Luận Án tiến sĩ loại trừ nhiễu và nén tín hiệu Điện tim Để Ứng dụng trong môi trường truyền dẫn vô tuyến

Trên cơ sở phân tích các nghiên cửu này, tác giả luận án chia những hệ thẳng ở trong những nghiên cửu này nhiên ở trong ruột khoa, phòng khám và điều trị trong bệnh nhân này thường đ

BO GIAO DUC VA DAO TAO TRUONG BA! HOC BACH KHOA HA NOI

Dương Trọng Lượng

LOẠI TRỪ NHIÊU VÀ NÉN TỈN HIỆU ĐIỆN TIM ĐẼ ỨNG DỤNG

TRONG MÔI TRƯỜNG TRUYÊN DẪN VÔ TUYẾN

LUẬN ÁN TIÊN SĨ KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ

Hã Nội - 2017

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

Dương Trọng Lượng

LOAI TRU NHIEU VA NEN TIN HIEU DIEN TIM DE UNG DUNG

TRONG MOI TRUONG TRUYEN DAN VO TUYEN

Chuyên ngành: Kỹ thuật điện tử:

Mã số: 62520203

LUẬN ÁN TIÊN SĨ KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:

1 G5.TS NGUYÊN ĐỨC THUẬN

2 TS HOANG VAN VO

Hà Nội - 2017

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đầy là công trình nghiên cứu của riêng tối Cáo kết quả đạt được

ở trong hiện án này là trưng thực và chưa từng được công bỏ trong bắt kỳ công trình nào khác

Tác giả luận án

Dương Trọng Lượng,

i

LỜI CÁM ƠN

Trước hết, tôi xin bày tô lòng biết ơn chân thành và sâu sắc của mình tới các

thấy hướng đẫn khoa học đó là GS.TS Nguyễn Dúc Thuận va TS [loang Vin Võ Cac thay đã định hướng cho tôi triển khai những ý tưởng khoa học, tận tỉnh hướng

din tôi trong suốt thời gian làm nghiên cứu Đặc biệt, thảy G8.TS Nguyễn Đúc

Thuận rất quan tâm, luôn tận tình hướng dẫn, dưa ra những gợi ý và dịnh hướng cho

tôi để tôi triển khai, thực hiện ý tưởng khơa học

Tôi xin trân trọng cám ơn Lãnh đạo bộ môn Công nghệ Điện tử & Kỹ thuật y sinh, Viện Diện tử Viễn thông, trường Đại học lách Khoa L1ả Nội đã gip đố tôi rất

nhiều về cơ sở vật chất, trang thiết bị nghiên cửu và góp ÿ định hướng nghiên cứu trong suốt thời gian thực hiện nghiên cứu vá hoàn thành công trình nghiên cửu này

Tôi cũng xin chân thành câm ơn các anh, chị, và các bạn đồng nghiệp thuộc

bộ môn Công nghệ Diện tử & Kỹ thuật y sinh, Viên Diện tử Viễn thông trường Dai học Bách Khoa Hà Nội đã chia sẽ những kinh nghiệm quý báu và động viền đễ tối hoàn thành cảng trình nghiên cứu này

Tôi xu trân trọng cảm ơn tới Viện Đảo tạo Sau dại học và viện Điện Tử - Viễn Thông trường Dai hoc Bach Khoa Ha Nội dã tạo diễu kiện cho tôi trong quả trinh học tập và nghiên cứu

Tôi xia chân thành cám ơn các thành viễn trang nhóm nghiên oứu tại phòng, Lab kỹ thuật y sinh thuộc bộ môn Công, nghệ Điện tứ & KY thud y sinh đã hỗ trợ và

tham gia với tôi trong việc triển khai các thí nghiệm đo lường, phân tích tin hiệu

ECG

Cuối cùng, lôi dành những lời cám on va yêu thương nhất đến gia đình lôi

bố mẹ, các anh chị và đặc biệt là vợ và các cơn Sự động viên, giúp đỡ và kiên nhẫn

của họ là động lực mạnh mẽ giúp tôi vượt qua mọi khó khăn để hoàn thành luận án

này

TH nội ngảy tháng nấm 2017

rác giá hiện án

Dương Trọng Tượng

Mục tiêu nghiên cứu của luận án

Các vấn đề cần giải quyết của luận án cv

Phạm ví nghiên cũu của luận án

Phương pháp nghiên cửu của luận ám ào ee

`Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận áu cs2ccrercee

Cầu trúc của luận án

1.1 Tín hiệu điện tim va đặc điểm cơ bản của tín hiệu dign tim 8

1.1.2 Đặc điểm cơ bản của tín hiệu điện tìm 8

1.3 Ứng dụng của tín hiệu điện tim trong theo doi, chan doan và nghiên cứu các

1.3 Các loại nhiễu chinh arih hưởng tới tín hiệu điện lưu - - "1

1.4 LIệ thống chân đoán vả theo đõi bệnh nhân tim mạch se T2 1.4.1 Hệ thống chẵn đoản reerrerrrrrrrerrrrrree 12

1.4.2 TIệ thống theo đỏi bệnh nhân tìm mạch - - 13

1.5 Tóm lược một số công nghệ vô tuyến được ứng dụng trong hệ thông theo đối

va hé tro chan đoán bệnh tim mạch - - 17

1.5.1.3 Tóm luợc một số nghiên cứu, ứng dụng Z4gbee để truyền tín hiệu

v

1.8.2 Bluetootk XE HH gu ggberrưec

1.5.2.3 Tôm lược một số nghiên cửu, ứng dụng Bluelooth để truyền tín hiệu

1.5.3.1 Giới thiệu sơ lược về công nghệ WTFI - - 21

1.5.3.2 Tom lược một số nghiền cứu, ứng dụng W¡Fi để truyền tin hiệu điện

1.5.4 Công nghệ GPRS/3G He Keo T53)

1.5.4.1 Giới thiệu sơ lược về công nghệ GPRS⁄3 saasa.23

1.5.4.2 Tóm lược một số nghiền cửu, ứng dụng công nghệ GPRS/3G đề

truyền tín hiệu điện timr -: 55525552 24

1.6 Dịnh hướng cáo nội dung nghiền cứu của luận án ¬ -

2.1.2 Dễ xuất giải pháp nâng cao hiệu quả lọc nhiễu nguồn xoay chiều dùng bộ

lọc triệt tân thích nghỉ đựa trên biến đối Fourier nhanh và nhiều vòng lặp 28

2.2.3 Dễ xuất phương pháp lọc nhiễu trôi dạt đường cơ sở trong miễn thời gian

2.2.3.1 Phương pháp thực hiện à eererieriereeseoeeie đĐ)

CHƯƠNG 3 ĐÈ XUẤT PHƯƠNG PHÁP NÉN DỮ LIÊU ĐIỆN TIM (ECG) UNG DUNG TRONG HE THONG THEO DOI VA CHAN DOAN BENH TIM

3.1 Đặt vấn đề d "— 5O

3.2.1 Tổng quan vẻ thuật toán nén bai trạng thải se S8

3.2.2 Phân loại trạng thải của tía hiệu BCG sereereeee ỐT

3.2.3 Nén các mẫu chênh lệch đựa trên trạng thải - &

3.2.4 Dảnh dấu sự thay đổi trạng thải ooocccccceccceeeeerrrerrrrerecau 3

CHƯƠNG 4 THỨ NGHIỆM VÀ ĐÁNH GIÁ HIỆU QUA CUA THUAT TOAN

NEN HAI TRẠNG THÁI TÊN HIEU ECG TRONG MÔI TRUONG WIFI T1

4.2 Thử nghiệm hệ thông truyển-nhận với tín hiệu ECG, img dung công nghệ 'WiFi và thuật toán nén hai trạng thái tín hiệu DCG - - 78

4.2.1 Xây dựng mô hình hệ thông thử nghiệm

4.2.2 Quy trình thử nghiêm và các tham sé đánh giá chất lượng hệ thống thử

) hh a 4.3.3.1 Tam chọn số lượng mẫu nén vả tỉ lệ nén đữ liệu BCG - 81

4.2.2.2 Cac tham s6 danh giá chất lượng hệ thống thủ nghiệm 81

4.2.4 Kết quả thứ nghiệm

4.2.4.1 Lhử nghiệm hệ thống trong điều kiện có vật cản se BỘ

2L2.⁄42.Thử nghiệm hệ thông trong điều kiện không có vật cản (tầm nhìn

4.3 Kết luận chương, tren 92

DANH MUC CAC CONG TRINH CONG BO CUA LUAN AN

TAL LI THAM KHẢO

viii

DANH MUC CAC KY HIEU VA CHEF VIET TAT

ADC Analog to Digital converter

BER Bit Error Ratio

CR Compression ratio

DID — Direci-time domain compression

DLMS Difference Least Mean Squares

ECG — Electracardiography

GPRS General Packet Radio Service

FR Heart Rate

hCR = Higher Compression Ratio

IKEE Institude of Electrical and

Electronics Engineers LMS — Least Mean Squares

ICR Lower Compression Ratio

MB — Model based compression methods

MSE Mean Square Error

NLMS Normalised Least Mean Squares

oCR — Overall compression ratio

PC Personal Compufer

PDA Personal Digital Assistant

PER Packet irror Ratio

PRD Percentage RMS difference

PRDN Percentage RMS Difference

Normalized RLS Recursive Least Squares

RMS — Root mean square

SNR Signal-to-noise ratio

TCP Transmission Control Protocal

TD ‘Transform domain compression

UDP User Datagram Protocol

VO Vector Quantization

WRAN Wireless Body Area Network

WLAN Wireless Local Area Network

WSN Wireless Sensor Network

Bộ chuyển déi wrong ur - sb

Lãi bit

TI€ số nén

Nếu trực liếp miễn thúi gian Đình phương trung bình nhỏ nhật sai phẩm Diện tâm để

Tịch vụ võ tuyển gói chung

May tinh cé nhan

Thiết bị số trợ giúp cá nhân

Lỗi gói dữ liệu

Sai lệch căn bậc hai phương sai

Sai lệch căn bậc hai phương sai chuẩn hóa

Bình phương, nhỏ nhất đệ quy Căn bậc hai bình phương trung bình sai số

Tỉ số tín hiệu trên nhiễu Giao thức điều khiển đường truyền

Neén bang cach chuyển dỗi miền tin hiệu

Giao thức khuôn đạng đữ Nệu người sd dụng

DANH MỤC BẰNG

Bảng 1 1 Biên độ của các sóng thành phân trong tin hiệu điện tím (nguỗn:[22]) 9

Bang 1 2 Khoảng thời gian của các sớng thành phần rong tín hiệu điện tìm 9

Bảng 13 Tổe độ truyền đữ liệu của Zigbee ứng với các đải tần khác nhau (nguỗn:[68]) TH HH ng HH pH uyên 4

Bảng 14 8o sánh giữa Zigbee với Bluelooh và WiFi (EEE B0211b/g)

Bang 1.5 Một số chuẩn IBEH cơ bản dùng cho WiEi (nguồn: [29]) ¬—-

Bảng 2.1 Khảo sát giá trị ngưỡng độ lớn của nhiều 50Hz sau khi lọc sử đụng trang

phương pháp lọc nhiễn nguồn xoay chiêu đê xuất - - 33

Bang 2.2 Khảo sát giả trị ngưỡng dộ lớn của nhiều 60Hz sau khi lọc sử dung trong

phương pháp lọc nhiều nguồn xoay chiêu đẻ xuất .35

Bảng 23 Bảng so sánh giá trị SNR của 3 thuật toán lọc nhiễu nguồn 60Hz của tác

giả Syed A,Rehman với giá trị SN của phương pháp đề xuất se 3Ố Bang 2.4 So sánh kết quả lọc nhiều S0Hz giữa thuật toán để xuất với nghiên cứu

Bang 3.2 Giá trị của các tiéu chi CR, PRD, PRDN, RMS va SNR của 4§ bản ghỉ cơ

sỡ đữ liệu ECG loạn nhịp san khi nén với hCR-lCR = 25-5 6ï Bang 3.3 Toàn bé 5 tiéu chi CR, PRD, PRDN, RMS va SNR của các bán ghỉ cơ sở

đữ liệu nhịp nhanh tâm thất dược tái tạo Kết quả của các trường hợp có củng LCR

được nhóm lại thành một nhóm được biểu diễn bởi giá trị trung bình (Average -

Bang 3.4 Bảng so sánh hiệu quá của các phương pháp nén dữ liệu HCƠ có mat thông lim, thử nghiệm với một số bàn ghì BƠG loạn nhịp MIT-BIH Với mỗt bản

gìu, hệ số CR gân giống nhau dược tạo ra bởi các phương pháp nén khác nhau sẽ

Bang 4.1 Kết quả thử nghiém truyén 90 mẫu đữ liệu BCG không nén và có nén theo các tỉ lệ, trong môi trường Wifi có vật cản, trong ngày làm việc 87

Bang 4.3 Kết quả thử nghiệm truyền 180 mẫn dữ liệu BCG không nén và có nên

theo các tỉ lệ, trong môi trường WiFi có vật cản, trong ngày làm việc 88

Bang 4.3 Kết quả thử nghiệm truyền 90 mẫu dữ liệu BCG không nén và có nén

theo các tỉ lệ, đong môi trường W¡Fi có vật cân, trong ngày nghỉ „90 Bang 4.1 Két quả thủ nghiệm truyền 180 mẫu đữ liệu ICG không nén và có nén

theo các tỉ lệ, trong môi trường Wifi có vật căn, trong ngày nghỉ - 90

Đảng 4.5 Kết quả thử nghiệm tuyển 90 mẫu dử liệu BCG không nén và có nón

DANH MỤC HỈÌNH

Linh 1.1 Dang tin higu dién tim bình thường đo theo đạo trình chỉ (nguồn: [60]) 8

Tình 1.2 Minh họa tín hiệu điện tìm bình thường và một số tín hiệu điện lâm thể

hiện bệnh lý thường gặp vẻ tim mạch (nguồn: [1],[3]) - - 10

Hình 1.3 Tin hiệu điện tim bị ánh hưởng bởi nhiều nguồn xoay chiều (được thực

Tinh 1.4 Tin hiệu điện tim bị ảnh hưởng bởi nhiễu trôi dạt đường cơ sở có tần số

0.811z (được thực hiện mô phỏng bằng phần mềm LabView) T2

Tình 1.5 Dang lín hiệu ECG 12 đạo trình với HR - 106bpn (nhịp nhanh), độ rộng

1Hình 1.6 Dạng tin hiệu HCƠ 12 đạo trình với LIR = 77bprn (nhịp bình thường), độ

Tình 1 7 Sơ đồ khối của hệ thông theo đối bệnh nhân có dây - - 14 Hình 1.8 Sơ dé két néi của hệ thủng mơmitor trung, tâm vô tuyến 1Š Tình 1.9 Sơ đỗ khỏi tổng quát của hệ thống theo đối và hỗ trợ chân đoán bệnh tim

Hình 1.10 Sơ đỗ khối của modulc thu thập, xử lý tin hiệu ECƠ và phát vô tuyển 16

TRnh LII a) PDA kết nổi với các điện cực đo tín hiện HCG trong trường hợp

không có dây (WBN)@nguỏn: [11][#3]); b) PDA ket ndi voi cae dign cue do tin

hiệu HCG trong trường hợp cỏ dây (nguôn: [23]) ¬ LT

Hinh 1.12 Sơ để khối truyền - nhận tín hiệu ECG str dung Zigbee - 19 Hình 1.13 Khai niém vé master-slave déi với việc thiết lập dường truyền bluetooth

tình 2.1 Mô hình lọc nhiễu xoay chiều (nguồn: |2J) ".-

Binh 2.3a) Dang tin higu N(n) — tin higa nhigu SOH2, b) Phố biên độ - tần số của

Tình 2.4 Lưu đồ thuật toán xác định tản số và thiết lập ngưỡng độ lớn của nhiễu nguồn xoay chiểu S0L1z sau khi lọc sec Xe 3T

Tình 3.5 Iưu đổ thuật toán xác định tần số và thiết lập ngưỡng độ lớn của nhiễu

Linh 2.6 Sy thay déi SNR theo gia trị ngưỡng độ lớn cúa nhiều 5011z sau lọc 33

Hinh 2.7 a) tin higu ECG cia ban ghi 103 ban đầu: b) Phố biên độ - lần số của tín

higu nay; c) tin higu DCG oda ban ghi 103 6 nhigu SOLIz; d) Phổ biên độ tần số của

bản ghỉ 103 có nhiễu 5OHz, e) Dạng tín hiệu BCG cia ban ghi 103 sau khi lọc

Tình 28 Sự thay di SNR theo gia trì ngưỡng độ lớn của nhiễu 60Hz sau lọc 35 Llinb 2.9 a) Tin hiệu L/CG (bản ghỉ 220nutdb) ban đầu chưa cở nhiễu 5011z, b) Tin higu UCG có nhiều 50l1z, e) Tìn hiệu ĐCG sau khi lọc dùng thuật toàn trong nghiên

1iịnh 2.12 a) Tín hiệu điện tim có nhiễu trắng: b) Tín hiệu điện tìm có nhiễu trắng

và nhiều trôi đạt đường cơ sở tuân hoàn dạng hàm sin với độ lớn thay đổi từ 0.01 đến 0.5mV và có tân số trùng với tân số của tín hiệu diện tim; c) tin hiệu diện tìm có

Tinh 2.13 Luu để thuật toán xác định các điểm đẳng thé

45

Hirth 214 ø) Tín hiệu điện tìm mô phông có nhiều trỏi dại dường cơ sở, b) Quá trình xác định các điểm isoelectic của tín hiệu S(), ©) nhiễu trôi đại đường cơ sở ngẫu nhiên Bú); đ) tin hiện B°(1) được nội suy bởi phép Cubic Spine và clin hiệu

Hình 3.1 Dạng tín hiệu BCG của bân ghỉ 103 của cơ sở dữ liệu ECG loạn nhịp (trên) và dạng dạo hảm bậc nhất của nó (dưới) Các khoảng phức tạp và dơn giản được phân biệt bởi hai nguỡng ThrT va Thr2 59

Tinh 3.2 Sơ để khỏi của thuật toán nén hai trạng thái đề xuất - - 60

xiii

Hinh 3.3 So dé khói phân loại trạng thái tin hiệu ECG se ỐT Tinh 3.4 Cau trúc của mỗi khoảng trạng thái nén tin hiệu và điều kiện tương ứng 62

Tình 3.5 Ví dụ về việc phân loai ECG mau (hCR 8, Tirl 10) với một

ghi 102, 167, 119 và 123, các khoảng màu xátu thể hiện các khoảng trạng thái

A ban

11linh 3,6, Cầu trúc các gói dữ liệu được tiền ¬—. -

Tình 3.7 Câu trúc các mẫu chênh lệch - 64 1Hình 3.8 Lưu đỗ thuật toẻn giái nén hai trạng thải tin hiệu LCG 6Š Tình 3.9 Hiệu quả của thuật toán đề xuất trong việc nén 48 bên phí RCG loạn nhịp : lidu chi CR, PRT, PRDN, RMS, SNR 68 được đánh giá thông qua Hình 3.10, Giá trị PRD của 480 sóng E, 480 phúc bộ QR5 và 480 sóng 'T' cúa toàn bộ 48 bản phủ cơ sở đỡ liệu HCG loạn nhịp 68

Tình 3.11 Tải tạo bản ghỉ 113 với 4ï lệ nén khác nhau (a) Dữ liệu ban đầu, (b) BCRICR = 10-2, CR = 10.72, PRD = 0.179%; (c) hCR/ICR = 15-3, CR = 13.73, PRD = 0.264%; (4) hCRICR = 20-4, CR = 15.86, PRD = 0.453%;(e) hCH/ICR = 25-5, CR = 17.29, PRD = 0.718% 68

Tình 3.12 Tải tạo bản gin 117 với 4 tỉ lệ nên khác nhau (a) Dữ liệu lsan đầu, 69 Hình 3.13, Tái tạo bản ghỉ 119 với 4 tí lệ nén khác nhau (a) Dữ liệu ban đâu, 69

Tình 3.14 Tai tao bản ghỉ 112 với 4 tỉ lệ nén khác nhau (a) Dữ liệu ban đâu, 70

Hinh 3.15 Tai tac ban ghi CU04 (PRD tết nhật) với các tỉ lệ nén khác nhau 72

Hinh 3.16, Tai tao ban ghi CUI2 (PRD kém nhất) với các tỉ lệ nén khác nhau 72

tình 4.1 So để khối hệ thông thử nghiệm truyền — nhân tín hiệu điện tia sử dụng công nghệ WIFL a ÔÔ_ô Tinh 4 2 Sơ đồ khối quá trình truyền dữ liệu từ phía bèn phát tới bên thu 78

Tình 4.3 Sơ đỗ khối quá trình thu nhận đữ liệu ở phia server - 80 Tinh 4.4 Giao điện chương trình phản mềm thu nhận đữ liệu ECG (phía server), trong đỏ thể hiện tham số PITR, tỉ lệ nén hCR-ÌŒR ¬—

Tình 4.5 Giao điện chương trình phần mềm phia phat dit gu ECG (Chent) 84 1lình 4.6 Lưu đề thuật toán quả trình truyền đữ liệu CG ứng với kích thước trước

Tình 4.7 Sơ để thử nghiệm cũa hệ thống trong trường hợp có vật cần 86

Hình 4.8, Cac mang Wifi xung quanh hệ thống thử nghiệm Ố

xi

Hình 4.9 Dạng tín hiệu EƠG ở phí thu trong môi trường WiFi có vật cân, trong ngày làm viếc, kích thước gói trước khi nén là 90 mẫu, tỷ lệ nén HCR-ICR là 15-3,

Trình 4.10 Dạng tín hiệu TCG ở phía thu trong môi trường WiFi, gia tăng vật căn

x

MỞ ĐẦU

Mục đích nghiên cứu

Trong những năm trở lại đầy bệnh nhân bị bệnh tim mạch đang gia tăng đến mức

báo động Theo tổ chức y tế thế giới (WHO), bệnh tim mach đang lả nguyên nhân

nhất ở các nước đang phát triển

¡ năm trên thể giới có hàng chục triệu người mắc các bệnh vẻ tìm mạch |42]

tử vong hảng đầu trên toàn thẻ giới và chiếm nhị

Tiên cạnh đỏ, nhiều bệnh nhần đang trong tình bụng nguy kịch do bị nhồi màu cơ

tìm và đột quy vì chan đoán và diểu trị bệnh tím mạch muộn Ở Việt Nam, cú 3 người trưởng thành có 1 người có nguy cơ mắc bệnh tìm mạch Theo đự báo của hội

tìm mạch học Việt Nam, đến năm 2017, Việt Nam sẽ có tới 1⁄5 đân số mắc các bệnh tim mạch và tăng luyết áp Các chứng bệnh về tim mạch trên thế giới nói chung và Việt Nam nói riêng đã và dang có xu hướng tăng lên nhanh chóng, diễn

biển phức tạp hơn với nhiều loại biến chứng khác nhau và độ tuổi trung bình của

tệnh nhân tin mach cũng dang giảm dân, chuyên địch về phía những người trong

độ tuổi lao động Tỉnh trạng ay dã din dén sir qua tai che các bệnh viện tuyến

trung ương lại Việt Nam với số lượng bệnh nhân ngày cảng đông, trong khi đó sự

phat triển cơ sở vật chật và nguồn nhân lực bác sỹ chuyên ngành và y tá không thể

theo kịp để đáp ứng Bên cạnh đó, khám bệnh tím mnạch đựa trên tín hiệu điện tim (ŒGG) là một thủ tụs eơ bản để tim ra những bệnh nhân bị các bệnh vẻ tim mạch

không thưởng xuyên như thiểu máu cục bộ, loạn nhịp, v.v Do vậy, việc cung img sac dich vu y té tu xa (telemedicine) ching hạn như dịch vụ hồ trợ theo dõi, chăm

sóc sức khốc dang là xu hướng của thể giới Từ đó, các bệnh nhân sẽ nhận được các dịch vụ y tế từ xe thông qua điện thoại, laptop hay các thiết bị hỗ trợ theo đối va chữm sóc sức khỏe tại nhà mà không cần phải đến bệnh viện trừ những tuờng hợp cấp bách Việc theo đối này cũng giúp bác sỹ cập nhật tình hình bệnh nhân thường

xuyên hơn và đưa ra những tư vấn tốt hơn Kgoài ra, với dịch vụ y tế từ xa như vậy

cũng giúp tỉnh trạng tắc nghẽn giao thông giảm đi, giảm chỉ phí đi lại cho bệnh

nhân, giảm bớt sự quá tái đối với các bệnh viện và áp lực công việc của các bác sỹ

chấn đoán bệnh tìm mạch sử dụng công nghệ vỏ tuyên như Zigbee, Wifi, GPRS/3G

va bluetooth ap dung cho bệnh nhân di động, trong phạm vi hẹp ở trong một khoa,

phòng khám vả điều trị trong bệnh viện, bệnh nhân từ xa (tại nhả hoặc bên ngoài

1

hoặc ở cơ quan nơi làm việc) cho dén những bệnh nhân trong trường hợp cấp cứu

[12], LIS], 51}, 176}, [80], Bén canh dó còn có các nghiên cửu về mạng cắm biển không dây (Wireless Sensor Nerwork - WSN) hay mạng cục bộ co thể không đây (Wireless Body Area Network) [11], [12], [68], [84] Trên cơ sở phân tích các

nghiên cửu này, tác giả luận án chia những hệ thẳng ở trong những nghiên cửu này

nhiên ở trong ruột khoa, phòng khám và điều trị trong bệnh

nhân này thường được gắn (đeo) trên người một module nhỏ gọn để thu thập,

xử lý và phát tín hiệu điện tin sử đụng công nghệ vô tuyển như WIFI, Bluetooth, Zigbee đến máy chủ trung tâm hoặc thiết bị đầu cuỗi của bác sỹ

như máy tính cá nhân (PC), laptop, smartphone, may tinh bảng để theo dõi và

gắn (đeo) trên người một mođule nhỏ gợn đề thu thập, xử lý và phát tín hiệu

điện tìm sứ dụng công nghệ vỏ tuyển đến trung tim dé theo dai và xử lý, Liệ thống nảy thường phúc tạp bao gồm nhiều công nghệ vô tuyến khác nhau như WIFI, GPRS/3G kết hợp với mạng Internet để truyền tin hiệu tới trung,

tâm chỉnh, trìng lâm cấp cứu, trạm thoo dõi vila bác sĩ,

€ó thé thay ring cả hai loại hệ thống này déu co Module thu thép, xr bt tin hiéu

P.CG và phát vô tuyến Miodule này còn gợi là thiệt bị số trợ giún cả nhan (Personal

Digital Assistant - PDA), nó đóng vai trò khá quan trọng trong hệ thống theo đối và

hỗ trợ chân doán bệnh tìm mạch tại chỗ và từ xa Công nghệ PDA dã dược phát triển trong một sé nim gin day và dang tiếp tụo được nghiên cứu dễ nâng cao tính

năng cũng như chất lượng xử lý dữ liệu, giảm nãng lượng phát dễ tiết kiệm ph,

truyền tiếng nói hoặc ảnh rời rạc; Z4gbee có băng thông lớn nhất là ?50Kbp, Wifi

có băng thông từ 5.SMbps đến 11 Mbps (theo chuẩn IHHH 802.11b, tan số 2.4GHz)

[29] va GPRS (171Kbps); 3G (384Kbps, thậm chỉ lên tới 2Mbps) [S1]

tà

Dữ liệu điện tim ghi do dược từ cơ thể người sẽ có kích thước nhất dịnh Theo tai liêu |23|, kích thước này phụ thuộc vào một sẻ yếu tổ như việc sử đụng thiết Dị ghí

đo tín hiệu ECG 3 leads (3 đạo trình ) hay 5 đạo trình hay 12 đạo trinh; tần số lầy mẫu; độ phân đãi của bộ chuyển đối tương tự - số (ADC) và độ đài thời gian ghỉ đo.Vi đụ: nêu sử đụng thiét bi ghi do tin hiéu ECG 12 leads; tan số lấy mẫu là

36011z; độ phân đải của bộ (ADC) là I 1bit, thời gian ghỉ là 10 giây, thì kích cõ của tín higu HCG nay sé là 86.100bytes (= 12leads*360112*2byte(11bits)*10 giây); tốc

độ dử liệu của tin hiệu này khoảng 69kbps (86.400*8bits/ 1Ogiây) [23] Với kích

thước gói tia này là không lớn, có thể truyền dé dang qua các mạng võ tuyên như

WiFi, Intenet, Bluetooth và 3G Tuy nhiên, việc truyền cả gói tin với toàn bộ kích

thước với thời gian thực trong mỗi trường vỏ luyến sẽ gặp phải một số vẫn để sau:

-_ Khi gói tin càng lớn thì lỗi mất gói càng để xảy ra [66] Các gói tin cần giảm

thiểu trước khi truyén bing cách nén tin hiéu ECG [7]

- Khi sử dụng mạng GPRS hoặc 3G đổi với các bệnh nhân đang trong tình trạng cấp cửu hoặc ở bền ngoài trên đường thí giá thánh sẽ phụ thuộc vào kích cỡ gói tím và khả dất

-_ Trong trưởng hợp khi sử dựng mưng có bằng thông hẹp như GSM, GPRS vii

thiệu goi tin trên cùng đường truyền sẽ để gãy trễ, mất gói đữ liện |80|

-_ Khối thu nhận và xử lý đữ liệu PDA thường đùng để theo đối liên tục bệnh nhân, được mang theo trên người và đủng pin Người ta đang tập tưng nghiên cứu đề tăng thời gian làm việc liên tục của pin [28], [40], [83] Vi

vậy, khi gói tim cảng lớn việc phát tín hiệu vô tuyển từ PDA sẽ cảng tốn năng,

lượng của nguồn pin [7], [42] Vì vậy, xu hướng nghiên cứu hiện nay là giám

nhỏ gói lin khi truyền

~ Đối với nhiều bệnh nhân cần theo dõi và lưu trữ dữ hêu BCG trong thời gian

đài (ừ 1 năm đến rửiều năm) Ví dụ tín hiện BCG 12 đạo bình của bệnh nhân với tân số lầy mẫu lä 360Hz, độ phân đãi L1 bit, thì đữ Hệu ECG 1 ngày

là 746M (12 leads*360Hz*2bytcs*24piò*3600pjây = 746M) và nếu với

tan sé lay mau la 1000Hz, độ phân dai 11bit, đứ liệu này lên tới 2072MB/1

ngày [4], [23] [43] Nến cần lưu trữ dữ liệu nảy trong nhiều năm thì rất tốn

kém tai nguyên bộ nhớ Dặc biệt là với số lượng nhiều bệnh nhân thì cơn số

đữ liệu cần lưu trữ sẽ la không 14 Vi vay, ngudi ta cdn đùng các kỹ thuật nén

dễ giám dung lượng đữ liệu khi lưu trữ [7], [28], [42], [84]

Với các phân tích tổng thể ở trên, sẽ nếi lên hai vận dễ cân được quan lâm giải

quyết Đỏ là

-_ Cân có giải pháp lọc nhiễu nguồn và nhiễu đường biển (nhiễu trôi dạt đường,

cở sở) tốt hơn đối với tin hiệu ECG trong PDA trước khi truyền đi

-_ Giảm nhỏ kich thước gỏi tin tỉn hiệu ECƠ bằng giải pháp nén tín hiểu một cách hiệu quả, đảm bảo được dộ trung thực của tín hiệu khi giải nén

Mục tiêu nghiên cứu cúa luận ản

Mục tiểu nghiền cứu của luận án lá xây dựng một gói giải pháp liên hoàn cho việc truyền tin hiệu BCG bằng công nghệ khong day bao gém:

"Nâng cao chải lượng lọc nhiễu trôi dại đường cơ sở, thiểu nguồn xoay

chiêu eé trong tín hiệu BCG (là loại nhiễn ảnh hưởng nhiều nhật đến chất

lượng thu nhận tín hiệu BCG)

= Dé xuất nhương pháp nén tín hiệu điện tim nhăm nâng cao hiệu quả và chất

lượng truyền tín hiệu giúp việc theo đối và chân đoán bệnh tìm mạch được

chính xác và hiệu qứa

"_ Đánh giá hiệu quả của thuật toán nén hai trạng thải tín hiệu điện tìm dựa

trên hệ thống tuyển - nhận trong mdi trường thực ứng dụng công ghê

WiFi

Các vẫn đề cần giải quyết của luận án

Nhằm phát triển được các giải pháp và công cụ hỗ trợ các báo sỹ trong việc theo đối

và chăm sóc bệnh nhân tim ruạch từ xa dựa trên hệ thống không dây và tin hiệu diện

tim thu được từ cơ thể người một cách hiệu quả và chỉnh xác, luận án này cân thuc

hiện giải quyết môi số vẫn để chính sau đây:

+ Nghiên cửu phương pháp lọc một cách hiệu quả nhiều nguồn xoay chiêu và nhiễu trôi đạt đường cơ sở có trong tín hiệu điện tim

* _ Nghiễn củu phương pháp nén dữ liệu điện tim trước khi truyền va giải nén sau khi thu nhận nhằm giảm lỗi mất gói trên dường truyền và giám năng lượng phát của PD.A, đẻ sao cho bền nhận nhận dược dây dủ, chính xác dữ

liệu điện tìm

FCG sit

" Xây dựng và thứ nghiệm mô hình hệ

WiFi khi truyền từi hiệu BCG được nén va gidi nén bằng

thuật toán để xuấi Đánh giá thuật toán nén lai trạng thai tin hiệu BƠŒ

trong môi trường truyền- nhận sử đựng công nghệ \WiTi trong thời gian thục

Phạm vi nghiên cứu của luận án

Truyền tín hiệu điện lim sử dụng công nghệ vô tuyến có thể bao pm việc thu nhận

tín hiệu điện tim từ cơ thế người, tiên xử lý nhiễu đừng mạch tương tự, xử lý nhiễu đùng lọc số, nén đữ liệu điện tim trước khí truyền và ứng dụng một công nghệ vô

tuyển dễ truyền tín hiệu dién tim Pham vi nghiện cứu của luận án này, tác giả tập trung vào một số vẫn dễ sau:

= _ Xử lý một cách hiệu quả nhiễu nguồn xoay chiêu và nhiễu trồi đạt đường cơ

sở có trong tín hiệu điện tim trước khi đưa lên đường truyền mạng không dây

= Nghiễn cửu phương pháp nẻn- giải nén tín hiệu điện tim sứ dụng cơ sở dữ

liệu điện tim ECG Database MI'T-BIH để hạn chế lỗi mất gói dữ liệu, giám thời gian trễ, giảm băng thông và giảm ai số tin hiện (rong quả trình truyền

- nhận tín hiệu điện tim sử dụng công nghệ vô luyến để hỗ trợ các bác sỹ theo đôi và chấn đoán bệnh tim mạch hiệu quả và chính xác hơn

"_ Nghiên cứu đánh giá hiệu quả của thuật toán nén hai trạng thái tín hiệu điện tim đựa trén co sé ha ting mang WiFi, la mạng sẵn có và phê biên ở Việt Nam

Phương pháp nghiên cứu của luận án

Phương pháp nghiên cứu được lựa chọn treng luận án nảy là nghiên cứu lý thuyết, khảo sát thực tế, thử nghiệm, tổng hợp và phân tích thống kẻ những kết quả thu

được làm cơ sở cho việc theo dõi và hỗ trợ chấn doan bệnh tim mạch Di với

nghiên cửu lý thuyết và khảo sát thực tế, tác giá đã nghiên cứu lý thuyết về điện tim

đồ, xử lý nhiễu trong tín hiệu diện tun đề, một số công nghệ mang vô tuyến nhự

Zigbee, WiFi va cong nghệ 3G; kết họp với việc khảo sát [hục tế Lại ruột số cơ sở y

tế trong nước đề có sự hiểu biết rõ hơn về tình nghiên cứu, phát trién va tng dung công nghệ vô tuyến để truyền tín hiệu ECG trong việc hỗ trợ theo đối và chăm sóc

bệnh nhân tỉm mạch ở trong nước Tác giả đề xuất phương pháp lọc nhiễu nguồn

xoay chiều 5011z, phương pháp lọc nhiễu đường cơ sở có trong tín hiệu điện từm, để xuất phương pháp nén dữ liệu điện từm Trên cơ sở đó, tác giả luận án tiến hành xây đụng mô hình hệ thống thử nghiệm dựa trên mạng Wili, Internet và bộ cơ sở dữ

ligu dién tim ECG MIT-BIH, phan tich va danh giá các kết quả thu được để ứng

đụng vào thực tế

Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận án

Về ý nghĩa khaa học: Ö Việt Nam, hiện chưa có nghiên cửu tổng thê và toàn điện nao về truyền - nhận tín hiệu điện tim sử đụng công nghệ WiFi để thea đối và hỗ trợ

chân đoản bệnh tim mạch nhằm hưởng tới việc triển khai ứng dụng tại các Bệnh

viện và các cơ số v tế Lân đầu tiên tại Việt Nam, các nghiên cửu trong luận ản đã

dua ra những giải pháp mới trong việc giải quyết tổng thể bài toán từ xứ ly nhiễu,

tin hiệu thu nhận được, giâm dung lượng đữ liệu khi lưu trữ trong ỗ đĩa cứng, giảm

thời gian trễ và giảm băng thông dường truyền

Về ý nghĩa thực tiễn: Kết quả của luận án đã tạo ra một bộ công cụ hiệu quả xử lý nhiễu nguồn xoay chiểu S0Hz và nhiểu trồi dạt dường cơ sở trong tỉn hiệu điện tìm

Đông thủi giải pháp nén hai trạng thái tín hiệu điện tim giúp cho việc thu nhận tín

hiệu điện tầm có chất lượng tắt hơn, giảm lỗi gới, và giãm băng thông đường truyền

tạo cho việc ứng đụng hệ thông Irong xuôi trường thực các bệnh viện, nâng cao

hiệu quả việc theo đối và chấm sóc sức khỏe bệnh nhân tim mạch

Cấu trúc của luận án

Tuan an dug chia lam 4 chương có nội đụng như sau:

Chương 1: Tac gia trình bảy tóm lược về tín hiệu HCG và các đạo trình đo cơ bản: tứng dụng của tín hiệu ECG trong theo đối, chân đoán vả nghiên cửu các bệnh tim

mạch, sự ảnh hưởng, của nhiều tới tín hiệu ECG; trình bay co ban vẻ hệ thống chin đoàn và theo đối bénh nhan tim mach; tom lược một số cỏng, nghệ vô tuyến được tứng dụng trong hệ thống nảy và cuỗi củng lá định hướng các nội dung chính cần

nghiên cứu của luận án

Chương 2: Đề xuất giải pháp nâng cao hiệu quả lọc nhiều trong tín hiệu điện tim

Trình bày sơ lược về một số phương pháp gân đây được sử đụng để lọc hai loại

nhiễu: Nhiễu nguồn xoay chiều 50I1z và nhiễu trôi đạt đường cơ sở Dánh giả hiệu quả của các phương pháp đã nghiên cứu Trên cơ sở các nhận xét, tác giả để xuất giải pháp nâng cao hiệu quả lợc nhiều déi voi hai loại nhiều này dễ giúp cho việc theo dõi và hồ trợ chân đoán bệnh tim mạch dạt được hiệu quá cao

Chương 3: Phân tích

đánh giá uu điểm, nhược điểm của các phương pháp này Đề xuất phương pháp nén

đứ liệu điện tìm mới và thử nghiệm phương pháp đề xuất với hai bộ cơ sở đữ liệu điện tim chuẩn gồm 48 bản ghỉ điện tim loạn nhịp và 9 bản ghỉ nhịp nhanh tâm thất

So sánh hiệu quả của thuật toán nén đề xuất với một số phương pháp khác

các phương pháp nén đữ liệu điện tm đã được nghiên cứu,

Chương 4: Thiết lập hệ thẳng thử nghiệm trong mỗi trường thực tế để truyền-nhận

tín hiệu BCƠ sử dụng công nghệ WiEi với hai loại đữ liệu la đữ liệu điện tìm không

nén và có nêu bằng phương pháp đề xuất, Đánh giá chất lượng tín liệu ECG thu nhận trong hệ thông thông qua các tham số điển hình

Kết luận và hướng phát triển:

"Dễ xuất phương pháp lọc nhiễu trôi dạt đường cơ sở trong miễn thời gian dya trén cdc diém dang thé (isoelectric points) ca tin higu dién tim

= Bé xuất phương pháp nén bai trạng thái tín hiệu diện tìm nhằm nâng cao chất lượng tín hiệu trên đường truyén trong mdi trường WIFi

»- Đánh giá thuậi toán nén - giải nên hai trạng thái tin hiệu BCG trong mai trường truyền- nhậu sử tụịng công nghệ WIFI trong thời giai thực và môi

trường truyền thực tế

CHƯƠNG 1 TÔNG QUAN VỀ THU NHẬN, XỬ LÝ VÀ

TRUYÊN TÍN HIỆU ĐIỆN TIM TRONG HỆ THÓNG THEO DOI VA HO TRỢ CHẢN ĐOÁN BỆNH NHÂN TIM MẠCH

1.1 Tín hiệu điện tim và đặc điểm cơ bản của tín hiệu điện tim

1.1.1 Tín hiệu điện tim

Tin hiệu điện tìm (Electrocardiography - ECG) ghi lại những hoạt động mang tính

chất điện của tim Tín hiệu ECG được gọi lả bình thường (trạng thái tìm hoạt đông

bình thường) bao gồm năm đỉnh lỏi, lõm được gán bởi năm chữ cái là P,Q,R,§ và T

tương ứng với các sóng thành phan cơ bản gồm sóng P, phức bộ QRS và sóng T

[22] Trong một số trường hợp cỏ thêm đỉnh U (sóng U) Trong trường hợp bệnh

nhân bị nhịp tim cham (< 60 nhịp/phút) và được đo tín hiệu điện tìm theo đạo trình

trước tim bên phải thì sóng U được thê hiện rất rõ Hinh 1.1 thể hiện dạng tin hiệu

điện tim bình thường được đo theo các đạo trinh chỉ của Willem Einthoven [60]

Hình 1.1 Dạng tin hiệu điện tim bình thường đo theo đạo trình chỉ (nguôn: [60])

1.1.2 Đặc điểm cơ bản của tín hiệu điện tim

Tin hiệu điện tìm có tân số từ 0.05Hz + 100Hz (đây là dải tàn số đành cho chân

đoán bệnh tìm mạch), vả từ 0.SHz + 40Hz (là dải tằn số đẻ theo dõi bệnh tìm mạch)

[57] Một số đặc điểm vẻ biên độ và khoảng thời gian của các sóng thành phản

trong tín hiệu điện tìm được thể hiện trong bảng 1.1 vả bảng 1.2

Bảng 1.1 Biên độ của các sóng thành phần trong tin hiệu diện tìm (nguỗn:J22J)

1.2 Ứng dụng của tín hiệu điện tim trong theo dõi, chắn đoán và

nghiên cứu các bệnh tim mạch

Chan đoán và theo đối bênh tim mạch đựa ên tín biêu điện th là một phương

pháp rát cơ bản và luôn luôn được sử đụng [3] Vì vậy, việc [hu nhận lin higu ROG

trưng thực và không có nhiều la nhiém vụ quan Họng đầu tiên trong quy trình chẵn đoán bệnh Trên hình 1.24, 1.2b; 1.2; 1.24, 12e, 1.2f lần luợi mình họa lín hiệu ECG bình thường và gác bệnh lý thường gặp Qua các hình vẽ nảy cho thấy với

nhiều loại bệnh, tín hiệu điện tim bị méo dạng khá nhiều đặc biệt là cáo đình P, Q,

®, 8 và T như thay dỏi dộ lớn hoặc chênh lên, chênh xuống so với đường biển

(dưỡng cơ sở - baselinc) hoặc khoảng cách không đều giữa các phức bộ QRS và có

thể thay đổi hoặc dựa theo cả doạn 5T, QT Những sự thay dỗi này dã dược các

nhà y khoa phân chia thành các loại bệnh cụ thể như nhỏi máu cơ tìm, xơ hỏa cơ

tìm, ngoại tâm thu, đảy tâm thất, loạn nhịp,

Da quá trình thu nhận tín hiệu HCG có nhiều loại nhiễu ảnh hưởng đến tín hiệu ECG, trong đó có hai loại nhiễu ảnh hưởng lớn nhất đến chất lượng tín hiệu ECG đó la: Nhiều nguồn xoay chiều 50Hz và nhiều trôi dạt dường cơ sở hay còn gọi là

nhiễu trồi dạt dường co sé (baseline wander) Hai loại nhiễu này tác dộng khá mạnh.

lên dạng tin hiệu ECG lảm cho việc nhận dạng chính xác tin hiệu ECG trở nên khó

khan hon va dé dan dén chan đoản nhằm

A) Con dau thắt ngực (cơn đau đặc trung cho bệnh mạch vành) với đoạn ST chénh lên

Hình 1.2 Minh họa: tín hiệu điện từm bình thường và một số tín hiệu điện từn thể

hiện bệnh lý thường gặp về tìm mạch (nguồn: [1],[3])

10

1.3 Các loại nhiễu chính ảnh hưởng tới tín hiệu điện tim

'Trong khi thu nhận tin hiệu điện tìm tử cơ thể người, cỏ một số loại nhiễu xen lẫn trong tín hiệu diện tim như nhiễu nguồn xoay chiều, nhiễu do tiếp xúc giữa diện cực

và đa kém, nhiễu diện cơ (do hoạt động cúa cơ), nhiều trồi dạt dường cơ sở dược

và nhiễu trôi đại đường cơ sở là ảnh hưởng nhiều nhất đếu lín h

tim và khó khăn trong việc loại bỏ vì tân sô của chúng nằm trong đải tằn số của tin

higu dign tim

= D&o điểm của nhiều nguồn xoay chiêu: nhiễu nguồn xoay chiều ảnh hưởng

tới quá trình đo tín hiệu điện sinh học nói chung và tin hiệu điện tìm nói

riêng, Hiên độ của nhiễu nguồn xoay chiều khá lớn (thường có giả trị là 30%

so với biên độ định _ đính của tin hiệu điện tìm, đổi khi lên tới 40-5095) [22]

Loại nhiều này rất đễ ảnh hướng tới sóng T và sóng P trong tín hiệu HCG,

phải có phương pháp loại bỏ một cách triệt để loại nhiễu này khỏi tin hiệu

LCG Linh 1.3 thé hign tin hiéu dién tim bị ảnh hướng bởi nhiễu nguồn xoay

chiều,

*_ Dặc điểm của nhiều trôi dạt đường cơ sở: lá loại nhiễu có tần số thấp, thông thường nó có lần số từ 0.05Hz dến dưới 0.8Hz 18], [53] Nguyên nhân gãy ra

loại nhiễu nấy là đo sự đao động trở không giữa diện cực và da, sự chuyển

bệnh nhân |8|, [75] Tuy nhiên, việc đặi điện

cực cũng như sự cử động của cơ thể có thế chủ động khắc phục được bằng sự thao tác và đặn đỏ bệnh nhân từ phía bá sỹ Khí đo, thì nhiễu đo thở là yếu

tổ khách quan tac động lên tin hiệu vị không thể bắt bệnh nhân nín thớ lâu trong khi đo (thông thường bệnh nhân thở đều khi đo tin hiệu ICG) Một dạng nhiễu trôi dạt đường cơ sở có tần số 0.811z ánh hướng tới tín hiệu điện tim dược thể hiện ở trong hình 1.4

Tinh 1.3 Tin liệu điện từm bi dnh huong bai nhibu nguén xoay chiều (được pc

biện mô phóng bằng phan mém LabView)

il

L

@o5 i145 225 8 85 445 5 55 6 65 7 75 & RS 9 OS 10

Tình 1.4 Tín hiệu điện tăm bị ảnh buông bởi nhiễu trôi dạt đường cơ sở có lẫn số

0L9Hz (dược thực biện mô phòng bằng phan mém LabView)

liện

Qua khảo sát sự ảnh hưởng của các loại nhiễu đến tin hiệu điện tim, trong

[48] đề cập đến việc lọc nhiễu nguồn xoay chiêu là rất cần thiết vì tính phổ biển và khong dé dang kiểm soát loại nhiều này, Chương, 2 của luận án trình bày về một số phương pháp lọc nhiều nguồn xoay chiều và dễ xuất phương pháp nằng cao hiệu

quả lọc loại nhiều này

Theo tài liệu [38], nhiễu trôi đạt đường cơ sở cản phải được loại bố khó: tin hiệu điện tìm Loại nhiễu này gây ra sự khó khăn cho việc phát hiện thành phẩn phức bộ QRS trong quá trình thu nhận tin hiệu điện tuu và gây khó khăn cho việc phân tích đoạn S-T trong tin hiệu điện tìm và không đề đàng lọc loại nhiều này mả không ânh

tưởng lới đoạn S-T khi sử dụng các phương pháp lạc thông thường Đề lọc nhiễu

đường cơ số thì người †a thường đùng các phương pháp lọc số, các phương pháp

này sẽ được giới thiệu sơ lược ở rong Chương 2 của luận án, tù đó tác giả để xuất

một giải pháp nâng cao hiệu quả lọc nhiễu đổi với loại nhiễu này

1.4 Hệ thống chắn đoán và theo dõi bệnh nhân tim mạch

1.4.1 Hệ thông chan đoán

"_ Yêu cầu tín hiểu diện tim ghỉ dược phải trung thực, ít nhiễu, dải tần số

của tín hiệu ECG dùng trong chấn đoán bênh tim mach tir 0.05Hz +

10011z [57]

= Cac bác sỹ sử đụng thiết bị ghỉ tín hiệu điện tim chuyên dụng (thường từ 6-

12 đạo trình) để ghi đo trực tiếp tín hiệu HƠG tù bệnh nhân Các thiết bị này

sẽ in ra tin hiệu HCG 12 đạo trình dễ các bác sỹ chin doan bệnh tim mạch

(dựa vào các dặc trưng cơ bạn của tín hiệu BCGŒ như nhịp thị (HR), dộ rộng

phức bộ QRS, doan QT và doan PR) Hình 1.5 và 1.6 dưới dây thê hiện hai

dang tín hiệu ECG 12 đạo trình với một số đặc trưng có œ:

*' Hệ chuyên gia do các bác sĩ chuyên môn cao đã chấn đoán chỉnh xác

điệnh: bao gôm nhiều bản ghỉ đã được phân loại với các loại bệnh lim mach dya trén dang tin hiệu ICGŒ thu được

vf Hệ chuyên gia trí tuệ nhân tạo - ANN: Hiện nay một số nghiên cứu dã xây dựng hệ chuyên gia ANN dẻ phản loại bệnh tim mạch, tuy nhiền

chưa cỏ được ứng dụng rộng rãi nao

hư vậy, đễ chân đoán bệnh, cần bân phi ECG đây đủ, trung thực, ít nhiễu can thiệp

Nowe [i2tood « Ho 1063] Abnormal ESC “Uncovered

Linh 1.5 Dang tin higu ECG 12 dao trinh véi IIR = 106bpm (nhập nhanh), độ rộng

1.4.2 Hệ thông theo dõi bệnh nhân tim mạch

Với hệ thống này thường dược dùng dễ theo đối các bệnh nhân tại giường, hoặc di

đông trong phạm vị hẹp tại một khoa, phòng bệnh trong bệnh viên, các bệnh nhân

13

từ xa, ngoài bệnh viên (những bệnh nhân này thường trong tình trạng bệnh nặng, hoặc có các triệu chứng bắt thưởng khỏ chân đoán), các bênh nhân cần cấp cứu

Dai tan sé ctia tin higu ECG ding trong theo dõi từ 0.5Hz + 40Hz [57] Yêu cau ve

tin higu ECG trong hé théng theo déi phai rõ rằng, liên tục vả thời gian thực

Phân loại hệ thống theo dõi: cỏ hai loại đó là có dây và không dây

“- Hệ thống theo dõi bệnh nhân cỏ dây: Hệ thông này gồm các thiết bị monitor

(theo dõi) đặt tại giường bệnh nhân, kết nói có dây với một máy theo dõi trung tâm đặt tại phòng bác sỹ hoặc y tá đẻ theo dõi tổng thể, Các thiết bị nảy

thường hiển thị tin hiệu ECG kèm theo một số thông số khác của bệnh nhân

như: Nhiệt độ, độ bão hỏa oxy trong máu - SpO2, nhịp thở, nhịp tim, huyết

áp không xâm lấn Nhược điểm của hệ thông này là cần nối dây trong tòa nhà, thưởng gây phức tạp khi đi dây đến tận giường bệnh nhân Sơ đỏ hệ

thông kết nói được thể hiện như hình 1.7

" - Hệ thống theo dõi bệnh nhân không dây (vô tuyên): Hệ thống nảy về co ban

Hình 1.7 Sơ đồ khối của hệ thống theo dõi bệnh nhân có dây

Hình 18 thể hiện sơ đỗ kết nổi của một hệ thông monitor trung tâm võ tuyên

Pham vi ứng dụng của hệ thông hẹp, thưởng lả giữa các phỏng gan nhau trong bệnh viên Mô hình của hệ thông này giỏng như mô hình của hệ thông monitor có dây,

nhưng các thiết bị monitor tại giường bệnh nhân được kết nồi voi monitor trung tâm bằng công nghệ vô tuyên (thường dũng công nghệ WiEi thu - phát thời gian thực)

Do truyền - nhận bằng vô tuyển, thường cỏ vật cản nên số lượng máy monitor trạm

(tại giường bệnh nhân) bị hạn chế Hiện tại, thông thường chỉ có từ 4-§ may tram,

14

cực đại là 16 máy Mặt hạn chẻ của hệ thông nảy là tín hiệu thường kém ôn định hơn loại cỏ dây và bênh nhân phải nằm một chỗ

Mentor dit ta git Monitor ait tải giường Monitor ait tại gướng 8

tại gường gan tại gường tại gướn Mệnhnhảo — bênhnhin —- bệnhnhần bịnh nhân Hình 1.8 Sơ đồ kết nỗi của hệ thong monitor trung tâm vô tuyển

s* Hệ thống theo dõi vả hỗ trợ chân đoán bệnh tìm mạch áp dụng cho cả

bệnh nhân di động (hình 1.9): Hệ thông này có thẻ chia thành hai loại,

đó là

(1) Hệ thống theo đối và hỗ trợ chân đoán bệnh tìm mạch tại chỗ

(phạm vi gân) sử dụng công nghệ vô tuyên:

(2) Hệ thông theo đõi và hỗ trợ chân đoán bệnh tìm mạch từ xa sử

dụng công nghệ vô tuyển Hiện nay mạng hỗn hợp như mô tả ở hình 1.9 có rat it (chỉ cỏ ở một số nước phát

triển), tuy nhiên phạm vi ứng dụng còn rất hạn chế do công nghệ vả giá thành Ở

đây mạng vô tuyển đã phát huy thể mạnh về sự tiện lợi trong môi trường truyền tin hiệu Nhược điểm của mạng vô tuyển: băng thông thường hạn chẻ, môi trường truyền thường không ỏn định, nhiều lớn, và giả thánh thường cao (đặc biệt với

GPRS/3G), nên tin hiệu khi truyền thường mắt đữ liệu (Lõi bit, lỗi mất gỏï) gây nên méo tin hiệu, trễ lớn, thậm chí giản đoạn đường truyền do nghẽn mạng Vi vậy hiện nay, xu thể nghiên cứu làm sao cho mạng này trở thành hiện thực hon, én định hơn, tin cậy hơn với việc nghiên cứu nâng cao chat lượng của thiết bị PDA đeo trên người bênh nhân, đẻ xuất các biện pháp giảm tải đường truyền bằng các kỹ thuật nén mới tin hiệu ECG cho phép thu nhân tín hiệu trên đường truyền có chất lượng

tot

vô uyền PDA) ep đa Nương CoS dis

|

Hệ tôn leo đô và hỗ trợ chân THệ thông theo đi và hỗ trợ chin doin bah im mạnh từ xã sổ đụng công nghệ và tuyến

(đoán bệnh từm mach tai chỗ (pham vì

gin) sử đụng công nghề vô tuyển

Hình 1.9 Sơ đồ khối tông quát của hệ thống theo dõi và hỗ trợ chân đoán bệnh tin

mạch sử đụng công nghệ vô tuyễn

Thiết bị số trợ giúp cá nhân (PD4): Thiết bì này được gắn (đeo) trên cơ thê người

để thu nhận tin hiệu ECG thông qua các điện cực không day (WBN-Wireless

Sensor Network) hoặc có dây, sau đó phát tin hiệu dưới dạng vô tuyến [11], [23]

[83] Sơ đồ khói của thiết bị PDA được thẻ hiện như hình 1.10

Module thu thập, xử lý tín hiệu ECG và phát vô tuyến

Vi diều khiển Module i |} )

B Di Mạch xử lý (MCU) hoặc chip ew [|

Hân P> can tỉn hiệu ARM hoặc hệthống | “a LY ly

sự kết nói giữa PDA với các điện cực đo tin hiệu ECG trường

hợp cỏ đây vả không có đây.

BDA giao te vor WLAN ‘Giao tsp hien thi PDAPC

@—

May chủ

Hinh 1.11 a) PDA kết nổi với các điện cực đo tín hiệu ECG trong trường hợp

không có dây (W-BN)(nguôn: [11],[83]); b) PDA kết nối với các điện cực đo tín hiệu

ECG trong trường hợp có đây (nguồn: [23])

1.5 Tóm lược một số công nghệ vô tuyến được ứng dụng trong

hệ thống theo dõi và hỗ trợ chắn đoán bệnh tim mạch

Từ sơ đồ hình 1.9 ta thấy rằng đề truyền vô tuyển tín hiệu ECG bằng một công nghệ

cụ thể nào đó thì phụ thuộc vảo việc thiết kế đầu ra của PDA Vì đầu ra của thiết bị

này phát vô tuyến sử dụng một trong các công nghệ vô tuyên như Zigbee, WiFi,

GPRS/3G vả bluetooth Trong phần tiếp theo dưới đây, tác giả trinh bày tóm lược

những công nghệ vô tuyến này

1.5.1 Zigbee

1.5.1.1 Giới thiệu về Zigbee

Zigbee là một chuân định nghĩa một tập các giao thức truyền thông cho mạng vô tuyến phạm vi ngắn, tốc độ dữ liệu tháp Zigbee là một kiến trủc được phát triển dựa

trên chuẩn IEEE §02.15.4 [68], tốc độ truyền dữ liệu của Zigbee nằm trong khoảng

từ 20Kbps đến 250Kbps ứng với các dải tần số khác nhau, vân đẻ nay được thê hiện

trong bảng 1.3.

Bảng 13 Tốc độ truyền đữ liệu của Zigbee ứng với các đải tấn khác nhau

Tuy nhiên, với mục đích truyen-nhan va hiển thị thông tin dưới dạng con số

(TEXT) thi Zigbee là một lựa chọn giải pháp tốt, hiệu quả vẻ mặt chỉ phí (chi phi

thấp), độ phức tạp không cao vả tiết kiêm năng lượng, công suất thập (chạy bằng

pin và có cơ chẻ thức- ngủ) Một sở đặc điểm cia Zigbee (IEEE 802.15.4) so voi

Bluetooth (IEEE 802.15.1) va chuan IEEE 802.11b duoc thé hién nhwr trong bảng

1.4 Zigbee thường được ứng dung trong lính vực điều khiển trong công nghiệp,

ngôi nhả thông mình Đôi với ứng dụng theo dõi và chăm sóc sức khỏe, mặc dủ gần

đây có một số nghiên cứu vẻ việc ứng dụng Zigbee đẻ truyền - nhận tin hiệu ECG

(được để cập dưới đây) Nhưng trong thực tế, Zigbee không phải là lựa chọn tốt cho

hệ thong mạng y tế hỗn hợp vì Zigbee bị giới hạn tốc độ dữ liệu (tốc độ dữ liêu tôi

da la 250Kbps 6 tan s6 2.4GHz) Đặc biệt, Zigbee bị can nhiều mạnh bởi các sóng

vô tuyển thuộc chuẩn 802.11 và của thiết bị khác như lò vị sóng [12]

Bang 1.4 So sánh giữa Zigbee với Bluetooth va WiFi (IEEE 802.11b/g)

Công nghệ Bang thông Tân số hoạt | Khoảng ứng dụng

Wiki Š.SMbps/1 IMbps 2.4GHz 30 -100m Kết noi Internet

(IEEE 802.11b/g) Và 54Mbps không dây, Web,

email, video

1.5.1.2 Tóm lược một số nghiên cửu, ứng dụng Zigbee để truyền tín hiệu điện tim

Gần đây, trên thể giới cỏ một số nghiên cứu vẻ ứng dụng Zigbee đề truyền tín hiệu

điện tim, có thể kế đến nghiên cứu [68], [76] Nhìn chung, các nghiên cửu này đều

sử dụng các module phần cứng Zigbee có tên là Xbee pro, tín hiệu ECG mô phỏng

18

và các phan mém img dung nhu Labview, Visual basic để thử nghiệm truyền-nhận

trong thời gian thực, thu nhận và hiển thị tín hiệu BCG

'Trên cơ sở tổng hợp, phân tích những nghiên cửu náy; tác giá luận án đã tóm tắt lại đưới dang sơ đồ khối được thể hiện như hình 1.12.Trong sơ dé nay, tin hiện HƠG được đưa tới khổi khuếch đại và lọc nhiễu, sau đó được chuyển đổi sang đạng tin

hiệu số rồi chuyển tới module Zigbee Tai day module nay thục hiện đóng gói dữ

liệu và điều chế tần sé theo chudn Zigbee dé phat ch

Tin Khugch} [Vidiéu] [Module

rise [og dai va Ly} khién LJ cuyén

Eco lac (MCL)| |Zizbee

Hinh 1.12, So dé khối truyền - nhận tin biệu ECQ sứ dụng Zigbee

Ở bên nhận, một module Zigbee khác được đùng để thu nhận tín hiệu từ bên phát rỏi thực hiện giải điều chế tín hiệu sang dạng số Tín hiệu nảy được đưa tới máy tỉnh để hiển thị thêng qua chuẩn USB (Universal Serial Bus — chuẩn truyền ni tiếp thông đụng) Đề hiến thị tin hiệu trên máy tính thì người thiết kẻ có thể đừng ngôn

ngữ lập trình C kết hợp với Visual C dé việt chương trình cho module Zigbee ở bên

nhận va viết giag điện phân mềm thu nhận và hiển thị tín hiệu trên máy tính Tuy nhiên, do Zipbee có một số nhược điểm như tếc độ truyền đữ liệu thấp, trễ đường

thiết bị

mg vô luyển thuộc chudn 802.11 và œ

truyền cao, dé bị can nhiều bối các

khác như lò vị séng [12], không thuận lợi trong việc kết nối với các thiết bị đi động khác như Smam phone, máy tính bang, may tinh xách tay nên trong thục tế Zigbee

không phải là sự lựa chọn hàng đầu cho ng đụng truyền - nhận tin hiệu FCG để

theo dõi và hồ trợ chân đoán bệnh tin mạch tir xa

1.5.2 Bluetooth

1.5.2.1 Sơ lược về Biuetooth

Công nghệ Bluetooth (TEEE 803.15.1) cho phép những thiết bị dùng công nghệ này giao liếp với nhau trong phạm vi khoảng vải chục mét (với phién ban 2.0), Bluetooth tiêu thụ năng lượng thập và có giá thành cứng thấp [29] Bluetooth được img đụng trong các thiết bị như điện thoại thông minh (smart phone), chuét, ban

phím khổng day, may in, laptop, may ánh kỹ thuật số, ôtô,

Ngoài một số đặc diém chink cia Bluetooth so với Zigbee và WiEi được thể hiện trong bang 1.4; Bluetooth só một số tru điểm như kết nổi Ad hoc, công suất tiêu thụ thấp, có thê thu - phát nhiều hướng, truyền đữ liệu và tiếng nói

19

Bén canh do, Bluctooth còn tên tại những nhược diém như băng hẹp, khoảng cách truyền ngắn, để bị giao thoa bởi các sóng vô tuyến khác Mặc dù bluetooth có những nhược điểm như vậy, nhìmg vẫn có những nghiên cửu, ứng dựng bluetooth

đề truyền -nhận tin hiệu ECG Van đề này được trinh bày sơ lược trong mục đưới

đây

1.5.2.2 Tóm lược một số nghiên cửu, ứng dụng Bluelooth dé truyền tín hiệu điện

tim

Mặc dù bluetooth chủ yêu đúng, dễ truyền số liệu dạng, TEXT, âm thanh và ảnh tĩnh,

xưng đo bluetooth được tích hợp vảo diên thoại thông minh, laptop cho nôn trên

thể giới đã có những nghiên cửu ứng dụng bluetooth để truyển- nhận tín hiệu điện

tìm, có thể kế đến các nghiên cứu [51], [19], [12] Mohd Fadlee A-Rasid va cộng sự

đưa ra khái niêm về masrer-slave đối với việc thiết lập đường truyền bluetooth [51] (hình 1.13) và sơ đỗ khối hệ thống y tế từ xa di động (hình 1.14)

Hầu hết các nghiên cứu này đều để cập đến mội số quan điểm nghiên cứu đó là:

» Str dung Bluetooth để truyền đử liệu từ thiết bị PDA tới Smartphone của

bệnh nhân hoặc người nhà bệnh nhân

+ Sứ dụng công nghệ GPRS để truyện dữ liệu đi xa hơn (tới smartphone của

bác sỹ và tới máy chủ của bệnh viện)

> Xây dụng chương trình phan mềm dễ lưu trữ, xử lý, phân tích và hiểu thủ tín

liệu BCG trên máy tính trạm ở xã

Da vậy, có thế tổng quát hóa cáo nghiên cứu nảy bởi sơ đồ khối được thé hiện ở hình 1.14

Mey thy! Shaver

Hình 1.13 Khải niệm về masler-slave đối với việc thiết lập Âường truyén bluetooth

(nguân: [Š1J)

GPRS a

Bluetooth Internet 8

Bộ xử lý in hiểu y học từ

1.5.3.1 Giới thiệu sơ lược về công nghệ WiFi

WiFi (Wireless Fidelity - Mang v6 tuyén tin cay), WiFi con goi la chuan IEEE 802.11 được phát triển từ năm 1999 là một chuẩn của mạng máy tính cục bộ vô

tuyến (WLAN - Wireless Local Area Network) IEEE 802.11 hỗ trợ bốn chuẩn

thông dụng đó là IEEE 802.11a/b/g/n [29] WiFi sử dụng băng tắn ISM (Industrial

Seientifie and Medical) 2.4GHz (đổi với chuẩn IEEE 802 11b/g/n) đây là một băng tan ding trong y tế, khoa học và công nghiệp, đồng thời được sử dụng rông rãi trên thế giới cũng như tại Việt Nam Một số chuẩn IEEE cơ bản dùng cho WiFi được liệt

ké trong bảng 1.5 So với Zigbee va bluetooth thi WiFi cé mot sé uu điểm như

thuận tiện, linh hoạt, phổ biển, phạm vi hoạt động xa hơn, dễ dàng triển khai lắp đặt

mạng và khả năng mở rộng Bên cạnh những tru điểm thi WiFi còn có một vải

nhược điểm như tính bảo mật vả độ tin cậy không cao, tốc độ truyền dữ liệu của

mang cham hon so với mạng hữu tuyên Ngoài ra, đổi với chuan IEEE 802.11b/g/n

do sử dụng băng tần 2.4GHz nên thỉnh thoảng bị giao thoa tần số từ các thiết bị điện

tử có tân số hoạt động cao như lò vi sóng, điện thoại di động,

Bảng 1.5 Một số chuẩn IEEB cơ bắn dùng cho WPiF? (nguân: |29/)

802lin Từ108Mbpsđến| 24GHzvà

600Mbps SGHz

1.532 Tỏm lược một số nghiên cửu, ứng dung WiFi đề truyền tín biêu điện tim

Với những ưu điểm cơ bản của công nghệ Wili, trong những năm trở lại đây, trên

thể giới đã có nhiều nghiên cửu ủng dụng công nghệ Wilö để truyền tin hiệu điện sinh học nói chung và tỉn hiệu điện tim nói riêng để hỗ trợ cho việc theo dõi và chân đoán bênh từ xa (bao gốm cho cả bệnh nhân tại nhả) có thể kế dến các nghiên cửu

số [15], (45) [44] và 143] Trong nghiên cứu số [15], Caien và cộng sự dã dưa ra

hệ thống truyễn - nhận tín hiệu ECG đựa trên céng nghé WiFi So đô khôi của hệ thêng này được thế hiện như hình 1.15: nội dung và kết quả của nghiên cửa này về

cơ bản mới chỉ là thu nhận và hiển thị tín hiệu CƠ, chưa để cập đến điều kiện thử nghiệm như thể nảo, chưa có sự đảnh giá tin hiệu I2CG thu nhận được thông qua hệ thông truyền - nhận trong mỗi trường thực ứng dụng công nghệ Wil‘

Đôi với nghiên cửu 36 [45] va [44], Kyungtac Kang và các công sư đã sử dụng công

cụ toán học, phép xử lý rất phức tạp để can thiệp vào lớp diều khiển truy nhập môi

trường (Medium Access Control) véi muc dich nang cao chat long dich vu cho hé

théng WiFi, va kiém soat khắc phục hiện tượng trượt bịt trang môi trường vé tuyén Tác giả trong nghiên cứu số [43] da dé xuat mé hình mạng thích nghi để truyền tín

hiệu BCG thời gian thực trong mới truờng di động đề phục vụ theo đối các bệnh

nhân tìm mạch từ xa (có thể tại nhả) một cách liên tục Tác giả này cho rằng, với

kích thước đữ liệu lớn (dữ liệu chưa được nén, của một bệnh nhân ghi trong một

ngày từ thiết bị ghỉ đo 12 dạo trình, độ phân dai 11bit va tan sé lay mau la 300Hz

thì kích thước đữ liệu khoảng 500MB) Việc truyễn kích thước dữ liệu nảy trên

đường truyền vô tuyển trong thời gian thực là một thách thức vì nó gây ra sự thay đôi bắt thường về băng thông (bandwidth), gây ra lỉ lệ lỗi kênh truyền cao Do vay cân phải có kỹ thuật nén dữ liệu để làm dữ liệu trên đường truyền, giảm thời gian truyền và giảm tỉ lệ lỗi trên kênh truyền

2

Hình 1.15 Sơ đồ khối hệ thống truyền - nhận tin hiệu BCG sử dụng công nghệ Wi-Fi

1.5.4 Công nghệ GPRS/3G

1.5.4.1 Giới thiệu sơ lược về công nghệ GPRS/3G

Dịch vụ vô tuyển gói dữ liệu chung (General Packet Radio Service - GPRS) la mét

trong những địch vụ của quá trình phát triển từ công nghệ mạng di động thế hệ 2

(Second Generation Technology) lên công nghệ mang thé hé 3 (Third Generation

Technology- 3G), GPRS cỏ tốc độ truyền dữ liệu từ 40Kbps đến 55Kbps, tốc độ truyền đữ liệu của mạng 3G 1a 144Kbps, 384Kbps ở tốc độ đi bộ (at the Speed oF

walking) vả 2Mbps trong nhà (indoors) [26] Công nghệ nảy cho phép truyền cả dữ

liệu thoại và dữ liêu ngoài thoại Với công nghệ nảy, các nhả cung cấp dịch vụ

mạng đi động cỏ thẻ mang đền cho khách hàng các địch vụ đa phương tiên di động,

cho phép khách hảng ở bắt cử đâu cũng có thể truy cập được vao mạng Hình 1.16 thể hiện tỉnh di động, tốc độ truyền dữ liệu của GPRS/3G so với một số mạng vô tuyển khác Ưu điểm chính của GPRS/3G đó lả phạm vi hoạt động (phủ sóng) rất rộng, rộng hơn nhiều so với WiEi Van đề nảy phụ thuộc vào nhà cung cấp dich vu

di động Nhưng tốc độ của GPRS/3G chậm hơn nhiều so với WiFi, mac dit toc độ

tối đa của nỏ có thể lên tới 2Mbps Tuy nhiên, nếu việc thu nhận tin hiệu được thực

hiện bởi điện thoại di động ở trong một phương tiện chuyên động thi tốc độ truyền

đữ liệu giảm xuống đến 128Kbps [59] Chi phi của dịch vụ GPRS/3G được tính

theo dung lượng dữ liệu tải xuống vả up lên; chi phí này cao hơn so với chỉ phí của

dịch vụ WiEi Do GPRS/3G có phạm vì hoạt động (phủ sóng) rất rộng vả được cung

cấp, hỗ trợ bởi các nhả cung cấp dịch vụ nên các thiết bị đầu cuối di đồng như điện

thoại thông minh, máy tính bảng và thậm chỉ máy tính cá nhân (kèm theo USB 3G)

đều sử dụng dịch vụ nảy Chính vì vậy, trong số các ứng dụng của GPRS/3G cỏ ứng, dụng cho y tế từ xa [59] Cho đến nay, cũng có nhiều nghiên cứu, ứng dụng công

nghệ GPRS/3G để truyền tín hiệu ECG hỗ trợ theo đối, chăm sóc bệnh nhân tìm

mạch từ xa Những nghiên cửu này được tỉnh bảy tóm lược ở mục 1.5.4.2 dưới đây

1.5.4.2 Tóm lược một số nghiên cúu, ứng dụng công nghệ GPRS/3G đẻ truyền

tín hiệu điện tim

Trên thể giới, trong một số năm trở lại đây, việc truyền tín hiệu điện tìm ứng dung

công nghệ GPRS/3G, hiển thị trên điện thoại smart phone va máy tính xách tay, may tinh de ban va tham chi ca may tinh bang đang được quan tâm nghiên cứu và

phát triển Ngoài các nghiên cửu [S1], [19] đã được nêu ở mục 1

số nghiên cửu khác vẻ lĩnh vực nảy như nghiên cứu [80], [58] Về cơ bản, nội dung

còn có một

của các nghiên cứu này được khải quát thành hệ thông truyên-nhận tín hiệu điện tim

sử dụng công nghệ GPRS/3G được thẻ hiện như hình 1.17

“Theo dõi tại

Hình 1.17 Sơ đồ khối của hệ thông truyên-nhận tin hiệu điện từm sử dụng công

nghệ GPRS/3GŒ

Từ sơ đồ khối của hệ thông nảy, ta thấy rằng, cơ sở dữ liệu của bênh nhân sẽ được

gửi đến và lưu tại máy chủ từ xa (máy chủ trung tâm) Tại đây, cơ sở dữ liêu của

bệnh nhân được quản lý và theo dõi Dữ liệu này sẽ được gửi tới bác sỹ, dịch vụ cấp cứu thông qua công nghệ mạng GPRS/3G

1.6 Định hướng các nội dung nghiên cứu của luận án

Luan an sé tap trung vào hai mục đích chỉnh (hai khối được bôi dam trong so dé

khối hinh 1.18) đỏ lả

"Tăng cường chất lượng tín hiệu điện tim bằng việc nâng cao hiệu quả xử lý hai loại nhiều chính gỏm: Nhiéu nguồn 50Hz vả nhiều trôi dạt đường cơ sở

phục vụ cho việc chân đoán vả tạo tin hiệu ECG sạch trước khi truyền trong

mang vô tuyên phục vụ công tác theo dõi bệnh nhân

®- Nâng cao chất lượng nén tín hiệu ECG bằng thuật toán mới, phủ hợp đẻ việc

truyền nhận tin hiệu ECG trong mang không dây đạt được chất lượng tốt

nhất theo thời gian thực, phục vụ công tác theo đõi từ xa bệnh nhân tim

mach, đồng thời giúp hệ thông lưu trữ tăng dữ liệu số bản ghi ECG của bênh

hiệu tương tương tự ~ om

tín hiệu ECG oa 1 ahan li không dây

Hình 1.18 Sơ đồ khi hệ thông truyền - nhận tín hiệu ECG sử dụng công nghệ vô

tuyén thể hiện những mục đích chính mà luận án tập trung nghiên cứu