Thông qua việc thực hiện đề tài cấp Bộ Công Thương “Nghiên cứu, thiết kế thiết bị đo thông minh có khả năng nhận dạng tín hiệu điện tim ECG”, TS. Đỗ Văn Đỉnh – Trường Đại học Sao Đỏ đã chế tạo hoàn chỉnh thiết bị đo tín hiệu điện tim giúp hỗ trợ bác sĩ chuyên khoa chẩn đoán bệnh lý và đưa ra pháp đồ điều trị các bệnh về tim phù hợp.
Tim là một bộ phận quan trọng trong hệ tuần hoàn cơ thể của con người cũng như cơ thể của động vật. Thông qua những tín hiệu điện tim dưới dạng sóng hay điện tâm đồ (ElectroCardioGram - ECG), bác sĩ có thể chẩn đoán được một số vấn đề liên quan đến tim như: dị tật bẩm sinh ở tim, bệnh van tim, loạn nhịp tim, tiểu đường, đái tháo đường,…Với suy nghĩ làm sao để thiết kế một thiết bị đo thông minh có khả năng tự động nhận dạng tín hiệu điện tin ECG hỗ trợ các bác sĩ chuyên khoa thăm khám, chẩn đoán bệnh lý và đưa ra các pháp đồ điều trị các bệnh về tim, TS. Đỗ Văn Đỉnh cùng các cộng sự của trường Đại học Sao Đỏ đã đề xuất Bộ Công Thương thực hiện đề tài nghiên cứu khoa học “Nghiên cứu, thiết kế thiết bị đo thông minh có khả năng tự động nhận dạng tín hiệu điện tim ECG”.
Mục tiêu của đề tài là ứng dụng công nghệ mạng Nơ-rôn nhận dạng tín hiệu đo từ thiết bị đo thông minh có khả năng nhận dạng tự động tín hiệu điện tim ECG, từ đó hỗ trợ bác sĩ chuyên khoa chẩn đoán được bệnh lý cũng như theo dõi được tình trạng sức khỏe của bệnh nhân.
Những tín hiệu điện sinh học do tim phát ra là một trong những yếu tố rất quan trọng nhất để đánh giá hoạt động của tim (Ảnh minh họa: giadinh.net)
Kết quả, sau 1 năm thực hiện, nhóm nghiên cứu đã cho ra đời một thiết bị đo tín hiệu điện tim đầy đủ chức năng với kích thước 170(L) x 135(W) x 50(H) mm và trọng lượng trọng lượng ~ 500 gram. TS. Đỗ Văn Đỉnh – Chủ nhiệm đề tài cho biết, thiết bị do nhóm chế tạo sử dụng pin Li-Ion có thông số điện áp định mức là 3,7V và dung lượng 2000mAh. Nguồn sạc cho pin sẽ sử dung nguồn 5V, có thể hoạt động liên tục trong 480 phút. Đồng thời, thiết bị có thể cảnh báo số lượng nhịp tim nhanh quá hay thấp quá so với ngưỡng giới hạn trên và giới hạn dưới hoặc cảnh báo các dấu hiệu bệnh.
“Thiết bị đo tín hiệu điện tim này có chức năng đo và truyền trực tuyến tín hiệu điện tim ECG về máy chủ để tự động nhận dạng và phân tích tín hiệu điện tim theo chuẩn GPRS/3G. Do đó, giúp hỗ trợ bác sĩ có thể chẩn đoán tình hình sức khỏe cũng như đưa ra phác đồ điều trị bệnh nhân từ xa. Bên cạnh đó, thiết bị cũng cho phép hiển thị số nhịp tim/phút, báo lỗi, tình trạng tiếp xúc điện cực cùng màn hình LCD 3.5 inch, độ phân giải 480x320 pixels để giúp bác sĩ có thể quan sát tín hiệu điện tim ngay trên thiết bị” – TS. Đỗ Văn Đỉnh nhấn mạnh.
Tín hiệu điện tim ECG của bệnh nhân được thử nghiệm tại Trung tâm Y tế thành phố Hải Dương (Ảnh: Nhóm nghiên cứu)
Được biết, thiết bị đã được tiến hành thử nghiệm trên một số bệnh nhận tại Trung tâm Y tế thành phố Hải Dương. Với độ chính xác cao đạt 97,80% và sai số trung bình 0,88%, kết quả thử nghiệm cho thấy thiết bị đo do nhóm tác giả xây dựng đo đặc tính điện tim tương đương với thiết bị hiện có của Trung tâm.
Cũng trong khuôn khổ đề tài, nhóm tác giả đã xây dựng tài liệu hướng dẫn sử dụng thiết bị và xây dựng được 03 bài thực hành gồm: Viết chương trình vi xử lý chính cho quá trình chuyển đổi A/D tín hiệu ECG; Thiết kế mạch vi xử lý tín hiệu điện tim; Ứng dụng mạng nơ-rôn nhân tạo nhận dạng tín hiệu điện tim ECG.
Hiện nay, các thiết bị điện tim được lựa chọn sử dụng nhiều trên thế giới chủ yếu đến từ một số hãng như: Advanced, Kalamed, Fukuda hay Contec. Các thiết bị của các nhãn hàng này có chất lượng tốt, đảm bảo nhưng giá thành cao. Do đó, việc các nhà khoa học trường Đại học Sao Đỏ phát triển thành công thiết bị đo điện tim nhỏ gọn, thông minh, có khả năng tự động nhận dạng tín hiệu điện tim ECG không chỉ hỗ trợ bác sĩ chuyên khoa chẩn đoán bệnh lý và đưa ra pháp đồ điều trị các bệnh về tim phù hợp mà còn giúp các bệnh viện, cơ sở y tế giảm chi phí nhập khẩu thiết bị, chủ động trong hiệu chỉnh thông số thiết bị cũng như thay thế, sửa chữa thiết bị.
| Các nghiên cứu trong nước đã sử dụng nhiều phương pháp đo khác nhau để xác định tín hiệu điện tim. Một số nghiên cứu đã hướng tới việc nghiên cứu nhận dạng tín hiệu điện tim theo dựa theo các mô hình như sử dụng mạng thần kinh nơ ron logic mờ TSK. Sự dụng thuật toán phân tích giá trị kỳ dị SVD theo hàm Hermite… |
Hà Nguyễn
