TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ

Đề tài: Thiết kế và phát triển thiết bị giá thành thấp giúp hiệu chuẩn thể tích cho

máy thở tự chế trong các đại dịch.

Tác giả luận văn: Nguyễn Tiến Thành Khóa: 19BKTYS.

Người hướng dẫn: TS. Đào Việt Hùng.

Từ khóa (Keyword):

Nội dung tóm tắt:

a) Lý do chọn đề tài

Xác định thể tích khí được coi là mối quan tâm hàng đầu trong lĩnh vực đánh

giá chức năng hô hấp. Kết quả của các phép đo này được sử dụng để chẩn đoán

các bệnh liên quan đến hô hấp cũng như hiệu chuẩn thể tích cho máy thở. Vì vậy,

những sai sót khi hiệu chuẩn cho máy thở ảnh hưởng trực tiếp đến việc chẩn

đoán lâm sàng của bệnh nhân cũng như đánh giá sai độ chính xác của thiết bị.

Việc hiệu chuẩn này đặc biệt quan trọng trong đại dịch như đại dịch COVID-19

do Coronavirus gây ra; vì nhu cầu sử dụng máy thở cũng như số nghiên cứu về

máy thở tự chế được công bố hiện nay gia tăng đáng kể.

Máy thở là thiết bị không thể thiếu trong điều trị các bệnh lý mức độ nghiêm

trọng về đường hô hấp; giúp duy trì khả năng hô hấp và hỗ trợ trong công tác

điều trị căn nguyên của bệnh. Dưới sức ép về số lượng máy thở cần phục vụ

trong các đại dịch, các nghiên cứu về chế tạo máy thở tự chế được triển khai rộng

rãi và thực sự cần thiết. Tuy nhiên, việc hiệu chuẩn thể tích cho các máy thở này

bị xem nhẹ, thậm chí là không được thực hiện vì tốn kém hoặc mất nhiều thời

gian hay chỉ đơn giản là chưa có phương pháp phù hợp. Điều này để lại nhiều

hậu quả ngoài ý muốn và gây nguy hiểm cho bệnh nhân khi sử dụng sự trợ giúp

máy thở.

Vì vậy, việc hiệu chuẩn thể tích cho máy thở tự chế cần được đặc biệt quan tâm

và nhất là trong các đại dịch như đại dịch COVID-19 hiện nay. Để khắc phục

những hạn chế nêu trên, phương pháp đo thể tích khí trực tiếp được đề xuất trong

nghiên cứu này. Phương pháp đề xuất giúp hiệu chuẩn thể tích cho máy thở tự

chế trong các đại dịch; giúp cải thiện độ chính xác cũng như những vấn đề mà đo

lường thể tích khí gián tiếp gặp phải.

b) Mục đích nghiên cứu của luận văn, đối tượng, phạm vi nghiên cứu

Mục tiêu chung: thiết kế và phát triển thiết bị giá thành thấp giúp hiệu chuẩn

thể tích cho máy thở tự chế trong các đại dịch.

Mục tiêu cụ thể:

• Khảo sát thực trạng của vấn đề chế tạo máy thở tự chế có nguồn mở

được nghiên cứu. Từ đó, khẳng định tầm quan trọng của các thiết bị

hiệu chuẩn thể tích cho máy thở nói riêng và máy thở tự chế nói chung.

• Đánh giá các phương pháp hiệu chuẩn thể tích hiện nay; đề xuất mô

hình hệ thống và phương án cài đặt cho bộ thiết bị mới giúp hiệu

chuẩn thể tích cho máy thở tự chế.

• Lựa chọn mô hình cụ thể với từng linh kiện sử dụng cho thiết bị hiệu

chuẩn đề xuất. Từ đó, thiết kế và phát triển phần mềm điều khiển sử

dụng thuật toán đề xuất với các thử nghiệm khác nhau để đánh giá tính

chính xác cũng như khả năng ứng dụng của đề tài.

c) Tóm tắt cô đọng các nội dung chính và đóng góp mới của tác giả

Nghiên cứu này đề xuất giải pháp thiết kế và phát triển thiết bị giá thành thấp

giúp hiệu chuẩn thể tích cho máy thở tự chế trong các đại dịch sử dụng nguyên lý

của phương pháp đo “water-displacement”. Thể tích khí thông qua hệ thống dẫn

khí kín vào lòng chiếc chuông úp ngược đã được nhấn chìm trong nước. Sự thay

đổi thể tích khí dẫn đến sự dịch chuyển lên xuống của chuông. Nghiên cứu sử

dụng Encoder để đọc chính xác khoảng dịch chuyển này làm tham số truyền vào

cho thuật toán được đề xuất. Thuật toán sẽ đồng thời xử lý sai số của phép đo,

tính toán, và hiển thị thể tích thực của khí đưa vào chuông. Với bộ đo này, sai số

do lưu lượng đường khí nhỏ của các phép đo hiện tại sẽ được cải thiện và tối ưu.

Bên cạnh đó, bộ đo sử dụng những vật liệu sẵn có giá thành thấp và dễ dàng lắp

đặt. Điều này có ý nghĩa lớn, giúp tiết kiệm chi phí và nhất là trong tình trạng

khủng hoảng kinh tế do đại dịch hiện nay.

d) Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu sử dụng các phương pháp nghiên cứu sau:

• Phương pháp lý luận: Sử dụng các phương pháp bù sai số, hồi quy

tuyến tính để giảm sai số của hệ thống do các yếu tố môi trường bên

ngoài và nghiên cứu các tài liệu kỹ thuật, công nghệ có liên quan đến

đề tài.

• Phương pháp thực nghiệm: Đề xuất giải pháp thiết kế cho hệ thống,

phát triển các mô-đun và triển khai chạy thử, đo đạc các tham số chất

lượng dịch vụ và đánh giá độ chính xác của hệ thống.

• Phát hiện hệ thống theo mô hình thác nước (waterfall), đi từ nghiên

cứu chỉ tiêu kỹ thuật.

• Mô-đun hóa thiết kế, tích hợp và thử nghiệm từng phần đến toàn cục.

e) Kết luận

Mục tiêu nghiên cứu, thiết kế được một sản phẩm có tính ứng dụng cao trong

hiệu chuẩn thể tích cho máy thở tự chế trong các đại dịch đã đạt được. Việc

nghiên cứu, thiết kế và phát triển thiết bị giá thành thấp giúp hiệu chuẩn thể tích

cho máy thở tự chế trong các đại dịch phù hợp với tình hình hiện tại. Việc hiệu

chuẩn máy thở tự chế được cân nhắc là vấn đề quan trọng trong quá trình sử dụng

máy theo dõi tình trạng hô hấp của bệnh nhân. Tuy hệ thống thử nghiệm còn tồn

tại sai số nhưng không đáng kể so với các phương pháp hiệu chuẩn gián tiếp hiện

nay; đã chứng minh thuật toán đề xuất hoàn toàn phù hợp để loại bỏ sai số cho

phương pháp đo thể tích nước chiếm chỗ và tính ứng dụng cao của đề tài.