Tổng quan về máy đo đường huyết cá nhân (Blood Glucose Meter-BGM)

[thuaimi]

Ngày nay, các máy đo đường huyết cá nhân (Blood Glucose Meter-BGM) cũng như các thiết bị y tế dùng trong gia đình khác đã trở nên phổ biến và thân thiện bởi nhỏ gọn, dễ dàng sử dụng, với giá thành vừa phải. Những yếu tố thể hiện cho một máy đo tốt là được người sử dụng thường xuyên và cho các kết quả tin cậy, chính xác. Trong những năm qua xu hướng phát triển của các BGM luôn nhằm tạo sự thoải mái và thuận tiện tối đa cho người sử dụng cũng như giảm tối thiểu thể tích (lượng) mẫu máu cần thử. Giờ đây kích cỡ của giọt máu thử đã đủ nhỏ để có thể trích lấy từ các vị trí khác thay vì chỉ tại đầu ngón tay. Độ tin cậy và chính xác của kết quả đo cũng đã được cải thiện nhiều bằng cách sử dụng các test thử, các linh kiện điện tử cao cấp và các thuật toán, phần mềm đo lường tiên tiến.

Các chủng loại máy (sử dụng các kiểu test thử khác nhau):

Ngoài các chủng loại máy đo đang phổ biến trên thị trường hiện nay bao gồm cả các chủng loại máy đo theo dõi liên tục và đo theo dõi dùng riêng cho cá nhân (single-test), các thế hệ máy đo có thể cấy dưới da và các máy đo theo phương pháp không xâm lấn (noninvasive) cũng đang được nghiên cứu phát triển. Các thiết bị đo theo dõi liên tục được chỉ định dùng trong chuyên môn sử dụng các bộ cảm biến (sensor) điện hóa có thể cấy được ở dưới da để thực hiện đo và ghi kết quả theo những khoảng thời gian được lập trình. Các máy đo theo dõi riêng cho cá nhân sử dụng các bộ cảm biến (sensor) điện hóa hoặc phản xạ quang học để đo mức độ đường huyết và cho kết quả theo các đơn vị phổ biến là mg/dL hoặc mmol/L.





Phần lớn các máy đo đường huyết cá nhân hiện nay sử dụng công nghệ đo bằng sensor điện hóa. Các điện cực được đặt trong sensor dưới dạng test thử và được cấp một điện áp phân cực chính xác, kết quả của phản ứng điện hóa trên test thử sinh ra tín hiệu dòng điện tuyến tính với độ đường trong máu được máy xử lý đo và xuất ra kết quả. Tín hiệu dòng điện ở đây thường được chuyển đổi sang tín hiệu điện áp bằng cách sử dụng bộ khuếch đại biến đổi trở kháng (transimpedance amplifier-TIA) để đưa đến xử lý ADC. Khoảng đo của tín hiệu dòng điện trên test thử nằm trong phạm vi 10μA đến 50μA với độ phân giải ở mức dưới 10nA. Nhiệt độ môi trường nơi đo cũng cần được đo và tham chiếu bởi vì các test thử có cấu tạo khá nhạy với yếu tố nhiệt độ.

Khác với công nghệ đo bằng sensor điện hóa, một số loại máy đo trước đây lại sử dụng công nghệ phản xạ quang học (Optical reflectometry) bằng cách phân biệt độ màu để xác định lượng đường trong máu. Điển hình chung của loại này là một dòng điện đã được hiệu chuẩn đưa qua 2 diode phát quang (LED) nháy luân phiên dưới test thử đã chuyển màu sau khi phản ứng. Một cảm biến quang dùng để đo cường độ ánh sáng phản xạ tùy thuộc vào màu sắc của test thử có tương quan với lượng đường trong máu. Tín hiệu dòng điện của cảm biến quang cũng được chuyển đổi sang tín hiệu điện áp bằng cách sử dụng bộ khuếch đại biến đổi trở kháng (TIA) để chuyển đổi đo với ADC. Khoảng đo của tín hiệu dòng điện với cảm biến quang (photodiode) nằm trong phạm vi 1μA đến 5μA với độ phân giải ở mức dưới 5nA. Nhiệt độ môi trường nơi đo cũng cần được đo và tham chiếu bởi vì các test thử có cấu tạo khá nhạy với yếu tố nhiệt độ.
Vấn đề hiệu chuẩn Test thử (sensor):
Các test thử thường cần phải được hiệu chuẩn với máy đo vì các yếu tố biến động ngẫu nhiên trong quá trình sản xuất test thử có thể dẫn đến gây sai số cho phép đo. Việc hiệu chuẩn được thực hiện bằng cách nhập một mã số (CODE- do người sử dụng máy tự thao tác bằng tay), hoặc “cài” một “con chip nhớ” đã được nhà sản xuất cung cấp sẵn trong hộp đựng test thử vào khe của máy đo. “Con chip nhớ (kiểu EPROM hoặc EEPROM” này cho phép bổ sung cập nhật các thông tin tốt hơn so với việc chỉ nhập mã số (CODE) bằng tay.Việc nhận dạng mã số định danh ID duy nhất này nhằm đảm bảo cho máy đo làm việc đúng với que test thử được sử dụng với máy.
Gần đây, một số loại máy đo sử dụng test thử mà không cần người sử dụng phải nhập CODE (được quảng cáo là CODE free...). Công nghệ “tự hiệu chuẩn” này có thể đạt được với ba yếu tố: (1) kiểm soát quy trình sản xuất chặt chẽ; (2)bổ sung cơ chế hiệu chuẩn nằm trong cùng mỗi que test thử; (3) hoặc tích hợp sẵn cơ chế hiệu chuẩn trên vỏ của các test thử được cài vào máy đo. Một bộ các test thử cài sẵn bên trong các máy đo cũng làm cho việc sử dụng thuận tiện hơn vì người sử dụng không cần phải cầm những que test thử nhỏ bé này để cài vào máy đo nữa.

(tiếp tục...)

[vi van pham]

Kiến thức chuyên ngành ít người biết,được thuaimi chở đến dđ.

Cám ơn "ông lái đò kỹ thuật" Thuaimi đã chuyển kiến thức cho các em.Chúc ông lái sức khỏe để luôn vững tay chèo .

[thuaimi]

Cảm ơn MOD đã có ý kiến phản hồi. Thực lòng vì thấy box hồi này buồn tẻ quá nên lục tìm lại mấy cái thông tin ( dù mới chỉ ở mức độ basic tutorial) rồi biên tập lại post lên cho nó thêm phần rôm rả thôi. Cái này google thì không thiếu. Mới được phần khởi đầu nhưng thấy view ít quá, tham gia "chém gió" lại càng không. Đang nản và muốn nhờ các MOD xóa giúp thread này để rộng chỗ, khỏi tốn tài nguyên của 4r. Mục đích của bài "chém gió" này chỉ để dành cho ai đó đang cầm trên tay cái máy đo đường huyết cá nhân hiểu thêm chút ít (hoặc cùng nhau nghiên cứu sâu hơn) về nó mà thôi , chứ không giúp ích cho việc kiếm tiền. Lý do:
- Các máy đo này hiện nay được các hãng bảo hành gần như trọn đời (life-time warranty), thậm chí nhiều trường hợp được cho (tặng) không máy để dùng nên dịch vụ sửa chữa hoặc liên quan gần như không có đất sống. Nghĩa là các món MCU hay ADC, khuếch đại hay chip nọ kia gi đó chỉ là trò chơi ở đây mà thôi (dù rằng xét về công nghệ hay thiết kế của máy thì không phải là lạc hậu hay rẻ tiền).
- Lợi nhuận (rất lớn) ở đây nằm ở chỗ tiêu thụ test thử cung cấp cho người tiêu dùng. Mà cái này chắc ngoài tầm quan tâm của mọi người (ít nhất là ở giai đoạn hiện nay) nên không được hưởng ứng cũng là điều dễ hiểu được.

Vì lý do trên, mong các MOD cho ý kiến "chỉ đạo", định hướng nên tiếp tục hoặc xóa bỏ thread này....để tập trung sang món khác hấp dẫn hơn.

[vi van pham]

Cảm ơn MOD đã có ý kiến phản hồi. Thực lòng vì thấy box hồi này buồn tẻ quá nên lục tìm lại mấy cái thông tin ( dù mới chỉ ở mức độ basic tutorial) rồi biên tập lại post lên cho nó thêm phần rôm rả thôi. Cái này google thì không thiếu. Mới được phần khởi đầu nhưng thấy view ít quá, tham gia "chém gió" lại càng không. Đang nản và muốn nhờ các MOD xóa giúp thread này để rộng chỗ, khỏi tốn tài nguyên của 4r. Mục đích của bài "chém gió" này chỉ để dành cho ai đó đang cầm trên tay cái máy đo đường huyết cá nhân hiểu thêm chút ít (hoặc cùng nhau nghiên cứu sâu hơn) về nó mà thôi , chứ không giúp ích cho việc kiếm tiền. Lý do:
- Các máy đo này hiện nay được các hãng bảo hành gần như trọn đời (life-time warranty), thậm chí nhiều trường hợp được cho (tặng) không máy để dùng nên dịch vụ sửa chữa hoặc liên quan gần như không có đất sống. Nghĩa là các món MCU hay ADC, khuếch đại hay chip nọ kia gi đó chỉ là trò chơi ở đây mà thôi (dù rằng xét về công nghệ hay thiết kế của máy thì không phải là lạc hậu hay rẻ tiền).
- Lợi nhuận (rất lớn) ở đây nằm ở chỗ tiêu thụ test thử cung cấp cho người tiêu dùng. Mà cái này chắc ngoài tầm quan tâm của mọi người (ít nhất là ở giai đoạn hiện nay) nên không được hưởng ứng cũng là điều dễ hiểu được.

Vì lý do trên, mong các MOD cho ý kiến "chỉ đạo", định hướng nên tiếp tục hoặc xóa bỏ thread này....để tập trung sang món khác hấp dẫn hơn.

1-Thuaimi đừng nản,không phải ai cũng có đủ kiến thức để đọc và hiểu được các máy xét nghiệm y tế hiện nay.Số lượng thành viên đọc các bài này kém xa các bài phổ thông là chuyện đương nhiên.
2-Các máy xét nghiệm sinh hóa còn được cho không (tặng) mà bác.

Buồn nhất là khi mình tự nguyện làm lái đò,khi đã sang sông, khách đi luôn không lời cảm tạ hay quay lại vác búa đập chìm đò bác ạ.

[HTTTTH]

Các bác chưa gì đã nản.
Diễn đàn phần lớn là thanh niên, nên chưa đến lúc lo đường huyết cao, chưa lo đái đường, mặc dù cũng hay "đái đường" sau khi uống bia.
Ủng hộ bác thuaimi tiếp tục.

[Tuanhonglac]

Các bác chưa gì đã nản.
Diễn đàn phần lớn là thanh niên, nên chưa đến lúc lo đường huyết cao, chưa lo đái đường, mặc dù cũng hay "đái đường" sau khi uống bia.
Ủng hộ bác thuaimi tiếp tục.

Thanh niên nhưng đang phải chăm sóc cha mẹ hay ông bà cũng sẽ quan tâm. Máy đo đường huyết và huyết áp kế theo tôi, là dụng cụ không thể thiếu trong tủ y tế gia đình. Cảm ơn bác thuaimi. Mong bác tiếp tục vì kiến thức không bao giờ thừa cả

[thuaimi]

Được sự chỉ đạo, ủng hộ của các MOD xin tiếp tục chém gió phần tiếp theo....

Cơ chế hoạt động của que thử đường huyết kiểu điện hóa (Electrochemical Blood Glucose Test Strips -EBGTS) dựa trên phương trình hóa học của phản ứng oxy hóa glucose trong thành phần máu thử:





Dòng điện được sinh ra do quá trình oxy hóa một cách chọn lọc lượng đường glucose trong mẫu máu thử cùng với hai thành phần chất xúc tác phản ứng được “tráng” sẵn bên trong của que test thử, bao gồm (1) enzyme phản ứng trực tiếp với các phân tử đường glucose để tách lấy hai điện tử (electron) sẵn có của nó, và (thành phần thứ 2) một phân tử môi chất sẽ đảm nhiệm việc nhận lấy 2 điện tử được giải phóng từ enzyme dưới dạng đơn lẻ hay cặp đôi rồi chuyển các điện tử này đến điện cực hoạt động chính (working electrode-WE) để tạo ra tín hiệu có thể đo được. Quá trình này được minh họa trong hình dưới đây:



Enzyme và môi chất hoạt động như một cơ chế chọn phân loại từ một số lượng lớn các điện tử từ các phân tử đường glucose được chuyển đến điện cực hoạt động chính (working electrode-WE). Mỗi phân tử enzyme và môi chất có thể lặp đi lặp lại quá trình dịch chuyển này nếu cần thiết. Thực tế có rất nhiều loại enzyme và môi chất thích hợp khác nhau có thể được sử dụng để sản xuất các que thử đường huyết hoạt động theo cơ chế điện hóa (Electrochemical Blood Glucose Test Strips -EBGTS). Dù có nhiều sự khác nhau về yếu tố này (bí quyết công nghệ) với các sản phẩm que test thử đã thương mại hóa trên thị trường nhưng tất cả chúng đều hoạt động dựa trên cùng cơ chế giống như đã minh họa ở hình trên.

Một mẫu que test thử điển hình được cấu tạo bởi các điện cực hoạt động chính (working electrode-WE) và các điện cực thu (counter electrode-CE), điện cực tham chiếu (Reference Electrode-RE).



Hai lớp bảo vệ của que thử được chế tạo bằng các tấm plastic (hoặc màng polyurethane) mỏng trên đó được gắn hoặc tráng phủ các điện cực và các thành phần thuôc thử hóa học. Lớp vật liệu kết dính tạo khoảng trống hình thành một khoang chứa mẫu thử (máu) có bề dày khoảng 50-200 µm. Điện cực hoạt động chính (WE) hoạt động như một đường dẫn cho các điện tử được giải phóng từ quá trình oxy hóa các phân tử đường glucose đi đến mạch khuếch đại của máy đo. Điện cực này thường được chế tạo từ các vật liệu có tính trơ như carbon, platinum...
Sự liên hợp giữa điện cực thu và điện cực tham chiếu hình thành một đường dẫn lối về (để kín mạch đo) cho các điện tử. Các điện cực này thường được chế tạo bởi hỗn hợp của bạc và muối clorua bạc , hoặc cũng có thể bằng các vật liệu trơ như carbon, platinum.
Hỗn hợp các thành phần thuốc thử hóa học trong các que test thử chủ yếu bao gồm enzyme và môi chất. Ngoài ra cũng giống như thành phần chính của các thuốc thử hóa học khác trong đó sẽ có bao gồm cả các chất bảo quản để bảo tồn duy trì chất lượng của que thử trong thời hạn cho phép, và các chất có hoạt tính bề mặt giúp cho mẫu máu thử được thấm (nạp) nhanh vào que thử. Các lớp tạo màng để giúp phân bố đều giữa các thành phần thuốc thử hóa học bên trong que thử.
Khi có giọt máu được nạp vào đúng vị trí trên que thử (EBGT), và có một điện thế thích hợp được đặt lên các điện cực sẽ xuất hiện một dòng điện khi đường (trong máu) bị oxy hóa. Biểu đồ trong hình minh họa về liên hệ tương quan khi que thử được nạp mẫu thử (giọt máu) và với một điện áp +100mV được đặt giữa điện cực hoạt động chính và điện cực thu/tham chiếu. Độ dốc của đường đặc tính tăng lên rất nhanh, tương ứng với thời điểm xuất hiện của mẫu thử (giọt máu) được nạp vào que thử. Chỉ trong khoảng thời gian xấp xỉ 1 giây đồng hồ (1s) sẽ xuất hiện tín hiệu đỉnh (peak) của dòng điện để máy đo có thể nhận biết được rằng que thử đã được nạp mẫu thử (máu). Sau đó, tín hiệu dòng điện sẽ giảm xuống khi lượng đường đã bị oxy hóa (tiêu) hết và tập trung dồn về vị trí xung quanh gần điện cực hoạt động chính rồi suy giảm cho đến hết.





Ba đường đặc tính được minh họa ở trên tương ứng với các mức nồng độ đường trong máu thấp (46mg/dL), trung bình (198mg/dL) và cao (393mg/dL). Các tín hiệu đỉnh (peak) của dòng điện là tuyến tính với nồng độ đường glucose trong máu. Mặc dù đối với một số loại mẫu que thử đặc thù riêng được thiết kế để dùng với các loại máy đo kiểu phân tích điện thế (coulometric-ít phổ biến hơn) mối quan hệ đó là phi tuyến. Với kiểu máy phân tích này sẽ thu thập và đo lượng điện tích trong toàn bộ quá trình oxy hóa hết lượng glucose trong mẫu thử. Khi đó phải cần một khoảng thời gian lớn hơn để quá trình oxy hóa kết thúc. Trong thực tế, người ta sử dụng dạng biến thiên theo hàm mũ (exponential shape) của đường đặc tính dòng điện/ thời gian để có thể dễ dàng ngoại suy ra kết quả đo chỉ sau vài giây đồng hồ. Kỹ thuật này có thể làm giảm được thời gian phân tích (đo) xuống tương đương với máy đo kiểu phân tích dòng điện (amperometric). Với các máy đo hiện nay đều có thể cho kết quả sau không quá 5 giây.

(tiếp tục....)

[thuaimi]

Buồn nhất là khi mình tự nguyện làm lái đò,khi đã sang sông, khách đi luôn không lời cảm tạ hay quay lại vác búa đập chìm đò bác ạ.

He he, cái này em không sợ bác ah. Thứ nhất, em đã mang sẵn phao cứu sinh và đội mũ bảo hiểm có dán tem CR hợp chuẩn rồi bác ah. Thứ hai, đây cũng chỉ là đò em đi mượn lại để kiếm tí khách, hàn huyên "chém gió" cho đỡ buồn thôi. Nếu đò chìm thì em lại đi mượn (hoặc cùng lắm là thuê) cái khác để dùng bác ah. Chỉ trong trường hợp mình dùng cái đò này để mưu sinh hay kiếm chác gì đó thì mới lo bác nhỉ..

[vi van pham]

He he, cái này em không sợ bác ah. Thứ nhất, em đã mang sẵn phao cứu sinh và đội mũ bảo hiểm có dán tem CR hợp chuẩn rồi bác ah. Thứ hai, đây cũng chỉ là đò em đi mượn lại để kiếm tí khách, hàn huyên "chém gió" cho đỡ buồn thôi. Nếu đò chìm thì em lại đi mượn (hoặc cùng lắm là thuê) cái khác để dùng bác ah. Chỉ trong trường hợp mình dùng cái đò này để mưu sinh hay kiếm chác gì đó thì mới lo bác nhỉ..

Chính vì không mưu sinh hay kiếm chác gì đó nên mới buồn đấy bác,mà cái này buồn rất nhiều.

[thuaimi]

.... tiếp theo phần trước..

Vấn đề hiệu chuẩn test thử - (Calibration of EBGTS)
Mỗi khi có tín hiệu được tạo ra từ que test thử, dù là tín hiệu đo được theo phương pháp đo điện thế (coulometric) hay đo dòng điện (amperometric) đều phải được chuyển đổi sang kết quả biểu thị mức độ đường glucose trong máu. Nói chung, việc chuyển đổi này được thực hiện cùng với một quá trình được gọi là chuẩn định (calibration) với các bước chính như sau:
1- Một loạt các mẫu thử (máu) với nồng độ đường glucose trong khoảng phạm vi cần đo (thông thường trong khoảng từ 200-5000 mg/l) được chuẩn bị sẵn.
2- Các mẫu máu thử được phân tích thành phần (nồng độ) đường glucose trong máu bằng các thiết bị đo có độ chính xác cao trong phòng thí nghiệm, được gọi là phương pháp tham chiếu (reference method) để xác định giá trị tham chiếu của mức độ đường glucose trong từng mẫu thử.
3- Sau đó, các mẫu thử được đo với các que test thử để thu nhận được các tín hiệu đặc trưng của nó. Tùy thuộc vào kiểu phương pháp đo thì tín hiệu ở đây có thể là dòng điện (µA) hoặc điện tích (µC).
4- Đường đặc tính của tín hiệu (dòng điện hoặc điện tích) được vẽ ra dựa vào các giá trị của đường glucose đã tham chiếu.
5- Kết quả của độ dốc (slope) và khoảng giới hạn (intercept) đường đặc tính được sử dụng để xác định mã số chuẩn định (calibration CODE) cho các lô sản xuất của que test thử (EBGTS).
6- Người sử dụng máy sẽ phải nhập mã số CODE này vào máy đo trước khi tự đo kiểm tra đường huyết để máy đo có thể thực hiện chuyển đổi chính xác các tín hiệu điện hóa thành giá trị độ đường huyết tương ứng.

Quy trình chuẩn định này được minh họa trong hình dưới đây:

Một đường thẳng biểu thị cho giá trị điện tích (tính bằng µC) dựa trên sự tham chiếu với nồng độ glucose trong một lô sản xuất (batch) que test thử. Số lượng test trong các lô sản xuất là rất lớn, có thể lên tới hàng trăm nghìn que test, và một vài trăm được lựa chọn điển hình tại các khoảng xác định đều đặn để thử nghiệm.
Trong quy trình chuẩn định trên đây, các que thử được thử nghiệm với máu toàn phần (whole blood), nhưng các giá trị tham chiếu lại thu được từ thành phần huyết tương (plasma) được trích xuất từ cùng các mẫu máu toàn phần được đem thử nghiệm. Quy trình này được xem như phép chuẩn định với huyết tương và cho phép các que test thử đường huyết thể hiện một mức độ glucose trong huyết tương, thậm chí ngay cả khi chúng được nạp mẫu thử bằng máu toàn phần trong khi sử dụng thực tế.
Các tính năng được nâng cấp với các que test thế hệ mới:

Ngoài các thành phần cấu trúc cơ bản như đã được mô tả ở phần trên, nhiều loại que test glucose thế hệ mới được bổ sung thêm các tính năng cao cấp hơn nhằm làm thân thiện và thuận tiện hơn cho người sử dụng.

• Tự động phát hiện mẫu thử (giọt máu) được nạp vào que test: Hầu hết các EBGTS được trang bị bổ sung thêm một vài cơ chế để xác định khoang chứa mẫu thử có được nạp đủ lượng mẫu (máu) thử hay không. Vấn đề này rất quan trọng, bởi nếu chỉ một phần của khoang chứa được nạp (không đủ) mẫu thử có thể dẫn tới lỗi sai số, nói chung thường là báo kết quả đo thấp. Các kiểu que test thử cũ thường phải dùng mắt quan sát để xác định yếu tố này, nhưng với các que test thử thế hệ mới hiện nay thì việc này đã được xử lý tự động với ba phương pháp cơ bản:

1- Sự liên hợp của các điện cực CE/RE được đặt theo hướng “xuôi” với điện cực hoạt động chính WE trong buồng chứa mẫu thử. Vì thế, ngay khi mạch điện hóa được kích hoạt bởi tiếp xúc của giọt mẫu thử (máu) với các điện cực CE/RE thì điện cực WE đã được đảm bảo bao phủ kín bởi mẫu thử (máu).
2- Sử dụng điện cực WE dạng điện cực kép được đặt theo hướng xuôi với nhau và phải tương đối gần với nhau. Các tín hiệu ra của chúng được so sánh với nhau nhằm xác định xem que test thử đã được nạp đủ mẫu thử hay chưa.
3- Sử dụng thêm các điện cực (cùng với các điện cực WE và CE/RE) với các chức năng của chúng chỉ đơn giản là để dò phát hiện mức chất lỏng (mẫu thử) trên que test thử.

Hiệu chỉnh sai số do thành phần Hematocrit (Hematocrit correction)

Hematocrit nôm na là Dung tích hồng cầu, thường được ký hiệu là Hct. Hematocrit tính theo tỷ lệ phần trăm của thể tích số tế bào hồng cầu trong mẫu máu thử. Nói theo cách đơn giản khi tỷ lệ Hematocrit cao hơn thì máu cũng “đặc” hơn. Hematocrit gây ảnh hưởng đến kết quả đo đường huyết do:

1. Làm thay đổi lượng oxy hòa tan trong mẫu máu thử. Điều này có thể ảnh hưởng đến test thử sử dụng oxi hóa glucose, và
2. Làm thay đổi độ nhớt của mẫu máu thử gây ảnh hưởng đến tốc độ khuếch tán và phản ứng của enzyme và môi chất với glucose.

Thực tế, việc đo kiểm tra đường huyết được thực hiện trong điều kiện các que thử được thiết kế để giảm tối thiểu hiệu ứng gây sai số do hematocrit. Ví dụ bằng cách ngăn chặn các tế bào hồng cầu tách ra khỏi khu vực gần bề mặt của điện cực WE. Một cách tiếp cận khác là bằng cách đo hematocrit để hiệu chỉnh kết quả đo đường huyết. Cụ thể, hematocrit có thể được đo bằng cách sử dụng thêm một cặp điện cực để đo độ dẫn của mẫu máu thử khi áp một tín hiệu điện xoay chiều giữa các điện cực. Độ dẫn là một thông số có giá trị tốt đối với hematocrit cho nên đây là một phương pháp hiệu chỉnh có hiệu quả tốt. Khi các tiêu chuẩn quy định ngày càng trở nên nghiêm ngặt hơn thì phương pháp hiệu chuẩn này càng được ứng dụng nhiều thêm.

(...tiếp tục)

@MOD vivanpham: Mong MOD bớt buồn để cùng các MOD và các thành viên khác tham gia "ném đá" (hoặc chém gió gì đó) để bổ sung, hiệu chỉnh các thông tin đã post trong thread này hoàn thiện hơn. Hầu mong để góp sức tạo thành một cái gọi là "basic tutorial" có ích cho cộng đồng những ai đó có liên quan với món này....
Bài post cũng sắp đi đến những phần cuối vì bản thân người viết cũng đã cạn kiến thức và tư liệu để chém gió....

[thuaimi]

.... tiếp theo..
sau phần giới thiệu về que test thử, bây giờ đã đến lúc chuyển sang đề cập sơ bộ về máy đo. Cái này thì đúng là gần với chuyên môn về điện tử (chết) hơn, nhưng tiếc rằng có lẽ cũng chẳng can thiệp được gì nhiều ở đây. Thôi thì đành cứ post lên tiếp, nếu có gì nhảm quá thì các MOD chém giúp....

Sơ đồ khối của máy đo đường huyết cá nhân (BGM)




Các yêu cầu về độ chính xác và tính ổn định của mạch khuếch đại
Cả hai kiểu máy đo đường huyết cá nhân (BGM) đã đề cập ở phần trên dù hoạt động theo nguyên lý đo phản xạ quang học hay điện hóa đều phải xử lý tín hiệu dòng điện với độ phân giải đến hàng số lẻ của đơn vị đo cỡ nano-ampe (nA). Để đảm bảo sai số đo trong phạm vi cho phép với máy đo một khi đã được hiệu chuẩn trong quá trình sản xuất thì các linh kiện sử dụng trong máy phải có mức độ rò (leakage) và trôi (drift) theo các yếu tố tác động bên ngoài như điện áp cung cấp, nhiệt độ và thời gian ở mức cực kỳ thấp. Các bộ khuếch đại được sử dụng trong máy luôn phải dùng các loại có dòng điện phân cực lối vào ở mức cực kỳ thấp (< 1nA), độ tuyến tính và ổn định cao khi chúng được kết nối để làm việc với các que test thử đã được giới thiệu ở phần trên. Với cả hai kiểu máy đo, các bộ khuếch đại thuật toán ở đây thường được lắp với cấu hình hoạt động như bộ biến đổi trở kháng (transimpedance amplifier-TIA). Điện áp tham chiếu chuẩn được kiểm soát với hệ số bù nhiệt độ ở mức dưới 50ppm/°C, độ trôi theo thời gian rất thấp cùng với đặc tính tải và độ tuyến tính tốt. Bộ chuyển đổi DAC với độ phân giải từ 10 đến 12 bit được dùng để tạo ra điện áp phân cực cho que test thử (với kiểu đo dùng sensor điện hóa) hoặc tạo ra dòng điện kích thích LED (với kiểu đo dùng sensor phản xạ quang học). Có nhiều trường hợp còn được thiết kế thêm cả mạch so sánh để làm nhiệm vụ phát hiện khi mẫu (giọt máu) được nạp vào que test thử. Thiết kế này nhằm giảm thiểu mức năng lượng tiêu thụ (nguồn pin) trong khi chờ đợi mẫu thử được nạp vào que test thử, đồng thời sẽ đảm bảo cho vị trí nạp mẫu trên que test được nạp đủ mẫu máu cần thử. Thiết kế của bộ chuyển đổi ADC trong các máy đo có thể khác biệt tùy thuộc vào kiểu máy, nhưng hầu hết đều yêu cầu phải đạt độ phân giải >14 bit với mức nhiễu thấp.
Đo và kiểm soát bù nhiệt độ
Một yêu cầu lý tưởng là phải tìm giải pháp đo được nhiệt độ của mẫu thử (máu) trên que test thử, tuy nhiên thực tế thường chỉ thực hiện đo được nhiệt độ của môi trường xung quanh tại vị trí gần với test thử và máy đo mà thôi. Độ chính xác của phép đo nhiệt độ ở đây cũng có sự khác biệt với các kiểu que test thử với các thành phần cấu tạo hóa học khác nhau, nhưng thường chấp nhận trong khoảng phạm vi ±1°C to ±2°C. Việc đo nhiệt độ ở đây có thể được giải quyết bằng cách sử dụng các sensor nhiệt độ kiểu tích hợp (IC) riêng biệt, hoặc cũng có thể bằng cách dùng các cảm biến nhiệt (thermistor) bên ngoài hoặc sử dụng chính các tiếp giáp bán dẫn P-N kết hợp cùng với một bộ chuyển đổi ADC. Bằng cách dùng thermistor lắp trong một mạch cầu đo được cung cấp cùng một điện áp chuẩn với bộ chuyển đổi ADC cho phép tạo ra kết quả đo có độ chính xác cao hơn bởi thiết kế này loại bỏ được các sai số của điện áp tham chiếu chuẩn. Tuy nhiên, với các khối mạch xử lý analog ngoại vi (Highly precise integrated Analog Front-Ends (AFEs) tiên tiến hiện nay thì việc kết hợp với các tiếp giáp bán dẫn P-N nội tại bên trong hoặc tách riêng bên ngoài cũng có thể cho kết quả đo nhiệt độ với độ chính xác rất cao.

Các cấu hình mạch khuếch đại đo tín hiệu với que test thử điện hóa

Hầu hết các que test thử cùng với các máy đo (BGM) là có sự khác biệt với nhau do công nghệ độc quyền của các hãng sản xuất. Các sự khác biệt có thể kể đến là công thức (thành phần) hóa học của chất tạo thành que test thử, số lượng các điện cực, số lượng các kênh tín hiệu và phương pháp sử dụng để tạo phân cực cho thuốc thử phản ứng. Cấu hình một mạch khuếch đại đo đơn giản nhất là với que test thử tự phân cực (self-biased test strip) được minh họa như hình dưới đây:


Mạch chỉ có hai điện cực và dòng điện được đo tại điện cực chính (WE) khi điện cực chung (CE) được nối đất. Có thể thực hiện nhiều kênh đo trên cùng một que test thử; khi đó sẽ có các kênh đo bổ sung được sử dụng với các phép đo tham chiếu, kết hợp với việc dò phát hiện mẫu thử; hoặc để kiểm soát chắc chắn mẫu thử (giọt máu) đã nạp đủ tại vị trí phản ứng của que test thử.

Một cấu hình mạch khuếch đại đo khác với thiết kế cao cấp hơn sử dụng cả hai điện cực đo cùng với điện cực chung. Ở đây dòng điện được đo tại điện cực WE và cùng với đó là một mạch đo chủ động (force-sense circuit) sẽ kiểm soát các điện cực RE và điện cực chung CE. Ưu điểm lớn của cấu hình đo này là điện áp phân cực tại vị trí phản ứng xảy ra được thiết lập và duy trì chính xác hơn trong suốt quá trình đo. Điểm bất lợi ở đây là tính phức tạp của phần mạch bổ sung thêm và đòi hỏi một khoảng điện áp rộng hơn để cho phép phần mạch đo chủ động có thể duy trì được điện áp phân cực trong khi xuất hiện dòng điện đo.






Các khối mạch analog ngoại vi tích hợp (Integrated AFE):
Ngày nay, các hãng sản xuất máy đo BGM đã thực hiện tích hợp hầu hết các chức năng đã đề cập ở trên vào thiết kế các khối mạch analog ngoại vi tích hợp (Analog Front-End) để đáp ứng các chỉ tiêu kỹ thuật và công năng được yêu cầu đối với các máy đo đường huyết (BGM). Cùng với đó, các khối mạch analog ngoại vi tích hợp (AFE) cũng được nghiên cứu phát triển để có khả năng thích hợp với các ứng dụng tương tự trong y khoa ví dụ như các máy đo kiểm soát đông máu (coagulation) và đo cholesterol.

...(tiếp tục....)

[nbt3012]

ui may quá, cảm ơn anh vì bài viết.
Nhóm em được thầy giao cho đề tài này, cảm giác hơi quá sức, mong anh hoàn thiện bài tutorial

Cảm ơn MOD đã có ý kiến phản hồi. Thực lòng vì thấy box hồi này buồn tẻ quá nên lục tìm lại mấy cái thông tin ( dù mới chỉ ở mức độ basic tutorial) rồi biên tập lại post lên cho nó thêm phần rôm rả thôi. Cái này google thì không thiếu. Mới được phần khởi đầu nhưng thấy view ít quá, tham gia "chém gió" lại càng không. Đang nản và muốn nhờ các MOD xóa giúp thread này để rộng chỗ, khỏi tốn tài nguyên của 4r. Mục đích của bài "chém gió" này chỉ để dành cho ai đó đang cầm trên tay cái máy đo đường huyết cá nhân hiểu thêm chút ít (hoặc cùng nhau nghiên cứu sâu hơn) về nó mà thôi , chứ không giúp ích cho việc kiếm tiền. Lý do:
- Các máy đo này hiện nay được các hãng bảo hành gần như trọn đời (life-time warranty), thậm chí nhiều trường hợp được cho (tặng) không máy để dùng nên dịch vụ sửa chữa hoặc liên quan gần như không có đất sống. Nghĩa là các món MCU hay ADC, khuếch đại hay chip nọ kia gi đó chỉ là trò chơi ở đây mà thôi (dù rằng xét về công nghệ hay thiết kế của máy thì không phải là lạc hậu hay rẻ tiền).
- Lợi nhuận (rất lớn) ở đây nằm ở chỗ tiêu thụ test thử cung cấp cho người tiêu dùng. Mà cái này chắc ngoài tầm quan tâm của mọi người (ít nhất là ở giai đoạn hiện nay) nên không được hưởng ứng cũng là điều dễ hiểu được.

Lúc tìm thông tin e đã thấy máy đo đường huyết khó ứng dụng rộng rãi vì phụ thuộc quá nhiều vào que thử của nước ngoài, mỗi hãng lại sản xuất loại riêng, nên chế 1 máy đo đúng chuẩn có vẻ khó khăn. Cái khó đầu tiên là chọn được loại que thử để dùng trong cái máy của mình

[nbt3012]

Mới bắt đầu mà đã thấy gian nan!!
Mong anh tiếp tục đóng góp để khởi đầu 1 hướng đi mới trong box điện tử y sinh
Cảm ơn anh vì những tổng hợp rất bổ ích, hi vọng bài tutorial sớm được hoàn thiện

[demon52]

Chào mọi người,
Em có đứa em hỏi về máy đo đường huyết, em không học y sinh nên hơi ngu cái này, em chỉ muốn hỏi con cảm biến đó mua loại nào và ở đâu thì tốt ạ?
Em cảm ơn

[thuaimi]

Em có đứa em hỏi về máy đo đường huyết, em không học y sinh nên hơi ngu cái này, em chỉ muốn hỏi con cảm biến đó mua loại nào và ở đâu thì tốt ạ?

Với các máy đo đường huyết cá nhân đang được bán và sử dụng phổ biến trên thị trường thường vẫn dùng các que thử (theo như cách nói của bác thì gọi là "con cảm biến" đó...) theo kiểu điện hóa. Nếu đã đọc qua phần trên thì bác hiểu rõ về cấu tạo và nguyên lý hoạt động của nó rồi. Vậy việc mua que thử ("cảm biến") đó thì rất dễ dàng. Hầu như các cửa hàng bán máy đo đường huyết đều sẽ bán que test thử này (và lợi nhuận chính là ở đây mà...).
Tuy nhiên, để dùng với mục đích "thí nghiệm cảm biến" thì bác không nên mua que test thử này sẽ lãng phí vì giá tiền cũng chẳng rẻ và khai thác kết nối với mạch thí nghiệm (tự chế -DIY) cũng không phải đơn giản. Bác nên tìm cách mua rẻ (hoặc tốt nhất là XIN lại) những lọ que test đã gần hoặc quá hạn (DATE) sử dụng mà thí nghiệm cho biết, vấn đề sai số hay gì đó hãy xét sau...

Thân ái,