1. Trang chủ
  2. » Luận Văn - Báo Cáo

Nghiên cứu thiết kế mạch đo acid uric của cơ thể người dùng phương pháp không xâm lấn

70 2 0

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

THÔNG TIN TÀI LIỆU

Thông tin cơ bản

Tiêu đề Nghiên cứu thiết kế mạch đo acid uric của cơ thể người dùng phương pháp không xâm lấn
Tác giả Lê Hồng Thái
Người hướng dẫn TS. Dương Trọng Lượng
Trường học Đại Học Bách Khoa Hà Nội
Chuyên ngành Kỹ thuật y sinh
Thể loại Luận văn thạc sĩ
Năm xuất bản 2022
Thành phố Hà Nội
Định dạng
Số trang 70
Dung lượng 1,41 MB

Các công cụ chuyển đổi và chỉnh sửa cho tài liệu này

Nội dung

Thời gian cho ra kết quả còn dài vì phải thực hiện trên máy phân tích, điều này có thể không phản ánh chính xác nồng độ acid uric của bệnh nhân khi chỉ số acid uric trong máu của mỗi ngư

Trang 1

ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐIỆN – ĐIỆN TỬ

-

Trang 2

ii

ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

Trang 3

iii

Độc lập – Tự do – Hạnh phúc -

H ọ và tên tác giả luận văn: Lê Hồng Thái

Đề tài luận văn: NGHIÊN C ỨU, THIẾT KẾ MẠCH ĐO ACID URIC CỦA CƠ

TH Ể NGƯỜI DÙNG PHƯƠNG PHÁP KHÔNG XÂM LẤN Chuyên ngành: K ỹ thuật điện tử

Tác giả, Người hướng dẫn khoa học và Hội đồng chấm luận văn xác nhận tác giả đã sửa

chữa, bổ sung luận văn theo biên bản họp Hội đồng ngày 29/12/2022 với các nội dung

sau:

– Đã rà soát và chỉnh sửa các lỗi chính tả

– Đã chỉnh sửa cấu trúc tài liệu tham khảo

– Đã chỉnh sửa hình ảnh sơ đồ thuật toán trang 39

– Đã chỉnh sửa giá trị bước sóng ánh sáng sử dụng trong nghiên cứu

– Đã chỉnh sửa sai số theo đồ thị phép đo

Ngày tháng năm

Trang 4

iv

ĐỀ TÀI LUẬN VĂN

NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ MẠCH ĐO ACID URIC CỦA CƠ THỂ NGƯỜI DÙNG PHƯƠNG PHÁP KHÔNG XÂM LẤN

Gi ảng viên hướng dẫn

Ký và ghi rõ họ tên

Trang 5

Trước tiên, tôi xin chân thành cảm ơn những người thân trong gia đình là chỗ dựa tinh

thần, tạo động lực lớn cho tôi trong quá trình học tập và làm luận văn

Tôi xin chân thành cảm ơn thầy giáo TS Dương Trọng Lượng đã hướng dẫn và chỉ

bảo tận tình tôi trong quá trình làm luận văn

Tôi xin chân thành cảm ơn tới các thầy cô của bộ môn CNĐT & Kỹ thuật y sinh – Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội đã trang bị cho tôi những kiến thức chuyên môn thuộc lĩnh vực kỹ thuật y sinh

Tôi cũng xin chân thành cảm ơn tới các thầy tại phòng Lab chuyên ngành kỹ thuật y sinh, Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội đã hỗ trợ, tạo điều kiện cho tôi thiết kế, thử nghiệm sản phẩm

Tôi cũng xin chân thành cảm ơn tới lãnh đạo Khoa Điện tử, Trường Điện – Điện tử, Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội đã tạo điều kiện thuận lợi cho tôi có môi trường học

tập và nghiên cứu

H ọc viên

Lê H ồng Thái

Trang 6

vi

Ngày nay, nhu cầu cũng như chế độ ăn uống của con người ngày càng đầy đủ, thậm chí dư thừa chất dẫn tới các hiện tượng rối loạn chuyển hóa năng lượng trong cơ thể người, cùng với đó là lối sống hiện đại với những thói quen không tốt đã làm gia tăng các

bệnh lý như bệnh gout, tiểu đường, cao huyết áp, béo phì,… Với sự phát triển của khoa

học công nghệ và y học, nhu cầu về việc phát hiện sớm, hiệu quả về các bệnh lý ngày càng cao Vì vậy, các phương pháp khám sàng lọc, chẩn đoán bệnh sớm, nhanh và hiệu

quả là mối quan tâm hàng đầu nhằm phục vụ nhu cầu chăm sóc sức khỏe của con người Trong các phương pháp này phải kể đến phương pháp đo lường không xâm lấn các chỉ số

của cơ thể người trong đó có chỉ số về lượng acid uric Đây là chỉ số liên quan tới bệnh gout Đề tài của luận văn là “Nghiên cứu, thiết kế mạch đo acid uric của cơ thể người

dùng phương pháp không xâm lấn”

Mục tiêu chính của tác giả luận văn này là thiết kế được mạch đo chỉ số acid uric của

cơ thể người dùng phương pháp không xấm lấn, và dùng ánh sáng cận hồng ngoại Kết

quả của nghiên cứu là mạch cứng đo lường thử nghiệm chỉ số acid uric dựa trên các liệu pháp sử dụng dung dịch acid uric và tiến tới đo thử nghiệm trên cơ thể người tình nguyện

Nội dung của luận văn bao gồm có 03 Chương:

Trong chương này, tác giả trình bày về lý do lựa chọn đề tài, mục tiêu đạt được,

một số phương pháp đo nồng độ acid uric trong máu

Chương 2: Cơ sở lý thuyết

Chương này tác giả trình bày sơ lược về lý thuyết ánh sáng hồng ngoại gần, phương pháp đo chỉ số acid uric dùng ánh sáng hồng ngoại gần

Chương 3: Thiết kế mạch đo acid uric không xâm lấn

Trong chương này, tác giả trình bày về thiết kế mạch đo acid uric không xâm lấn,

kết quả thử nghiệm và bàn luận

Ký và ghi rõ họ tên

Trang 7

vii

DANH M ỤC KÍ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT ix

DANH M ỤC HÌNH VẼ x

DANH M ỤC BẢNG BIỂU xi

M Ở ĐẦU 1

CHƯƠNG 1 MỞ ĐẦU 3

1.1 Đặt vấn đề 3

1.2 M ục tiêu nghiên cứu, đối tượng nghiên cứu và phạm vi đề tài 4

1.2.1 M ục tiêu nghiên cứu 4

1.2.2 Đối tượng nghiên cứu 4

1.2.3 Ph ạm vi đề tài 4

1.3 Ý nghĩa của đề tài 5

1.4 N ội dung nghiên cứu 5

1.5 K ết quả dự kiến 5

1.6 K ết luận chương 5

CHƯƠNG 2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT 6

2.1 Khái ni ệm về acid uric 6

2.2 Thu ộc tính của acid uric 7

2.2.1 Quá trình t ổng hợp acid uric 7

2.2.2 Ngu ồn gốc của acid uric trong cơ thể 8

2.2.3 Phân lo ại acid uric 9

2.3 M ức độ, giới hạn của acid uric trong cơ thể người lớn 9

2.4 Ảnh hưởng của acid uric tới sức khỏe con người 10

2.4.1 N ồng độ acid uric trong máu cao hơn bình thường 10

2.4.2 N ồng độ acid uric trong máu thấp hơn bình thường 14

2.5 Phương pháp đo chỉ số acid uric của cơ thể người dùng phương pháp xâm l ấn… 14

2.6 Phương pháp đo chỉ số acid uric của cơ thể người dùng phương pháp không xâm l ấn 16

2.6.1 Phương pháp xét nghiệm nước tiểu 16

Trang 8

viii

2.6.2 Phương pháp chụp cắt lớp vi tính năng lượng kép dựa trên CT scan

không xâm lấn (DECT) 17

2.6.3 Phương pháp xác định nồng độ acid uric trong nước bọt của người 18

2.6.4 Phương pháp đo nồng độ acid uric sử dụng phương pháp đo quang phổ cận hồng ngoại 19

2.7 K ết luận chương 22

CHƯƠNG 3 THIẾT KẾ MẠCH ĐO CHỈ SỐ ACID URIC 23

3.1 M ục đích và yêu cầu 23

3.2 Sơ đồ khối tổng quát của module mạch 23

3.3 Sơ đồ mạch nguyên lý 25

3.3.1 Kh ối nguồn 25

3.3.2 Kh ối cảm biến 27

3.3.3 Kh ối lọc và khuếch đại tín hiệu 31

3.3.4 Kh ối điều khiển và ADC 32

3.3.5 Kh ối hiển thị 35

3.3.6 Kh ối lưu trữ kết quả 36

3.4 Thi ết kế chương trình 37

3.5 Thi ết kế mạch 40

3.6 Th ử nghiệm, kết quả và bàn luận 42

3.6.1 Th ử nghiệm 43

3.6.2 K ết quả và bàn luận 48

3.7 Hướng phát triển của đề tài 52

3.8 K ết luận chương 53

K ẾT LUẬN 55

TÀI LI ỆU THAM KHẢO 57

Trang 9

ix

Kí hi ệu chữ viết tắt Ch (Ti ữ viết đầy đủ ếng Anh) Ch (Ti ữ viết đầy đủ ếng Việt)

Trang 10

x

Hình 2.1 C ấu tạo phân tử acid uric [3] 6

Hình 2.2 Quá trình t ổng hợp acid uric [5] 8

Hình 2.3 Ảnh hưởng của nồng độ acid uric cao lên các cơ quan trong cơ thể [5] 10

Hình 2.4 Tinh th ể acid uric lắng đọng trong khớp xương bệnh nhân gout [7] 11

Hì nh 2.5 Tăng nồng độ acid uric gây sỏi thận [7] 12

Hình 2.6 Nh ững thực phẩm giàu purin 13

Hình 2.7 L ấy mẫu máu xét nghiệm acid uric [8] 15

Hình 2.8 Hình ảnh kết quả DETC cho thấy lắng đọng urat ở đầu ngón chân cái [18] 17

Hì nh 2.9 Sơ đồ phương pháp quang phổ cận hồng ngoại cơ bản [26] 21

Hì nh 3.1 Sơ đồ khối của mạch đo chỉ số acid uric 24

Hình 3.2 S ử dụng PIN 9V làm nguồn cấp cho mạch 25

Hì nh 3.3 Sơ đồ mạch nguyên lý khối nguồn 26

Hình 3.4 Ph ổ điện từ, hay còn được gọi là quang phổ, là dải tất cả các tần số có thể có của b ức xạ điện từ [25] 27

Hình 3.5 Ph ổ cận hồng ngoại của acid uric và cholesterol [26] 27

Hình 3.6 Photodiode thu ánh sáng (trái) và LED phát ánh sáng c ận hồng ngoại (phải) [27,28] 28

Hì nh 3.7 Sơ đồ thiết kế khối cảm biến 29

Hình 3.8 M ạch nguyên lý LED nguồn phát ánh sáng cận hồng ngoại 30

Hì nh 3.9 Sơ đồ nguyên lý mạch thu ánh sáng dùng photodiode 31

Hì nh 3.10 Sơ đồ nguyên lý mạch lọc và khuếch đại tín hiệu 32

Hình 3.11 Arduino Uno R3 33

Hì nh 3.12 Sơ đồ chân Arduino Uno R3 34

Hì nh 3.13 Sơ đồ chân LCD 1602 36

Hì nh 3.14 Module ghi đọc thẻ SD 37

Hình 3.15 Giao di ện phần mềm Arduino IDE 37

Hình 3.16 K ết nối board mạch Arduino với máy tính 38

Hì nh 3.17 Sơ đồ thuật toán của chương trình đo nồng độ acid uric 39

Hì nh 3.18 Sơ đồ mạch nguyên lý đo được thiết kế trên phần mềm Altium 40

Hình 3.19 Thi ết kế và mô phỏng mạch in trên phần mềm Altium 41

Hình 3.20 Hình ảnh thực tế sau khi hoàn thành thiết kế mạch đo 41

Hình 3.21 Dung d ịch acid uric dùng trong thử nghiệm 43

Hình 3.22 Quá trình pha loãng dung d ịch acid uric 45

Hình 3.23 Quá trình hi ệu chuẩn mạch đo 45

Hình 3.24 Th ử nghiệm đo nồng độ dung dịch acid uric trong cuvet 46

Hình 3.25 H ộp kín đen ngăn cho ánh sáng từ bên ngoài môi trường lọt vào cảm biến 47

Hình 3.26 K ết quả được lưu trữ trong thẻ SD dưới dạng file text 47

Hì nh 3.27 Độ hấp thụ của acid uric thay đổi theo nồng độ 50

Hì nh 3.28 Thay đổi của nồng độ acid uric theo điện áp 51

Trang 11

xi

B ảng 2.1 So sánh phương pháp thông thường, DECT và sử dụng ánh sáng cận hồng ngoại

22

B ảng 3.1 Thông số kĩ thuật Arduino Uno R3 33

B ảng 3.2 Kết quả hiệu chuẩn mạch đo nồng độ acid uric 48

B ảng 3.3 Kết quả đo độ hấp thụ của acid uric tại bước sóng 1550nm 48

B ảng 3.4 Kết quả đo độ hấp thụ của acid uric tại bước sóng 1620nm 49

B ảng 3.5 So sánh giá trị nồng độ thực và giá trị tính toán được từ phương trình tại bước sóng 1620nm 51

Trang 12

1

Bệnh gout là một bệnh do rối loại chuyển hóa các nhân purin có đặc điểm chính là tăng acid uric máu Khi acid uric bị bão hòa ở ngoài màng tế bào, sẽ gây lắng đọng các tinh thể monosodium urat ở các mô Tùy theo vi tinh thể urat bị tích lũy ở mô nào mà

bệnh biểu hiện bởi một hoặc nhiều triệu chứng lâm sàng như viêm khớp và cạnh khớp cấp

hoặc mạn tính, thường được gọi là viêm khớp do gout [1] Bệnh có liên quan chủ yếu đến

chế độ dinh dưỡng dư thừa Theo AnneKathrin Tausche (2009) ít nhất 1% đến 2% người trưởng thành ở các nước phát triển bị mắc bệnh [2] và đang gia tăng ở các nước đang phát triển Một loạt các yếu tố có thể lý giải cho tỷ lệ tăng này là tuổi thọ con người ngày càng cao, sự thay đổi trong thói quen ăn uống, sinh hoạt, số người béo phì và mắc hội chứng chuyển hóa tăng lên [3] Tại Việt Nam, tỷ lệ bệnh gout là 0,14% dân số năm 2013; 1,0% dân số (940.000 bệnh nhân) vào năm 2020 Trong đó 96% là nam giới, 38% ở lứa tuổi 40,

với 75% trong độ tuổi lao động Hơn 50% bệnh nhân gout có tăng huyết áp và các bệnh

rối loạn chuyển hoá khác [4] Nếu không được chẩn đoán sớm và điều trị kịp thời, bệnh

tiến triển ngày càng nặng dẫn đến hủy hoại khớp ảnh hưởng đến chất lượng cuộc sống của

bệnh nhân và là gánh nặng cho gia đình và xã hội [5]

Tăng acid uric máu đã được biết từ rất lâu như là yếu tố nguy cơ quan trọng của bệnh gout [1], sự lắng đọng của các tinh thể urat ở khớp gây ra viêm khớp gout, ở thận nguy cơ

dẫn đến sỏi thận [2,3] và các bệnh lý thận [6] Ngoài ra, tăng acid uric trong máu còn liên quan đến nhiều bệnh lý khác nhau Một số nghiên cứu đã cho thấy tăng acid uric máu có

mối liên quan đến bệnh gan nhiễm mỡ không do ruợu [4]; tiền sản giật ở thai phụ [9]; suy

thận mạn tính [5,8]; bệnh tim mạch [5], nhất là bệnh mạch vành [4,5], tăng huyết áp nguyên phát ở trẻ em [7,8] và người lớn [6]; rối loạn lipid máu [4], vữa xơ động mạch

cảnh [8], [2]; kháng insulin, đái tháo đuờng type 2 Đồng thời, acid uric máu còn liên quan đến hội chứng chuyển hóa [3,5]

Xét nghiệm acid uric là một trong những xét nghiệm quan trọng giúp chẩn đoán bệnh

lý gout [2,3] Nếu kết quả xét nghiệm cho thấy acid uric trong máu cao hơn so với giá trị bình thường, cơ thể bệnh nhân có thể đang sản xuất nhiều acid uric hoặc khả năng đào

thải acid uric qua đường tiểu đang bị giảm [5] Kết quả xét nghiệm acid uric sẽ giúp ích trong chẩn đoán, theo dõi và điều trị cũng như điều chỉnh chế độ ăn uống

Tại các cơ sở y tế, xét nghiệm acid uric trong máu được thực hiện khi bác sĩ nghi ngờ

một người có nồng độ acid uric trong máu cao Xét nghiệm acid uric trong máu thường được thực hiện vào buổi sáng, bệnh nhân cần nhịn ăn trước khi lấy máu ít nhất là 4 giờ đồng hồ, có thể uống nước lọc Mẫu máu sẽ được lấy qua ống tiêm và cho vào ống

Trang 13

2

nghiệm có chứa chất chống đông, ly tâm trước khi thực hiện phân tích Thời gian xét nghiệm mất khoảng 1 giờ Việc xét nghiệm bằng phương pháp xâm lấn gây ra nhiều bất

tiện đối với bệnh nhân Việc lấy máu không chỉ gây đau đớn cho người bệnh mà còn tiềm

ẩn nhiều nguy cơ gây nhiễm trùng tại vị trí lấy máu Chưa kể việc cần phải theo dõi nồng

độ acid uric trong máu thường xuyên thì số lần phải chích lấy máu của bệnh nhân sẽ rất

lớn Thời gian cho ra kết quả còn dài vì phải thực hiện trên máy phân tích, điều này có thể không phản ánh chính xác nồng độ acid uric của bệnh nhân khi chỉ số acid uric trong máu

của mỗi người có thể thay đổi liên tục theo các khoảng thời gian trong ngày [4,5]

Với mong muốn tìm một phương pháp đo nồng độ acid uric không xâm lấn, giúp người bệnh không bị đau do không cần lấy máu và ngăn nguy cơ nhiễm trùng có thể xảy

ra, cho kết quả về nồng độ acid uric trong cơ thể một cách nhanh chóng, có độ chính xác

chấp nhận được và có thể đo bất kỳ lúc nào khi cần, người bệnh có thể biết nồng độ acid uric trong cơ thể mình có cao quá mức an toàn hay không để điều chỉnh chế độ ăn cũng nhưng giảm nguy cơ bị viêm khớp do gout cấp tính Phương pháp đo nồng độ acid uric không xâm lấn có thể được áp dụng rộng rãi bởi các lợi ích của nó mang lại, thay thế các phương pháp đo xâm lấn hiện nay và có thể phát triển thành các thiết bị theo dõi sức khoẻ

tại nhà trong tương lai Bởi vậy tác giả lựa chọn đề tài luận văn “Nghiên cứu, thiết kế

m ạch đo acid uric của cơ thể người dùng phương pháp không xâm lấn”

Trong quá trình thực hiện đề tài của luận văn, tôi đã nhận được rất nhiều sự hướng

dẫn, giúp đỡ của các thầy cô Tôi xin trân thành cảm ơn thầy TS Dương Trọng Lượng đã

tận tình hướng dẫn, hỗ trợ, giúp đỡ tôi hoàn thành luận văn này

Do đề tài nghiên cứu này còn khá mới, không có nhiều tài liệu, sách, bài báo tham

khảo và do trình độ hiểu biết về lĩnh vực này còn hạn chế nên luận văn không thể tránh

khỏi những thiếu sót Tác giả luận văn kính mong nhận được sự cảm thông, thứ lỗi từ các quý thầy cô, quý bạn đọc

Xin trân trọng cảm ơn

Trang 14

3

CHƯƠNG 1 MỞ ĐẦU

Trong chương này, tác giả trình bày khái quát về đề tài nghiên cứu của luận văn bao

gồm đặt vấn đề; mục tiêu, đối tượng nghiên cứu; nội dung nghiên cứu; ý nghĩa của đề tài

1.1 Đặt vấn đề

Hiện nay, với chế độ ăn và vận động không lành mạnh đã dẫn đến việc tăng acid uric trong máu làm tỉ lệ mắc bệnh gout và một số bệnh khác có chiều hướng ngày càng gia tăng và đang trẻ hóa Đa số mắc bệnh ở nam giới độ tuổi từ 40 – 60 tuổi, nhưng hiện nay

có nhiều người trẻ ở độ tuổi 30 cũng mắc bệnh này [1]

Trong nghiên cứu khảo sát tình trạng sức khỏe quốc gia và đánh giá dinh dưỡng (National Health and Nutrition Examination Survey, NHANES) năm 2007 – 2008 đã cho

thấy có khoảng 3,9% người trưởng thành (trên 20 tuổi) ở Mỹ tự báo cáo bị gout [3] Tình hình bệnh ở Canada chiếm khoảng 3% [2]

Tại châu Âu, Hy Lạp là quốc gia có tỉ lệ bệnh cao nhất, với mức độ lưu hành bệnh là 4,75% ở người trưởng thành Trong báo cáo chăm sóc sức khỏe ban đầu, thuộc hệ thống

dữ liệu nghiên cứu thực hành lâm sàng (Clinical Practice Research Data) của Anh [3], tỉ

lệ bệnh gout là 3,22% ở người trưởng thành (trên 20 tuổi) và trong toàn bộ dân cư là 2,49% Tỉ lệ bệnh tương tự cũng quan sát được ở Tây Ban Nha và Hà Lan [4] Trong khi

đó, mức độ lưu hành bệnh ở Pháp rất thấp, chỉ khoảng 0,9% khi nghiên cứu trên nhóm dân cư sống ở thành thị Tỉ lệ mắc bệnh thấp nhất được ghi nhận ở các nước Bồ Đào Nha,

Cộng hòa Czech, với mức độ lưu hành bệnh là 0,3% [3]

Ở Nhật Bản và Hàn Quốc, tỉ lệ mắc bệnh gout không quá cao, khoảng 0,4% ở người trưởng thành Tuy nhiên, tình trạng bệnh ở Đài Loan, Hồng Kông và Singapore ở mức

phổ biến với tỉ lệ bệnh cao hơn rất nhiều Năm 2001, khoảng 5,1% người lớn ở độ tuổi 45 – 59 tuổi ở Hồng Kông được báo cáo có bệnh gout [4] Tỉ lệ này ở người lớn, trên 60 tuổi

là 6,1% Tỉ lệ bệnh ở người Singapore ở độ tuổi 45 – 74 tuổi là 4,1% [5] Tỉ lệ lưu hành

bệnh ở Đài Loan cao Đặc biệt, ở một số nhóm dân tộc ở Đài Loan, tỉ lệ mắc bệnh lên tới trên 10% [4]

Tại Việt Nam, tỷ lệ bệnh gout là 0,14% dân số trong năm 2003; 1,0% dân số (940.000

bệnh nhân) vào năm 2014 Trong đó 96% là nam giới, 38% ở lứa tuổi 40, với 75% trong

Trang 15

4

nay có khá nhiều phương pháp giúp xác định nồng độ acid uric trong máu Các phương pháp đang có hiện nay có thể xác định chính xác nồng độ tuy nhiên lại có một số nhược điểm như phức tạp, tốn nhiều thời gian, chi phí cao hay phải dùng các phương pháp xâm

lấn [9,10] Do đó việc tìm hiểu, nghiên cứu các phương pháp xác định nồng độ acid uric trong máu có độ chính xác cao, nhanh chóng, đơn giản, chi phí thấp và ít hay không xâm

lấn là rất cần thiết Đó là lí do phương pháp xác định nồng độ acid uric trong máu bằng quang học được nghiên cứu trong luận văn này

1.2 M ục tiêu nghiên cứu, đối tượng nghiên cứu và phạm vi đề tài

1.2.1 M ục tiêu nghiên cứu

Với sự phát triển của lĩnh vực kỹ thuật y sinh, nhu cầu về việc phát hiện sớm, hiệu

quả về các bệnh lý ngày càng cao Do vậy, các phương pháp khám sàng lọc, chẩn đoán

bệnh sớm, nhanh và hiệu quả là mối quan tâm hàng đầu nhằm phục vụ nhu cầu chăm sóc

sức khỏe của con người Trong các phương pháp này phải kể đến phương pháp đo lường không xâm lấn các chỉ số của cơ thể người trong đó có chỉ số về lượng acid uric Đây là

chỉ số liên quan tới bệnh gout Mục tiêu nghiên cứu chính của luận văn này là thiết kế được mạch đo chỉ số acid uric của cơ thể người dùng phương pháp không xấm lấn, và dùng ánh sáng cận hồng ngoại Kết quả của nghiên cứu là mạch cứng đo lường thử nghiệm chỉ số acid uric dựa trên các liệu pháp sử dụng dung dịch acid uric và tiến tới đo

thử nghiệm trên cơ thể người tình nguyện

1.2.2 Đối tượng nghiên cứu

Thực hiện thực nghiệm trên cuvet (ống nghiệm) chứa dung dịch acid uric được pha theo các tỉ lệ khác nhau đã được đong đo sẵn từ trước vào một lượng nước cố định

Từ kết quả thực nghiệm trên cuvet, đối tượng thực nghiệm được mở rộng là trên đầu ngón tay của người tình nguyện, mẫu nước tiểu hoặc mẫu nước bọt của người bệnh gout

sẽ được phát triển trong các nghiên cứu trong tương lai gần

1.2.3 Ph ạm vi đề tài

1.2.3.1 Ph ạm vi về nội dung

Tập trung nghiên cứu về sự thay đổi nồng độ của acid uric và khả năng hấp thụ ánh sáng cận hồng ngoại, tạm thời bỏ qua các chất khác trong máu, hoặc coi sự hấp thụ ánh sáng cận hồng ngoại của các chất khác trong máu là không đáng kể

1.2.3.2 Ph ạm vi về thời gian

Nghiên cứu được thực hiện từ tháng 03 năm 2022 đến tháng 11 năm 2022

Trang 16

5

1.3 Ý nghĩa của đề tài

Xét nghiệm acid uric được thực hiện để chẩn đoán các bệnh lý gây biến đổi nồng độ acid uric trong cơ thể, nhằm phát hiện sớm một số loại bệnh lý:

– Chẩn đoán bệnh gout khi bệnh nhân có các triệu chứng lâm sàng phù hợp Xét nghiệm acid uric trong máu cũng được thực hiện theo định kỳ để theo dõi người bệnh gout trong quá trình điều trị

– Theo dõi chức năng thận sau một tổn thương, chẩn đoán các rối loạn chức năng

thận hoặc tìm nguyên nhân gây ra sỏi thận

– Theo dõi bệnh nhân trước và sau khi điều trị ung thư bằng hóa trị, xạ trị để chắc

chắn acid uric trong máu không tăng quá cao

1.4 N ội dung nghiên cứu

Đề tài nghiên cứu tập trung nghiên cứu các vấn đề sau :

– Nghiên cứu chỉ số acid uric trong cơ thể người và ảnh hưởng của sự gia tăng acid uric tới sức khỏe con người

– Nghiên cứu phương pháp đo chỉ số acid uric trong cơ thể người sử dụng phương pháp xâm lấn và không xâm lấn

– Nghiên cứu, thiết kế mạch đo acid uric trong cơ thể người sử dụng phương pháp không xâm lấn

1.5 K ết quả dự kiến

Kết quả dự kiến của nghiên cứu là mạch cứng đo nồng độ acid uric bằng phương pháp không xâm lấn ứng dụng ánh sáng cận hồng ngoại

1.6 K ết luận chương

Nội dung chương này đã trình bày khái quát về thực trạng các bệnh gây ra do tăng

nồng độ acid uric trong máu, tỉ lệ mắc bệnh gout ngày càng gia tăng và ngày càng trẻ hóa

Vì vậy, nhu cầu về các phương pháp giúp đo nồng độ acid uric trong máu ngày càng tăng lên Hiện nay có khá nhiều phương pháp giúp xác định nồng độ acid uric trong máu Các phương pháp đang có hiện nay có thể xác định chính xác nồng độ tuy nhiên lại có một số nhược điểm như phức tạp, tốn nhiều thời gian, chi phí cao hay phải dùng các phương pháp xâm lấn Điều này đặt ra ý tưởng phải nghiên cứu một phương pháp đo acid uric không xâm lấn để khắc phục nhược điểm của phương pháp xâm lấn hiện nay, từ đó đưa ra đánh giá và nêu ra các phương hướng thiết kế trong thực tiễn

Trang 17

6

CHƯƠNG 2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT

Trong chương này, tác giả trình bày khái niệm về acid uric, cấu tạo phân tử, các thuộc tính của acid uric Tác giả cũng trình bày về hình thành acid uric trong cơ thể, quá trình

tổng hợp và hấp thụ acid uric, các chỉ số acid uric của người bình thường và người bệnh gout Sự thay đổi nồng độ acid uric trong máu có thể gây ra nhiều hệ lụy cho cơ thể, gây

ra các bệnh nguy hiểm, ảnh hưởng lớn tới cuộc sống của người bệnh trong đó có bệnh viêm khớp Cuối cùng tác giả trình bày về các phương pháp khảo sát nồng độ acid uric trong cơ thể, có bốn phương pháp phổ biến đang được ứng dụng và nghiên cứu hiện nay là: xét nghiệm nước tiểu, phương pháp chụp cắt lớp vi tính năng lượng kép dựa trên CT scan không xâm lấn (DECT), phương pháp xác định nồng độ acid uric trong nước bọt của người và phương pháp đo nồng độ acid uric sử dụng phương pháp đo quang phổ cận hồng ngoại

2.1 Khái ni ệm về acid uric

Acid uric là một hợp chất dị vòng của cacbon, nitơ, ôxi, và hyđrô với công thức phân

tử là C5H4N4O3, cấu trúc phân tử acid uric được thể hiện như trong Hình 2.1 [3] Acid uric là một hợp chất lần đầu tiên được phân lập từ sỏi thận vào năm 1776 bởi nhà hóa học người Thụy Điển Carl Wilhelm Scheele [7] Nhà hóa học người Ukraina Ivan Horbaczewski lần đầu tiên tổng hợp acid uric bằng cách nấu chảy urê bằng glycine vào năm 1882 [8] Acid uric được tạo thành trong cơ thể do quá trình thoái giáng các nhân purin

Hình 2.1 C ấu tạo phân tử acid uric [3]

Là một acid yếu nên thường bị ion hóa thành muối urate hòa tan trong huyết tương, đại đa số tồn tại dưới dạng monosodium urate Sau đó chúng được hòa tan trong máu và

Trang 18

7

đưa đến thận và thải ra ngoài qua nước tiểu Acid uric tăng có thể do quá trình tăng cung

cấp, tăng tạo hoặc giảm thải trừ acid uric qua thận hoặc cả hai quá trình này Khi nồng độ acid uric tăng cao kéo dài trong máu có thể dẫn đến một dạng viêm khớp được biết đến

với tên bệnh gout [11] Các hạt lắng đọng trong và xung quanh các khớp dẫn đến hậu quả viêm, sưng và đau khớp, lắng đọng dưới da tạo nên các hạt tophi, có thể tạo sỏi thận và suy thận [10]

Acid uric thể hiện tautome lactam-lactim (cũng thường được mô tả là tautome enol) [13] Mặc dù dạng lactim dự kiến sẽ có một số mức độ acid uric thơm kết tinh ở

keto-dạng lactam, với hóa học tính toán cũng chỉ ra rằng tautome là ổn định nhất Acid uric là

một acid lưỡng cực có pKa1 = 5.4 và pKa2 = 10.3, do đó ở pH sinh lý, nó chủ yếu tồn tại dưới dạng ion urat đơn sắc [12]

Ở người, chỉ số acid uric có khả năng quyết định chẩn đoán về bệnh gout mà bệnh nhân có mắc phải hay không, phản ảnh rõ mức độ nghiêm trọng người bệnh đang ở giai đoạn nào [2] Acid uric là sản phẩm chuyển hóa các chất đạm được tìm thấy ở trong nhiều

thực phẩm như phủ tạng động vật, đậu Hà Lan, cá biển hoặc những đồ uống có cồn như rượu, bia, [3] Acid uric cao có thể do quá trình tăng cung cấp, tăng tạo hoặc giảm thải

trừ acid uric qua thận hoặc hỗn hợp cả hai quá trình này Khi nồng độ acid uric tăng cao kéo dài trong máu có thể dẫn đến một dạng viêm khớp được biết đến với tên bệnh gout Các hạt lắng đọng trong và xung quanh các khớp dẫn đến hậu quả viêm, sưng và đau

khớp, lắng đọng dưới da tạo nên các hạt tophi, có thể tạo sỏi thận và suy thận [4]

2.2 Thu ộc tính của acid uric

2.2.1 Quá trình t ổng hợp acid uric

Acid uric là một chất có trọng lượng phân tử 169 dalton [5], có nguồn gốc từ quá trình

dị hóa các bazơ purin (ademin và guanidin) của các acid nucleic Acid uric là sản phẩm

cuối cùng của quá trình trao đổi chất của adenin và guanin [11] Adenine được chuyển hóa bởi adenase thành hypoxanthine, được chuyển hóa bởi xanthine oxidase thành xanthine và sau đó là acid uric

Acid uric được tạo thành do oxy hóa các nhân purin kiềm [10] Các nhân purin kiềm bao gồm adenine và guamin là thành phần của Acid nhân tế bào có nguồn gốc nội sinh và ngoại sinh Hai phần ba acid uric được đào thải qua nước tiểu, một phần ba được đào thải qua đường tiêu hóa Quá trình oxy các nhân purin kiềm để tổng hợp acid uric là nhờ có men xanthin oxydase [12] Ở người khác với động vật có vú, do thiếu men urcase cho nên acid uric là sản phẩm giáng hóa cuối cùng của các nhân purin phải được đào thải qua nước tiểu như là những nitơ không có trong thành phần protein khác [13]

Trang 19

8

Hình 2.2 Quá trình t ổng hợp acid uric [5]

Chức năng của purin có liên quan mật thiết với acid uric [4] Khi purin trong cơ thể chuyển hóa sẽ tạo ra acid uric Loại acid này có chức năng kích thích não bộ để giúp não

bộ hoạt động hiệu quả hơn Bên cạnh đó, acid uric cũng có nhiệm vụ như một chất chống oxy hóa cho cơ thể [11]

2.2.2 Ngu ồn gốc của acid uric trong cơ thể

Các nguồn chính tạo acid uric trong cơ thể bao gồm:

– Thức ăn chứa purin (100 – 200mg/ngày) [3]

– Từ nguồn acid uric nội sinh do quá trình thoái hóa biến các acid nucleic của cơ thể (600mg/ngày) [3]

Các con đường thải trừ chính của acid trong cơ thể bao gồm:

– Qua nước tiểu

– Qua đường tiêu hóa

Quá trình tổng hợp nói trên được thực hiện chủ yếu ở gan và ở mức ít hơn tại niêm

mạc ruột Quá trình tổng hợp acid uric cần tới sự xúc tác của enzym xanthin oxydase Allopurinol là một chất ức chế enzym này và được sử dụng để điều trị tình trạng tăng acid uric máu [4]

Các con đường thải trừ chính của acid uric trong cơ thể gồm:

Trang 20

9

– Qua nước tiểu (400 – 1000mg/ngày): Ở thận, acid uric được lọc qua cầu thận, 95% lượng lọc được tái hấp thu ở các ống lượn gần, rồi được bài xuất tích cực ở các ống lượn xa

– Qua đường tiêu hóa (100 – 200mg/ngày): Mặc dù đây là con đường thải trừ chủ

yếu, tuy vậy có thể thấy acid uric trong mật, dịch vị, và các dịch tiết của ruột

2.2.3 Phân lo ại acid uric

Acid uric trong cơ thể con người được chia làm hai loại: nội sinh và ngoại sinh [5] Nguồn gốc nội sinh là khi các tế bào trong cơ thể bị chết đi Nhân của những tế bào ấy sẽ

bị phân hủy và chuyển hóa thành acid uric Trong khi đó, những acid uric có nguồn gốc từ

thức ăn như thịt, cá hoặc những đường chuyển hóa khác thì nó đó là acid uric ngoại sinh Hàng ngày, lượng acid uric dư thừa sẽ được thải ra khỏi cơ thể thông qua nước tiểu khoảng 80%, còn lại 20% sẽ được thải qua đường tiêu hóa và tuyến mồ hôi [1]

2.3 M ức độ, giới hạn của acid uric trong cơ thể người lớn

Tăng acid uric máu là nguyên nhân của viêm khớp gout, một loại bệnh chuyển hóa đang gia tăng trên toàn thế giới, nguyên nhân do tăng quá mức nồng độ acid trong huyết thanh gây tình trạng lắng đọng chất này tại các khớp và mô mềm gây bệnh gout (một tình

trạng đáp ứng viêm đối với sự lắng đọng của các tinh thể urat) Phần lớn acid uric trong máu ở dạng tự do, chỉ khoảng dưới 4% gắn với protein huyết thanh [4] Chỉ số acid uric ở nam và nữ sẽ có sự chênh lệch nhất định Đối với nam giới trưởng thành, nồng độ acid uric bình thường dao động trong khoảng 3 – 7mg/dl (180 – 420μmol/l), đối với nữ giới 2,5 – 6mg/dl (150 – 360μmol/l) và trong nước tiểu là 500 – 800mg/24 giờ Khi nồng độ acid uric trong máu trên 7mg/dl đối với nam và nồng độ acid uric trong máu lên tới trên 6mg/dl đối với nữ thì gọi là tăng acid uric máu Bình thường quá trình tổng hợp và bài tiết acid uric ở trạng thái cân bằng, tổng lượng acid uric trong cơ thể khoảng 1200mg (đối với nam giới) và 600mg (đối với nữ) [12] Khoảng 2/3 tổng lượng acid uric được tổng hợp

mới và có cùng số lượng tương tự được đào thải chủ yếu qua thận Trong nước tiểu, acid uric hòa tan dễ dàng hơn trong nước, chỉ số pH của nước tiểu ảnh hưởng lớn tới sự hòa tan acid uric Bình thường lượng acid uric đươc bài tiết qua nước tiểu là 800mg/24h Do

vậy, pH càng kiềm càng thuận lợi cho việc đào thải acid uric và ngược lại [12]:

– pH = 5,0: Acid uric bão hòa với nồng độ từ 390 – 900μmol/l

– pH = 7,0: Acid uric bão hòa với nồng độ từ 9480 – 12000 μmol/l

Nguy cơ bị viêm khớp trong bệnh gout có mối tương quan với nồng độ acid uric trong máu, và nguy cơ này trở nên nghiêm trọng khi nồng độ acid uric trên 530µmol/l (9 mg/dl) Tuy vậy, có từ 20 – 30% các trường hợp viêm khớp do gout có nồng độ acid uric huyết thanh bình thường

Trang 21

10

Hệ số thanh thải là một chỉ số cho phép đánh giá khả năng thải trừ acid uric của từng

cá thể [7] Công thức tính hệ số thanh thải acid uric:

Hệ số thanh thải acid uric

= Nồng độ acid uric nước tiểu � mgngày� × Thể tích nước tiểu 24 giờ (lít)

Nồng độ acid uric huyết thanh (mmollít )

(2.1)

Hệ số thanh thải acid uric phụ thuộc vào:

– Mức lọc cầu thận

– Khả năng tái hấp thu của các ống lượn gần [6]

– Khả năng bài xuất của các ống lượn xa

2.4 Ảnh hưởng của acid uric tới sức khỏe con người

2.4.1 N ồng độ acid uric trong máu cao hơn bình thường

Các nhà nghiên cứu đã đưa ra nhiều kết luận về sự liên quan giữa tăng acid uric máu

với một số bệnh lí cơ thể [8,9] như:

– Suy tim: tăng acid uric máu được tìm thấy ở 60% bệnh nhân nhập viện vì suy tim

mạn tính mất bù Thêm vào đó, tăng acid uric máu liên quan tới tình trạng đề kháng insulin, thiếu ôxy mô, tăng sản xuất cytokine và các gốc tự do có thể ảnh hưởng đến hệ thống tim mạch

Hình 2.3 Ảnh hưởng của nồng độ acid uric cao lên các cơ quan trong cơ thể [5]

Trang 22

11

– Nhồi máu cơ tim: ở những bệnh nhân tăng acid uric máu có 20,1% bị hội chứng chuyển hóa, trong khi ở bệnh nhân không tăng acid uric máu thì con số này là 15,3% [16] Đồng thời, tăng acid uric máu có liên quan với tăng nguy cơ nhồi máu

cơ tim và đột tử do tim ở những bệnh nhân có hội chứng chuyển hóa

– Tăng huyết áp: nguy cơ tăng huyết áp sẽ cao hơn đáng kể ở những bệnh nhân có acid uric máu cao trên 400µmol/l so với những người có acid uric máu dưới 200µmol/l [12] Trong số những bệnh nhân tăng huyết áp không điều trị, hiện tượng suy giảm dòng máu động mạch vành ở người có kèm tăng acid uric máu cao hơn đáng kể so với người có acid uric máu bình thường Như vậy, tăng acid uric máu liên quan với tăng huyết áp và là một yếu tố nguy cơ độc lập của tổn thương

cơ quan đích trong bệnh huyết áp cao

– Đái tháo đường: một số nghiên cứu cho thấy, khoảng 25% những người bị đái tháo đường type 2 có tăng acid uric máu [3,5], nồng độ acid uric máu liên quan trực tiếp

với lượng albumin bài xuất ra nước tiểu Những người đàn ông bị gout có nguy cơ cao mắc bệnh đái tháo đường trong tương lai

– Gan nhiễm mỡ không do rượu: nồng độ acid uric cao trong huyết thanh có liên quan với tăng nguy cơ phát triển của bệnh gan nhiễm mỡ dù không rượu

– Rối loạn lipid máu: trong số các bệnh nhân gout có khoảng 20% bị tăng cholesterol

và lên tới 40% bị tăng triglycerid máu [7]

– Bệnh gout: tăng acid uric máu là một trong những yếu tố nguy cơ hình thành bệnh gout Gout là một dạng viêm khớp gây đau khớp và sưng khớp, những vết sưng thường kéo dài trong một hoặc hai tuần, sau đó biến mất Vết sưng do bệnh gout thường bắt đầu ở ngón chân cái hoặc chi dưới (Hình 2.4)

Hình 2.4 Tinh th ể acid uric lắng đọng trong khớp xương bệnh nhân gout [7]

– Suy thận mạn tính: một trong những đặc điểm cơ bản của các bệnh nhân suy thận

mạn tính đó là nồng độ acid uric trong máu luôn ở mức cao

Trang 23

12

– Sỏi thận: đây cũng được coi là một biến chứng của bệnh gout Bệnh thường biểu

hiện bằng những cơn đau quặn thắt ở thận, đau tại hông, lưng, lan xuống bẹn, cơ quan sinh dục, có thể tiểu ra máu,

Hình 2.5 Tăng nồng độ acid uric gây sỏi thận [7]

– Các bệnh liên quan đến tế bào mạch máu: nồng độ acid uric tăng cao ảnh hưởng đến chức năng của lớp tế bào nội mạc mạch máu, kích thích giải phóng gốc tự do,

hoạt hóa chất trung gian của quá trình viêm, gây tăng kết tụ tiểu cầu, tạo các vi huyết khối, những phản ứng viêm mạn tính và làm tổn thương thành mạch

– Các bệnh lý khác: tăng acid uric máu cũng có liên quan đến các bệnh lý mạch ngoại vi, mạch cảnh, tiền sản giật và chứng sa sút trí tuệ [8]

– Một số bệnh di truyền: tăng nồng độ acid uric máu cũng liên quan đến một số căn

bệnh di truyền Điển hình là hội chứng Lesch-Nyhan [15], gây ra do thiếu hụt enzyme trong chuyển hóa purin, dẫn đến sự đột biến liên quan đến nhiễm sắc thể

X, làm tăng đột ngột quá trình tổng hợp purin nội sinh Ngoài ra, tăng acid uric còn liên quan đến bệnh Gipke gây ra sự rối loạn trong quá trình giải phóng enzyme glucose 6 phosphatase vào gan [17] Do thiếu hụt enzyme này đã khiến quá trình

tổng hợp acid uric tăng lên và giảm sự đào thải chất này ở thận…

– Các bệnh lý làm phá hủy tế bào quá mức: nghiên cứu cũng chỉ ra, việc tăng acid uric có liên quan đến các bệnh lý làm phá hủy tế bào quá mức như lơ-xê-mi, các

bệnh lý ác tính, vẩy nến,… [9]

Nguyên nhân của tăng nồng độ acid uric máu:

– Do di truyền: hội chứng Lesch-Nyhan được các chuyên gia y tế cho là nguyên nhân di truyền của sự tăng acid uric máu [17] Khi không có enzyme HPRT1 di

Trang 24

13

truyền, cơ thể sẽ bị tăng acid uric trong máu Đây cũng chính là nguyên nhân gây

khởi phát bệnh gout cấp tính

– Tăng cung cấp: tăng acid uric máu cũng có thể là nguyên nhân của việc tăng cung

cấp những thực phẩm giàu purin Một số thực phẩm giàu purin như phủ tạng động

vật, thịt đỏ, cá cơm, nấm men,…

Hình 2.6 Nh ững thực phẩm giàu purin

– Tăng chuyển hóa purin: một số trường hợp khối u phát triển nhanh sẽ làm tăng chuyển hóa purin Từ đó dẫn đến tăng acid uric máu chẳng hạn như: ung thư di căn, u xơ đa bào, bệnh bạch cầu cấp và mãn tính Bên cạnh đó, bệnh nhân mắc

bệnh ung thư khi hóa trị cũng làm tăng acid uric trong máu, nguyên nhân là do hội

chứng phân tách khối u [18] Ở những bệnh nhân hóa trị, sự giải phóng nội chất tế bào sẽ dẫn đến acid uric máu tăng cao

– Giảm thải trừ acid uric: Sự giảm thải trừ cũng là một trong những nguyên nhân thường gặp của tình trạng tăng acid uric máu [7] Ở những người mắc bệnh thận,

chẳng hạn như suy thận, khả năng đào thải acid uric sẽ bị suy giảm Bên cạnh đó,

những người ăn kiêng và vận động nặng thường xuyên cũng có thể bị tăng acid uric máu vì giảm thải trừ

– Một số nguyên nhân khác: một số nguyên nhân ít gặp hơn có thể gây ra tình trạng tăng acid uric máu bao gồm:

+ Mắc các bệnh như: suy giáp, đái tháo đường, bệnh vẩy nến

+ Tình trạng thừa cân, béo phì

+ Chế độ ăn có quá nhiều chất đạm, hải sản, uống quá nhiều rượu bia hoặc các

thức uống có cồn

+ Sử dụng thường xuyên thuốc lợi tiểu và thuốc ức chế miễn dịch

+ Huyết áp cao

Trang 25

14

+ Phơi nhiễm chì, thủy ngân, thuốc trừ sâu,…

+ Người bệnh mắc các bệnh lý ung thư như đa u tủy xương, ung thư di căn hoặc đang điều trị ung thư bằng các phương pháp như xạ trị, hóa trị Các phương pháp này làm tăng hủy hoại tế bào, gây tăng acid uric máu [7]

2.4.2 N ồng độ acid uric trong máu thấp hơn bình thường

Chỉ số acid uric thấp rất hiếm gặp và nguyên nhân gây ra tình trạng này sẽ quyết định đến mức độ nguy hiểm mà nó gây ra:

– Nếu acid uric chỉ thấp hơn ngưỡng bình thường sẽ khiến hạ kali trong máu bất thường hay hạ đường huyết

– Acid uric thấp còn có thể do hội chứng Fanconi [13] chủ yếu do di truyền, thường

gặp ở những trẻ mới sinh uống nước nhiều, tiểu nhiều Trong trường hợp này người bệnh sẽ bị đau nhức xương và mệt mỏi bất thường

– Còn nếu chỉ số acid uric thấp do mắc phải bệnh Wilson là một bệnh lý di truyền gây tích tụ đồng dư thừa trong cơ thể, người bệnh sẽ bị đau cơ thể, chán ăn, trầm

cảm, mệt mỏi, sưng chân, run rẩy, ảnh hưởng đến việc đi lại

– Ngoài ra acid uric thấp còn do lượng nước tiểu tăng bất thường

– Hội chứng SIADH (tăng tiết ADH bất thường) [6] gây ra do rối loạn hormone tuyến thượng thận, gây tiểu nhiều và hạ natri máu

– Bệnh Xanthin niệu là dạng rối loạn di truyền chuyển hoá do thiếu xanthine oxidase

là enzym xúc tác oxy hóa xanthin thành acid uric [7]

– Bệnh to đầu chi (acromegaly) [9] có đặc điểm tiết quá mức hormone tăng trưởng

GH, thường do u tuyến yên

– Bệnh ruột non bất dung nạp gluten (bệnh Celiac) xảy ra khi cơ thể nhạy cảm với gluten, ảnh hưởng chủ yếu ở ruột non, nơi chứa thức ăn sau khi rời dạ dày [10]

2.5 Phương pháp đo chỉ số acid uric của cơ thể người dùng phương pháp xâm l ấn

Phương pháp phổ biến nhất được sử dụng để đo nồng độ acid uric trong máu hiện nay

là xét nghiệm máu Chỉ số acid uric máu bình thường ở nam giới là 202 – 416μmol/l, ở nữ giới là 143 – 399μmol/l (nồng độ có thể thay đổi khác nhau tùy phòng xét nghiệm,loại hóa chất cũng như thiết bị sử dụng) [5] Xét nghiệm acid uric trong máu được thực hiện vào buổi sáng, bệnh nhân cần nhịn ăn trước khi lấy máu ít nhất là 4 giờ đồng hồ, ngưng

sử dụng một số loại thuốc để tránh gây ảnh hưởng tới kết quả xét nghiệm (có thể uống nước lọc) Mẫu máu được sử dụng để xét nghiệm nồng độ acid uric thường được lấy từ tĩnh mạch Bác sĩ hoặc người có chuyên môn sẽ lấy một mẫu máu từ tĩnh mạch khủy tay

hoặc mu bàn tay

Trang 26

15

Hình 2.7 L ấy mẫu máu xét nghiệm acid uric [8]

Các bước thực hiện lấy máu: ban đầu, bác sĩ sẽ thực hiện khử trùng khu vực lấy mẫu Sau đó, quấn một băng thun xung quanh cánh tay để máu lưu thông tới tĩnh mạch Tiếp sau đó, bác sĩ sẽ đưa kim vào tĩnh mạch thực hiện lấy máu Khi lấy máu xong, bác sĩ sẽ tháo băng quấn và rút kim ra khỏi tĩnh mạch (Hình 2.7) Đối với trẻ sơ sinh và trẻ nhỏ, bác sĩ có thể thực hiện rạch một đường nhỏ ở cánh tay và sử dụng que thử để lấy mẫu máu Sau đó, khu vực thực hiện lấy máu sẽ được khử trùng và băng lại Mẫu máu sau khi được thu thập sẽ được cho vào ống nghiệm có chứa chất chống đông, ly tâm trước khi tiến hành phân tích Thời gian thực hiện xét nghiệm mất khoảng một giờ Nếu kết quả xét nghiệm cho thấy acid uric máu cao hơn so với giá trị thông thường, cơ thể bệnh nhân có

thể đang sản xuất nhiều acid uric hoặc khả năng đào thải acid uric qua đường tiểu đang bị

bệnh nhân có tình trạng tăng acid uric, bệnh nhân cần được uống nhiều nước, giảm ăn các

thực phẩm giàu purin, tránh sử dụng bia rượu để dự phòng nguy cơ mắc các bệnh do tăng acid uric hoặc nặng hơn các bệnh hiện có

Xét nghiệm acid uric máu là một xét nghiệm quan trọng, được thực hiện rất phổ biến trong khám sức khỏe tổng quát cũng như để đánh giá và hỗ trợ chẩn đoán các bệnh lý gây

biến đổi nồng độ acid uric trong cơ thể

Trang 27

– Xét nghiệm nước tiểu [6]

– Phương pháp chụp cắt lớp vi tính năng lượng kép dựa trên CT scan không xâm lấn (DECT) [7]

– Phương pháp xác định nồng độ acid uric trong nước bọt của người [8]

– Phương pháp đo nồng độ acid uric sử dụng phương pháp đo quang phổ cận hồng ngoại [10,11,12]

2.6.1 Phương pháp xét nghiệm nước tiểu

Xét nghiệm acid uric thông qua nước tiểu là một thủ thuật an toàn, không đau và chỉ

cần sử dụng mẫu nước tiểu Các mẫu nước tiểu được thu thập trong vòng 24h theo đúng quy trình thực hiện

Các bước thực hiện lấu mẫu nước tiểu:

– Vào ngày đầu tiên, người lấy mẫu đi tiểu ngay khi thức dậy, tuy nhiên mẫu nước

tiểu này không cần thực hiện thu thập

– Ghi chú lại thời gian và thu thập tất cả các mẫu nước tiểu trong vòng 24h Các mẫu nước tiểu cần được thực hiện bảo quản ở nhiệt độ phù hợp để tránh việc xảy ra các

phản ứng khi tiếp xúc với nhiệt

– Đậy kín nắp lọ lấy mẫu nước tiểu ngay sau khi thu thập

– Thực hiện mang mẫu nước tiểu theo chỉ định của bác sĩ hoặc người có chuyên môn

Acid uric vốn là sản phẩm chuyển hóa cuối cùng của base có nitơ nhân purin Xét nghiệm định lượng acid uric trong nước tiểu được tiến hành bằng phương pháp động học enzym Để thực hiện được xét nghiệm này, cần phải có đội ngũ bác sĩ, kỹ thuật viên được đào tạo chuyên ngành hóa sinh, các phương tiện máy móc, hóa chất và thuốc thử, vật tư tiêu hao, đảm bảo, sẵn sàng sử dụng Trước khi tiến hành xét nghiệm định lượng acid uric trong nước tiểu, người bệnh sẽ được kỹ thuật viên hướng dẫn lấy mẫu nước tiểu đúng quy cách, điền đầy đủ thông tin cá nhân vào phiếu xét nghiệm và nộp lại cho kỹ thuật viên để đưa đi xét nghiệm Mẫu nước tiểu sẽ được đưa vào máy phân tích theo cấu hình của máy, khi có kết quả thì sẽ phân tích và đối chiếu với phiếu xét nghiệm và trả kết quả về cho người bệnh

Trang 28

17

Thông thường, nồng độ acid uric trong nước tiểu của người đạt mức 2,2 – 5,5mmol/lít/24h [7] Nếu như nồng độ acid uric cao trong nước tiểu thì chứng tỏ người bệnh có liên quan đến bệnh gout, ung thư di căn, đa u tủy, bệnh bạch cầu hoặc đang có một chế độ ăn quá giàu purin Đối với những trường hợp có nguy cơ cao bị sỏi thận và nồng độ acid uric trong nước tiểu cao thì rất có thể cần phải sử dụng thuốc

để ngăn ngừa hình thành sỏi Trường hợp nồng độ acid uric trong nước tiểu thấp thường xảy ra ở những người mắc bệnh thận, nghiện rượu mạn tính và ngộ độc chì

2.6.2 Phương pháp chụp cắt lớp vi tính năng lượng kép dựa trên CT scan không xâm

lấn (DECT)

Từ năm 2010, để thay thế cho phương pháp xét nghiệm thông thường, chụp cắt lớp vi tính năng lượng kép dựa trên CT scan không xâm lấn (DECT) được giới thiệu để xác định lắng đọng acid uric [18] Ở DECT hình ảnh được tạo ra từ hai mức năng lượng Hai mức điện thế đặt thông thường là 80kVp và 140kVp để tạo ra khác biệt về phổ lớn nhất DECT phân biệt các thành phần của vật chất bởi khác biệt các mức năng lượng Hiện nay DECT được chỉ định rộng rãi, và một số sử dụng thường quy lâm sàng

DECT là một phương pháp hình ảnh tiên tiến cho phép hình dung acid uric lắng đọng tinh thể bằng cách phân tích thành phần hóa học của quét vật liệu [19] Hình 2.8 cho thấy một ví dụ về DECT thu giữ acid uric lắng đọng quanh khớp ngón chân cái của người bệnh gout Một lợi thế chính của DECT hơn phương pháp thông thường là không xâm lấn Tuy nhiên, CT không phải là một lựa chọn hiệu quả về chi phí và cũng không phải là một lựa chọn thực tế cho các mục đích giám sát liên tục Do đó, giống như phương pháp thông thường, nó có hạn chế khi phục vụ như một công cụ phòng ngừa

Hình 2.8 Hình ảnh kết quả DETC cho thấy lắng đọng urat ở đầu ngón chân cái [18]

Trang 29

18

Đánh giá bệnh gout thông qua phát hiện lắng đọng các tinh thể acid uric trong nốt tophi là ứng dụng khá quan trọng (Hình 2.8) Các hướng dẫn chẩn đoán gout mới nhất đã đưa vào tiêu chuẩn DECT Cơ chế phân tách thành phần vật chất phát hiện acid uric giống như phân biệt các loại sỏi hệ niệu

2.6.3 Phương pháp xác định nồng độ acid uric trong nước bọt của người

Nước bọt của con người bao gồm 99% nước và muối vô cơ của natri, kali, canxi, clorat, bicacbonat và photphat và các hợp chất hữu cơ bao gồm acid uric (2,6,8-trihydroxypurine, UA), lactat, hormone, polypeptit và protein, chẳng hạn như như các globulin miễn dịch, enzym và mucin [20] Các thành phần khác như neopterin, nicotin, nitrat, nitrit và glutathione cũng có thể gặp trong nước bọt

Các nghiên cứu về nồng độ globulin miễn dịch A (IgA) trong nước bọt ở bệnh nhân HIV đã gợi ý rằng kháng thể kháng HIV IgA trong nước bọt có thể là một chỉ số tiên lượng cho sự tiến triển của nhiễm HIV [21] Nước bọt đáp ứng nhiều chức năng bao gồm bôi trơn, bảo vệ, vị giác, tiêu hóa, hoạt động đệm, duy trì tính toàn vẹn của răng, chống vi khuẩn, chống nấm, cũng như các hoạt động chống vi rút [21] Nhiều nghiên cứu hiện nay đang tập trung vào việc sử dụng nước bọt để chẩn đoán

Ưu điểm khi chuẩn đoán nồng độ acid uric trong nước bọt: ưu điểm chính của nước

bọt trong chẩn đoán là lấy mẫu đơn giản, an toàn và không xâm lấn, giảm nguy cơ nhiễm trùng so với các phương pháp xâm lấn như lấy mẫu máu, trong đó có thể gặp khó khăn khi lấy máu ở trẻ em hoặc bệnh nhân khuyết tật về thể chất và tinh thần xảy ra

Nhược điểm khi chuẩn đoán nồng độ acid uric trong nước bọt: nhược điểm của kết

quả xét nghiệm bằng nước bọt là chẩn đoán bao gồm độ loãng cao của chất phân tích, ảnh hưởng từ thực phẩm, hút thuốc và các bệnh răng miệng

Các phòng thí nghiệm lâm sàng chỉ sử dụng nước bọt để xác định một số chất phân tích bao gồm cortisol [19], immunoglobulin A [20], testosterone [21] và thuốc, đặc biệt là cannabinoids [21] Acid uric thường không được xác định trong nước bọt trong thực tế thông thường mặc dù thực tế rằng nó là một chất chống oxy hóa quan trọng [23] và đóng

một vai trò quan trọng trong quá trình chẩn đoán một số rối loạn

Bộ dụng cụ xét nghiệm enzyme hầu hết được sử dụng để xác định acid uric [23,24] Những bộ dụng cụ này rất dễ sử dụng, chi phí mua chúng khá thấp và có thể được sử dụng cho các loại chất nền sinh học khác nhau như nước bọt, huyết thanh và nước tiểu Thật không may, những lợi ích này được bù đắp bởi sự xuất hiện thường xuyên

của các nhiễu liên quan đến lượng mẫu không đủ, độ nhạy thấp và thuốc thử hết hạn có

thể ảnh hưởng đến phản ứng và dẫn đến kết quả dương tính giả hoặc âm tính giả [25] Do

Trang 30

Quang phổ cận hồng ngoại đầu tiên được đo vào năm 1881 bởi Abney và Festing bằng cách sử dụng các tấm ảnh Họ không chỉ tạo ra quang phổ đầu tiên mà chính xác là họ còn

gợi ý rằng sự hấp thụ có liên quan đến thành phần hóa học của chất lỏng mà họ nghiên

cứu Nhưng người tiên phong quan trọng nhất của quang phổ IR là William W Coblentz [12]

Năm 1905, ông công bố kết quả của một nghiên cứu lớn về các hợp chất có quang phổ

mà ông ghi lại được từ 1000nm đến 16.000nm Công trình của Coblentz là một bước đột phá trong đó các nhà nghiên cứu có thể liên hệ đặc tính của các nhóm nguyên tử trong phân tử có liên quan đến sự hấp thụ cụ thể ở vùng giữa IR (2500 – 50,000nm) Sự hấp thụ này là kết quả của tương tác với các dao động cơ bản của các liên kết hóa học liên kết với các nguyên tử của các nhóm [13] Các liên kết hóa học khác nhau (như O – H, C – H và N – H) khác nhau về độ bền và do đó lượng năng lượng cần thiết để dao động liên kết chuyển từ mức này sang mức tiếp theo [13] Sự biến đổi năng lượng này sẽ được xem trong một quang phổ như một chuỗi các chất hấp thụ ở các bước sóng khác nhau

Đo phổ ánh sáng phản xạ từ các mẫu sinh học sẽ thu được các thông tin về thành phần hóa học của mẫu đó Những giá trị phổ thu được sẽ được phân tích bằng phần mềm của máy tính và cho ra một ma trận các giá trị phổ của chất hữu cơ cần phân tích (như protein thô, lipid,…) Áp dụng mô hình thống kê nhiều biến sẽ mô tả được mối quan hệ giữa phổ

hấp phụ và thành phần hóa học; mối quan hệ này là cơ sở để chẩn đoán thành phần hóa

học tại các máy phân tích (máy NIR) [12]

Trang 31

20

Quang phổ cận hồng ngoại được phát hiện vào thế kỷ XIX, nhưng ứng dụng công nghiệp đầu tiên bắt đầu vào những năm 1950 Trong những ứng dụng đầu tiên, NIRS chỉ được sử dụng như một đơn vị bổ sung cho các thiết bị quang học khác sử dụng các bước sóng khác như quang phổ tử ngoại (UV), khả kiến (Vis) hoặc hồng ngoại trung (MIR) [12]

Vào những năm 1980, một hệ thống NIRS đơn lẻ, độc lập đã ra đời, nhưng ứng dụng

của NIRS tập trung nhiều hơn vào phân tích hóa học Với sự ra đời của sợi quang ánh sáng vào giữa những năm 1980 và sự phát triển của máy dò đơn sắc vào đầu những năm

1990, NIRS đã trở thành một công cụ mạnh mẽ hơn cho nghiên cứu khoa học

Hiện nay, phương pháp quang phổ cận hồng ngoại (NIRS) được ứng dụng phổ biến trong việc kiểm soát chất lượng thực phẩm, dược phẩm, thức ăn chăn nuôi, hóa chất nông nghiệp, hóa học khí quyển, nghiên cứu đốt cháy và thiên văn học Đặc biệt, NIRS còn được ứng dụng trong chẩn đoán, nghiên cứu y tế và sinh lý bao gồm đường huyết, đo oxy trong máu, hình ảnh thần kinh chức năng, y học thể thao, phục hồi chức năng, nghiên cứu

sơ sinh, giao diện máy tính não, tiết niệu (co bóp bàng quang) và thần kinh học (khớp nối

mạch thần kinh) [13]

Ở Việt Nam, quang phổ cận hồng ngoại (NIR) được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau, trong các quy trình kiểm soát chất lượng và đảm bảo chất lượng cho phép xác định được nhiều thông số hóa học và vật lý của các mẫu khác nhau [14] Ví dụ: chế biến

thực phẩm, sữa, thức ăn chăn nuôi,bia, rượu, sản xuất hóa chất, dược phẩm, hóa dầu, sản

xuất polymer, mỹ phẩm, bột giấy và giấy, dệt may và nhiều hơn nữa

Những ưu điểm của phương pháp quang phổ cận hồng ngoại NIR so với phương pháp hóa ướt truyền thống [14] đó là:

• Phương pháp quang phổ cận hồng ngoại NIR không yêu cầu dung môi và thuốc

thử (độc hại), do đó đây được xem là một kỹ thuật xanh và thân thiện với môi trường

• Thiết bị quang phổ cận hồng ngoại NIR có thể được vận hành bởi những người không có chuyên môn, kiến thức về các phản ứng hóa học và phân tích hóa học là không cần thiết Thời gian thực hiện thông thạo của người dùng ngắn, do đó giúp đào tạo nhân viên nhanh

• Phương pháp quang phổ cận hồng ngoại NIR không phá hủy cấu trúc mẫu, mẫu không cần phải phá hủy với nhiệt độ và hóa chất trong suốt quá trình phân tích và

có thể tái sử dụng

• Phương pháp quang phổ cận hồng ngoại NIR phân tích nhanh và cung cấp kết quả chính xác trong vòng chưa đầy một phút

Trang 32

21

• Phương pháp quang phổ cận hồng ngoại NIR có khả năng phân tích được nhiều thông số khác nhau và các thông số đó có thể được xác định chỉ bằng một phép đo duy nhất

• Đo được nhiều chỉ tiêu khác nhau như: độ ẩm, protein, hàm lượng chất béo, đường, tinh bột, acid uric, muối, tro,…

Dựa trên nguyên lý này, bằng cách sử dụng các đặc trưng trong quang phổ hấp thụ ánh sáng cận hồng ngoại [26] của acid uric, các bước sóng cận hồng ngoại từ 1400nm đến 1700nm được sử dụng để cho đi qua các mẫu acid uric và cảm biến đo được ánh sáng cận

hồng ngoại đi qua không bị hấp thụ bởi acid uric (Hình 2.9) [27] Tín hiệu NIR được phát

hiện sẽ được khuếch đại và lọc để duy trì tỷ lệ tín hiệu trên tạp âm (SNR) cao với các bước sóng quan tâm Một thuật toán hồi quy tuyến tính được sử dụng để phân biệt và dự đoán nồng độ acid uric trong các mẫu sinh học khác nhau [26] Dựa trên định luật Beer-Lambert [22], tồn tại mối quan hệ tuyến tính giữa độ hấp thụ ánh sáng và nồng độ acid uric có trong các mẫu sinh học Sự thay đổi tối thiểu có thể phát hiện được về nồng độ acid uric đã được phân tích và một mô hình toán học được so sánh với dữ liệu đo được [27]

Hình 2.9 Sơ đồ phương pháp quang phổ cận hồng ngoại cơ bản [26]

Phương pháp quang phổ cận hồng ngoại có ý nghĩa quan trọng ở chỗ bản chất di động, không xâm lấn và hiệu quả về chi phí, có khả năng mang lại lợi ích lớn cho những bệnh nhân có nguy cơ hoặc mắc các biến chứng liên quan đến tăng acid uric máu Các thiết bị

sử dụng phương pháp này có cảm biến có kích thước nhỏ nên bệnh nhân có thể mang theo

để theo dõi nồng độ acid uric khi cần Với khả năng theo dõi nồng độ acid uric, người

bệnh có thể có những điều chỉnh phù hợp (ví dụ như thông qua chế độ ăn uống) từ sớm để ngăn chặn các cơn gout nặng Dự kiến cũng sẽ giảm đáng kể chi phí vì các cảm biến dựa trên hồng ngoại có thể được chế tạo rất tiết kiệm chi phí và giống như bất kỳ loại thiết bị điện tử nào khác, nó có thể được sử dụng liên tục mà không phải trả thêm bất kỳ chi phí nào Bảng 2.1 tóm tắt sự so sánh giữa các phương pháp hiện có và phương pháp quang

phổ cận hồng ngoại

Trang 33

22

B ảng 2.1 So sánh phương pháp thông thường, DECT và sử dụng ánh sáng cận hồng ngoại

Phương pháp thông thường (ch ọc hút dịch khớp và xét

Phương

Nh ỏ gọn,

Độ chính

nghệ Phụ thuộc vào công nghệ

Hiện nay các bệnh liên quan đến acid uric chủ yếu được chẩn đoán bằng phương pháp xâm lấn dùng cách lấy máu từ cơ thể người Trong luận văn này, tác giả sẽ thảo luận về phương pháp không xâm lấn để phát hiện acid uric bằng cách sử dụng nguồn LED cận

hồng ngoại và photodiode thu ánh sáng Nguồn sáng cận hồng ngoại và photodiode được

lựa chọn sao cho bước sóng đo cho độ hấp thụ cao trong phổ hấp thụ cận hồng ngoại của acid uric Quá trình thử nghiệm sẽ được tiến hành trước tiên trên cuvet Mạch thiết kế có

thể hiển thị giá trị điện áp thay đổi theo nồng độ acid uric trên màn hình LCD Dựa trên định luật Beer-Lambert [22], mối quan hệ tuyến tính giữa độ hấp thụ ánh sáng và nồng độ acid uric được mong đợi Phương pháp này cũng được sử dụng để phát hiện các mẫu sinh

học khác nhau bằng cách thay đổi bước sóng của nguồn sáng và photodiode

2.7 K ết luận chương

Trong chương này, tác giả đã đưa ra lý thuyết và cấu trúc phân tử của acid uric Tác

giả còn trình bày về các nguy cơ bệnh tật khi tăng hoặc giảm nồng độ acid uric trong máu

Từ cơ sở lý thuyết và các nghiên cứu đã có, tác giả trình bày khái quát về phương pháp theo dõi nồng độ acid uric của cơ thể, trong đó tác giả có giới thiệu về phương pháp quang phổ cận hồng ngoại với bước sóng từ 1400nm đến 1700nm, nguyên lý đo và mô hình đo cơ bản cũng được trình bày Chương tiếp theo tác giả sẽ triển khai thiết kế mạch, đưa ra sơ đồ khối và thiết kế chi tiết của các khối của mạch đo nồng độ acid uric dựa trên nguyên lý phương pháp quang phổ hấp thụ cận hồng ngoại

Trang 34

23

CHƯƠNG 3 THIẾT KẾ MẠCH ĐO CHỈ SỐ ACID URIC

Trong chương này, tác giả tiến hành thiết kế sơ đồ khối của mạch, từ sơ đồ khối và

những yêu cầu đặt ra cho mạch, tác giả đi tới việc thiết kế chi tiết từng khối nhỏ Sau khi hoàn tất thiết kế, tác giả tiến hành sang quá trình chế tạo và hoàn thiện mạch cùng với

việc thiết kế và nạp chương trình để mạch hoạt động Kết quả và quy trình thử nghiệm đo

độ hấp thụ của dung dịch acid uric bằng mạch tự thiết kế cũng được trình bày trong chương này

3.1 M ục đích và yêu cầu

Mục tiêu của tác giả là tạo ra mạch đo nồng độ acid uric không xâm lấn cầm tay cho

kết quả đo chính xác, nhỏ gọn, dễ sử dụng và an toàn tuyệt đối và có giá thành phải chăng, thử nghiệm bước đầu với việc đo nồng độ acid uric trong cuvet Khi sử dụng

mạch, đưa cuvet có dung dịch mẫu sinh học chứa acid uric vào cảm biến và chờ kết quả

sẽ được hiển thị trên màn hình LCD khoảng 10 giây Kết quả có thể được lưu trữ trên thẻ

SD và đưa vào máy tính để phân tích trên các phần mềm chuyên dụng Mạch của tác giả

cần đáp ứng được các thông số kĩ thuật như đề ra như:

– Kiểu đo: Không xâm lấn

– Thời gian đo: 10-15s

– Độ chính xác: 80% (theo WHO đối với các thiết bị xét nghiệm acid uric xâm lấn,

độ sai số cho phép là 20%)

– Kiểu dáng thiết bị: Nhỏ gọn, cầm tay

– Hiển thị kết quả: Màn hình LCD, lưu trữ kết quả trong thẻ SD

– Nguồn cấp: Pin

– Điều kiện vận hành: Nhiệt độ: 10°C ~ 45°C

3.2 Sơ đồ khối tổng quát của module mạch

Sơ đồ khối của mạch đo chỉ số nồng độ acid uric không xâm lấn được thể hiện như trong Hình 3.1 dưới đây

Nhìn từ sơ đồ khối Hình 3.1 có thể thấy, module được thiết kế có các khối chính là:

Khối cảm biển, khối lọc và khuếch đại tín hiệu, khối ADC, khối điều khiển, khối hiển thị

khối lưu trữ và khối nguồn Chức năng của các khối như sau:

• Khối nguồn: có nhiệm vụ cung cấp năng lượng cho module hoạt động, điện áp ra

của nguồn cần phải ổn định, nguồn phải đáp ứng đủ công suất cho cả module

Trang 35

24

• Khối cảm biến: có nhiệm vụ phát ánh sáng cận hồng ngoại nhờ một đèn IR LED và

đo lượng ánh sáng đi qua cuvet, trả về giá trị điện áp tương ứng với lượng ánh sáng thu được ở photodiode

• Khối lọc và khuếch đại tín hiệu: do tín hiệu điện áp đo được từ photodiode có biên

độ nhỏ và tín hiệu đo có nhiều ảnh hưởng bởi các nhiễu nên khối lọc và khuếch đại

sẽ có nhiệm vụ lọc nhiễu và khuếch đại tín hiệu đo, đảm bảo cho tín hiệu đo được

rõ ràng và không bị suy giảm khi đưa vào khối ADC

• Khối ADC: Bộ chuyển đổi ADC chuyển đổi giá trị điện áp liên tục (analog) sang giá trị nhị phân (kỹ thuật số) mà thiết bị kỹ thuật số có thể hiểu được sau đó có thể được sử dụng để tính toán kỹ thuật số Bộ chuyển đổi ADC được tích hợp vào vi điều khiển trên khối điều khiển

• Khối điều khiển: bao gồm mạch chuyển đổi ADC và mạch điều khiển MCU Nhiệm vụ chính của khối này là điều khiển hoạt động hệ thống, xử lý tín hiệu, chuyển đổi và đưa tín hiệu vào bộ vi xử lý để tính toán cho ra kết quả, hiển thị kết

quả lên LCD và ghi kết quả vào thẻ SD

• Khối hiển thị: nhận tín hiệu điều khiển từ MCU và hiển thị kết quả

• Khối lưu trữ dữ liệu kết quả: lưu trữ kết quả đo từ khối xử lý gửi đến, các dữ liệu này dùng cho việc phân tích các thông số acid uric bằng cách đưa dữ liệu vào các

phần mềm như Matlab, Excel,…

Hình 3.1 Sơ đồ khối của mạch đo chỉ số acid uric

Ngày đăng: 03/06/2023, 08:29

TRÍCH ĐOẠN

TÀI LIỆU CÙNG NGƯỜI DÙNG

TÀI LIỆU LIÊN QUAN

🧩 Sản phẩm bạn có thể quan tâm

w