Luận án Phát triển kỹ thuật thu nhận tín hiệu tim đồ trở kháng ngực ICG ứng dụng trong phép đo thông số cung lượng tim

Lý do chọn đề tài

Theo tổ chức y tế thế giới (WHO), từ năm 2000 đến năm 2019, bệnh tim mạch vẫn là nguyên nhân gây tử vong số một trên thế giới. Số liệu năm 2019 cho thấy bệnh thiếu máu cơ tim và đột quỵ đã gây ra 27% số ca tử vong trên toàn cầu. Ở Việt Nam, số người chết vì bệnh tim mạch khoảng 200.000 người, chiếm ¼ tổng số ca tử vong hằng năm. Theo thống kê, cứ 3 người trưởng thành thì có 1 người có nguy cơ tim mạch. Ngoài nguyên nhân gây tử vong, bệnh tim mạch còn gây ra nhiều biến chứng nặng nề không những ảnh hưởng đến chất lượng cuộc sống cho bệnh nhân mà còn là gánh nặng cho gia đình và xã hội, chi phí cho chăm sóc và điều trị cũng rất tốn kém.

Để chẩn đoán, điều trị các bệnh về tim mạch, ngoài tín hiệu điện tim và nhịp tim, các bác sĩ còn dựa vào các tham số huyết động chính như thể tích nhát bóp của tim (SV – stroke volume), thời gian tống máu thất trái (LVET – left ventricular ejection time), và quan trọng nhất là cung lượng tim (CO – cardiac output). Sự kết hợp giữa cung lượng tim, điện tâm đồ, cùng các thông số huyết động khác giúp bác sĩ phân loại khá chính xác các bệnh lý tim mạch, đặc biệt là các bệnh lý xuất phát từ tình trạng thiếu máu cục bộ, huyết áp cao, và nhồi máu cơ tim. Việc đo lường và theo dõi thông số CO liên tục cũng hỗ trợ rất nhiều cho bác sĩ trong cấp cứu, phẫu thuật và hồi sức liên quan đến các bệnh về tim mạch và những căn bệnh khác.

Thông số CO là một thông số quan trọng trong việc chẩn đoán và điều trị bệnh tim mạch, đặc biệt trong hồi sức cấp cứu tim mạch. Hiện nay có một số phương pháp đo lường và theo dõi thông số CO. Các phương pháp này được phân thành hai nhóm đó là nhóm các phương pháp đo xâm lấn (can thiệp) và nhóm các phương pháp đo không xâm lấn (không can thiệp).

Trong nhóm phương pháp đo xâm lấn, phương pháp đo catheter động mạch phổi (Swan-Ganz) và phương pháp phân tích sóng mạch kết hợp với pha loãng nhiệt xuyên phổi (PiCCO) vẫn là các phương pháp thường được sử dụng, cho kết quả chính xác cao. Tuy nhiên, các phương pháp này tồn tại một số nhược điểm như đòi hỏi kỹ thuật cao, có nguy cơ lây chéo các bệnh truyền nhiễm, nguy hiểm cho người bệnh, và chỉ phù hợp với một số tình huống trong lâm sàng.

Nhóm các phương pháp không can thiệp đã và đang từng bước được đầu tư nghiên cứu nhằm khắc phục những hạn chế của nhóm phương pháp có can thiệp để đảm bảo tính thuận lợi trong sử dụng và an toàn cho bệnh nhân. Nổi bật trong nhóm này là phương pháp tim đồ trở kháng ngực (ICG – impedance cardiography) với các ưu điểm như dễ dàng thiết lập các phép đo, chi phí vận hành thấp, và theo dõi được thông số một cách liên tục. Những ưu điểm này là vô cùng có ý nghĩa trong công tác điều trị các bệnh tim mạch. Tuy nhiên, giá thành của thiết bị, độ chính xác của phép đo, độ ổn định của kết quả đo, và tính hữu dụng trong thực tế vẫn đang chịu tác động của nhiều yếu tố kỹ thuật và phi kỹ thuật. Đây chính là động lực để tác giả đề xuất hướng nghiên cứu, nhằm loại bỏ các rào cản, và góp phần đưa thiết bị đo cung lượng tim không xâm lấn vào ứng dụng đại trà.

Mục tiêu của luận án

Mục tiêu tổng quát của luận án là nghiên cứu và phát triển các kỹ thuật thu nhận tín hiệu tim đồ trở kháng ngực ICG để ứng dụng trong phép đo thông số cung lượng tim nhằm tăng cường độ chính xác và khả năng ứng dụng trong thực tế.

Các mục tiêu cụ thể của luận án được xây dựng qua quá trình khảo sát các rào cản hiện có đối với việc ứng dụng thiết bị đo cung lượng tim bằng tín hiệu tim đồ trở kháng ngực tại các bệnh viện. Theo đó:

 Đối với rào cản về giá thành và độ chính xác của thiết bị, tác giả xác định mục tiêu là Phát triển giải pháp cải tiến hệ thống thu nhận tín hiệu ICG nhằm xây dựng một hệ thống mới có độ chính xác cao dựa trên các nền tảng xử lý hiệu năng trung bình sẵn có. Mục tiêu này cho phép tối ưu hóa chi phí nghiên cứu phát triển và chế tạo thiết bị.

 Đối với rào cản phi kỹ thuật gây ra do sự chồng lấn của vị trí gắn điện cực tiêu chuẩn với vị trí đặt các đường ống thông tĩnh mạch cổ, tác giả xác định mục tiêu là Đề xuất và đánh giá một số vị trị đặt điện cực thay thế nhằm thực tế hóa tính hữu dụng của thiết bị trong các cơ sở y tế. Mục tiêu cho phép mở rộng nhóm bệnh nhân có thể tiếp cận và được sử dụng thiết bị.

 Đối với rào cản về độ tin cậy của kết quả đo, tác giả xác định một mục tiêu trong phạm vi nguồn lực có thể tiếp cận, đó là Phát triển giải pháp giảm ảnh hưởng của nhiễu do hoạt động hô hấp (nhiễu thở) đối với tín hiệu tim đồ trở kháng ngực. Đây là một trong những vấn đề rất quan trọng trong ghi đo tín hiệu ICG và được quan tâm nghiên cứu nhiều trên thế giới.

Các mục tiêu nghiên cứu xa hơn về cơ bản đều nhằm giải quyết các vấn đề nêu trên ở mức độ sâu hơn và toàn diện hơn. Về những nghiên cứu này, do chưa có điều kiện triển khai, tác giả chỉ đề cập như là các hướng phát triển của luận án.

 

docx 148 trang chauphong 16/08/2022 16000
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Luận án Phát triển kỹ thuật thu nhận tín hiệu tim đồ trở kháng ngực ICG ứng dụng trong phép đo thông số cung lượng tim", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên

Tóm tắt nội dung tài liệu: Luận án Phát triển kỹ thuật thu nhận tín hiệu tim đồ trở kháng ngực ICG ứng dụng trong phép đo thông số cung lượng tim

Luận án Phát triển kỹ thuật thu nhận tín hiệu tim đồ trở kháng ngực ICG ứng dụng trong phép đo thông số cung lượng tim
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
Phan Đăng Hưng
PHÁT TRIỂN KỸ THUẬT THU NHẬN 
TÍN HIỆU TIM ĐỒ TRỞ KHÁNG NGỰC ICG ỨNG DỤNG TRONG PHÉP ĐO THÔNG SỐ CUNG LƯỢNG TIM
LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ
Hà Nội - 2021
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
Phan Đăng Hưng
PHÁT TRIỂN KỸ THUẬT THU NHẬN 
TÍN HIỆU TIM ĐỒ TRỞ KHÁNG NGỰC ICG ỨNG DỤNG TRONG PHÉP ĐO THÔNG SỐ CUNG LƯỢNG TIM
Ngành: Kỹ thuật Điện tử
Mã số: 9520203
LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS VŨ DUY HẢI
Hà Nội - 2021
LỜI CAM ĐOAN
Tác giả xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của bản thân tác giả dưới sự hướng dẫn khoa học của PGS.TS Vũ Duy Hải và các tài liệu tham khảo đã được trích dẫn. Các số liệu, kết quả nghiên cứu trong luận án là trung thực, khách quan và chưa từng được tác giả khác công bố.
Hà Nội, ngày 31 tháng 12 năm 2021
Người hướng dẫn khoa học
PGS.TS Vũ Duy Hải
Tác giả luận án
Phan Đăng Hưng
LỜI CẢM ƠN
Trong thời gian thực hiện luận án, tôi đã nhận được sự động viên, tạo điều kiện thuận lợi của cơ quan công tác, nơi đào tạo, các thầy giáo, cô giáo, bạn bè, gia đình và đồng nghiệp. Đây là nguồn động lực to lớn giúp tôi vượt qua các khó khăn, thử thách để hoàn thành luận án của mình.
Trước tiên, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành và sâu sắc đến PGS.TS Vũ Duy Hải, người đã luôn tận tình giúp đỡ, hướng dẫn, chỉ bảo tôi trong suốt quá trình nghiên cứu. Thầy đã dành nhiều thời gian và tâm huyết, hỗ trợ về mọi mặt để tôi hoàn thành luận án này.
Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy giáo, cô giáo của Bộ môn Công nghệ Điện tử và Kỹ thuật Y sinh, Viện Điện tử - Viễn thông, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội đã định hướng, đóng góp ý kiến, giúp đỡ tôi trong quá trình học tập, nghiên cứu. 
Tôi cũng xin cảm ơn các thành viên trong nhóm nghiên cứu tim đồ trở kháng ngực – Trung tâm Điện tử y sinh, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội; các tình nguyện viên đã hỗ trợ và cùng tham gia với tôi trong việc triển khai các thí nghiệm đo lường, phân tích tín hiệu trở kháng ngực tại phòng thí nghiệm.
Tôi xin trân trọng cảm ơn tới Ban Giám hiệu, các đơn vị liên quan của Trường Đại học Bách Khoa Hà nội và Trường Đại học Công nghiệp Hà Nội đã tạo điều kiện thuận lợi cho tôi trong quá trình học tập, nghiên cứu.
Cuối cùng, tôi xin chân thành cảm ơn bạn bè, gia đình và đồng nghiệp đã luôn quan tâm, động viên, giúp đỡ tôi hoàn thành luận án này.
Hà Nội, ngày 31 tháng 12 năm 2021
Tác giả luận án
Phan Đăng Hưng
MỤC LỤC
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
Từ viết tắt
Tiếng Anh
Tiếng Việt
ABW
Actual Body Weight
Cân nặng thực tế
ADC
Analog to Digital Converter
Bộ chuyển đổi tương tự sang số
BSA
Body Surface Area
Diện tích bề mặt cơ thể
CI 
Cardiac Index
Chỉ số cung lượng tim
CO
Cardiac output
Cung lượng tim
CPLD
Complex Programmable Logic Device
Vi mạch có thể lập trình được
CVP
Central Venous Pressure
Huyết áp tĩnh mạch trung tâm
DSP
Digital Signal Processor
Bộ xử lý tín hiệu số
ECG
Electrocardiogram
Điện tim đồ
FPGA
Field Programmable Gate Array
Chip logic số có thể lập trình được
HR
Heart rate
Nhịp tim
IBW
Ideal Body Weight
Cân nặng lý tưởng
ICG
Impedance cardiography
Impedance cardiographic
Tim đồ trở kháng ngực
Thuộc về trở kháng ngực
(Trở kháng ngực do hoạt động của tim)
IP
Impedance pneumography
Trở kháng phổi
(Trở kháng ngực do hoạt động hô hấp)
LVET
Left ventricle ejection time
Thời gian tống máu thất trái
MAP
Mean Arterial Pressure
Huyết áp động mạch trung bình
PAC-TD
Pulmonary Artery Catheter – Thermodulition
Pha loãng nhiệt catheter động mạch phổi
RMSE
Root Mean Squared Error
Sai số bình phương trung bình gốc
RMSPE
Root Mean Squared Percentage Error
Sai số bình phương trung bình gốc tương đối
SNR
Signal to Noise Ratio
Tỷ số tín hiệu trên nhiễu
SV
Stroke volume
Thế tích nhát bóp
SVI
Stroke Volume Index
Chỉ số thể tích nhát bóp
SVR
Systemic Vascular Resistance
Sức cản mạch hệ thống
TEB
Thoracic electrical bioimpedance
Trở kháng ngực
TPTD
Transpulmonary Thermodilution
Pha loãng nhiệt xuyên phổi
WHO
World health organization
Tổ chức y tế thế giới
Z
Trở kháng vùng ngực
Z0
Trở kháng nền
∆V
Sự thay đổi thể tích vùng ngực
∆Z
Trở kháng thay đổi của vùng ngực
DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 1.1 Tổng hợp các phương pháp đo cung lượng tim	14
Bảng 1.2 Tổng hợp các phương pháp lọc nhiễu thở trong phép đo tín hiệu ICG	38
Bảng 2.1 Tổng hợp chỉ số RMSE và RMSPE trong các lần đo đối chứng	55
Bảng 2.2 Tổng hợp kết quả đo tại vị trí gắn điện cực chuẩn và vị trí đề xuất số 1	60
Bảng 2.3 Tổng hợp kết quả đo tại vị trí gắn điện cực chuẩn và vị trí đề xuất số 2	63
Bảng 2.4 Tổng hợp kết quả đo tại vị trí gắn điện cực chuẩn và vị trí đề xuất số 3	65
Bảng 2.5 Tổng hợp các chỉ số thống kê đo lường huyết động ở các vị trí đề xuất	68
Bảng 3.1 Thông số kĩ thuật của mô-đun nguồn DC-DC JHM1524D12	77
Bảng 3.2 Thông số kỹ thuật của mạch đo tín hiệu TEB và ECG	78
Bảng 3.3 Chức năng chính của phần mềm lưu và hiển thị dữ liệu TEB và ECG	79
Bảng 4.1 Tổng hợp các chỉ số SNR và RMSPE tính được từ dữ liệu thử nghiệm	108
DANH MỤC HÌNH VẼ
Hình 1.1 Cấu trúc của tim, đường đi của máu giữa các buồng tim và van tim [1]	8
Hình 1.2 Diễn biến chu chuyển tim đối với chức năng tâm thất trái [1]	9
Hình 1.3 Quan hệ giữa cung lượng tim và nhịp tim [6]	11
Hình 1.4 Tín hiệu ICG tiêu biểu và các điểm đặc trưng [25]	19
Hình 1.5 Biểu diễn đồng thời tín hiệu ICG, ECG và trở kháng thay đổi ∆Z [26]	21
Hình 1.6 Sơ đồ khối thực thi thuật toán Pan-Tompkins	21
Hình 1.7 Nguyên lý đo trở kháng ngực	25
Hình 1.8 Minh họa cách sử dụng 8 điện cực tròn	26
Hình 1.9 Cấu trúc một hệ thống đo ICG điển hình bằng phương pháp tương tự	28
Hình 1.10 Cấu trúc một hệ thống đo ICG điển hình bằng phương pháp số hóa	30
Hình 1.11 Vị trí chuẩn của các điện cực theo mô hình 8 điện cực [23]	36
Hình 2.1 Tín hiệu điều chế và các điểm lấy mẫu tại đỉnh	46
Hình 2.2 Vị trí khối thu nhận tín hiệu ICG trong mô hình đề xuất	48
Hình 2.3 Mô hình hệ thống thu nhận tín hiệu ICG đề xuất	49
Hình 2.4 Hệ thống phần cứng dùng trong thử nghiệm thực tế	51
Hình 2.5 Vị trí các điểm đo kiểm tra VA, VB, và VC	52
Hình 2.6 Dạng sóng đo được tại các điểm trung gian	52
Hình 2.7 Dạng sóng của tín hiệu Z thu được sau khi số hóa	53
Hình 2.8 Giá trị đã chuẩn hóa của ΔZ khi đo bằng hệ thống đề xuất	53
Hình 2.9 Giá trị đã chuẩn hóa của ΔZ khi đo bằng thiết bị đối chứng	54
Hình 2.10 Bản ghi một lần đo trong 35 giây của hệ thống đề xuất	56
Hình 2.11 Bản ghi một lần đo trong 35 giây của thiết bị đối chứng	56
Hình 2.12 Minh họa các vị trí điện cực đề xuất	58
Hình 2.13 Vị trí đề xuất và vị trí điện cực chuẩn đo trên thiết bị Niccomo	58
Hình 2.14 Biểu đồ phân tán với R2 và sự phù hợp Bland-Altman giữa các giá trị HR đo tại vị trí chuẩn và vị trí đề xuất số 1	61
Hình 2.15 Biểu đồ phân tán với R2 và sự phù hợp Bland-Altman giữa các giá trị Z0 đo tại vị trí chuẩn và vị trí đề xuất số 1	61
Hình 2.16 Biểu đồ phân tán với R2 và sự phù hợp Bland-Altman giữa các giá trị SV đo tại vị trí chuẩn và vị trí đề xuất số 1	61
Hình 2.17 Biểu đồ phân tán với R2 và sự phù hợp Bland-Altman giữa các giá trị LVET đo tại vị trí chuẩn và vị trí đề xuất số 1	62
Hình 2.18 Biểu đồ phân tán với R2 và sự phù hợp Bland-Altman giữa các giá trị CO đo tại vị trí chuẩn và vị trí đề xuất số 1	62
Hình 2.19 Dạng sóng ICG ở vị trí chuẩn và vị trí đề xuất số 1	62
Hình 2.20 Biểu đồ phân tán với R2 và sự phù hợp Bland-Altman giữa các giá trị HR đo tại vị trí chuẩn và vị trí đề xuất số 2	63
Hình 2.21 Biểu đồ phân tán với R2 và sự phù hợp Bland-Altman giữa các giá trị Z0 đo tại vị trí chuẩn và vị trí đề xuất số 2	64
Hình 2.22 Biểu đồ phân tán với R2 và sự phù hợp Bland-Altman giữa các giá trị SV đo tại vị trí chuẩn và vị trí đề xuất số 2	64
Hình 2.23 Biểu đồ phân tán với R2 và sự phù hợp Bland-Altman giữa các giá trị LVET đo tại vị trí chuẩn và vị trí đề xuất số 2	64
Hình 2.24 Biểu đồ phân tán với R2 và sự phù hợp Bland-Altman giữa các giá trị CO đo tại vị trí chuẩn và vị trí đề xuất số 2	65
Hình 2.25 Dạng sóng ICG ở vị trí chuẩn và vị trí đề xuất số 2	65
Hình 2.26 Biểu đồ phân tán với R2 và sự phù hợp Bland-Altman giữa các giá trị HR đo tại vị trí chuẩn và vị trí đề xuất số 3	66
Hình 2.27 Biểu đồ phân tán với R2 và sự phù hợp Bland-Altman giữa các giá trị Z0 đo tại vị trí chuẩn và vị trí đề xuất số 3	66
Hình 2.28 Biểu đồ phân tán với R2 và sự phù hợp Bland-Altman giữa các giá trị SV đo tại vị trí chuẩn và vị trí đề xuất số 3	67
Hình 2.29 Biểu đồ phân tán với R2 và sự phù hợp Bland-Altman giữa các giá trị LVET đo tại vị trí chuẩn và vị trí đề xuất số 3	67
Hình 2.30 Biểu đồ phân tán với R2 và sự phù hợp Bland-Altman giữa các giá trị CO đo tại vị trí chuẩn và vị trí đề xuất số 3	67
Hình 2.31 Dạng sóng ICG ở vị trí chuẩn và vị trí đề xuất số 3	68
Hình 3.1 Sơ đồ khối hệ thống thu nhận tín hiệu TEB và ECG	73
Hình 3.2 Ảnh thực tế của khối mạch đo tín hiệu TEB và ECG sau khi hoàn thiện	78
Hình 3.3 Giao diện phần mềm hiển thị và lưu trữ dữ liệu tín hiệu TEB và ECG	79
Hình 3.4 Dữ liệu TEB và ECG được ghi bởi phần mềm dưới dạng file .csv	79
Hình 3.5 Giao diện phần mềm khi thiết kế bộ lọc IIR	82
Hình 3.6 Giao diện phần mềm khi thiết kế bộ lọc FIR	83
Hình 3.7 Giao diện thực hiện lọc với tín hiệu nhiễu thở thô sau xử lý	83
Hình 3.8 Giao diện công cụ phần mềm phân tích và xử lý tín hiệu ICG	85
Hình 3.9 Giao diện cửa sổ xử lý tín hiệu ICG bằng biến đổi wavelet	85
Hình 3.10 Hình ảnh tác giả dán các điện cực đo dưới sự hướng dẫn của bác sĩ	88
Hình 3.11 Hình ảnh thu nhận tín hiệu TEB và ECG trên tình nguyện viên	88
Hình 3.12 Sơ đồ thực hiện thuật toán tách nhiễu thở từ tín hiệu TEB	91
Hình 3.13 Kết quả các phép xử lý trung gian của thuật toán phát hiện đỉnh R	93
Hình 3.14 Tín hiệu ECG với các đỉnh R đã được phát hiện và đánh dấu	94
Hình 3.15 Tín hiệu trở kháng ngực ở trạng thái thở bình thường	95
Hình 3.16 Tín hiệu trở kháng ngực ở trạng thái thở nhanh	95
Hình 3.17 Tín hiệu trở kháng ngực ở trạng thái thở gắng sức	95
Hình 3.18 Phổ tín hiệu trở kháng ngực trước và sau khi xử lý ở ba trạng thái	96
Hình 3.19 Ảnh hưởng của nhiễu thở ở trạng thái bình thường lên tín hiệu ICG	97
Hình 3.20 Ảnh hưởng của nhiễu thở ở trạng thái thở nhanh lên tín hiệu ICG	97
Hình 3.21 Ảnh hưởng của nhiễu thở ở trạng thái thở gắng sức lên tín hiệu ICG	98
Hình 4.1 Sơ đồ thực hiện thuật toán theo mô hình lọc nhiễu thở đề xuất	101
Hình 4.2 Sơ đồ thuật toán Mallat phân giải và khôi phục tín hiệu	102
Hình 4.3 Tạo đáp ứng xung của bộ lọc dùng trong biến đổi wavelet	103
Hình 4.4 Mô hình đánh giá hiệu quả lọc nhiễu thở	105
Hình 4.5 Biểu đồ hộp của chỉ số RMSPE của các tình nguyện viên với ba trạng thái thở khác nhau theo phương pháp đề xuất và phương pháp của Seppä	109
Hình 4.6 Các đoạn tín hiệu gốc và đoạn tín hiệu đại diện sau trung bình	109
Hình 4.7 Các chu kỳ tín hiệu ICG đại diện ở trạng thái thở bình thường	110
Hình 4.8 Các chu kỳ tín hiệu ICG đại diện ở trạng thái thở gắng sức	111
Hình 4.9 Các chu kỳ t ... 4), pp. 145-151.
[46].	Duc, Nguyen Minh, Linh, Nguyen Tuan, and Thuan, Nguyen Duc (2015), "New Approach to Designing Reliable Circuit for Acquiring Impedance Cardiography Signal ( ICG )"(4), pp. 36-42.
[47].	Arthur P. DeMarzo, James E. Calvin Russell F. Kelly Thomas D. Stamos (2005), "Using impedance cardiography to assess left ventricular systolic function via postural change in patients with heart failure", Prog Cardiovasc Nurs. 20(4), pp. 63-167.
[48].	L. E. Baker, L. A. Geddes H. E. Hoff C. J. Chaput (1966), "Physiological factors underlying transthoracic impedance variations in respiration", Journal of Applied Physiology. 21(5), pp. 1491-1499.
[49].	J. L. Logic, M. G. Maksud L. H. Hamilton (1967), "Factors affecting transthoracic impedance signals used to measure breathing", Journal of Applied Physiology. 22(2), pp. 251-254.
[50].	Hill, R. V., Jansen, J. C., and Fling, J. L. (1967), "Electrical impedance plethysmography: a critical analysis", Journal of applied physiology. 22(1), pp. 161-168.
[51].	Shyu, L. Y., et al. (2000), "Portable impedance cardiography system for real-time noninvasive cardiac output measurement". 20, pp. 193-202.
[52].	Đức, Nguyễn Minh and Hà, Nguyễn Thái (2013), "Thiết kế hệ thống đo cung lượng tim liên tục bằng phương pháp trở kháng ngực và chế tạo nguồn dòng cấp cho vùng ngực", KH&CN các trường đại học kỹ thuật. 96, pp. 33-39.
[53].	Nguyễn Minh Đức, Nguyễn Thái Hà Vũ Duy Hải (2013), "Thiết kế mạch thu nhận và xử lý tín hiệu tim đồ trở kháng ngực", KH&CN các trường đại học kỹ thuật. 97, pp. 57-62.
[54].	Kusche, Roman, et al. (2015), "A FPGA-based broadband EIT system for complex bioimpedance measurements—design and performance estimation", Electronics. 4(3), pp. 507-525.
[55].	Hu, Weichih, Lin, Chun Cheng, and Shyu, Liang Yu (2011), "An implementation of a real-time and parallel processing ECG features extraction algorithm in a Field Programmable Gate Array (FPGA)", Computing in Cardiology. 38, pp. 801-804.
[56].	Odry, Péter, et al. (2011), "Application of the FPGA technology in the analysis of the biomedical signals", SISY 2011 - 9th International Symposium on Intelligent Systems and Informatics, Proceedings, pp. 407-412.
[57].	Medis (2012), "Cardiovascular Lab Software Manual", pp. 41-60.
[58].	Taylor, Robert W. and Palagiri, Ashok V. (2007), "Central venous catheterization", Critical Care Medicine. 35(5), pp. 1390-1396.
[59].	Kornbau, Craig, et al. (2015), "Central line complications", International Journal of Critical Illness and Injury Science. 5(3), pp. 170-170.
[60].	Smith, Reston N. and Nolan, Jerry P. (2013), "Central venous catheters", BMJ (Online). 347(November), pp. 1-11.
[61].	Alan S, Caroline O. (2007), "Central venous catheterization", The New England journal of Medicine. 356(21), pp. 1-2.
[62].	Kelsey, Robert M. and Guethlein, William (1990), "An Evaluation of the Ensemble Averaged Impedance Cardiogram". 27, pp. 24-33.
[63].	Y. Yamamoto, M. S. Tamura Y. Mouth M. Miyasita and Hamamoto, H. (1998), "Design and implementation for beat-by-beat impedance cardiography", IEEE Trans. Biomed. Eng., pp. 556-561.
[64].	Barros, Allan Kardec, Yoshizawa, Makoto, and Yasuda, Yoshifumi (1995), "Filtering Noncorrelated Noise in Impedance Cardiography". 42, pp. 324-327.
[65].	Pandey, Vinod K. and Pandey, Prem C. Wavelet based cancellation of respiratory artifacts in impedance cardiography, pp. 191-194.
[66].	Mallam, Madhavi and Rao, K. Chandra Bhutan (2016), "Efficient reference-free adaptive artifact cancellers for impedance cardiography based remote health care monitoring systems". 5.
[67].	Pandey, Vinod K. Pandey and Prem C. (2005), Cancellation of Respiratory Artifact in Impedance Cardiography, Engineering in Medicine and Biology 27th Annual Conference, Shanghai, China, pp. 5503-5506.
[68].	Hu, Xinyu, et al. (2014), "Adaptive filtering and characteristics extraction for Impedance Cardiography". 7, pp. 81-90.
[69].	Zia Ur Rahman, Shafi Shahsavar Mirza, K. Murai Krishna (2019), "Adaptive Noise Cancellation Techniques for Impedance Cardiography Signal Analysis", International Journal of Innovative Technology and Exploring Engineering. 8(9), pp. 122-130.
[70].	Benabdallah, Hadjer and Kerai, Salim (2021), "Respiratory and Motion Artefacts Removal from ICG Signal Using Denoising Techniques for Hemodynamic Parameters Monitoring", Traitement du Signal. 38(4), pp. 919-928.
[71].	A. Savitzky A, M. J. E. Golay (1964), "Smoothing and differentiation of data by simplified least squares procedures", Analytical Chemistry. 36(8), pp. 1627-1639.
[72].	Schuessler T F, Gottfried S. B. Goldberg P. Kearney R. E. and Bates, J. H. T. (1998), "An adaptive filter to reduce cardiogenic oscillations on esophageal pressure signals", Ann. Biomed. Eng. 20, pp. 260-267.
[73].	Seppä, V. P., Hyttinen, J., and Viik, J. (2011), "A method for suppressing cardiogenic oscillations in impedance pneumography", Physiological Measurement. 32(3), pp. 337-345.
[74].	Criée, C. P., et al. (2011), "Body plethysmography - Its principles and clinical use". 105, pp. 959-971.
[75].	J. S. Lundsgaard, J. Grønlund N. Einer-Jensen (1979), "Evaluation of a constant-temperature hot-wire anemometer for respiratory-gas-flow measurements", Medical and Biological Engineering and Computing(March), pp. 211-215.
[76].	Casali, John G., Wierwille, Walter W., and Cordes, Richard E. (1983), Respiratory measurement: Overview and new instrumentation, Editor^Editors, pp. 401-405.
[77].	Ansari, Sardar, Ward, Kevin R., and Najarian, Kayvan (2017), Motion Artifact Suppression in Impedance Pneumography Signal for Portable Monitoring of Respiration: An Adaptive Approach, Editor^Editors, pp. 387-398.
[78].	N. V. T. Van, T. Diana B. Alain (2002), "On selection of probability distributions for representing annual extreme rainfall series", 9ICUD, ASCE Library, USA, pp. 1-10.
[79].	Kauppinen, Pasi K., Hyttinen, Jari A., and Malmivuo, Jaakko A. (1998), Sensitivity distributions of impedance cardiography using band and spot electrodes analyzed by a three-dimensional computer model, Editor^Editors, pp. 694-702.
[80].	Witsoe, D. A., et al. (1966), "Development and evaluation of an impedance cardiac output system", Aerosp. Med. 37, pp. 1208-1212.
[81].	L. H. P. Trung, V. D. Hai P. D. Hung D. V. Hung D. Q. Huan C. Q. Dan (2018), "A design of rheoencephalography acquisition system based on bioimpedance measurement as the basis for assessment of cerebral", Journal of Science and Technology. 131, pp. 87-93.
[82].	Benabdallah, Hadjer and Kerai, Salim (2018), "The impedance cardiography technique in medical diagnosis", Medical Technologies Journal. 2(3), pp. 232-244.
[83].	Rajmic, Pavel (2005), Method for Real-Time Signal Processing Via Wavelet Transform, Springer Berlin Heidelberg, Berlin, Heidelberg, pp. 368-378.
[84].	Ferretti, M. and Rizzo, D. (2000), "Handling borders in systolic architectures for the 1-D discrete wavelet transform for perfect reconstruction", IEEE Transactions on Signal Processing. 48(5), pp. 1365-1378.
[85].	Brislawn, Christopher M. (1996), "Classification of Nonexpansive Symmetric Extension Transforms for Multirate Filter Banks", Applied and Computational Harmonic Analysis. 3(4), pp. 337-357.
[86].	Mota, H. O., Vasconcelos, F. H., and Silva, R. M. da (2005), Real-time wavelet transform algorithms for the processing of continuous streams of data, IEEE International Workshop on Intelligent Signal Processing, 2005., pp. 346-351.
PHỤ LỤC 1
SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ VÀ LAYOUT CỦA MẠCH ĐO TEB VÀ ECG
Phụ lục 1 cung cấp sơ đồ nguyên lý và layout PCB của mạch đo TEB và ECG.
Khối mạch nguồn
Sơ đồ nguyên lý
Layout
Khối mạch đo
Khối vi điều khiển trung tâm
Khối tạo nguồn dòng
Khối khuếch đại vi sai
Khối xử lý tín hiệu ICG
Khối xử lý tín hiệu ECG
Khối ADC
Khối so sánh tương tự
Khối truyền thông UART có cách ly
Layout
PHỤ LỤC 2
BIÊN BẢN XÁC NHẬN THAM GIA THÍ NGHIỆM 
ĐO TRỞ KHÁNG NGỰC (TEB)
Phần phụ lục này mô tả biên bản xác nhận tham gia thí nghiệm đo TEB lấy dữ liệu mục đích phục vụ mục đích nghiên cứu thuật toán tách nhiễu thở trực tiếp từ tín hiệu TEB đo được của các tình nguyện viên trên phòng Lab. Thiết bị đo tuân thủ theo các chỉ tiêu kĩ thuật được đưa ra, quy trình đo được mô tả rõ ràng, quá trình đo có sự tham gia của y, bác sĩ. 
GIẤY XÁC NHẬN
ĐỒNG Ý THAM GIA NGHIÊN CỨU
Tên tôi là: 
Ngày tháng năm sinh: // Giới tính: .
Số CMND/ số thẻ căn cước: 
Số điện thoại:  	Email: 
Bằng giấy này, tôi tự nguyện đồng ý tham gia dự án nghiên cứu đo lường và thu nhận tín hiệu trở kháng ngực (TEB) thực tế của bản thân để phục vụ cho việc xây dựng bộ cơ sở dữ liệu về tín hiệu TEB và xử lý các loại nhiễu nhằm nâng cao độ chính xác của phép đo thông số huyết động. Tôi xin xác nhận những nội dung sau đây:
Tôi tình nguyện tham gia vào việc đo tín hiệu trở kháng ngực (TEB) bằng thiết bị nghiên cứu của nhóm tại Trung tâm Điện tử Y sinh, trường Đại học Bách khoa Hà Nội.
Trước khi tham gia đo, tôi đã được bác sỹ và kỹ thuật viên giới thiệu và tìm hiểu về công nghệ và thiết bị đo, nguyên lý đo, quy trình đo và các vấn đề liên quan đến an toàn.
Trong khi đo, các kỹ thuật viên và bác sỹ đã tuân thủ theo đúng quy trình đo và các quy tắc an toàn đã giới thiệu trước đó.
Sau khi đo, tôi cảm thấy hoàn toàn bình thường, không có bất cứ dấu hiệu bất thường nào về sức khỏe.
Tôi đã được xem lại toàn bộ các số liệu đo của bản thân mà các kỹ thuật viên ghi chép lại. Tôi hoàn toàn đồng ý cho nhóm nghiên cứu sử dụng các dữ liệu đo trên của bản thân để phục vụ cho quá trình nghiên cứu trong dự án này.
Hà Nội, ngày  tháng  năm 20
Xác nhận của tình nguyện viên
(Ký và ghi rõ họ tên)
PHỤ LỤC 3
BIÊN BẢN XÁC NHẬN THAM GIA THÍ NGHIỆM 
TÌM VỊ TRÍ ĐẶT ĐIỆN CỰC THAY THẾ
GIẤY XÁC NHẬN
Tên tôi là: .
Ngày tháng năm sinh: //
Số CMND/ số thẻ căn cước: ...
Số điện thoại:  	Email: 
Được biết Trung tâm Điện tử Y sinh, trường Đại học Bách khoa Hà Nội (sau đây gọi tắt là Trung tâm Điện tử Y sinh) cần đo cung lượng tim của một số tình nguyện viên để xây dựng bộ cơ sở dữ liệu, phục vụ công tác nghiên cứu, tôi đã đăng ký tham gia và xin xác nhận những nội dung sau đây:
Tôi hoàn toàn tình nguyện tham gia thí nghiệm đo cung lượng tim bằng thiết bị Niccomo của Cộng hòa Liên Bang Đức, tại phòng thí nghiệm của Trung tâm Điện tử Y sinh.
Trước khi tham gia, tôi đã được nghe giới thiệu về: thiết bị đo Niccomo, quy trình đo cung lượng tim, và các vấn đề liên quan đến an toàn.
Trong khi đo, các kỹ thuật viên của Trung tâm Điện tử Y sinh đã tuân thủ theo đúng quy trình đo và các quy tắc an toàn đã giới thiệu trước đó.
Sau khi đo, tôi cảm thấy hoàn toàn khỏe mạnh. Tôi cũng được xem các số liệu đo mà các kỹ thuật viên ghi chép lại.
Trung tâm Điện tử Y sinh có toàn quyền sử dụng các số liệu đã đo trên người tôi để phục vụ công tác đào tạo, nghiên cứu, chuyển giao công nghệ, và các công tác khác trong tương lai, bao gồm cả có lợi nhuận và phi lợi luận.
., ngày  tháng  năm 20
Xác nhận của tình nguyện viên
(Ký và ghi rõ họ tên)

File đính kèm:

  • docxluan_an_phat_trien_ky_thuat_thu_nhan_tin_hieu_tim_do_tro_kha.docx
  • pdfLUAN AN.PDF
  • docxTHONG TIN LUAN AN.DOCX
  • pdfTHONG TIN LUAN AN.PDF
  • docxTOM TAT LUAN AN.DOCX
  • pdfTOM TAT LUAN AN.PDF
  • docxTRICH YEU LUAN AN.DOCX
  • pdfTRICH YEU LUAN AN.PDF