2
V.2.4 Module xử lý tín hiệu và dạng sóng RESP
V.2.5 Module xử lý tín hiệu nhiệt độ
V.2.6 Module xử lý tín hiệu huyết áp
Chương VI: Phần mềm lập trình thu nhận, hiển thị và lưu trữ
VI.1 Giao diện và chức năng phần mềm
VI.1.1 Các giao diện phần mềm
VI.1.2 Các chức năng chính của phần mềm
Hình 6. 1 Chức năng chương trình
Hình 6. 2 Chức năng cài đặt
Hình 6. 3 Điều chỉnh các thông số ECG
Hình 6. 4 Điều chỉnh các thông số RESP
Hình 6. 5 Lựa chọn các tham số cảnh báo
Hình 6. 6 Lưu trữ dữ liệu và thông số bệnh nhân
Hình 6. 7 Hiển thị các thông số huyết áp
Hình 6. 8 Hiển thị nhịp tim
Hình 6. 9 Hiển thị thông số SPO2
Hình 6. 10 Hiển thị các thông số nhịp hô hấp
KẾT LUẬN
Thiết bị đã được thiết kế, xây dựng module phần cứng và thiết kế xây dựn
phần mềm khá hoàn chỉnh. Bằng việc lựa chọn module phần cứng được sử dụng
và một số công cụ phần mềm hỗ trợ. Em đã đưa ra được mô hình khả thi của hệ
thống theo dõi tín hiệu này.
Đặc biệt mô hình có khả năng thích nghi cao đối với các mục đích sử dụng
khác nhau, như khám tại gia đình, các phòng khám tư nhân và các bệnh viện.
Sau khi cài đặt phần mềm vao máy tính cá nhân hoặc máy tính chuyên
dụng, phần cứng sẽ được kết nối với máy tính thông qua cổng COM hoặc USB.
Điều này cho phép sử dụng tốt tính năng của máy trong các điều kiện cơ sở vật
chất khác nhau.
Kết quả đo lường và hiển thị chính xác, hệ thống phần cứng và phần mềm
hoạt động ổn định, tin cậy, an toàn.
HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI
Với kết quả thiết kế đã đạt được, tuy nhiên vẫn còn một số hạn chế liên
quan đến công nghệ và vỏ sản phầm. Em hy vọng có thể có được một số hệ
thống tổng quát bao gồm cả máy tính PC, máy in và hệ thống theo dõi với giá re
và chất lượng phù hợp với nhu cầu sử dụng ở Việt Nam.
Hy vọng sản phẩm sẽ tìm được các ứng dụng thực tế đối với việc phát
triển công tác thăm khám, theo dõi sức khỏe cho người dân Việt Nam, đặc biệt
dành cho việc tự kiểm tra sức khỏe tại gia đình, cơ quan làm việc hoặc các cơ sở
khám bệnh nhỏ.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Vu Duy Hai, Nguyen Duc Thuan, Nguyen Thai Ha, Designing program to control and display
biomedical parameters on computer, The 20th Scientific conference, Hanoi University of
Technology, October 2006.
2. Developer’s Guide Borland C++Builder for Windows, Borland Software Corporation, 100
Enterprise Way, Scotts Valley, CA 95066-3249
3. Quick Start Borland C++Builder for Windows, Borland Software Corporation, 100 Enterprise
Way, Scotts Valley, CA 95066-3249
4. Metin Akay, Andy Marsh. Information Technologies in Medicine. John Wiley & Sons, Inc. 2001
5. Monson H. Hayes. Digital Signal Processing. McGraw Hill, 2002.
6. Joseph D.Bronzino. The Biomedical Engineering Handbook. Second Edition. CRC Press, IEEE
Press, 2002.
7. John C.Webster, Editor. Medical Instrumentation. Application and Design. John Wiley&Sons,
Inc.2002.
8. Advanced MFC Programming, Borland Software Corporation, 100 Enterprise Way, Scotts
Valley, CA 95066-3249
9. Programming C#, Jesse Liberty, Publisher: O'Reilly, First Edition July 2001, ISBN: 0-596-
00117-7, 680 pages
10.
Các file đính kèm theo tài liệu này:
- Monitor theo dõi bệnh nhân.pdf