Thiết kế chế tạo thiết bị sưởi ấm máu và dịch truyền

Bài báo này tập trung nghiên cứu thiết kế thiết bị sưởi ấm máu và dịch truyền sử dụng thuật toán PID để điều khiển nhiệt độ đầu ra của dịch truyền dựa trên một số tiêu chuẩn an toàn trong lĩnh vực y tế, đáp ứng được yêu cầu chức năng của thiết bị. Thêm vào đó, vi điều khiển PIC 18F4550 là một lựa chọn hợp lý về tính đa chức năng và giá thành; ứng dụng Peltier Cooler đem lại việc gia nhiệt một cách đơn giản và hiệu quả, tuổi thọ cao. Mời các bạn cùng tham khảo!
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Thiết kế chế tạo thiết bị sưởi ấm máu và dịch truyền Hội Thảo Quốc Gia 2015 về Điện Tử, Truyền Thông và Công Nghệ Thông Tin (ECIT 2015) Hội Thảo Quốc Gia 2015 về Điện Tử, Truyền Thông và Công Nghệ Thông Tin (ECIT 2015) Thiết kế chế tạo thiết bị sưởi ấm máu và dịch truyền Nguyễn Phan Kiên(1,*) , Đỗ Thị Thu Hằng(3), Truong Duc Thuan(2) (1) Viện Điện tử Viễn thông, Đại học Bách Khoa Hà Nội (2) Trường Cao đẳng nghề Kỹ thuật thiết bị y tế (3) Bệnh viện Đa khoa tỉnh Bắc Giang Email: knguyenp@gmail.com, thuan.omronbg@gmail.com, hangdtt.be5@gmail.comAbstract- Phương pháp đông lạnh hồng cầu giúp dự trữ với một một thể tích lớn cho bệnh nhân có nhóm máu bất kỳ nào màlượng máu lớn trong thời gian lâu hơn (tối đa tới 10 năm) [1].. không sợ nguy hiểm do tai biến truyền nhầm nhóm máu vì cácChế phẩm máu lưu trữ bằng phương pháp này có thể truyền một kháng thể α, β còn lại rất ít và bị phá hủy trong thời gian dự trữ.thể tích lớn cho bệnh nhân có nhóm máu bất kỳ mà không sợ Tuy nhiên đi kèm phương pháp này cần thiết phải có thiết bịnguy hiểm do tai biến truyền nhầm nhóm máu vì các kháng thể sưởi ấm máu, dịch truyền. Bài báo này tập trung nghiên cứuα, β còn lại rất ít và bị phá hủy trong thời gian lưu trữ [2]. Tuy thiết kế thiết bị sưởi ấm máu và dịch truyền dùng thuật toánnhiên máu lưu trữ bằng phương pháp này muốn truyền cho bệnhnhân nhất thiết phải sưởi ấm lên nhiệt độ 37 độ C [3]. Vì vậy PID điều khiển nhiệt độ đầu ra.phương pháp này cần thiết phải có thiết bị sưởi ấm máu, dịch II. PHƯƠNG PHÁPtruyền. Bài báo này tập trung nghiên cứu thiết kế thiết bị sưởiấm máu và dịch truyền sử dụng thuật toán PID để điều khiển Bộ điều khiển PID là một bộ điều khiển vòng kín được sửnhiệt độ đầu ra của dịch truyền dựa trên một số tiêu chuẩn an dụng rộng rãi trong các lĩnh vực điện tử. Sử dụng bộ điềutoàn trong lĩnh vực y tế [3], đáp ứng được yêu cầu chức năng của khiển PID để điều chỉnh sai lệch giữa giá trị đo được của hệthiết bị. Thêm vào đó, vi điều khiển PIC 18F4550 là một lựa chọn thống (process variable) với giá trị đặt (setpoint) bằng cáchhợp lý về tính đa chức năng và giá thành; ứng dụng Peltier tính toán và điều chỉnh giá trị điều khiển ở ngõ ra.Cooler đem lại việc gia nhiệt một cách đơn giản và hiệu quả, tuổithọ cao. Dựa trên những cơ sở đó, nhóm nghiên cứu đã đưa ra Sơ đồ một hệ thống điều khiển dùng PID:thiết kế hoàn chỉnh và chế tạo thành công thiết bị sưởi ấm máu Một bộ điều khiển PID gồm 3 thành phần: P (proportional) –và dịch truyền đảm bảo nhiệt độ đầu ra không vượt quá ngưỡng tạo tín hiệu điều khiển tỉ lệ với sai lệch (error – e), I (integral)37 độ C hoàn toàn phù hợp với các tiêu chuẩn của thiết bị sưởi – tạo tín hiệu điều khiển tỉ lệ với tích phân theo thời gian củaấm máu và dịch truyền trên thế giới. Điều này kết hợp với cáchsử dụng thiết bị đơn giản mang lại khả năng ứng dụng rộng rãi sai lệch, và D (derivative) – tạo tín hiệu điều khiển tỉ lệ với vicủa thiết bị. phân theo thời gian của sai lệch. Keywords- sưởi ấm máu, PID, vi điều khiển, ổn định nhiệt độ,huyết học và truyền máu. I. GIỚI THIỆU Hàng ngày, hàng giờ do những nguyên nhân khác nhau nhưbệnh lý, chấn thương, phẫu thuật,… có hàng nghìn nguời cầnđược truyền máu. Trong khi máu người được coi là một loại“thuốc” đặc biệt mà hiện nay chưa có chế phẩm nào thay thế Hình 1 Sơ đồ hệ thống điều khiển PIDđược. Vì vậy, để có máu truyền điều trị và cứu sống bệnh nhâncần huy động từ những người tham gia hiến máu. Máu nhận Khâu P tạo ra tín hiệu điều khiển tỉ lệ với giá trị của saiđược từ người hiến máu (máu toàn phần) tới bệnh nhân phải lệch.Việc này được thực hiện bằng cách nhân sai lệch e vớitrải qua quá trình sàng lọc, ly tâm, phân tích thành phần hằng số KP – gọi là hằng số tỉ lệ.máu,… tạo ra các chế phẩm máu. Sau đó các chế phẩm máunày phải được bảo quản ở nhiệt độ từ 2 đến 6oC (tùy loại chế ...