- Vai trò lắc máu và định lƣợng lƣợng máu lấy từ ngƣời cho máu. - Phƣơng pháp giải quyết. - Nhu cầu máu cho điều trị tại Việt nam. - GIỚI THIỆU MỘT SỐ MÁY LẮC MÁU KÈM CÂN. - 17 2.1 Giới thiệu một số máy lắc máu kèm cân hiện nay. - 17 2.2 Giới thiệu một số thiết bị đặc trƣng. - 18 2.2.1 Model MEDDA9802 – LM – Việt Nam. - 20 CHƢƠNG 3: THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO THIẾT BỊ. - 21 3.1 Phân tích và xây dựng yêu cầu thiết kế. - Sơ đồ nguyên lý thiết kế. - 26 3.2.2 Khối lắc máu. - 40 3.2.5 Vi điều khiển. - Thiết kế vỏ máy. - 63 CHƢƠNG 4: HOÀN THIỆN SẢN PHẨM VÀ ĐÁNH GIÁ. - Mạch nguyên lý tổng hợp và mạch in của sản phẩm. - Thử nghiệm thực tế với quá trình truyền dịch. - Các phần mềm sử dụng trong đề tài. - 72 Phần mềm mô phỏng proteus. - 72 Phần mềm vẽ mạch Altium. - 73 Phần mềm viết code Code vision AVR. - 74 Phần mềm nạp code IC Prog. - 83 3 LỜI CẢM ƠN Trƣớc tiên tôi xin cảm ơn TS Nguyễn Phan Kiên đã tận tâm chỉ dẫn cho tôi những kiến thức nghiên cứu khoa học quý báu để tôi hoàn thiện luận văn.Tôi xin cảm ơn Bộ môn Công nghệ Điện tử và kỹ thuật Y sinh, Viện Điện tử Viễn thông, Viện sau đại học, Trƣờng Đại học Bách khoa Hà nội đã tạo mọi điều kiện giúp đỡ tôi trong quá trình học tập. - Xin cảm ơn Phòng Vật tƣ Thiết bị Y tế, Phòng Tổ chức cán bộ, Viện Huyết học Truyền máu Trung ƣơng, đã cho tôi tham dự khóa học này. - Hơn hết tôi xin cảm ơn Giáo sƣ Anh hùng lao động Nguyễn Anh Trí Viện trƣởng Viện Huyết học Truyền máu Trung ƣơng đã tạo động lực và tinh thần say mê khoa học để tôi có đƣợc ý tƣởng tốt tạo ra đƣợc sản phẩm có thể đƣa vào ứng dụng hữu ích cho ngành Huyết học Truyền máu. - Nguyễn Phan Kiên, luận văn này là sản phẩm của quá trình tìm tòi, nghiên cứu của tác giả về các vấn đề đƣợc đặt ra trong luận văn. - Mọi số liệu, quan điểm, kết cấu cơ khí, thiết kế mạch, phân tích, đánh giá, kết luận của các tài liệu và các nhà nghiên cứu khác đƣợc trích dẫn theo đúng quy định. - Vì vậy, tác giả xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu thiết kế chế tạo máy lắc máu kèm cân là công trình nghiên cứu của riêng mình. - Một quy trình sản xuất chế phẩm máu tại Viện huyết học. - Nhu cầu máu cho điều trị củaViệt nam. - Quy trình giảm thiểu sai số đối với phƣơng pháp dừng lắc và cân 22 Hình 3. - Sơ đồ khối. - Mạch nguyên lý khối hiển thị LCD. - Nguyên lý của encoder. - Nguyên lý chặn sử dụng động cơ RC. - Mạch nguyên lý điều khiển động cơ và van kẹp. - Nguyên lý đo sử dụng cảm biến áp suất. - Mạch nguyên lý khối loadcell. - Sơ đồ chân vi điều khiển ATMEGA32. - Sơ đồ cấu trúc vi điều khiển Atmega16. - Mạch nguyên lý khối vi điều khiển Atmega8. - Mạch nguyên lý khối vi điều khiển Atmega32. - Lƣu đồ thuật toán điều khiển. - Sơ đồ khối khối nguồn. - Sơ đồ cấu tạo của LM2596. - Sơ đồ nguyên lý của LM2596. - Mạch nguyên lý khối nguồn. - Bản vẽ thiết kế chi tiết vỏ máy. - Nguyên lý tổng hợp. - Mạch in sản phẩm. - Sản phẩm hoàn thiện cuối cùng. - Phần mềm proteus. - 72 Phụ lục 2 Phần mềm altium. - Phần mềm Code vision AVR. - Phần mềm IC Prog. - 75 7 DANH MỤC VIẾT TẮT STT Tên viết tắt Tên đầy đủ 1 A Ampe 2 AC Alternating current 3 ADC Analog digital convert 4 ALU Arithmetic and logic unit 5 ASCII American Standard Code for Information Interchange 6 AVR Advanced Virtual RISC 7 C Celsius 8 CPU Central Processing Unit 9 DC Direct current 10 DRAM Dynamic RAM 11 EEPROM Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory 12 EN Enable 13 GND Ground 14 I/O Inpu/output 15 I2C Inter-Intergrated Circuit 16 IEEE Institute of Electrical and Electronics Engineers 17 INVDK Đầu vào vi điều khiển 18 JTAG Joint Test Action Group 19 K Kilo 20 LCD Liquid Crystal Display 21 LED Light Emitting Diode 22 MHZ Megahertz 23 Ms Mili second 24 NTC National Telecommunications Conference 25 OUTVDK Đầu ra vi điều khiển 8 26 PCB Printed circuit board 27 PD1 PortD 1 28 PIC Programmable Intelligent Computer 29 PWM Pulse-width modulation 30 R/W Read/Write 31 RAM Random Access Memory 32 RISC Reduced Instructions Set Computer 33 ROM Read-only memory 34 RS Register Select 35 RTD Regional Transportation District 36 SPI Serial Peripheral Interface 37 UART Universal asinchonus Receiver Transmitter 38 V Volt 39 VCC Voltage Controlled Clock 40 W Watt 41 WHO Tổ chức y tế thế giới 9 MỞ ĐẦU 1. - Lý do chọn đề tài Cùng với sự phát triển của các ngành khoa học công nghệ, Ngành Huyết học Truyền máu Việt nam ngày càng phát triển, trong đó viện Huyết học Truyền máu Trung ƣơng đƣợc nhà Đảng và nhà nƣớc giao cho chức năng chức năng khám bệnh, chữa bệnh chuyên khoa, sản xuất chế phẩm máu, thực hiện việc thu gom, sàng lọc, cung cấp máu và các sản phẩm máu, nghiên cứu khoa học, đào tạo, hƣớng dẫn, chỉ đạo, kiểm tra về chuyên môn nghiệp vụ đối với hệ thống Huyết học - Truyền máu trong phạm vi cả nƣớc, thực hiện hợp tác quốc tế trong lĩnh vực Huyết học - Truyền máu cũng lớn mạnh không ngừng. - Nhận thức đƣợc tầm quan trọng của quá trình truyền máu, Thủ tƣớng chính phủ đã ra Quyết định số 198/2001/QĐ-TTG về việc phê duyệt Chƣơng trình an toàn truyền máu trong đó có các yêu cầu về xây dựng các tiêu chuẩn và quy trình truyền máu quốc gia cũng nhƣ thành lập các trung tâm truyền máu quốc gia nhằm đảm bảo chiết tách các chế phẩm máu trong quá trình phục vụ thăm khám và chữa trị bệnh cho nhân dân. - Với các yêu cầu trên có thể thấy, việc đảm bảo quy trình sản xuất chế phẩm máu mang tính quyết định trong việc đảm báo chất lƣợng máu phục vụ việc khám chữa bệnh trong đó có vai trò của các thiết bị phục vụ nghiên cứu và sản xuất chế phẩm máu. - Cho tới hiện nay, các thiết bị phục vụ cho nghiên cứu và sản xuất chiết tách và lƣu trữ các sản phẩm máu cũng ngày càng hiện đại và chính xác. - Các thiết bị này phần lớn đều nhập từ nƣớc ngoài và với giá thành thƣờng rất cao. - Trong khi đó, với mục tiêu ƣu tiên trong việc ứng dụng KHCN của Việt Nam vào trong việc sản xuất và nội địa hóa các sản phẩm đã đƣợc Đảng và Nhà nƣớc nhắc đến nhiều trong các nghị quyết đã ra những năm gần đây nhƣng số lƣợng sản phẩm đƣợc đƣa vào ứng dụng trong y tế là chƣa nhiều. - Chính vì thế, trong luận văn này chúng tôi đề xuất nghiên cứu chế tạo sản xuất máy lắc máu kèm cân một thiết bị quan trọng trong dây truyền sản xuất và 10 chiết tách các thành phần máu nhằm góp phần chủ động trong việc tạo ra các sản phẩm ứng dụng trong lĩnh vực y tế, chuẩn bị cho việc đáp ứng yêu cầu phát triển của ngành y tế nói chúng và Viện huyết học nói riêng. - Mục đích nghiên cứu của luận văn, đối tƣợng, phạm vi nghiên cứu. - Mục đích nghiên cứu Mục đích nghiên cứu của đề tài là nghiên cứu, thiết kế và chế tạo máy lắc máu kèm cân có tính năng kỹ thuật tƣơng đƣơng với các máy đƣợc nhập khẩu hiện có tại bệnh viện, nhƣng chi phí giá thành sản sản xuất và thấp hơn nhiều so với máy nhập khẩu. - Đối tượng nghiên cứu Đối tƣợng nghiên cứu của luận văn là thiết bị máy lắc máukèm cân, đƣa ra các thông số kỹ thuật,tính năng,tác dụng của máy lắc máu nhập khẩu hiện đang sử dụng tại Viện Huyết Học Truyền Máu Trung Ƣơng, từ đó lên phƣơng án nghiên cứu,thiết kế và chế tạo thiết bị có tính năng tƣơng đƣơng phù hợp với thiết bị nhập khẩu và các tiêu chuẩn của ngành Truyền máu - Phạm vi nghiên cứu Nghiên cứu tổng quan về các máy lắc máu kèm cân hiện đang đƣợc sử dụng tại Viện Huyết Học Truyền Máu Trung Ƣơng cũng nhƣ các thiết bị hiện có trên thị trƣờng, đánh giá, phân tích để chọn lựa giải pháp kỹ thuật phù hợp với bài toán kinh tế đặt ra nhằm đảm bảo thiết bị nghiên cứu sản xuất ra đáp ứng đƣợc yêu cầu thị trƣờng về mặt giá cả cũng nhƣ các chỉ tiêu kỹ thuật. - Nghiên cứu, ứng dụng KHCN vào trong quá trình thiết kế sản phẩm nhằm đảm bảo tính khoa học cũng nhƣ tính chính xác của sản phẩm. - Tóm tắt cô đọng các nội dung chính và đóng góp mới của tác giả: Nội dung chính của luận văn là nghiên cứu, đánh giá tính năng kỹ thuật của một số dòng máy lắc máu kèm cân nhập khẩu đang đƣợc sử dụng tại Viện Huyết Học Truyền Máu Trung Ƣơng.Từ đó đƣa ra phƣơng án thiết kế chế tạo thiết bị sử dụng vi điều khiển Atemaga32 để điều khiển cơ cấu lắc, kiểm soát lƣợng máu lấy đƣợc và hiển thị lên trên màn hình LCD. - Kết quả nghiên cứu cuối cùng của đề tài là 11 một sản phẩm có khả năng ứng dụng thực tế, có độ chính xác tƣơng đƣơng thiết bị ngoại nhập về chức năng, đồng thời đảm bảo yêu cầu thực tiễn trong ứng dụng cho ngành Huyết học Truyền máu Việt nam. - Phƣơng pháp nghiên cứu: Phân tích các mô hình sản phẩm sẵn có trên thực tế đối chiếu với nhu cầu sử dụng tại Việt nam từ đó lực chọn bộ thông số kỹ thuật phù hợp và tiến hành thiết kế mô hình thử nghiệm. - Vai trò lắc máu và định lƣợng lƣợng máu lấy từ ngƣời cho máu 1.1.1 Các thành phần chính của máu: Máu gồm hai nhóm thành phần chính: Các tế bào và các yếu tố thể dịch. - Yếu tố tế bào 1. - Tỷ trọng trung bình Tiểu cầu 1,058g/ml Thể tích trung bình Tiểu cầu 16 x 10-15lit Các yếu tố thể dịch Huyết tƣơng là phần dịch trong máu mà các yếu tố tế bào đƣợc truyền dịch và lƣu hành khắp cơ thể, gồm 3 thành phần chính: Nƣớc, chất điện giải protein, các chất chống đông máu. - Một quy trình sản xuất chế phẩm máu tại Viện huyết học 1.1.2 Chu trình thu gom, sản xuất chế phẩm máu và các thiết bị trong chu trình: Ngày nay trong truyền máu hiện đại ngƣời ta không truyền máu toàn phần nữa mà truyền máu từng phần cần gì truyền nấy. - Do vậy máu thu nhận đƣợc từ ngƣời cho phải đƣợc chiết tách và sản xuất ra các thành phần riêng biệt nhằm đáp ứng nhu cầu điều trị. - Máu thu nhận đƣợc sản xuất và chiết tách ra các thành phần riêng biệt trong 24 giờ hoặc ngắn hơn tùy theo từng thành phần máu kể từ khi máu đƣợc lấy ra khỏi ngƣời cho máu.Các thành phần máu đƣợc chiết tách sản xuất ra từng thành phần riêng biệt dựa trên sự khác nhau về tính chất vật lý của chúng (trọng lƣợng, sự kết tủa trong những điều kiện nhiệt độ nhất định. - Với quy trình sản xuất chế phẩm máu hiện nay, các túi máu sau khi đƣợc lấy sẽ đƣợc đƣa vào máy ly tâm để phân lớp các thành phần máu.Có thế nói, song hành với một lịch sử phát triển khá lâu đời của ngành truyên máu thế giới, viện Huyết học Truyền máu Trung ƣơng cũng đã có đƣợc nhiều thành tựu đáng khích lệ trong suốt quá trình hình thành và phát triển. - Để đạt đƣợc điều đó, quy trình sản xuất chế phẩm máu của Viện cũng đã đƣợc hoàn thiện một cách đầy đủ nhằm đảm bảo chất lƣợng của quá trình chăm sóc và điều trị bệnh. - Trong hình trên, có thể thấy, quy trình lấy máu từ ngƣời hiến tặng là việc đầu tiên thực hiện trong chuỗi sản xuất chế phẩm máu. - Việc cân máu, xác định chính 14 xác lƣợng máu đƣợc lấy sẽ liên quan trực tiếp tới chất lƣợng các sản phẩm chiết tách và các thành phần máu tƣơng ứng. - Khi ly tâm để phân lớp các thành phần máu đòi hỏi độ cân bằng tuyệt đối, do đó nếu cân chính xác đƣợc khối lƣợng máu lấy ngay từ ban đầu sẽ làm giảm thiểu việc cân thăng bằng trƣớc khi đƣa máu vào ly tâm. - Các vấn đề đặt ra khi thu nhận máu từ người cho. - Đo lƣờng chính xác thể tích máu thu nhận. - Ngừng chính xác khi lƣợng máu đã thu nhận đủ. - Kiểm soát dòng chảy của máu từ ngƣời cho. - Trộn đều các thành phần máu và chất chống đông không để máu đông và tiểu cầu ngƣng kết. - Phƣơng pháp giải quyết: 1.2.1. - Phương pháp đo lường và trộn tách rời: Dùng một cân trọng lƣợng máu riêng biệt và lắc máu bằng tay. - Phƣơng pháp này gây cho nhân viên y tế rất nhiều khó khăn nhân viên y tế phải theo dõi liên tục, thời gian thu nhận máu từ ngƣời cho chậm, sai số về thể tích máu thu nhận lớn, khó kiểm soát đƣợc dòng máu chảy từ ngƣời cho… 1.2.2Kết hợp trộn đều và định lượng: Việc kết hợp trộn đều và định lƣợng trên cùng một thiết bị sẽ giải quyết đƣợc toàn bộ các khó khăn của phƣơng pháp trên, sự kết hợp này sẽ giải quyết đƣợc tất cả các vấn đề đƣợc đặt ra. - Nhu cầu máu cho điều trị tại Việt nam Nhu cầu sử dụng máu trong cấp cứu và điều trị rất lớn, theo WHO thì cần phải có 2% dân số của một nƣớc cho máu 1 lần/năm để đáp ứng nhu cầu máu của quốc gia, trong khi đó tỷ lệ này tại Việt nam hiện tại mới có khoảng 1% tƣơng đƣơng với 900.000 lƣợt ngƣời. - Máu còn thiếu rất nhiều để đáp ứng yêu cầu điều trị, nguyên nhân gây ra thiếu máu để điều trị phần lớn do nhận thức của ngƣời dân còn hạn hẹp dẫn tới thiếu nguồn ngƣời cho máu. - 15 Năm 2013 Viện Huyết học Truyền máu Trung ƣơng thu nhận đƣợc 180.000 đơn vị máu (180.000 lƣợt ngƣời tham gia hiến máu), có ngày thu nhận đƣợc 7000 đơn vị máu tại lễ hội hiến máu Xuân hồng. - Với số lƣợng đơn vị máu thu gom đƣợc tại Việt nam càng ngày càng tăng và để rút ngắn thời gian sản xuất chiết tách các thành phần máu, đảm bảo chất lƣợng của chế phẩm máu thì lắc và cân đo đƣợc chính xác lƣợng máu lấy ban đầu ban đầu Hình 1. - Nhu cầu máu cho điều trị củaViệt nam Hình 2.3 Ảnh hiến máu tại bộ giao thông vận tải năm 2014(nguồn website bộ giao thông vận tải ) 16 là rất quan trọng. - Hiện tại Ngành Huyết học Truyền máu nói chung Viện Huyết học Truyền máu nói riêng vẫn còn đang sử dụng khá lớn các cân máu bằng các cân thô sơ độ chính xác không cao (cân đĩa 1kg). - Với số lƣợng máu thu nhận cho điều trị ngày càng tăng, thì số lƣợng các thiết bị cho ngành truyền máu cũng tăng theo, trong nhóm các thiết bị nêu trên có rất nhiều thiết bị có thể chế tạo và sản xuất đƣợc tại Việt nam trong điều kiện nghiên cứu và công nghệ của nƣớc ta hiện nay. - Ví dụ nhƣ : Máy lắc máu kèm cân, Bể ổn nhiệt +40C, Tủ lạnh lƣu trữ máu, .....các dụng cụ phụ trợ cho quá trình lấy máu và bảo quản máu nhƣ Ghế cho ngƣời lấy máu, thùng đựng máu khi vân chuyển máu từ nơi này đến nơi khác. - Chính vì thế, việc cần thiết chế tạo một thiết bịgiá thành hạ cụ thể trong luận văn này là Máy lắc máu kèm cân, có độ chính xác cao để đáp ứng yêu cầu sản xuất chế phẩm máu quốc gia hiện đang là một vấn đề đƣợc quan tâm hàng đầu đối với ngành y tế Việt nam nói chung và ngành huyết học nói riêng.
Xem thử không khả dụng, vui lòng xem tại trang nguồn hoặc xem
Tóm tắt