Thiết kế máy đo huyết áp tự động tích hợp gửi và lưu dữ liệu lên smartphone

GIỚI THIỆU CHUNG

Đặt vấn đề

1.1.1 Thực trạng bệnh tăng huyết áp hiện nay

Tăng huyết áp, được mệnh danh là "Kẻ giết người thầm lặng", có thể ảnh hưởng đến bất kỳ ai, không phân biệt tuổi tác hay giới tính Bệnh thường không có triệu chứng rõ ràng hoặc triệu chứng có thể bị nhầm lẫn với các vấn đề sức khỏe khác, khiến nhiều người không nhận ra mình mắc bệnh cho đến khi gặp phải cơn đau tim đầu tiên.

Bệnh tăng huyết áp diễn tiến âm thầm nhưng có thể gây hậu quả nghiêm trọng cho sức khỏe, như làm tổn thương thành động mạch, cơ tim, dẫn đến cơn đau tim Tổn thương động mạch cung cấp máu cho não có thể gây đột quỵ, trong khi tổn thương động mạch cung cấp máu cho thận có thể dẫn đến bệnh thận Những biến chứng này gây ra khoảng 7,5 triệu ca tử vong mỗi năm trên toàn thế giới.

Hiện nay, khoảng 1,4 tỷ người trên toàn cầu đang phải đối mặt với chứng tăng huyết áp, chủ yếu tập trung ở các quốc gia có thu nhập thấp và trung bình.

Cứ 4 người trưởng thành ở Châu Á thì có 1 trong sống chung với bệnh tăng huyết áp

Một nghiên cứu trên 15 quốc gia châu Á cho thấy Việt Nam có tỷ lệ mắc bệnh tăng huyết áp cao Cụ thể, 33,8% người Việt Nam trong độ tuổi 60-70 mắc bệnh này, trong khi tỷ lệ giảm xuống còn 27,5% ở độ tuổi 50-60 và 20,7% ở độ tuổi 40-50.

50), 12% (lứa tuổi 30-40) Giai đoạn 20-30 tuổi cũng có tới 8,4% người mắc phải bệnh tăng huyết áp.[1][2]

Hình 1: Biểu đồ thống kê tình hình bệnh nhân tăng huyết áp ở Việt Nam qua các năm [3]

Nhận thức rõ về các yếu tố nguy cơ mắc bệnh giúp mỗi người kiểm soát và quản lý tình trạng tăng huyết áp hiệu quả hơn Mặc dù tăng huyết áp tiên phát khó chữa khỏi hoàn toàn, nhưng có thể kiểm soát nguy cơ thông qua thay đổi lối sống tích cực, sử dụng thuốc theo đơn và theo dõi thường xuyên chỉ số huyết áp.

Tự theo dõi huyết áp tại nhà bằng thiết bị đáng tin cậy, kết hợp với việc điều chỉnh lối sống và chế độ ăn uống lành mạnh, là phương pháp hiệu quả nhất để ngăn ngừa bệnh tăng huyết áp.

Hiện nay, thiết bị đo huyết áp cầm tay ngày càng phổ biến với khả năng đo chính xác và lưu trữ kết quả Tuy nhiên, việc theo dõi chỉ số huyết áp vẫn gặp nhiều khó khăn và cần sự hỗ trợ từ bác sĩ để đánh giá kết quả một cách chính xác cho từng bệnh nhân.

Nhu cầu sử dụng thiết bị hỗ trợ theo dõi huyết áp cá nhân ngày càng tăng, giúp người dùng đánh giá kết quả dựa trên dữ liệu lâm sàng Điều này cho phép người dùng tự theo dõi và kiểm soát chỉ số huyết áp một cách toàn diện.

Dữ liệu huyết áp được theo dõi một cách hệ thống và thống kê sẽ cung cấp những thông tin lâm sàng quý giá, giúp bác sĩ chẩn đoán và chỉ định điều trị cho bệnh nhân một cách chính xác và hiệu quả hơn so với phương pháp theo dõi huyết áp thông thường.

1.1.3 Định hướng sản phẩm nghiên cứu

Từ những nhu cầu thực tế đặt ra, sản phẩm nghiên cứu và thiết kế cần có những tính năng sau:

Trong nghiên cứu này, chúng tôi phát triển một thiết bị đo huyết áp không xâm lấn với nhiều tính năng nổi bật Thiết bị có khả năng kết nối với điện thoại qua Bluetooth, cho phép truyền và lưu trữ dữ liệu một cách dễ dàng Ngoài ra, sản phẩm còn có chi phí thấp và ứng dụng tiện lợi trên smartphone, mang lại sự thuận tiện cho người dùng trong việc theo dõi sức khỏe.

Tính năng nâng cao trong tương lai sẽ bao gồm việc tổng hợp và hiển thị dữ liệu dưới dạng đồ thị và số liệu, giúp đánh giá kết quả huyết áp của người bệnh (huyết áp cao, huyết áp thấp, bình thường) Hệ thống cũng sẽ phát triển phân tích dữ liệu tương tự như phần mềm holter huyết áp khi có đủ cơ sở dữ liệu hoặc hợp tác với các nền tảng mở Ngoài ra, thiết bị sẽ kết nối và truyền dữ liệu đến các chuyên gia, bác sĩ, cho phép bệnh nhân nhận tư vấn và thăm khám từ xa mà không cần phải đến trực tiếp.

Huyết áp

Hệ thống tuần hoàn khép kín của cơ thể người, bao gồm tim và mạch máu, đóng vai trò quan trọng trong việc vận chuyển máu Nhờ vào sự tuần hoàn nhịp nhàng, cơ thể có thể thực hiện quá trình trao đổi chất hiệu quả, sử dụng dinh dưỡng và dưỡng khí, đồng thời thải ra khí CO2 và chất thải Điều này giúp duy trì hoạt động sống bình thường và giữ cho cơ thể ở trạng thái cân bằng với môi trường xung quanh.

Huyết áp bao gồm hai trị số: huyết áp tâm thu và huyết áp tâm trương Khi tim co lại, tâm thất trái đẩy máu vào động mạch chủ, làm tăng áp lực trong động mạch, đạt giá trị cao nhất gọi là huyết áp tâm thu Ngược lại, khi tim giãn ra, máu ngưng lại và áp lực trong động mạch giảm xuống mức thấp nhất, được gọi là huyết áp tâm trương Huyết áp thường được biểu thị dưới dạng số cụ thể, ví dụ như 120/80 mmHg, trong đó 120 là huyết áp tâm thu và 80 là huyết áp tâm trương.

Giá trị danh định trong các hệ thống tuần hoàn cơ sở là:

- Hệ thống động mạch: 30÷300mmHg

- Hệ thống tĩnh mạch: 5÷15mmHg

Hình 2: Chỉ số huyết áp bình thường theo tuổi [3]

1.2.1 Sự hình thành huyết áp

Huyết áp là áp lực mà máu tác động lên thành mạch khi lưu thông, cần thiết để đưa máu từ tim đến các mô trong cơ thể Huyết áp động mạch hình thành từ sự tương tác giữa hoạt động bơm máu của tim và lực cản từ bên ngoài.

Khi tim co lại, tâm thất đẩy máu vào mạch máu, với cơ tâm thất phóng thích năng lượng để di chuyển máu và tạo áp lực lên thành mạch Trị số huyết áp và lượng máu tim đẩy ra có mối liên hệ chặt chẽ, trong đó lượng máu được đẩy ra là tích số của lượng máu sau mỗi nhịp tim và nhịp tim Do đó, nhịp tim nhanh hay chậm đều ảnh hưởng đến huyết áp.

Sức cản ngoại vi, chủ yếu do lực cản huyết quản, là yếu tố quan trọng hình thành huyết áp Nếu không có sức cản này, máu sẽ chảy nhanh ra ngoài từ tim, nhưng khi có sự phối hợp, lượng máu sẽ lưu lại trong mạch, tạo áp lực và hình thành huyết áp cao Áp lực ngoại vi tăng cao liên quan đến sự thay đổi đường kính mạch máu và hoạt động co, giãn của thành mạch Độ đàn hồi của động mạch và độ dính của máu cũng ảnh hưởng đến huyết áp; khi độ đàn hồi tăng, biên độ dao động huyết áp giảm, ngăn ngừa áp suất tâm thu quá cao và tâm trương quá thấp Ngược lại, độ dính máu cao và sức cản ngoại vi lớn sẽ làm huyết áp tăng cao.

Tim bơm máu vào động mạch từng đợt gây ra huyết áp tâm thu và huyết áp tâm trương

Huyết áp động mạch đạt giá trị cao nhất khi tim co bóp trong thì tâm thất thu, được gọi là huyết áp tối đa hay huyết áp tâm thu Giá trị huyết áp tâm thu thường thay đổi theo độ tuổi, dao động trong khoảng từ 90 đến 140 mmHg.

- Huyết áp trong thì tâm thất dãn là huyết áp tối thiểu hay còn gọi là huyết áp tâm trương Huyết áp tâm trương thay đổi từ 50-90mmHg

Huyết áp ở người được đo ở cánh tay, gọi là huyết áp động mạch

Hình 3:Huyết áp là áp lực cần thiết tác động lên thành của động mạch để đưa máu từ tim đến nuôi dưỡng các mô trong cơ thể [4]

1.2.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến huyết áp

Sự thay đổi về khách quan và chủ quan trong cuộc sống khiến con người luôn phải trải qua nhiều trạng thái sinh hoạt khác nhau, dẫn đến sự biến đổi về sinh lý học, đặc biệt là huyết áp Do đó, huyết áp của cùng một người có thể khác nhau ở những thời điểm và trạng thái khác nhau.

Các yếu tố nội tại bên trong, mang tính chất cơ địa cá nhân như:

- Nhịp tim và lực co tim: Tim đập nhanh, mạnh làm tăng huyết áp Tim đập chậm, lực co tim giảm thì huyết áp giảm

Sức cản của mạch máu gia tăng khi lòng mạch hẹp lại do xơ vữa, dẫn đến tình trạng tăng huyết áp Ở người cao tuổi, sự giảm đàn hồi của thành mạch cũng là nguyên nhân chính gây ra bệnh cao huyết áp.

Khối lượng máu ảnh hưởng trực tiếp đến huyết áp; khi cơ thể mất máu, khối lượng máu giảm dẫn đến huyết áp thấp Ngược lại, việc tiêu thụ quá nhiều muối có thể làm tăng áp suất thẩm thấu, từ đó làm tăng thể tích máu và gây ra bệnh cao huyết áp.

Có rất nhiều nhân tố ảnh hưởng đến sự dao động và thay đổi của huyết áp:

Trong môi trường giá lạnh, huyết áp thường tăng cao tạm thời, ảnh hưởng đến cả người có huyết áp bình thường lẫn bệnh nhân cao huyết áp Vào mùa đông, mức huyết áp thường cao hơn so với mùa hè.

Huyết áp thay đổi theo chu kỳ trong suốt một ngày đêm, với mức huyết áp thường thấp hơn khi ngủ và cao hơn vào buổi trưa và buổi chiều Sự biến đổi này phản ánh nhịp sinh học của cơ thể.

Khi tâm lý bị kích động và thần kinh căng thẳng, chức năng của vỏ não sẽ bị rối loạn, dẫn đến việc bài tiết nhiều hơn chất catecholamine Sự gia tăng này có thể làm tăng lực cản ở tiểu động mạch, từ đó gây ra dao động huyết áp tăng lên.

Khi cơ thể vận động mạnh, nhu cầu năng lượng tăng cao, dẫn đến sự gia tăng bài tiết catecholamine và lượng máu do tim bơm ra Điều này làm huyết áp tăng lên, với áp suất tâm thu tăng đáng kể trong khi áp suất tâm trương chỉ thay đổi nhẹ Sau khi nghỉ ngơi, huyết áp sẽ nhanh chóng trở về mức bình thường.

Biến động huyết áp trong hệ mạch của người trường thành được trình bày trong bảng dưới:

Bảng 1: Biến động huyết áp trong hệ mạch của người trường thành [5]

Loại mạch máu Động mạch chủ Động mạch lớn

Trong hệ mạch, huyết áp giảm dần từ động mạch đến mao mạch và tĩnh mạch do tác động của ma sát giữa máu và thành mạch cũng như ma sát giữa các phần tử máu với nhau khi chúng di chuyển trong hệ mạch.

Các phương pháp đo huyết áp

1.3.1 Phương pháp đo trực tiếp Đây là phương pháp đo huyết áp chính xác nhất vì cảm biến được cấy trực tiếp vào động mạch của cơ thể Phương pháp này chỉ áp dụng khi cần độ chính xác rất cao, đáp ứng cho yêu cầu theo dõi liên tục của hệ thống monitor (theo dõi bệnh nhân) Phương pháp này cho phép đo huyết áp trong các vùng sâu mà phương pháp đo gián tiếp không đo được và người ta sử dụng các loại ống thông có gắn cảm biến để đưa vào trong động mạch hoặc tĩnh mạch ở vùng cần đo huyết áp

Hình 4: Minh hoạ phương pháp đo huyết áp trực tiếp qua đường động mạch hoặc tĩnh mạch cánh tay [6]

1.3.2 Phương pháp đo huyết áp gián tiếp

Các phương pháp đo huyết áp truyền thống chủ yếu thực hiện tại động mạch cánh tay, trong khi thiết bị đo huyết áp ở cổ tay và ngón tay ngày càng phổ biến Tuy nhiên, huyết áp tâm thu và tâm trương có sự biến đổi đáng kể ở các vị trí khác nhau trong động mạch, với huyết áp tâm thu có xu hướng tăng và huyết áp tâm trương giảm ở các động mạch xa hơn Một trong những phương pháp đo huyết áp phổ biến là phương pháp âm thanh Korotkoff.

Mặc dù máy đo huyết áp thủy ngân được coi là tiêu chuẩn vàng trong việc đo huyết áp, nhưng việc sử dụng rộng rãi các thiết bị thay thế đã làm giảm vai trò của phương pháp này Các thiết bị lai (Hybrid) mới được phát triển kết hợp tính năng của thiết bị điện tử và nghe tim, trong đó cột thủy ngân được thay thế bằng máy đo huyết áp điện tử như máy đo dao động kế Tuy nhiên, giá trị huyết áp vẫn được lấy từ các thiết bị đo huyết áp thủy ngân và âm thanh Korotkoff vẫn được các bác sĩ tin tưởng hơn.

Hình 5: Dạng sóng âm thanh và phương pháp đo huyết áp âm thanh

Kỹ thuật dao động ký, theo Korotkoff, ghi lại các dao động áp suất trong quá trình đo huyết áp, với điểm dao động cực đại tương ứng với huyết áp động mạch trung bình Phương pháp này bắt đầu từ áp suất tâm thu và tiếp tục dưới mức tâm trương, cho phép ước tính gián tiếp huyết áp Ưu điểm của kỹ thuật này là không cần đặt đầu dò qua động mạch, ít bị ảnh hưởng bởi nhiễu bên ngoài và cho phép bệnh nhân tự tháo lắp vòng bít Tuy nhiên, nhược điểm lớn là máy đo không hoạt động hiệu quả trong khi vận động do nhiễu chuyển động Kỹ thuật đo dao động đã được ứng dụng thành công trong máy đo huyết áp cấp cứu và máy theo dõi tại nhà, nhưng các nhà sản xuất sử dụng các thuật toán khác nhau, dẫn đến không có một kỹ thuật đo dao động ký chung.

Hình 6: Kỹ thuật đo huyết áp bằng phương pháp dao động ký [8] c Kỹ thuật siêu âm

Các thiết bị kết hợp kỹ thuật sử dụng bộ thu – phát sóng siêu âm đặt trên động mạch cánh tay dưới vòng bít đo huyết áp Khi vòng bít xả ký, chuyển động của thành động mạch ở áp suất tâm thu tạo hiệu ứng Doppler, và áp suất tâm trương được ghi nhận là điểm giảm chuyển động của động mạch Phương pháp này đặc biệt hữu ích trong việc đo huyết áp ở trẻ sơ sinh và trẻ em, cũng như hỗ trợ phát hiện huyết áp tâm thu ở bệnh nhân có âm thanh Korotkoff mờ Kỹ thuật tương tự cũng được áp dụng để đo chỉ số mắt cá chân, so sánh áp lực tâm thu giữa động mạch cánh tay và động mạch xương chày sau, nhằm đánh giá bệnh động mạch ngoại biên.

Hình 7: Đo huyết áp sử dụng kỹ thuật siêu âm Doppler d Phương pháp đo vòng bít ngón tay

Xung động mạch trong ngón tay được phát hiện thông qua bộ đo quang thể tích dưới vòng bít, cho phép điều khiển áp suất vòng bít một cách nhanh chóng để giữ đầu ra không đổi, giữ động mạch ở trạng thái mở một phần Các dao động áp suất trong vòng bít tương tự như sóng áp lực trong động mạch ở hầu hết các đối tượng, cung cấp ước tính chính xác về sự thay đổi huyết áp tâm thu và tâm trương khi so sánh với áp lực động mạch cánh tay Vòng bít có thể duy trì áp lực lên đến 2 giờ Thiết bị này hiện có trên thị trường, như Finometer và Portapres, và đã được kiểm chứng qua nhiều nghiên cứu so sánh với phương pháp đo huyết động mạch xâm lấn.

Hình 8: Hình ảnh minh hoạ nguyên lý đo huyết áp với phương pháp đo vòng bít ngón tay [10] e Đánh giá các phương pháp

Bảng 2: So sánh các phương pháp đo huyết áp [14]

Phương pháp Ưu điểm Nhược điểm

Catheter Giá trị thật, liên tục Xâm lấn

Korotkoff không xâm lấn là phương pháp đo áp lực vòng bít, nhạy với âm thanh Dao động ký không xâm lấn cũng đo áp lực vòng bít, nhạy với chuyển động Tonometry không xâm lấn đo áp lực vòng bít, nhạy với chuyển động.

Bù thể tích mạch máu

Không xâm lấn, liên tục Điều khiển áp lực vòng bít

Bảng 3: Yếu tố lỗi chính của các phương pháp đo huyết áp[14]

Trường hợp Yếu tố lỗi Huyết áp tâm thu Huyết áp tâm trương

Vị trí đo Cao hơn tâm nhĩ

Giảm Tăng Đo với vòng bít Chiều rộng hẹp

Chiều rộng rộng Cuốn vòng bít lỏng

Phương pháp đo Áp lực tăng chậm

1.3.3 Các nghiên cứu phát triển đo huyết áp không vòng bít a Cảm biến đeo Shuzo

Hệ thống đo huyết áp này được thiết kế để sử dụng trong quá trình tập thể dục, với ưu điểm nổi bật là có thể tích hợp vào các thiết bị di động như smartphone và máy nghe nhạc Nhờ vậy, người dùng không cần phải mang theo thiết bị đo huyết áp riêng biệt Hơn nữa, hệ thống còn cung cấp phản hồi và đề xuất cho người dùng, bao gồm danh mục các bài tập hướng dẫn dựa trên dữ liệu thu thập được.

Hệ thống này sử dụng thuật toán dựa trên phương pháp đo tốc độ sóng xung, trong đó thời gian co bóp của tim và tống máu được coi là tương đương Giá trị huyết áp tâm thu được xác định dựa trên thời gian truyền sóng xung, cụ thể là chênh lệch thời gian giữa sóng R và điểm xung sóng tăng Từ kết quả này, huyết áp được ước tính một cách chính xác.

Hình 9: Hệ thống cảm biến đeo Shuzo trong quá trình tập thể dục [14]

Hệ thống đo huyết áp này sử dụng iPod Touch R (Apple, Inc.) làm thiết bị mục tiêu, kết hợp với bảng mạch điện tử và bộ xử lý dữ liệu trong pin phụ Người dùng có thể vừa đo huyết áp vừa nghe nhạc hoặc lướt web Kích thước của hệ thống là 65 mm x 129 mm x 24 mm và nặng 230 g, bao gồm iPod Touch R nặng 112 g và pin Li-ion nặng 18 g Hệ thống có khả năng đo liên tục trong 2 giờ với tần số lấy mẫu 1 kHz, hoặc kéo dài 28 giờ nếu thực hiện đo không liên tục mỗi 30 phút.

Tập đoàn Omron, có trụ sở tại Kyoto, Nhật Bản, đã giới thiệu công nghệ tiên tiến Zero Project 2.0 để theo dõi huyết áp Sản phẩm nổi bật trong dòng này là máy theo dõi đeo tay mang tên Heartideide, cho phép đo huyết áp với độ chính xác lâm sàng chỉ bằng một nút bấm.

Thiết bị mới của Omron Corp không chỉ đo hoạt động thể chất và giấc ngủ mà còn đồng bộ hóa với ứng dụng để theo dõi huyết áp Công nghệ đo huyết áp đã phát triển qua nhiều năm, với phương pháp xâm lấn dựa trên thời gian truyền của mạch Thiết bị sử dụng dải cực cứng và phồng lên để thực hiện phép đo tương tự như vòng đo huyết áp của bác sĩ Ngoài việc thực hiện các bài đọc thủ công và đo nhịp tim tại chỗ, đồng hồ còn có khả năng lập trình để kiểm tra huyết áp và nguy cơ đột quỵ trong suốt đêm.

Máy theo dõi huyết áp HeartGuide OMRON không chỉ đo huyết áp mà còn theo dõi bước đi, giấc ngủ và hiển thị thông báo từ điện thoại Thời gian sử dụng của đồng hồ này khoảng 10 đến 14 ngày sau mỗi lần sạc, giúp người cao tuổi dễ dàng sử dụng Đồng hồ có khả năng đo huyết áp thủ công và nhịp tim tại chỗ, đồng thời có thể lập trình để thực hiện các bài kiểm tra huyết áp vào ban đêm, nhằm phát hiện nguy cơ tăng huyết áp và đột quỵ khi ngủ Thời gian đo huyết áp mất khoảng 1 phút, với yêu cầu cổ tay cần ở cùng độ cao với tim để đảm bảo độ chính xác Khi ngủ, chiều cao của cổ tay gần giống với tim, tạo điều kiện lý tưởng cho phép đo.

EchoLabs (Englewood, CO, USA) đã phát minh ra công nghệ truyền ánh sáng xuyên qua mô để phân tích máu thông qua tín hiệu phản xạ Công nghệ này sử dụng quang phổ để phân tích máu, với các bộ phát truyền ánh sáng và tần số điện từ đến da, sau đó đo ánh sáng phản xạ Sự phản xạ này không chỉ từ da mà còn từ các mô bên dưới, cho phép hệ thống phân tích lưu lượng máu, nhịp tim và nồng độ khí trong máu.

Hình 11: Máy theo dõi huyết áp Echolabs

Hệ thống này tập trung vào độ chính xác, mặc dù tín hiệu thô từ cảm biến quang rất nhiễu với tỷ lệ nhiễu tín hiệu là 1 đến 100 EchoLabs cho biết hệ thống của họ có khả năng đạt được kết quả chính xác thông qua phân tích số liệu xung và thời gian truyền Tuy nhiên, chi tiết về thuật toán vẫn chưa được công bố.

Phương pháp dao động ký để đo huyết áp

1.4.1 Nguyên lý đo huyết áp bằng kỹ thuật dao động ký

Kỹ thuật đo dao động ký theo dõi sự thay đổi áp suất vòng bít do dòng máu chảy qua động mạch Máy đo huyết áp bơm vòng bít đến áp lực làm tắc nghẽn động mạch, nhưng khi động mạch bị tắc, máu từ tim vẫn tạo ra các xung áp lực nhỏ Khi áp suất vòng bít giảm, máu bắt đầu chảy qua động mạch, làm tăng biên độ của các xung áp suất Biên độ xung áp suất này tiếp tục tăng cho đến khi đạt cực đại, sau đó bắt đầu giảm khi áp lực vòng bít tiếp tục giảm Áp suất vòng bít tại thời điểm biên độ xung lớn nhất được gọi là áp suất động mạch trung bình (MAP).

Quá trình biên độ xung thay đổi được gọi là đường bao xung Đường bao là một đường nối đỉnh

Biên độ của các xung dao động trong vòng bít rất nhỏ so với áp suất tĩnh Hình dưới đây minh họa rằng xác xung xuất hiện dưới dạng các gai nhỏ trên đồ thị áp suất của vòng bít.

Hình 12:Biên độ xung và áp lực vòng bít [12]

Biên độ xung cực đại chiếm 1-3% áp lực vòng bít tại vị trí tương ứng, ví dụ như biên độ xung 2mmHg tương ứng với áp lực vòng bít 150mmHg Để đo các xung riêng lẻ, thiết bị đo huyết áp cần loại bỏ áp suất vòng bít tĩnh Các xung nhỏ có thể bị ảnh hưởng bởi nhiễu bên ngoài, trong đó chuyển động và hô hấp của bệnh nhân là những yếu tố chính tác động đến quá trình đo huyết áp Khi áp suất vòng bít cao, biên độ xung sẽ nhỏ, nhưng khi kho vòng bít xả hơi, biên độ xung sẽ tăng đến mức tối đa trước khi giảm xuống mức tối thiểu.

Phương pháp xả khí tuyến tính, hay còn gọi là xả khí liên tục, là kỹ thuật phổ biến mà y tá áp dụng khi đo huyết áp bằng tay Việc giảm áp từ từ giúp cải thiện độ chính xác của kết quả đo.

Máy theo dõi bệnh nhân áp dụng các thuật toán phân tích dữ liệu đo lường nhằm giảm thiểu sai sót do giảm áp nhanh Một trong những phương pháp giảm áp phổ biến được các máy theo dõi tự động sử dụng là giảm áp theo bước, như minh họa trong hình dưới đây.

Hình 13:Quá trình xả khí theo bước trong vòng bít, với mỗi bước xả khí thu 2 tín hiệu xung [12]

Vòng bít được bơm căng đến áp suất cao hơn huyết áp tâm thu và xả khí theo từng bước riêng biệt, với biên độ giảm áp thường từ 4 đến 10 mmHg, tùy thuộc vào thiết bị và kích thước vòng bít Sau mỗi lần giảm áp, thiết bị sẽ đo một số xung trước khi tiếp tục giảm áp Số lượng xung thu được phụ thuộc vào phần mềm và thuật toán sử dụng; trong chế độ đo khẩn cấp, mỗi bước giảm áp chỉ thu 1 xung, trong khi ở chế độ bình thường, mỗi bước thu 2 xung nhằm giảm thiểu nhiễu và tăng độ chính xác.

Khi thiết bị giảm áp thực hiện các bước lớn, việc nội suy dạng đường bao xung trở nên cần thiết Độ sai số trong quá trình nội suy tỷ lệ thuận với kích thước, nghĩa là kích thước càng lớn thì sai số càng cao Ngược lại, với kích thước nhỏ, sai số sẽ được giảm thiểu đáng kể.

Nhiều nỗ lực từ các nhà sản xuất để tối đa hóa bước giảm áp và tối thiểu sai số với thành công ở mức độ khác nhau

Cuối quá trình đo huyết áp, áp lực trong vòng bít được xả nhanh chóng tại điểm huyết áp tâm trương đã xác định, nhằm giảm thiểu cảm giác không thoải mái cho bệnh nhân.

Sự thay đổi của các xung dao động được xem như một hàm của áp lực vòng bít trong quá trình phân tích Để xác định huyết áp, các thuật toán dựa trên chiều vào và độ dốc của đường bao xung được áp dụng Hình dưới đây minh họa cách phân tích đường bao xung giống nhau bằng hai phương thức khác nhau.

Hình 14: Đường bao xung và phương pháp xác định huyết áp theo phân tích độ cao và phân tích độ dốc [12] o Phân tích độ cao

Biên độ xung cực đại được xác định là huyết áp trung bình (MAP), được chuẩn hóa thành giá trị 100% Áp suất vòng bít tại MAP chính là huyết áp trung bình, trong khi huyết áp tâm thu và tâm trương được tính toán dựa trên tỷ lệ cố định liên quan đến MAP.

Không có tiêu chuẩn cụ thể nào để xác định tỷ lệ phần trăm cho huyết áp tâm thu và tâm trương, và chúng có thể là tỷ lệ cố định Các nhà sản xuất đã áp dụng thuật toán phân tích chiều cao trong các thử nghiệm lâm sàng để rút ra kết luận về tỷ lệ phần trăm huyết áp tâm thu và tâm trương dựa trên MAP Việc phân tích độ dốc cũng đóng vai trò quan trọng trong quá trình này.

Có nhiều phương pháp để xác định độ dốc và giao điểm của chúng Áp suất vòng bít dưới giao điểm của các sườn được xem là áp suất tâm thu và tâm trương Hiện tại, chưa có tiêu chuẩn cho thuật toán phân tích độ dốc và chiều cao.

1.4.2 Quá trình đo và xử lý tín hiệu huyết áp không xâm lấn

Quá trình đo và xử lý tín hiệu huyết áp được mô tả như hình:

Khuếch đại Vi xử lý

Hình 15: Sơ đồ khối quá trình đo và xử lý tín hiệu huyết áp

- Bơm khí và van điện từ

Bơm khí được điều khiển bởi vi xử lý, tự động bật và bơm nhanh vòng bít đến áp lực ban đầu Khi đạt đến giới hạn áp lực đã thiết lập, bơm sẽ tắt và van điện từ sẽ hoạt động theo tín hiệu xung từ vi xử lý để bắt đầu quá trình giảm áp Khi áp lực vòng bít giảm xuống dưới giá trị huyết áp tâm trương, van từ sẽ được tắt hoàn toàn, giải phóng toàn bộ không khí trong vòng bít.

Cảm biến áp suất chuyển đổi tín hiệu áp suất thành tín hiệu điện, và độ nhạy của cảm biến có thể khác nhau tùy thuộc vào nhà sản xuất, được đo bằng đơn vị V/psi hoặc V/mmHg.

Dựa vào độ nhạy cảm biến và giá trị thu được ta tính được giá trị áp suất tương ứng [16] Á𝑝 𝑠𝑢ấ𝑡 = Đ𝑖ệ𝑛 á𝑝 𝑟𝑎 𝑐ả𝑚 𝑏𝑖ế𝑛 độ 𝑛ℎạ𝑦 𝑐ả𝑚 𝑏𝑖ế𝑛

Mạch lọc được sử dụng để loại bỏ các thành phần nhiễu tần số cao, đồng thời giữ lại tín hiệu xung dao động liên quan đến nhịp tim Bộ lọc thông dải với tần số cắt từ 0,3 Hz đến 6 Hz được áp dụng để đảm bảo chất lượng tín hiệu.

THIẾT KẾ THIẾT BỊ ĐO HUYẾT ÁP VÀ ỨNG DỤNG KẾT NỐI

Đề xuất yêu cầu thiết kế sản phẩm

Mục tiêu thiết kế là phát triển một sản phẩm đo huyết áp cổ tay nhỏ gọn, dễ sử dụng và cho kết quả đo chính xác Sản phẩm này còn có khả năng lưu trữ kết quả trên ứng dụng, giúp người dùng theo dõi chỉ số huyết áp của mình một cách rõ ràng và đầy đủ, mà không cần sử dụng thêm công cụ ghi nhớ khác.

Sản phẩm cho phép người dùng điều khiển và hiển thị hoàn toàn thông qua ứng dụng điện thoại Thiết bị thực hiện việc đo lường và gửi kết quả về ứng dụng, đồng thời lưu trữ thông tin theo định danh của người dùng để dễ dàng theo dõi.

Sản phẩm cần đáp ứng các thông số kỹ thuật như sau:

- Phương pháp đo: Không xâm lấn Sử dụng phương pháp dao động ký

- Giới hạn đo o Huyết áp: 40 tới 180 mmHg

- Độ chính xác o Huyết áp: ±5 mmHg;

- Kết nối với điện thoại

- Điều kiện vận hành: Nhiệt độ: 10 o C ~ 45 o C

- Ứng dụng điều khiển, hiển thị và lưu trữ kết quả đo.

Thiết kế thiết bị đo huyết áp

2.2.1 Sơ đồ khối và lưu đồ hoạt động của thiết bị đo huyết áp

Sơ đồ khối thiết bị được trình bày như hình16:

- Khối điều khiển nhận tín hiệu điều khiển từng ứng dụng điện thoại và thực hiện quá trình đo huyết áp: khởi động bơm khí

Tín hiệu áp lực từ vòng bít được thu nhận bởi cảm biến áp suất, sau đó được khuếch đại và lọc nhiễu trước khi được truyền lại cho khối vi điều khiển để thực hiện việc đo huyết áp.

Hình 16: Sơ đồ khối thiết bị đo huyết áp đề xuất

Khi tín hiệu huyết áp đạt ngưỡng cần thiết, nếu không còn thu nhận được tín hiệu xung huyết áp hoặc áp lực trên vòng bít vượt ngưỡng cho phép, khối vi điều khiển sẽ truyền tín hiệu đến van để thực hiện quá trình xả khí từng bước hoặc hoàn toàn Tín hiệu thu được sau khi bắt đầu xả khí sẽ được phân tích để xác định giá trị huyết áp chính xác.

- Kết quả thu được từ khối vi xử lý được gửi trở lại ứng dụng android Lưu đồ hoạt động của thiết bị được mô tả trong Hình 17

Start Bơm khí Áp suất mục tiêu Xả khí Xung huyết áp Xác định huyết áp Stop

Hình 17: Lưu đồ hoạt động của thiết bị

Mạch nguồn cung cấp năng lượng cho thiết bị với điện áp ±5 VDC, vì vậy pin sạc Li-po 3S được lựa chọn do tính năng nhỏ gọn, khả năng sạc xả nhiều lần và dung lượng lớn Giải pháp này không chỉ phù hợp cho việc theo dõi huyết áp liên tục mà còn thân thiện với môi trường hơn so với việc sử dụng pin xả một lần.

IC nguồn LM7805 để tạo nguồn 5VDC và IC ICL7660s để tạo nguồn đối xứng - 5V

Hình 18: IC LM7805 và IC ICL7660s

Sơ đồ nguyên lý của khối nguồn được thiết kế như hình 18:

Hình 19: Sơ đồ nguyên lý của khối nguồn

2.2.3 Khối động cơ van khí và vòng bít

Khối bơm, vòng bít và van khí được chọn từ các linh phụ kiện có sẵn trên thị trường của Omron, giúp tối ưu hóa hiệu suất cho máy đo huyết áp cầm tay Các cấu trúc cơ khí nhỏ gọn và hoàn thiện sẵn có này đảm bảo tính tiện dụng và độ chính xác cao trong quá trình đo huyết áp.

Hình 20: Khối động cơ, van khí và vòng bít được sử dụng trong thiết kế

Thông số kỹ thuật của các thành phần:

- Động cơ: o Điện áp hoạt động: 5 VDC o Dòng điện: 400 mA

24 o Áp lực: 50kPa o Áp lực âm: -30 kPa o Lưu lượng: 2 Lít/phút

- Van từ: o Điện áp hoạt động: 5VDC o Dòng điện: 350mA o Công suất: 1.7W o Áp Suất tối đa: 400mmHg

Máy đo huyết áp OMRON là thiết bị đo bắp tay dành cho người lớn, với đường kính bắp tay phù hợp từ 22-32cm Thiết bị này sử dụng động cơ và van khí được điều khiển thông qua khối vi xử lý, đảm bảo độ chính xác và hiệu quả trong việc theo dõi sức khỏe.

Hình 21: Mạch giao tiếp tải

Mạch giao tiếp tải nhận lệnh từ bộ vi điều khiển để điều khiển động cơ, van khí và loa chip Động cơ bơm khí vào vòng bít, tạo áp lực lên cánh tay đến mức mục tiêu Van từ giữ áp suất trong quá trình bơm và giảm áp theo từng bước để xác định huyết áp Còi chip phát tín hiệu kết nối và đo thành công trên thiết bị đo huyết áp.

2.2.4 Khối khuếch đại tin hiệu

Do điện áp đầu ra của cảm biến áp suất rất thấp, cần phải khuếch đại tín hiệu này để xử lý Trong thiết kế này, IC INA118 được sử dụng để khuếch đại tín hiệu thu được Độ lợi của bộ khuếch đại được xác định thông qua một phương trình liên quan đến điện trở sử dụng.

Do độ lợi cần thu được là khoảng 105 nên thiết kế lựa RG là biến trở để thu được độ lợi mong muốn theo phương trình trên

Sơ đồ khối của mạch khuếch đại đo và cảm biến áp suất được thiết kế như hình 2:

Hình 22: Sơ đồ nguyên lý khối khuếch đại tín hiệu

Hình 23: IC INA118 để khuếch đại tín hiệu thu được

Tín hiệu cần thu có tần số từ 0.5 Hz đến 4 Hz, do đó khối lọc tín hiệu được thiết kế theo kiểu lọc thông dải Bộ lọc thông dải được xây dựng với 2 tầng nhằm đạt được độ lợi lớn hơn và cải thiện đáp ứng tần số so với việc chỉ sử dụng một tầng lọc Phương pháp này giúp nâng cao tỉ số tín hiệu trên nhiễu ở đầu ra.

Thiết kế của bộ lọc thông dải được thể hiện trong hình 24:

Để đạt được tần số thông dải mục tiêu từ 0.5 đến 4 Hz, các thông số của bộ lọc tín hiệu được tính toán và lựa chọn một cách chính xác.

- Bộ lọc tầng 1: o Tần số cắt thấp:

- Bộ lọc tầng 2: o Tần số cắt thấp:

Khối vi xử lý đươc lựa chọn sử dụng module Arduino Nano nhờ những đặc điểm nổi bật sau:

- Module có kích thước nhỏ gọn dễ tích hợp vào sản phẩm nhưng vẫn đầy đủ các cổng tín hiệu ra/vào cần thiết

- Ngôn ngữ lập trình C đơn giản, dễ sử dụng và có sẵn các thư viện tương tác với các khối giao tiếp ngoài

Thông số kỹ thuật của Arduino nano như sau:

Bảng 4: Bảng thông số kỹ thuật module Arduino nano[18]

Arduino Nano Thông số kỹ thuật

Bộ nhớ Flash 32 KB of which 2 KB used by Bootloader Điện áp ngõ vào (7-12) Volts

Vi điều khiển ATmega328P Điện áp hoạt động 5V Kích thước bo mạch 18 x 45 mm

Arduino Nano có kích thước nhỏ gọn nhưng vẫn tích hợp đầy đủ tính năng của các mạch vi điều khiển khác, rất phù hợp cho nghiên cứu và phát triển sản phẩm mẫu Các chân tín hiệu của Arduino Nano được hiển thị trong hình 25.

Hình 26: Sơ đồ chân tín hiệu module Arduino nano[18]

Module thu phát Bluetooth HC-06 là giải pháp lý tưởng cho việc giao tiếp giữa smartphone và thiết bị đo huyết áp Với chân tín hiệu ra hoàn chỉnh, module này cho phép kết nối dễ dàng để thực hiện các thí nghiệm Đặc biệt, HC-06 hoạt động hiệu quả trong dải điện áp từ 3V3 đến 5V, mang lại sự linh hoạt cho người sử dụng.

Hình 27: Module thu phát bluetooth HC- 06

Thông số kỹ thuật module thu phát bluetooth HC-06:

- Điện áp hoạt động: 3.3 ~ 5VDC

- Điện áp giao tiếp: TTL tương thích 3.3VDC và 5VDC

- Baudrate UART có thể chọn được: 1200, 2400, 4800, 9600, 19200, 38400,

- Dải tần sóng hoạt động: Bluetooth 2.4GHz

- Sử dụng CSR mainstream bluetooth chip, bluetooth V2.0 protocol standards

- Dòng điện khi hoạt động: khi Pairing 30 mA, sau khi pairing hoạt động truyền nhận bình thường 8 mA

- Kích thước của module chính: 28 mm x 15 mm x 2.35 mm

Cảm biến áp suất 2SMPP-02 của Omron là lựa chọn lý tưởng cho các ứng dụng máy đo huyết áp hiện nay nhờ vào kích thước nhỏ gọn, độ chính xác cao và tuổi thọ lâu dài.

Hình 28: Cảm biến 2SMPP-02 OMRON

Bảng thông số kỹ thuật của cảm biến áp suất áp điện 2SMPP-02 OMRON được trình bày trong bảng 5:

Bảng 5: Bảng thông số kỹ thuật của cảm biến áp suất 2SMPP-02 OMRON [16]

STT Cảm biến 2SMPP-02 Thông số kỹ thuật

1 Loại cảm biến Áp suất Gauge

2 Phương pháp cảm biến Piezoresistance – Điện trở áp điện

3 Môi trường áp suất Không khi

4 Dải đo áp suất 0 -37kPa (277,5mmHg)

5 Dải áp suất tối đa 53kPa

9 Điện áp vi sai 31.0 ±3.1 mV (tại 37kPa)

10 Độ phi tuyến 0.8% FS max (0 đến 37 kPa)

11 Độ trễ áp suất 0.5% FS (0 to 37 kPa)

12 Công suất tiêu thụ 0.2mW

Cảm biến 2SMPP-02 sử dụng công nghệ cảm biến điện trở áp điện, với một cầu điện trở áp điện được tích hợp bên trong chip cảm biến Cấu trúc chi tiết của cảm biến này được thể hiện trong hình 28.

Hình 29: Hình ảnh minh hoạ kế cấu cảm biển áp suất 2SMPP-02 [16]

Khi áp lực tác động lên cảm biến qua đầu khí vào, lớp màng của cầu điện trở áp điện sẽ bị biến dạng, dẫn đến sự thay đổi giá trị điện trở của các điện trở áp điện Tác động của áp lực lên tấm điện trở áp điện của cảm biến được minh họa trong hình 29.

Hình 30: Hình ảnh nguyên lý tác động áp lực lên bề mặt cảm điện trở áp điện

Các chân tín hiệu của cảm biến 2SMPP-02 và cầu điện trở áp điện của nó được mô tả chi tiết trong hình dưới đây Cầu điện trở này hoạt động như một cặp mạch phân áp, cung cấp hai đầu ra chính.

Vout+ và Vout- Giá trị áp suất được tính toán từ giá trị đầu ra là điện áp chênh lệch giữa Vout+ và Vout-

Hình 31: Sơ đồ chân và sơ đồ mạch điện tương đương của cảm biến áp suất 2SMPP-02 [16]

Giá trị điện áp chênh lệch ban đầu Vo = 0 do giá trị điện trở R1=R2=R3=R4=R Giá trị điện áp đầu ra được tính theo công thức:

Khi có áp suất tác động, điện trở áp điện thay đổi giá trị điện trở, với R1, R3 tăng

Hình 32: Sơ đồ mạch điện tương đương của cảm biến 2SMPP-02 khi được cấp nguồn [16]

Thay giá trị R1, R2, R3, R4 bằng R và ∆𝑅 tương ứng vào công thức (1), ta được

Sơ đồ nguyên lý tổng thể của thiết kế sản phẩm đo huyết áp được thiết kế như hình dưới:

Hình 33: Sơ đồ nguyên lý tổng thể thiết kế thiết bị đo huyết áp

Thiết kế ứng dụng điều khiển

2.3.1 Ngôn ngữ sử dụng Ứng dụng điều khiển và lưu trữ kết quả đo huyết áp được lựa chọn thiết kế trên ngôn ngữ lập trình Android Do phần lớn người dùng hiện tại sử dụng điện thoại Android, hơn 60% Ngoài ra, ngôn ngữ Android với mã nguồn mở, lập trình đơn giản, quá trình kiểm tra ứng dụng tự động, nhanh chóng, khả năng cập nhật hay phát bản thử nghiệm dễ dàng

Kotlin là một ngôn ngữ lập trình kiểu tĩnh, chạy trên máy ảo Java (JVM) và có khả năng biên dịch sang mã Java hoặc sử dụng cơ sở hạ tầng trình biên dịch LLVM, được phát triển bởi JetBrains Mặc dù cú pháp không tương thích với Java, thư viện chuẩn Kotlin được thiết kế để tương tác với mã Java và tận dụng mã từ Java Class Library, như collections framework Kotlin tích cực sử dụng suy luận kiểu để xác định kiểu của giá trị và biểu thức mà không cần nêu rõ, giúp giảm tính dài dòng so với Java, vốn yêu cầu toàn bộ đặc kiểu cho đến phiên bản 10 Mã Kotlin có thể chạy trên JVM với hỗ trợ cho phiên bản Java 11 mới nhất.

Kể từ phiên bản Android Studio 3.0 phát hành vào tháng 10 năm 2017, Google đã chính thức hỗ trợ Kotlin cho lập trình ứng dụng Android, tích hợp trực tiếp vào gói cài đặt của IDE Kotlin thay thế trình biên dịch Java tiêu chuẩn và cung cấp cho người dùng tùy chọn chọn mã bytecode tương thích với Java 6 hoặc Java 8.

36 ứng dụng đo huyết áp trên smartphone được thiết kế với đầy đủ tính năng cần thiết, đồng thời giao diện đơn giản giúp người dùng dễ dàng sử dụng Trong quá trình phát triển và nghiên cứu, các tính năng nâng cao sẽ được bổ sung trong các phiên bản tiếp theo.

2.3.2.1 Các màn hình hiển thị và đo huyết áp

Các màn hình của ứng dụng đo huyết áp được thiết kế như Hình 39

Hình 39: Màn hình kết nối thiết bị và đo huyết áp

2.3.2.2 Quy trình đo huyết áp trên ứng dụng

Lưu đồ thuật toán điều khiển và lưu trữ kết quả đo huyết áp trên ứng dụng được trình bày trong hình 41

Gửi lệnh đo Start press

Kiểm tra dữ liệu Chờ

Kết thúc Lưu kết quả đo

Hình 40: Lưu đồ thuật toán điều khiển và lưu trữ kết quả đo huyết áp trên ứng dụng

Quy trình đo huyết áp trên ứng dụng như sau:

- Sau khi khởi động thiết bị, kết nối ứng dụng đến thiết bị bằng các chọn

“Connect” và lựa chọn tên Bluetooth phát ra từ thiết bị đo huyết áp

- Khi kết nối thành công, biểu tưởng “Status” chuyển từ màu đỏ sang xanh và hiển thị “Đã kết nối”

- Nhấn “Start” để bắt đầu đo

- Sau khi kết thúc đo, màn hình tự động hiển thị lựa chọn lưu kết quả để kết quả được lưu trữ lại trong mục “Record”

Hình 41: Màn hình kết quả đo thực tế trên ứng dụng điện thoại

KẾT QUẢ THỬ NGHIỆM

Thiết lập quy trình thử nghiệm

Thiết bị sau khi hoàn thiện sẽ được đánh giá và so sánh với máy đo huyết áp bắp tay OMRON HEM đang được bán trên thị trường.

Hình 42: Máy đo huyết áp OMRON HEM-8712

Thông số kỹ thuật chính của thiết bị được trình bày trong bảng dưới:

Bảng 6: Bảng thông số kỹ thuật máy đo huyết áp OMRON HEM-8712

Loại máy đo Huyết áp bắp tay

Dải đo huyết áp 20 đến 280 mmHg Dải đo nhịp tim 40 đến 180 nhịp/phút Độ chính xác Huyết áp ± 3mmHg Độ chính xác Nhịp tim ± 5%

Chu vi vòng bít 22mm-32mm Chức năng Đo huyết áp, nhim tim

Kích thước 103mm x 80mm x 129mm

Thử nghiệm đánh giá được thiết lập như sau:

- Thử nghiệm được đánh giá trên 30 người bình thường (10 nữ, 20 nam) ở độ tuổi từ 30 đến 50 tuổi

- Người được thử nghiệm ngồi trên ghế, đặt 2 tay lên mặt bàn

- Hai thiết bị thử nghiệm và thiết bị so sánh được cuốn đồng thời vào tay trái và tay phải người thực hiện đo

- Đồng thời đo trên cả 2 thiết bị và ghi nhận lại kết quả đo

- Số lần thực hiện: 10 lần/ người (nghỉ 5 phút giữ mỗi lần thực hiện)

Để xử lý kết quả thử nghiệm, cần đọc và ghi lại dữ liệu vào file Excel Đồng thời, đánh giá độ lệch giữa các chỉ số huyết áp tâm thu, tâm trương và nhịp tim giữa hai thiết bị là bước quan trọng để đảm bảo tính chính xác của kết quả.

Hình 43 ghi nhận lại một lần thực hiện thử nghiệm đánh giá thiết bị với các thiết lập đã đưa ra

Hình 43: Thiết lập thử nghiệm đánh giá thiết bị

Kết quả thử nghiệm

Bảng 7 trình bày một số kết quả thử nghiệm, bao gồm đánh giá độ lệch giữa huyết áp tâm thu và huyết áp tâm trương của hai thiết bị, cùng với phần trăm sai số nhịp tim.

Bảng 7: Bảng kết quả đánh giá thiết bị được thiết kế

Huyết áp tâm thu Huyết áp tâm trương Nhịp tim

Đánh giá

Từ kết quả ghi nhận đánh giá, độ chính xác của thiết kế so với thiết bị thương mại lấy so sánh làm chuẩn như sau:

- Độ chính xác huyết áp : ± 5mmHg

- Độ chính xác nhịp tim : ± 3%

Từ kết quả thử nghiệm đánh giá trên, thiết bị đã đpá ứng các yêu cầu đặt ra về độ chính xác và các tính năng đề xuất

Độ chính xác của thiết bị thiết kế đạt mức tốt, nhưng do kích thước mẫu thử còn hạn chế, độ chính xác thực tế có thể giảm khi áp dụng trên mẫu lớn hơn Hơn nữa, thiết kế hiện tại chưa tối ưu, chưa đủ nhỏ gọn, vì vậy tác giả sẽ tiếp tục cải tiến linh kiện và thiết kế trong các phiên bản tiếp theo để thiết bị trở nên nhỏ gọn và tiện dụng hơn cho người bệnh.