Xây dựng hệ thống báo khẩn

1

MỤC LỤC

MỤC LỤC..................................................................................................................................1
ĐẶT VẤN ĐỀ............................................................................................................................2
CHƯƠNG 1: KHẢO SÁT CÁC HỆ THỐNG VỚI YÊU CẦU THỰC TẾ VÀ XÂY DỰNG
CÁC PHƯƠNG ÁN THỰC HIỆN.............................................................................................3
I. MÔ HÌNH CHUNG CỦA CÁC HỆ THỐNG BÁO KHẨN ..............................................3
II. YÊU CẦU ĐỐI VỚI CÁC HỆ THỐNG BÁO KHẨN CHO CÁC BỆNH VIỆN Ở VIỆT
NAM.......................................................................................................................................4
III. CÁC PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG .................................................................5
IV. PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ CỦA ĐỀ TÀI NÀY ..............................................................6
CHƯƠNG 2: XÂY DỰNG PHƯƠNG THỨC GIAO TIẾP GIỮA CÁC PHẦN TỬ ...............8
I. CÁC LIÊN KẾT CÓ TRONG BKFET_NURSECALL .....................................................8
II. LIÊN KẾT GIỮA NÚT BẤM VÀ TRẠM GỘP ĐẦU PHÒNG ......................................8
III. LIÊN KẾT GIỮA TRẠM GỘP VÀ TRẠM TRUNG TÂM............................................9
CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ CỦA CÁC MODUL........................................................................11
I. CÁC MODUL PHẦN CỨNG CÓ TRONG BKFET_NURSECALL..............................11
II. MODUL TRUYỀN NHẬN KHÔNG DÂY....................................................................13
III. MODUL CÔNG SUẤT ĐIỀU KHIỂN ĐÈN ĐẦU PHÒNG ........................................14
IV. KHỐI ĐÀM THOẠI ......................................................................................................14
V. TRẠM GỘP.....................................................................................................................20
VI. MODUL TRẠM TRUNG TÂM ....................................................................................22
VII. MODUL BẢNG LED HIỂN THỊ.................................................................................23
VIII. CHƯƠNG TRÌNH PHẤN MỀM CỦA CÁC IC.........................................................24
CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ HÌNH ẢNH SẢN PHẨM DEMO.............................................26
I. KẾT QUẢ .........................................................................................................................26
II. MỘT SỐ HÌNH ẢNH......................................................................................................26
III. KẾT LUẬN ....................................................................................................................26
TÀI LIỆU THAM KHẢO........................................................................................................27

2

ĐẶT VẤN ĐỀ

Cùng với sự phát triển ngày càng mạnh mẽ của khoa học kỹ thuật, các hệ
thống hỗ trợ việc chăm sóc bệnh nhân cũng phát triển không ngừng và đóng một
vai trò quan trọng trong việc nâng cao hiệu quả chăm sóc của các bác sỹ và y tá
đối với người bệnh. Vai trò của các hệ thống báo khẩn đó là cho phép bệnh nhân
báo thông tin yêu cầu kịp thời khi cần mà không phải luôn túc trực cạnh bệnh
nhân. Như vậy có nghĩa là bệnh nhân luôn được chăm sóc mà không phải yêu
cầu lượng phục vụ nhiều. Nó làm cho việc chăm sóc bệnh nhân đỡ mệt mỏi hơn.
Hiện nay, ở các nước tiên tiến, hệ thống báo khẩn cho bệnh nhân là một
hệ thống bắt buộc. Hệ thống này nó có cấu hình rất đa dạng từ chức năng tối
thiểu đến phức tạp. Ví dụ như các hệ thống cho phép bệnh nhân khi bấm nút yêu
cầu thì thông tin đó sẽ được truyền lên phòng y tá, để được thông báo chỉ bằng
âm thanh hay ánh sáng. Nhưng cũng có hệ thống phức tạp hơn như cho các
thông tin yêu cầu từ bệnh nhân sẽ được được thông báo bằng máy tính, các cuộc
gọi được lưu trữ lại dùng cho mục đích quản lý, hệ thống có chức năng liên kết
với các mạng bên ngoài. Hoặc có những hệ thống cho phép bệnh nhân và y tá có
thể đàm thoại trực tiếp… Các hệ thống nhập ngoại được lắp đặt ở các bệnh viện
lớn của Việt Nam hiện nay thường chỉ có cấu hình tối thiểu. Bên cạnh đó, khi
ứng dụng vào các bệnh viện do nhà sản xuất xa nơi sử dụng nên một số tính
năng vẫn còn chưa phù hợp, gây ra những khó khăn trong quá trình triển khai,
vận hành và bảo dưỡng.
Hệ thống báo khẩn cho bệnh nhân được thiết kế và chế tạo dựa trên những
tiến bộ khoa học kỹ thuật và công nghệ cao của một số nước trên thế giới. Ở
nước ta, việc thiết kế chế tạo hệ thống báo khẩn vẫn còn khá mới mẻ, cho dù đã
có một số vị đơn khảo sát nhưng chưa đưa ra được một hệ thống hoàn chỉnh có
cấu hình phong phú nào, để chế tạo, sản xuất, và thương mại hóa rộng rãi. Các
bệnh viện và cơ sở y tế trong nước phải nhập hệ thống này này từ các hãng sản

xuất nước ngoài với giá thành rất đắt, nhưng hiệu quả đầu tư không cao. Việc
nghiên cứu, thiết kế hệ thống báo khẩn cho bệnh nhân là vô cùng cần thiết nhằm
đáp ứng chiến lược quốc gia về trang thiết bị y tế phục vụ nhu cầu trong nước.
Mục tiêu của đề tài là xây dựng hệ thống báo khẩn với cấu hình phong
phú, đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật và các tiêu chuẩn an toàn trong y tế. Sản
phẩm tạo ra có khả năng thay thế các hệ thống nhập ngoại và tạo điều kiện triển
khai rộng rãi hệ thống báo khẩn cho các bệnh viện trong cả nước.
3

CHƯƠNG 1: KHẢO SÁT CÁC HỆ THỐNG VỚI YÊU CẦU
THỰC TẾ VÀ XÂY DỰNG CÁC PHƯƠNG ÁN THỰC HIỆN

I. MÔ HÌNH CHUNG CỦA CÁC HỆ THỐNG BÁO KHẨN
Nhiệm vụ của hệ thống báo khẩn là truyền thông tin từ nơi yêu cầu đến
nơi xử lý yêu cầu nhanh nhất có thể. Đối với hệ thống báo khẩn dùng cho bệnh
nhân thì nơi yêu cầu là bệnh nhân, còn nơi xử lý yêu cầu là y tá, bác sỹ, và
người nhà bệnh nhân. Việc sử dụng các hệ thống báo khẩn cho phép giảm bớt
việc phải thường xuyên phải túc trực cạnh bệnh nhân của người chăm sóc.
Các yêu cầu từ bệnh nhân có thể ở nhiều vị trí khác nhau trong cùng một
đơn vị điều trị, và các yêu cầu cũng có nhiều loại khác nhau như: Yêu cầu khẩn
cấp cần được ưu tiên, hoặc yêu cầu thường, ... Do đó hệ thống báo khẩn cần phải
chỉ rõ vị trí cũng như loại yêu cầu khi có.

Phòng Bệnh nhân Phòng Bác sỹ Phòng Y tá trực
Hình 1: Hệ thống báo khẩn trong bệnh viện
Để đưa ra một mô hình chung của một hệ thống báo khẩn chúng tôi đã
khảo sát các mô hình báo khẩn cho bệnh nhân của nước ngoài. Thấy rằng:
Những phần tử bắt buộc phải có đó là giao diện bệnh nhân, mạng truyền thông
tin, khối xử lý trung tâm và thiết bị báo hiệu. Tùy theo cấu hình phức tạp hay
đơn giản mà một số phần tử có cấu trúc khác nhau, và có thể thêm vào hay bỏ

bớt đi.
Thông tin yêu cầu cũng có thể được xử lý khác nhau như hiển thị bằng
bảng LED (bên cạnh có dán số hiệu vị trí) và báo âm thanh (với nhạc hiệu khác
nhau). Hoặc có thể được lưu trữ lại làm căn cứ cho các công việc quản lý đánh
giá chất lượng phục vụ, hay thu phí phục vụ, …
4

Từ các phân tích trên ta có thể thấy mô hình chung của một hệ thống báo
khẩn như dưới đây:

Hình 2: Mô hình chung của các hệ thống báo khẩn
II. YÊU CẦU ĐỐI VỚI CÁC HỆ THỐNG BÁO KHẨN CHO CÁC
BỆNH VIỆN Ở VIỆT NAM
Để thực hiện đề tài này chúng tôi đã đến một số bệnh viện như: Bệnh viện
Việt Tiệp Hải Phòng, bệnh viện Bạch Mai Hà Nội, bệnh viện Bưu Điện, … để
tiến hành khảo sát các điều kiện thực tế. Dựa vào các kết quả khảo sát thu được
chúng tôi nghiên cứu xây dựng hệ thống Báo khẩn dùng cho bệnh nhân với các
tiêu chí: Thuận tiện cho người sử dụng, tin cậy, giá thành hạ, dễ dàng nâng cấp,
dễ dàng sửa chữa và bảo dưỡng và trong thiết kế sẽ ứng dụng các công nghệ số
tiên tiến. Để việc thiết kế đặt các mục tiêu đề ra, chúng tôi đã tổng kết một số
yêu đối với hệ thống Báo khẩn của bệnh viện như sau:
• Yêu cầu từ phía bệnh nhân: Có thể gọi Y tá, Bác sỹ, Người nhà khi cần
thiết ngay tại giường bệnh bằng nút bấm, có thể đàm thoại với các y, bác
sỹ khi cần. Giao diện phải thuận tiện, tin cậy, dễ dàng trong khi sử dụng.
• Yêu cầu từ phía y tá: Xác định được bệnh nhân ở giường nào, phòng nào
gọi, có khả năng đàm thoại với từng bệnh nhân, thuận tiện trong công việc
đáp ứng các cuộc gọi.
• Yêu cầu từ phía bác sỹ quản lý: Cho phép thiết lập các dịch vụ cho
giường có yêu cầu, quản lý được cuộc gọi của bệnh nhân, lưu lại được
nhật ký các cuộc gọi, sắp xếp để thuận tiện cho bác sỹ khi kiểm tra.

• Yêu cầu từ phía bệnh viện: Dễ dàng trong khi lắp đặt hệ thống, hệ thống
chạy ổn định, giá thành và chi phí có thể chấp nhận được.
5

III. CÁC PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG
Qua phân tích các yêu cầu cũng như các điều kiện thực tế ở Việt Nam đối
với hệ thống Báo khẩn, chúng tối đưa ra cấu trúc của hệ thống sẽ bao gồm các
khối sau đây:
• Khối giao diện bệnh nhân: Cho phép bệnh nhân thông báo khi có yêu cầu.
Khối báo hiệu của một phòng bệnh nhân có các chức năng: Tập trung các
yêu cầu của bệnh nhân trong phòng đó, báo bằng đèn sáng tại cửa phòng
khi trong phòng có yêu cầu. Trong thực tế khối này còn có yêu cầu là có
khả năng giúp bệnh nhân đàm thoại trực tiếp với bác sỹ hoặc y tá trực để
trao đổi hoặc họi các vấn đề quan tâm trong quá trình điều trị.
• Khối báo hiệu y tá: Báo hiệu cho y tá biết được vị trí phòng, giường và
yêu cầu của bệnh nhân. Và đàm thoại với bênh nhân một cách riêng biệt,
nhằm mục đích nhắc nhở hoặc trả lời bệnh nhân trong quá trình theo dõi
khi cần thiết.
Các khối có thể liên kết với nhau theo phương thức không dây hoặc có dây.
Hệ thống dùng dây:
• Có cấu hình dạng Bus: Với cấu hình này thì các trạm tại phòng bệnh nhân
được nối với nhau theo một trục và nối tới trạm Trung tâm. Ưu điểm của hệ
thống này là việc lắp đặt ít phức tạp. Với mục đích chỉ báo thông tin yêu cầu
thì hệ thống này rất phù hợp. Tuy nhiên, khi hệ thống này nâng cấp lên khả
năng có thể truyền thoại thì yêu cầu kỹ thuật phức tạp hơn các hệ thống
khác.
• Có cấu hình dạng Sao: Với cấu hình này thì các trạm tại phòng bệnh nhân
được nối trực tiếp tới bộ Trung tâm. Ưu điểm của hệ thống này các phòng
hoạt động độc lập với nhau. Khi nâng cấp thêm tính năng thoại cho hệ thống
rất dễ dàng. Tuy nhiên hệ thống này lại phức tạp khi triển khai và rất cồng

kềnh.
Hệ thống không dây:
Liên kết theo cách này thì các trạm trong hệ thống đều phải có bộ thu
nhân tín hiệu RF và xử lý các tín hiệu đó. Các trạm nếu muốn liên lạc với nhau
sẽ thông qua tín hiệu RF. Ưu điểm của hệ thống dễ dàng khi lắp đặt bảo dưỡng,
vận hành. Nhưng yêu cầu cao về công nghệ, không phù hợp với làm đơn chiếc,
giá thành cao dễ đẩy người sử dụng chọn biện pháp thay thế khác đơn giản hơn
nhưng vẫn có tính năng tương tự.
6

IV. PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ CỦA ĐỀ TÀI NÀY
Sau khi tiến hành các tìm hiểu công nghệ, thử nghiệm với các modul chức
năng nhỏ chúng tôi đã so sánh và đưa ra một cấu hình của hệ thống có tính khả
thi nhất. Cấu hình có các tính năng và ưu điểm sau như:
• Sử dụng cả hai loại nút bấm cố định và nút bấm di động (không dây).
• Báo được vị trí có yêu cầu (báo sáng tại phòng bệnh nhân và báo vị trí
giường và phòng bằng đèn LED chỉ số). Có khả năng thiết lập mức độ ưu
tiên của từng vị trí giường bệnh nhân.
• Có khả năng đàm thoại giữa bệnh nhân và bác sỹ một cách dễ dàng.
• Có khả năng mở rộng để nâng cao một số tính năng như; Quản lý cơ sở
dữ liệu các thông tin yêu cầu về thời gian - số cuộc nhỡ trên máy tính PC.
Có thể quay số gửi tin nhắn đến người nhà bệnh nhân khi cần.
• Dễ dàng triển khai, vận hành, và lắp đặt.
• Giao diện người dùng đơn giản thuận tiện.
• Giá cả thấp hơn nhiều so với hệ thống ngoại nhập.
Hệ thống này chúng tôi đặt tên là BKFET_NURSECALL.


Hình 3: Mô hình cấu trúc của BKFET_NURSECALL
Trong hệ thống này chúng tôi dùng cấu hình mạng sao cho các nút bấm ở

trong phòng, tại mỗi phòng và bàn y tá trực tích hợp các modul cho phép đàm
thoại theo công nghệ số, và cấu hình mạng bus cho các bộ gộp dữ liệu tại đầu
phòng. Hoạt động của hệ thống có thể mô tả như sau:
Yêu cầu báo khẩn của bệnh nhân sẽ được chuyển từ nút bấm tới các bộ
gộp đầu phòng để báo đèn tại đầu phòng và chuyển lên trạm trung tâm qua một
7

bus chung. Tại trạm trung tâm, thông tin yêu cầu sẽ được xử lý để báo hiệu vị trí
và loại yêu cầu cho y tá trực biết. Và thông tin này có thể tiếp tục được đưa lên
máy tính để lưu trữ và xử lý tiếp.
Yêu cầu đàm thoại: Khi bệnh nhân có nhu cầu đàm thoại, hệ thống sẽ tự
động xử lý phân phối tài nguyên để cho phép kết nối một kênh đàm thoại hai
chiều giữa bệnh nhân và y, bác sỹ. Nếu trong trường hợp khẩn cấp hệ thống có
thể kèm các chức năng như gửi thông tin vị trí của yêu cầu đàm thoại.
8

CHƯƠNG 2: XÂY DỰNG PHƯƠNG THỨC GIAO TIẾP GIỮA
CÁC PHẦN TỬ

I. CÁC LIÊN KẾT CÓ TRONG BKFET_NURSECALL
Từ sơ đồ cấu trúc của hệ thống mà chúng em lựa chọn thiết kế, chúng em
đưa ra mô hình đơn giản của hệ thống như sau:

Hình 4: Các loại liên kết chính trong hệ thống
Trong hệ thống BKFET_NURSECALL có 2 liên kết chính:
1. Liên kết giữa các nút bấm có dây và không dây với trạm gộp.
2. Liên kết giữa các trạm gộp và trạm trung tâm.
Do modul đàm thoại được tích hợp luôn trên trạm gộp nên không tách ra
thành một liên kết. Các liên kết này có phương thức trao đổi thông tin khác nhau
và tuân theo các chuẩn hỗ trợ giống nhau và khác nhau. Chúng em sẽ trình bày

kỹ hơn trong các phần dưới đây.
II. LIÊN KẾT GIỮA NÚT BẤM VÀ TRẠM GỘP ĐẦU PHÒNG
Để bệnh nhân có thể thông báo yêu cầu thì bệnh nhân phải bấm một nút
bấm ở gần giường bệnh nhân. Nút bấm cho bệnh nhân trong hệ thống
BKFET_NURSECALL có hai loại đó là: Nút bấm có dây và không dây.
Nút bấm có dây được nối trực tiếp bằng dây dẫn đến bộ gộp đầu phòng.
ID của mỗi vị trí được đánh số bằng 8 bit. Trong đó có 5 bít dự trự và 3 bít sử
dụng để đánh địa chỉ riêng biệt của các vị trí nối dây (như vậy mỗi bộ gộp hỗ trợ
8 nút bấm có dây).
Định dạng của dữ liệu:
B 0 B 1 B 2 B 3 B 4 B 5 B 6 B 7
x x X x x G G G
9

Đối với nút bấm không dây, do vị trí không cố định nên sử dụng 12 bit để
mã hoa ID của nút bấm đó. Trong đó 8 bít đầu là địa chỉ tương ứng của bộ gộp
đầu phòng, 4 bít sau tương ứng với số hiệu của nút trong phòng đó. Các nút chỉ
truyền được thông tin cho bộ gộp nào đó khi 8 bít đầu có giá trị tương ứng với 8
bít địa chỉ mà bộ gộp hỗ trợ.
Định dạng của dữ liệu:
B 0 B 1 B 2 B 3 B 4 B 5 B 6 B 7 B 8 B 9 B 10 B 11
R R R R R R R R G G G G
Sau khi các nút được kích hoạt thì các giá trị ID này được phân giải có thể
bằng phần mềm (nút cố định), và bằng phần cứng vơi nút bấm không dây để
tách lấy giá trị cần thiết. Giá trị đó sẽ được tổng hợp để chuyển tiếp.
III. LIÊN KẾT GIỮA TRẠM GỘP VÀ TRẠM TRUNG TÂM
Gửi thông tin vị trí yêu cầu
Trong hệ thống BKFET_NURSECALL, trạm trung tâm liên kết với tất cả
các trạm gộp thông qua một bus chung. Các trạm gộp được định sẵn một địa chỉ.
Dữ liệu được truyền nối tiếp trên bus. Để tránh xung đột trong quá trình truyền

nhận thông tin và do đặc trưng của hệ thống chúng tôi dùng mô hình hỏi và trả
lời.
* Quá trình hỏi: Trạm trung tâm liên tục gửi lần lượt địa trị của các trạm lên bus
chung. Giá trị này sẽ được truyền tới tất cả bộ gộp. Tại các bộ gộp sẽ so sánh địa
chỉ mà trạm chủ gửi tới để biết mình có được chiếm dụng bus hay không. Sau
khi được chiếm dụng bus truyền lên thì nó có thể gửi dữ liệu lên trạm trung tâm
khi có nhận yêu cầu được từ nút bấm. Còn khi không có dữ liệu thì bus đó được
giải phóng cho trạm gộp khác sau một khoảng thời gian nhất định.
Định dạng của dữ liệu hỏi:
B 0 B 1 B 2 B 3 B 4 B 5 B 6 B 7 B 8
x x X x R R R R D
Trong đó:
Ký hiệu Chú thích
X
Các bít dự trữ
D
Bít cho phép kết nối đàm thoại
R
Các bít mã hóa địa chỉ phòng
10

* Quá trình trả lời: Sau khi có dữ liệu cần chuyển lên, bộ gộp sẽ chờ gọi đến địa
chỉ của mình. Và khi nhân được địa chỉ cho phép chiếm dụng bus nó sẽ gửi dữ
liệu lên trạm trung tâm. Khi trạm gộp đã gửi dữ liệu cuộc gọi thường lên mà
không nhận được tín hiệu đáp ứng từ nút ấn khi người chăm sóc đến (không
nhận được đáp ứng chăm sóc khi có yêu cầu), thì hệ thống sẽ hủy cuộc goi đó
bằng mã cuộc gọi nhỡ sau một khoảng thời gian nhất định.
Định dạng của dữ liệu trả lời:
B 0 B 1 B 2 B 3 B 4 B 5 B 6 B 7 B 8
V V V V V V T T D

Trong đó:
Ký hiệu Chú thích

Các bít mã hoá vị trí giường gọi. Với phiên bản sự dụng 1
Byte cho thông tin cuộc gọi sẽ có tối đa 64 giường bệnh
trong hệ thống.
T
Các bít mã hóa trạng thái cuộc gọi. Với các giá trị của TT
00 : Cuộc gọi thường 10: Cuộc gọi khẩn cấp
01: Cuộc gọi nhỡ 11: Cuộc gọi được đáp ứng
D
1: kết nối đàm thoại
0: không đảm thoại
Thông tin đàm thoại
Tín hiệu thoại được bộ biến đổi tương tự - số lấy mẫu liên tục và truyền
song công giữa hai trạm (trung tâm và trạm gộp đầu phòng ) sau khi liên kết cho
phép đàm thoại được thiết lập. Sử dụng một bít phụ (bit số 9 để xác định đây là
dữ liệu cuộc gọi hay dữ liệu thường). Tín hiệu thoại được thực hiện nén sơ bộ
bằng thuật toán xấp xỉ tuyến tính hóa từng đoạn theo chuẩn A sau khi lấy mẫu
trực tiếp và trước khi truyền đi. Dữ liệu đàm thoại dạng số nhận được được tách
bỏ các dữ liệu địa chỉ đi kèm rồi giải nén và chuyển qua bộ biến đổi số - tương
tự để khôi phục lại âm thanh rồi khuếch đại đưa ra loa.