Nhan đề : Thiết kế chế tạo hệ thống mô phỏng theo dõi và quản lý khí y tế trung tâm Tác giả : Nguyễn Tiến Tuyên Người hướng dẫn: Phạm Thành Công Từ khoá : Y tế; Khí y tế trung tâm Năm xuất bản : 2020 Nhà xuất bản : Trường đại học Bách Khoa Hà Nội Tóm tắt : Tổng quan về hệ thống khí y tế trung tâm; mô hình hệ thống; thiết kế hệ thống; kết quả đo.
Trang 1TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
VIỆN ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG
Hà Nội - 7/2020
Trang 2
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
Giảng viên hướng dẫn: TS Phạm Thành Công
Viện: Điện tử - Viễn thông
HÀ NỘI - 07/2020
Trang 3
CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập – Tự do – Hạnh phúc
BẢN XÁC NHẬN CHỈNH SỬA LUẬN VĂN THẠC SĨ
Họ và tên tác giả luận văn: Nguyễn Tiến Tuyên
Đề tài luận văn: THIẾT KẾ CHẾ TẠO HỆ THỐNG MÔ PHỎNG THEO DÕI
VÀ QUẢN LÝ KHÍ Y TẾ TRUNG TÂM
Chuyên ngành: Kỹ thuật y sinh
Mã số SV: CB180189
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 22 tháng
7 năm 2020 với các nội dung sau:
1 Đã sửa chữa bảng biểu rõ ràng
2 Đã rà soát lại các lỗi chính tả
Ngày 28 tháng 7 năm 2020
Giáo viên hướng dẫn Tác giả luận văn
CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG
Trang 4LỜI CẢM ƠN
Trong quá trình học tập và hoàn thiện luận văn Thạc sỹ em đã nhận được
sự giúp đỡ của Thầy cô và các bạn đồng nghiệp Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu
sắc t ớ i : Tiến sỹ Phạm Thành Công đã định hướng và tận tình hướng dẫn, giúp
đỡ em trong suốt quá trình thực hiện nghiên cứu đề tài
Em xin trân trọng cảm ơn sự giảng dạy, hỗ trợ học tập và tạo điều kiện tốt nhất của các Thầy Cô giáo trong Bộ môn Công nghệ Điện tử và Kỹ thuật Y sinh, Trung tâm Điện tử Y sinh và các Thầy Cô giáo trong Viện Điện tử - Viễn thông trong thời gian qua đã tạo điều kiện giảng dạy, hướng dẫn và giúp đỡ em trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu và thực hiện đề tài này
Em cũng xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới gia đình, các bạn đồng nghiệp
đã luôn động viên, khích lệ và cùng đồng hành, giúp đỡ Tôi trong quá trình học tập, thực hiện nghiên cứu đề tài
Xin trân trọng cảm ơn!
Hà Nội, ngày 22 tháng 7 năm 2020
Tác giả luận văn
Nguyễn Tiến Tuyên
Trang 5TÓM TẮT LUẬN VĂN
Qua khảo sát thực trạng sử dụng khí y tế của các Trung tâm y tế, các Bệnh viện
đa khoa của tỉnh Bắc Giang và đặc biệt là tại Bệnh viện Hữu nghị Việt – Đức đã có hệ thống khí y tế trung tâm nhưng chưa có hệ thống theo dõi và quản lý khí y tế trung tâm phù hợp, có hiệu quả Từ đó cho thấy việc xây dựng một hệ thống kiểm soát khí y tế trung tâm là hết sức cần thiết, phải có tính thực tiễn cao, phù hợp về giá thành cũng như dễ lắp đặt thiết bị
Luận văn “Thiết kế chế tạo hệ thống mô phỏng theo dõi và quản lý khí y tế
trung tâm”.gồm 04 chương:
- Chương 1: Tổng quan hệ thống khí y tế trung tâm
- Chương 2: Mô hình hệ thống
- Chương 3: Thiết kế hệ thống
- Chương 4: Kết quả đo
Luận văn đã cung cấp thông tin về hệ thống khí y tế trung tâm, các thiết bị sử
dụng khí y tế trung tâm, đồng thời cũng ứng dụng việc sử dụng công nghệ thông tin vào quản lý, vận hành hệ thống khí y tế trung tâm nói riêng và tiến tới có thể đồng bộ
hệ thống thiết bị y tế nói chung Nhằm kiểm soát lưu lượng sử dụng, đánh giá tình trạng hệ thống khí y tế trung tâm và cho phép phát hiện rò khí sớm đưa ra cảnh báo tới người quản lý, sử dụng từ đó giúp tiết kiệm chi phí vận hành hệ thống khí, giúp bệnh viện sử dụng hiệu quả và tiết kiệm nguồn khí y tế trung tâm, dựa trên cơ sở lý thuyết, nguyên lý hệ thống, em đã thiết kế thành công một hệ thống kiểm soát khí y tế ở quy
mô thí nghiệm
Luận văn là tiền đề để tiếp tục mở rộng nghiên cứu tiến tới đưa sản phẩm ứng
dụng vào hệ thống thực tế hoàn thiện trong tương lai, giúp các Bệnh viện tăng cường được công tác quản lý, đánh giá việc sử dụng khí y tế trong đơn vị tại một thời điểm, cũng như việc vận hành hệ thống an toàn
Trang 6MỤC LỤC
TÓM TẮT ĐỀ TÀI i
DANH MỤC HÌNH VẼ iv
DANH MỤC BẢNG BIỂU vi
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN HỆ THỐNG KHÍ Y TẾ TRUNG TÂM 1
1.1 Giới thiệu chương 1
1.2 Kết cấu hệ thống 3
1.2.1 Hệ thống nguồn 3
1.2.2 Hệ thống đường dẫn khí và kiểm soát khu vực 6
1.2.3 Các dạng đầu ra của khí y tế trung tâm 9
1.3 Các thiết bị ngoại vi và ứng dụng 11
1.4 Thực trạng các hệ thống khí ở một số cơ sở y tế 14
1.5 Thực trạng ứng dụng CNTT và truyền thông trong vận hành hệ thống khí y tế trung tâm 15
1.6 Kết luận chương 16
CHƯƠNG 2: MÔ HÌNH HỆ THỐNG 17
2.1 Giới thiệu chương 17
2.2 Nguyên lý hệ thống 17
2.3 Dự kiến mô hình hệ thống 17
2.4 Tổng quan về kết nối LoRa 17
2.4.1 Khái niệm LoRa 17
2.4.2 Nguyên lý hoạt động của LoRa 19
2.4.3 Các Thông số hoạt động của LoRa 22
2.4.4 Các module LoRa sẵn có trên thị trường 24
2.5 Kết luận chương 25
CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ HỆ THỐNG 26
3.1 Giới thiệu chương 26
3.2 Sơ đồ hệ thống và các module sử dụng 26
3.2.1 Khối cảm biến khí y tế 27
Trang 73.2.2 Khối mạch xử lý 31
3.2.3 Module LoRa 32
3.2.4 Khối hiển thị 34
3.3 Thiết kế trạm đo trung tâm 35
3.4 Hệ thống phần mềm 36
3.5 Kết luận chương 37
CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ ĐO 38
4.1 Giới thiệu chương 38
4.2 Mô phỏng hệ thống 38
4.3 Kết quả thí nghiệm 39
4.3.1 Phương pháp đo 39
4.3.2 Kết quả thí nghiệm 40
4.4 Kết luận chương 43
KẾT LUẬN 44
TÀI LIỆU THAM KHẢO 45
Trang 8DANH MỤC HÌNH VẼ
Hình 1 1 Hệ thống khí y tế trung tâm tiêu biểu 1
Hình 1 2 Nguồn Ô xy 3
Hình 1 3 Bộ hóa hơi 4
Hình 1 4 Hệ thống máy khí nén 5
Hình 1 5 Hệ thống máy hút khí 6
Hình 1 6 Hệ thống ống dẫn khí 6
Hình 1 7 Các loại ổ khí gắn tường 9
Hình 1 8 Trụ khí y tế 10
Hình 1 9 Dây dẫn khí treo trần 10
Hình 1 10 Máy gây mê và máy thở drager 11
Hình 1 11 Máy hút dẫn lưu áp lực thấp loại 03 bình model HDLT - 310 12
Hình 1 12 Máy hút dẫn lưu loại 03 bình HDLC – 310 12
Hình 1 13 Máy hút dẫn lưu loại 02 bình model: HDLT - 205 12
Hình 1 14 Hệ thống hút dịch 13
Hình 1 15 Máy bơm CO2 phẫu thuật 13
Hình 2 1 Các cấu trúc mạng truyền thông trong LPWAN 18
Hình 2 2 Radio packet của LoRA 20
Hình 2 3 Dự báo khả năng tang trưởng của truyền thông LoRa 20
Hình 2 4 Mô hình kết nối dạng sao của LoRaWan 22
Hình 2 5 Module RF433 SX1278 IPEX RA-02 24
Hình 2 6 Module E32-433T20DCL 24
Hình 3 1 Cấu chung hình hệ thống giám sát 26
Hình 3 2 Sơ đồ khối hệ thống 26
Hình 3 3 Cảm biến oxy trong máy thở 27
Hình 3 4 cảm biến SPO2 27
Hình 3 5 Cảm biến lưu lượng khí dựa trên nguyên lý nhiệt độ không đổi 28
Hình 3 6 Cảm biến lưu lượng dựa trên nguyên lý thay đổi nhiệt độ 28
Hình 3 7 Cảm biến lưu lượng khí dòng MF5700 29
Trang 9Hình 3 8 Sơ đồ khối cảm biến lưu lượng khí dòng MF5700 30
Hình 3 9 Module RS485 – TTL01 32 Hình 3 10 Module wifi ESP8266 ESP – 12F 33
Hình 3 11 Module lora RF433 SX1278 IPEX RA – 02 34
Hình 3 12 Sơ đồ khối chức năng của trạm kết nối trung tâm 35
Hình 4 1 Hình ảnh hệ thống kiểm soát lưu lượng khí demo 38
Hình 4 2 Máy nén khí 38
Hình 4 3 Ống dẫn khí 39
Hình 4 4 Giao diện theo dõi hệ thống tổng 40
Hình 4 5 Biểu đồ lưu lượng khí trong hệ thống 41
Hình 4 6 Biểu đồ tổng lượng khí đã sử dụng trong hệ thống 42
Hình 4 7 Giao diện kết quả khoa hồi sức tích cực 43
Trang 10DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 1 1 Thống kê lượng khí sử dụng trong 4 tháng năm 2020 tại Trung tâm y tế
huyện Lục Ngạn 14
Bảng 1 2 Thống kê lượng khí sử dụng trong 4 tháng năm 2020 tại các Bệnh viện của tỉnh Bắc Giang 14
Bảng 1 3 Thống kê lượng khí sử dụng trong 4 tháng năm 2020 tại Bệnh viện Hữu nghị Việt Đức 15
Bảng 2 1 Tỷ lệ tăng dữ liệu tương ứng với CR 23
Bảng 2 2 Bảng dữ liệu sử dụng tương ứng với từng ứng dụng 23
Bảng 3 1 Thông số kỹ thuật họ cảm biến 5700 31
Bảng 3 2 Bảng các chuẩn wifi 802.11 33
Bảng 4 1 Kết quả thu được của hệ thống trong 10 phút 41
Trang 11CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG KHÍ Y TẾ TRUNG TÂM 1.1 Giới thiệu chương
Trong y học hiện đại, các ứng dụng của khí y tế trong lĩnh vực điều trị bệnh nhân, phẫu thuật, cấp cứu và chẩn đoán luôn luôn đóng một vai trò quan trọng Nó có
ý nghĩa quyết định cho kết quả điều trị an toàn, phòng chống cháy nổ và tránh gây nhiễm khuẩn cho bệnh nhân Vì vậy, vấn đề cung cấp khí y tế cho các khu vực điều trị luôn là nhu cầu hàng đầu của các bệnh viện và là một trong những tiêu chuẩn để đánh giá mức độ hiện đại của các bệnh viện Hệ thống khí y tế này được thiết kế theo mô hình trung tâm Các loại khí được đặt tại nhà nguồn đảm bảo an toàn trách cháy nổ, tránh ồn cho bác sỹ, bệnh nhân Sau đó khí được dẫn vào khu vực điều trị bằng hệ thống các ống inox hoặc ống đồng y tế Tại vị trí điều trị có các ổ cấp khí, khi cần khí nhân viên y tế chỉ cần cắm đầu dây cấp vào là có khí ngay Khí y tế trung tâm được ví như trái tim của các trung tâm y tế
Ngày nay với sự tiến bộ của ngành y khoa trong công tác điều trị, việc trang bị các thiết bị hiện đại là rất cần thiết, trong đó hệ thống khí y tế là một trong những yếu tố quan trọng có ý nghĩa quyết định cho kết quả điều trị an toàn, phòng chống cháy nổ và tránh gây nhiễm khuẩn cho bệnh nhân Mỗi loại khí y tế phải được cấp từ một hệ thống riêng biệt và toàn bộ các linh kiện của mỗi hệ thống đều phải là loại chuyên biệt dùng cho khí nhằm bảo đảm không xảy ra khả năng kết nối chéo giữa các hệ thống
Hình 1 1 Hệ thống khí y tế trung tâm tiêu biểu
Trang 12Hệ thống khí y tế (Viết tắt của tiếng Anh là MGPS - Medical Gas Pipeline System) Là hệ thống phân phối các loại khí y tế từ nguồn cấp, thông qua hệ thống đường ống dẫn đến bệnh nhân/nhân viên y tế tại nơi sử dụng các thiết bị ngoại vi
Hệ thống khí trung tâm bao gồm 7 hệ thống cơ bản:
và - cùng với nitơ oxit cho thuốc gây mê
- Khí gây mê (N2O): Hay còn gọi là "khí cười" Ở dạng lỏng và khí, rất quan trọng trong giảm đau, sản xuất thuốc gây gây mê và gây mê hỗn hợp khi trộn với oxy hoặc không khí
như một chất làm lạnh trong phương pháp gây tê lạnh và phẫu thuật lạnh Các ứng dụng khác nữa bao gồm bảo quản các vật liệu sinh học, máu và tủy xương
tối thiểu và dùng cho tắm thuốc
Việc thiết kế và thi công hệ thống khí y tế bệnh viện dựa trên các thông số thiết kế kiến trúc, các khoa phòng chức năng và số giường bệnh Nhưng để đạt các yêu cầu chuyên môn cũng như hiệu quả cho cơ sở y tế và bệnh nhân Các kỹ sư thông thường dựa vào các tiêu chuẩn sau:
0038:2005
đa khoa: 52TCN-CTYT 0039:2005
0040:2005
- Yêu cầu thiết kế Bộ y tế
- Tài liệu hướng dẫn thiết kế hệ thống khí y tế Air Liquide Medical Systems (Medical Gas Design Guide)
Trang 13- Bồn chứa và các phụ kiện chính được thiết kế bằng sắt không rỉ để đảm bảo độ bền cao, giảm chi phí bảo trì
- Chân đế được thiết kế để chống gió mạnh & động đất
lực đầu ra, van an toàn, đồng hồ hiển thị áp lực hệ thống, các đầu nối…
Hình 1 2 Nguồn Ô xy
Trang 14Hình 1 3 Bộ hóa hơi
* Bộ hóa hơi
- Áp suất suy giảm khi hoạt động tại luu lượng tối đa ở áp lực bao nhiêu bar
- Áp suất làm việc tối đa bao nhiêu bar
* Bộ điều áp
- Áp suất làm việc tối đa bao nhiêu bar
- Điều tiết và ổn định áp suất khí cấp vào hệ thống
suất
* Trạm phân phối ô xy
Bao gồm 04 bộ phận chính:
b Nguồn CO2
Bao gồm 04 bộ phận chính:
Trang 15- Bộ điều phối tự động lưu lượng
c Hệ thống máy nén khí
* Quy cách: Hệ thống máy nén khí không dầu trung tâm
Hình 1 4 Hệ thống máy khí nén
* Các thông tin cơ bản:
suất của hệ thống kèm bộ điều khiển độc lập cho từng máy
Trang 16Hình 1 5 Hệ thống máy hút khí
* Quy cách: Hệ thống máy hút khí trung tâm
* Các thông tin cơ bản:
Trang 17Ống dẫn khí: Toàn bộ ống dẫn truyền khí phải là ống đồng hoặc inox và các cút nối phải bằng đồng, là loại chuyên dụng dùng trong y tế đạt tiêu chuẩn BS EN 13348 hoặc tương đương Toàn bộ các ống đồng phải được làm sạch, khử dầu, khử kim loại nặng, độc tố, xuất xứ từ nhà sản xuất ống chính quy đạt tiêu chuẩn an toàn của Châu
Âu hoặc tương đương dùng cho y tế Bảo đảm không có Arsenic và hàm lượng carnone trong ống đồng ít hơn 32 mg/dm2
Ống phải có độ dày dồng nhất đối với mạng phân phối và chịu được áp lực cao
để đảm bảo an toàn áp lực
Đường kính của ống thay đổi theo lưu lượng cho từng khu vực và đường kính được tính toán theo phương pháp tính suy hao áp lực của tiêu chuẩn HTM 2022, HTM 02-01 hoặc tương đương
Yêu cầu về suy hao áp lực: Theo tiêu chuẩn HTM 02-01, độ suy hao áp lực cho phép tại điểm đầu cao c uối xa nhất của từng loại khí trong hệ thống không được phép
> 10% so với áp lực thiết kế
* Thiết kế đường ống truyền khí, tính toán suy hao áp lực trên đường truyền và lựa chọn kích thước đường ống:
Nguyên tắc lựa chọn đường ống: Lựa chọn đường ống có kích thước nhỏ nhất có thể
để đảm bảo độ suy hao áp lực từ đầu ra cấp khí xa nhất của từng loại khí trong hệ thống tới máy trung tâm phải ≤ 10%
b Hệ thống kiểm soát và báo trung tâm, khu vực:
*Bộ báo động trung tâm
Số lượng và chức năng: 01 bộ báo động trung tâm ≥ 04 kênh, theo dõi được tình trạng hoạt động của 04 thiết bị nguồn trung tâm và áp lực cấp vào nhánh chính của mỗi hệ thống đường ống gồm: trung tâm O2, trung tâm CO2, hệ thống máy nén khí trung tâm, hệ thống máy hút khí trung tâm Gồm màn hình theo dõi kỹ thuật số được trang bị với màn hình thủy tinh sáng tạo: hiển thị tên các loại khí, tình trạng áp lực các loại khí, chi tiết áp suất hiện tại đầu ra của hệ thống trung tâm, đèn led nhiều màu báo hiệu, nút tắt báo động cho mỗi loại khí riêng biệt của từng hệ thống máy trung tâm Hiển thị thông minh qua màn hình chiếu sáng LCD, hoạt động thao tác qua các phím cảm ứng, hiển thị thông tin về tình trạng hiện tại: bình thường, áp lực cao, áp lực thấp
*Hệ thống hộp van khu vực, báo động khu vực:
Trang 18- Hộp van khu vực kèm báo động khu vực 03 loại khí: được bố trí cho nhánh cấp khí vào các khoa phòng quan trọng
Số lượng: Theo thiết kế, hộp van khu vực kèm báo động khu vực 03 loại khí (O2, A4, V) cho các nhánh chính cấp vào các khoa phòng
Chức năng: Theo dõi áp lực 03 loại khí (O2, A4, V) trong nhánh chính cấp vào các phòng ở trên Báo động bằng âm thanh và ánh sáng khi có sự cố, trong trường hợp khẩn cấp hoặc bảo trì có thể ngắt van khu vực để cách ly từng khu khoa phòng mà không ảnh hưởng đến các tầng khác trong hệ thống
Vị trí: Theo bản vẽ thiết kế
Số lượng: Theo thiết kế Hộp van khu vực 05 loại khí (O2, CO2, A4, A7, V) cho các nhánh chính cấp vào phòng mổ, phòng chức năng
Chức năng: có đồng hồ áp lực hiển thị áp lực 05 loại khí (O2, CO2, A4, A7, V) trong nhánh chính cấp vào các phòng, trong trường hợp khẩn cấp hoặc bảo trì có thể ngắt van khu vực để cách ly từng khu mà không ảnh hưởng đến các khu khác trong hệ thống
Vị trí: theo bản vẽ thiết kế
Số lượng: Theo thiết kế Hộp van khu vực 03 loại khí (O2, A4, V) cho các nhánh chính cấp vào các khoa phòng
Chức năng: có đồng hồ áp lực hiển thị áp lực 03 loại khí (O2, A4, V) trong nhánh chính cấp vào các khoa phòng ở trên, trong trường hợp khẩn cấp hoặc bảo trì có thể ngắt van khu vực để cách ly từng khu mà không ảnh hưởng đến các khu khác trong hệ thống
Vị trí: theo bản vẽ thiết kế
Các van ngắt chính: đặt tại nhà trung tâm nén, hút và phòng đặt trung tâm O2, CO2 Các van ngắt trên đường ống cho từng loại khí được đặt trên các nhánh ống dẫn khí vào các phòng chức năng quan trọng trong mỗi tầng để ngắt khí trong các trường hợp khẩn cấp, bảo trì
Trang 191.2.3 Các dạng đầu ra của khí y tế trung tâm
o Áp lực hoạt động trung bình: 3-5bar
đấu cắm cùng loại khí
o Có màu sắc và hình dạng để phân biệt các loại khí với nhau
o Có van khóa tự động, kỹ thuật khớp nối nhanh
o Đầu khí được thiết kế hai cấp kín, trong trường hợp cấp thứ nhất được tháo ra bảo dưỡng hay sửa chữa thì cấp thứ 2 vẫn là kín hệ thống, không gây
rò rỉ
Hình 1 7 Các loại ổ khí gắn tường
Trang 20b/ Trụ khí
với các thiết bị sử dụng
o Có tay, có thể dịch chuyển xoay vòng, lên xuống
o Trụ cố định, có thể điểu chỉnh lên xuống (cao thấp của trụ khí)
c/ Dây dẫn khí y tế treo trần
Hình 1 9 Dây dẫn khí treo trần
Hình 1 8 Trụ khí y tế
Trang 21Dây khí y tế treo trần
dây dẫn mềm với các màu sắc đại diện cho các loại khí
o Có thể điều chỉnh độ dài ngắn của dây dẫn
o Các van khí có cấu trúc khác nhau, tránh trường hợp cắm nhầm
Trang 22Hệ thống hút dẫn lưu là hệ thống chuyên dùng để hút dịch liên tục, áp dụng cho các trường hợp dịch (máu, mủ, dịch tiết cơ thể) tiết liên tục nhưng không ồ ạt Máy hút dẫn lưu liên tục thường được đặt hoạt động liên tục và sử dụng chủ yếu là khí hút Đối với máy hút dẫn lưu liên tục áp lực thấp, áp lực hút thường nhẹ (khoảng 15 – 20 cm nước) Máy được kết nối với hệ thống khí y tế trung tâm qua ổ khí được bố trí trên tường
Hình 1 12 Máy hút dẫn lưu loại 03 bình
HDLC – 310
Hình 1 13 Máy hút dẫn lưu loại 02 bình model: HDLT - 205 Hình 1 11 Máy hút dẫn lưu áp
lực thấp loại 03 bình model HDLT - 310
Trang 23Hệ thống hút dịch, hút đờm dãi
Dưới đây là một số thiết bị hút được Công ty TNHH Công nghệ ứng dụng Bách
Khoa phát triển và đang được sử dụng tại một số bệnh viện:
Hệ thống hút dịch là một trong những hệ thống máy hoạt động nhiều trong các bệnh viện Tại Hà Nội hiện nay, hệ thống hút dịch, hút đờm dãi của Công ty TNHH Công nghệ ứng dụng Bách Khoa đã được sử dụng trong nhiều bệnh viện tuyến trung ương như Bệnh viện Nhi TW, tuyến sở như Bệnh viện Phụ sản Hà Nội, Bệnh viện Tim
Hà Nội,… Hệ thống này được ứng dụng rộng rãi trong các bệnh viện đặc biệt là trong phòng mổ vì tính tiện dụng của nó mang lại Tương tự như hệ thống hút dẫn lưu liên tục áp lực thấp, hệ thống hút dịch cũng được kết nối với hệ thống khí y tế trung tâm qua ổ khí gắn tường
Máy bơm khí Co2 Phẫu thuật nội soi ổ bụng
Hình 1 15 Máy bơm CO2 phẫu thuật Hình 1 14 Hệ thống hút dịch
Trang 24Máy kết nối với nguồn CO2 được bơm đạt áp lực theo yêu cầu trong phẫu thuật nội soi
ổ bụng Điều khiển bằng vi xử lí toàn bộ các chức năng giúp cho các thao tác được dễ dàng thuận tiện Có hệ thống điều áp tự động SECUVENT (hoặc tương đương), với sensor theo dõi liên tục áp suất trong ổ bụng để kịp thời tăng hoặc giảm áp để duy trì hằng định áp lực cần thiết để phẫu thuật Báo động bằng âm thanh và ánh sáng trong mọi trường hợp thiểu hoặc quá áp
1.4 Thực trạng các hệ thống khí ở một số cơ sở y tế
Tại tỉnh Bắc Giang: Có 5 bệnh viện tuyến tỉnh, 10 trung tâm y tế tuyến huyện Có Bệnh viện đa khoa tỉnh và Bệnh viện Sản – Nhi là có hệ thống o xy trung tâm, chủ yếu theo dõi số lít khí thở/phút bằng các đồng hồ cơ học, áp lực hoặc sử dụng theo nhu cầu, chưa có các cảnh báo về dò hở khí y tế … Các Trung tâm tuyến huyện chủ yếu sử dụng khí y tế trong các bình chứa, máy nén khí, máy hút dịch trực tiếp, các loại khí
Ngạn lượng khí O2 sử dụng như sau:
Thời gian (tháng/năm) Lượng khí sử dụng (m3)
Bảng 1 1 Thống kê lượng khí sử dụng trong 4 tháng năm 2020 tại Trung tâm y tế huyện Lục Ngạn
Lượng khí sử dụng tại các Bệnh viện tuyến tỉnh lớn hơn nhiều lần so với các tuyến huyện Hiện tại Bệnh viện Sản – Nhi, Bệnh viện đa khoa tỉnh Bắc Giang đã có hệ thống khí y tế trung tâm nhưng chưa có hệ thống theo dõi và quản lý khí y tế, việc theo dõi quản lý chủ yếu theo các đồng hồ áp lực
Thời gian
(tháng/năm)
Lượng khí sử dụng (m3) Bệnh viện Sản - Nhi
Lượng khí sử dụng (m3) Bệnh viện Đa khoa tỉnh
* Tại Hà Nội: Các bệnh viện tuyến trung ương đã không còn xa lạ với hệ thống khí y tế trung tâm Thậm chí, tại một số bệnh viện, khí y tế trung tâm còn trở nên vô
Trang 25cùng quan trọng trong điều trị và hỗ trợ phục hồi cho bệnh nhân, điển hình là Bệnh viện Hữu nghị Việt – Đức Tại đây, chỉ riêng khu vực gây mê hồi sức đã có tới 52 phòng mổ với tổng số 115 giường bệnh Ngoài ra với quy mô 1500 giường bệnh, với mỗi giường bệnh đều được trang bị ổ khí y tế đầy đủ Với quy mô giường bệnh như vậy, nhu cầu khí y tế tại Bệnh viện Hữu nghị Việt - Đức là rất lớn
Thời gian (tháng/năm) Lượng khí sử dụng (m3)
Bảng 1 3 Thống kê lượng khí sử dụng trong 4 tháng năm 2020 tại Bệnh viện Hữu nghị Việt Đức
Dựa vào bảng 1.1; 1.2; 1.3 ta có thể thấy rằng Bệnh viện Hữu nghị Việt Đức mỗi tháng tiêu thụ lượng khí y tế không hề nhỏ Vì vậy mà việc kiểm soát lượng khí đó chặt chẽ, chống thất thoát tạo nên hiệu quả sử dụng khí cao hơn và an toàn là vô cùng cần thiết Điều đó cho thấy tính thiết thực của việc thiết kế hệ thống theo dõi và quản lý khí
y tế trung tâm là rất phù hợp với tình hình thực tế để theo dõi được đồng thời việc sử dụng tại tất cả các bộ phận sử dụng khí y tế Mặt khác các đơn vị sử dụng lượng khí ít nhưng lại rất cần thiết trong việc theo dõi, quản lý và sử dụng khí một cách an toàn cho người bệnh cũng như người vận hành và công tác phòng chống cháy nổ
1.5 Thực trạng ứng dụng CNTT và truyền thông trong vận hành hệ thống khí y tế trung tâm
Việc áp dụng công nghệ thông tin (CNTT) đã giúp ngành y tế đạt được nhiều thành tựu to lớn trong việc vận hành hệ thống khám chữa bệnh, trong công tác khám chữa bệnh và quản lý bệnh nhân cũng như các hoạt động của cơ sở y tế
Nhờ có CNTT, cán bộ y tế nâng cao kiến thức chuyên môn, có thể nhanh chóng tiếp nhận tri thức mới của nhân loại mà không cần bận tâm tới khoảng cách địa lý Đồng thời CNTT cũng giúp tự động hóa các phương tiện chẩn đoán và điều trị Trong
y học hiện đại, các loại máy móc thiết bị xét nghiệm đều được tự động hóa hoàn toàn, giúp nâng cao độ chính xác và giảm bớt thao tác khi làm xét nghiệm Song song với
đó, các máy móc chẩn đoán hình ảnh cũng được trang bị ứng ụng kỹ thuật dựng hình nhằm thể hiện hình ảnh bệnh lý 3 chiều, phục vụ cho công tác chẩn đoán và điều trị ngoại khoa Kỹ thuật nội soi cũng là một bước tiến quan trọng giúp can thiệp điều trị bệnh hiệu quả, đồng thời tiết giảm chi phí
Nhờ sự phát triển mạnh mẽ của kinh tế xã hội, hiện nay, các bệnh viện ở nước ta cũng đã và đang không ngừng trang bị thêm nhiều thiết bị y tế hiện đại nhằm nâng cao hiệu quả công tác khám chữa bệnh như: Máy xét nghiệm tự động, X quang kỹ thuật số, máy siêu âm 3D, 4D, PET-CT, máy chụp cắt lớp, cộng hưởng từ, Những thiết bị y tế
Trang 26này đã giúp hiệu quả chẩn đoán và điều trị bệnh tăng lên đáng kể, đồng thời góp phần đưa nền y tế Việt Nam đi lên, bắt kịp sự tiến bộ của nền y tế khu vực
Trong thực hành y khoa, việc ứng dụng CNTT là yếu tố mang lại rất nhiều lợi ích Đặc biệt, lợi ích nổi bật nhất là giúp lưu trữ và phân tích số liệu cho nghiên cứu khoa học; hỗ trợ y tế từ xa (telemedicine); giúp bác sĩ quyết định lâm sàng nhanh chóng và chính xác; giảm thiểu tử vong do sai lầm y khoa
Với việc ứng dụng CNTT, các thông tin của bệnh viện đều được tổ chức, sắp xếp một cách khoa học và kiểm soát mọi thứ một cách dễ dàng, tạo cơ sở cở tốt cho hiệu quả công tác quản lý bệnh viện Ứng dụng M-Health (y tế di động) đang được phát triển trên thế giới giúp theo dõi, can thiệp các vấn dề sức khỏe của bệnh nhân từ xa thông quá các phương tiện điện thoại di động, máy tính mảng
Đã từ rất lâu, các quốc gia trên thế giới đều nhận thức rõ vai trò quan trọng của CNTT đối với sự phát triển mạnh mẽ của ngành y tế, do đó đã xây dựng các chương trình quốc gia về công nghệ thông tin y tế nhằm thích nghi với thời đại mới Chính vì vậy, trong Nghị quyết số 20-NQ/TW về tăng cường công tác bảo vệ, chăm sóc và nâng cao sức khỏe nhân dân trong tình hình mới đã nhấn mạnh việc cần tập trung đẩy nhanh cải cách hành chính, ứng dụng công nghệ thông tin từ quản lý bệnh viện, giám định bảo hiểm y tế, bệnh án điện tử tới chẩn đoán, xét nghiệm, khám, chữa bệnh từ xa
1.6 Kết luận chương
Chương 1 đã trình bày một cách tổng quát nhất về hệ thống khí y tế trung tâm cũng như các loại thiết bị y tế kết nối với nó Ta có thể thấy sự phát triển của hệ thống khí y tế trung tâm đã giúp phát triển hệ thống các thiết bị duy trì sự sống như máy thở, máy mê, hệ thống máy hút hỗ trợ điều trị cũng phát triển theo rất đa dạng Ngoài ra, chương 1 còn trình bày được tình hình ứng dụng CNTT trong quản lý và vận hành trang thiết bị y tế, đồng thời cho thấy sự cần thiết của một hệ thống quản lý, kiểm soát lưu lượng của hệ thống khí y tế trung tâm như đồ án này hướng tới
Trang 27CHƯƠNG 2: MÔ HÌNH HỆ THỐNG
2.1 Giới thiệu chương
Trong chương này, em sẽ trình bày phương án thiết kế hệ thống giám sát lưu lượng khí y tế trung tâm và lên ý tưởng thiết kế hệ thống, chọn phương thức truyền dẫn cho hệ thống
2.2 Nguyên lý hệ thống
Hệ thống giám sát lưu lượng khí y tế trung tâm hoạt động dựa trên nguyên lý đo lưu lượng khí thông qua cảm biến và kết nối với các module thu, phát để truyền dữ liệu về hệ thống rồi sau đó xử lý dữ liệu và xuất ra kết quả thông qua phần mềm
2.3 Dự kiến mô hình hệ thống
Mô hình hệ thống ứng dụng trên thực tế sẽ phải đáp ứng được các yêu cầu về khả năng truyền dẫn, sự chính xác và tốc độ cập nhật thông tin phải nhanh nhạy Để đảm bảo một hệ thống như vậy hoạt động tốt, trước khi ứng dụng đại trà, em đã lựa chọn một mô hình demo thu nhỏ hoạt động trong quy mô phòng thí nghiệm để dễ dàng tính toán, kiểm tra và đo đạc Mô hình đó như sau
động của các trạm so với trung tâm có thể lên tới 6km nếu không gặp cản trở, thông thường đạt vài trăm mét Nên việc bố trí trạm đo dễ dàng hơn và không tốn chi phí cho kết nối 3G tại đó
không cần phần mềm và tiện lợi check kết quả trên nhiều loại thiết bị ở mọi lúc, mọi nơi
- Thiết kế này vẫn sẽ được giữ nguyên mà chỉ phát triển thêm một server và một ứng dụng để xem trên máy tính, di động
- Ngoài ra, có thể phát triển thêm server (dạng mqtt, webserver ) trên tên miền cấp
2 của bkat.com.vn để phát triển các demo và ứng dụng liên quan đến các hệ thống IoT sau này
hiện sau này khi hệ thống ban đầu có độ ổn định cao
2.4 Tổng quan về kết nối LoRa
2.4.1 Khái niệm LoRa
Có thể nói hiện tại chúng ta có 3 mô hình wireless network như sau:
1- Cellular network (GSM hoặc LTE network): là mô hình truyền dữ liệu sử dụng