Đo cung lượng tim bằng kỹ thuật tim đồ trở kháng ngực (icg) và nghiên cứu phương pháp giảm nhiễu thở trong tín hiệu icg

Trong luận văn, tôi đã đi sâu phân tích các vấn đề liên quan đến các thông số huyết động của tim, phân tích một số phương pháp đo Cung lượng tim và đi sâu vào nghiên cứu, phân tích và

Trang 1

NHIỄU THỞ TRONG TÍN HIỆU ICG

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT Y SINH

Trang 2

TRONG TÍN HIỆU ICG

CHUYÊN NGÀNH : KỸ THUẬT Y SINH

Trang 3

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

BẢN XÁC NHẬN CHỈNH SỬA LUẬN VĂN THẠC SĨ

Họ và tên tác giả luận văn : Nguyễn Thị Cẩm Nhung

Đề tài luận văn: : Đo cung lượng tim bằng kỹ thuật tim đồ trở kháng

ngực (ICG) và nghiên cứu phương pháp giảm nhiễu thở trong tín hiệu ICG

Chuyên ngành:Kỹ Thuật Y Sinh

Mã số SV: CB130656

Tác giả, Người hướng dẫn khoa học và Hội đồng chấm luận văn xác nhận tác giả đã sửa chữa, bổ sung luận văn theo biên bản họp Hội đồng ngày… ………với các nội dung sau:

1 Tác giả đã chỉnh sửa các lỗi chính tả trong luận văn theo yêu cầu của hội đồng chấm luận văn

2 Tác đã chỉnh sửa các hình ảnh còn để tiếng Anh sang tiếng Việt theo yêu cầu của hội đồng chấm luận văn

Ngày tháng năm 2016

CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG

Nguyễn Thị Cẩm Nhung Nguyễn Đức Thuận

Trang 4

Luận văn Thạc Sĩ kỹ thuật Chuyên ngành Kỹ thuật Y sinh

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan toàn bộ nội dung trong luận văn là trung thực Đây là luận văn do tôi tổng hợp và nghiên cứu được theo sự hướng dẫn tận tình của giáo viên hướng dẫn GS TS Nguyễn Đức Thuận Trong luận văn có sử dụng một số tài liệu tham khảo như đã đưa ra chính xác trong mục tài tiệu tham khảo

Tác giả

Nguyễn Thị Cẩm Nhung

Trang 5

LỜI CẢM ƠN

Hoàn thành luận văn này, tôi xin bày tỏ lòng cảm ơn chân thành tới GS TS Nguyễn Đức Thuận, người đã tận tình hướng dẫn tôi trong suốt thời gian thực hiện luận văn

Tôi cũng xin gửi lời cám ơn sâu sắc tới các thầy cô trong bộ môn Công nghệ Điện tử và Kỹ thuật Y sinh, Trung tâm Điện tử Y sinh và đặc biệt là ThS Nguyễn Minh Đức cùng các thành viên trong phòng lab nghiên cứu về ICG của bộ môn đã luôn đồng hành nghiên cứu, trao đổi và thảo luận cùng tôi trong suốt thời gian thực hiện luận văn

Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới gia đình, bạn bè đã luôn động viên, khích lệ và tạo điều kiện cho tôi học tập tốt

Mặc dù đã cố gắng nỗ lực để hoàn thành luận văn nhưng cũng không thể tránh khỏi một số thiếu sót nhất định Tôi rất mong nhận được ý kiến đóng góp của các thầy cô và các bạn đồng nghiệp để luận văn được hoàn thiện hơn

Tôi xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội, ngày 12 tháng 04 năm 2016

Tác giả

Nguyễn Thị Cẩm Nhung

Trang 6

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN 1

LỜI CẢM ƠN 2

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU 5

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT 6

BẢNG ĐỐI CHIẾU THUẬT NGỮ ANH-VIỆT 8

DANH MỤC CÁC BẢNG 9

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ 10

CHƯƠNG I - TỔNG QUAN VỀ CUNG LƯỢNG TIM 15

1.1 Tổng quan hoạt động của tim người 15

1.1.1 Đặc điểm cấu tạo chức năng của tim 15

1.1.2 Chu kỳ hoạt động của tim 19

1.1.3 Thông số đánh giá hoạt động của tim 21

1.2 Cung lượng tim 25

1.2.1 Giới thiệu về Cung lượng tim 25

1.2.2 Các thông số huyết động học 26

1.3 Tầm quan trọng của Cung lượng tim đối với ngành Y 30

1.4 Một số phương pháp đo Cung lượng tim 31

CHƯƠNG II – ĐO CUNG LƯỢNG TIM BẰNG KỸ THUẬT 44

TIM ĐỒ TRỞ KHÁNG NGỰC (ICG) 44

2.1 Giới thiệu kỹ thuật tim đồ trở kháng ngực 44

2.2 Nguyên lý đo Cung lượng tim bằng kỹ thuật tim đồ trở kháng ngực 45

2.3 Mô tả và phân tích tín hiệu Tim đồ trở kháng ngực 50

2.3.1 Các điểm đặc trưng của ICG 50

2.3.2 Các khoảng đặc trưng của tín hiệu ICG 53

2.4 Phương pháp đo tín hiệu Tim đồ trở kháng ngực 54

2.5 Các thông số huyết động học được tính toán từ tín hiệu ICG 56

2.6 Các công thức tính Thể tích nhát bóp 56

2.6.1 Công thức Nyboer 56

2.6.2 Công thức Kubicek 57

2.6.3 Công thức Sramek 59

Trang 7

2.6.4 Công thức Bernstein 60

2.7 Ứng dụng ICG trong sinh lý học và lâm sàng 60

2.8 Phân tích ảnh hưởng của nhiễu tác động lên tín hiệu ICG 62

CHƯƠNG III – THIẾT KẾ BỘ LỌC THÍCH NGHI ỨNG DỤNG CHO LỌC NHIỄU THỞ TRONG TÍN HIỆU TIM ĐỒ TRỞ KHÁNG NGỰC 64

3.1 Các thuật toán thích nghi 64

3.1.1 Phương pháp giảm bước nhanh nhất 64

3.1.2 Thuật toán bình phương trung bình tối thiểu – LMS 66

3.2 Bộ lọc thích nghi cho việc xử lý tín hiệu ICG 71

3.3 Thuật toán LMS với bước thích nghi thay đổi 77

3.3.1 Xác định giá trị bước thay đổi μ 77

3.3.2 Sự hội tụ của vector trọng số trung bình 79

CHƯƠNG 4 KẾT QUẢ THỬ NGHIỆM LỌC NHIỄU THỞ CHO 82

TÍN HIỆU TIM ĐỒ TRỞ KHÁNG NGỰC 82

4.1 Kết quả lọc nhiễu thở trên tín hiệu ICG 82

4.1.1 Trường hợp μ = 0.0005 84

4.1.2 Trường hợp μ = 0.005 88

4.1.3 Trường hợp μ = 0.05 91

4.1.4 Trường hợp bước thích nghi μ thay đổi 94

4.2 Kết quả lọc ở các trạng thái cử động khác nhau 98

4.2.1 Kết quả lọc ở trạng thái nằm quay đầu 98

4.2.2 Tín hiệu đo ở trạng thái nằm xoay tay 102

CHƯƠNG V KẾT LUẬN VÀ ĐÁNH GIÁ 107

TÀI LIỆU THAM KHẢO 109

Trang 8

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU

Các ký hiệu Ý nghĩa

Trang 9

Trang 10

Trang 11

BẢNG ĐỐI CHIẾU THUẬT NGỮ ANH-VIỆT

Trang 12

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1 Các nguyên nhân dẫn đến sự tăng và giảm của Cung lượng tim 29

Bảng 2 Các điểm đặc trưng trên tín hiệu ICG 52

Bảng 3 Các khoảng đặc trưngcủa ICG 53

Bảng 4 Các thông số huyết động [12] 56

Trang 13

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ

Hình 1.1 Cấu tạo chức năng của tim 15

Hình 1.2 Cơ tim và hệ thống van hai lá của tim 16

Hình 1.3 Dạng sóng của tín hiệu ECG 24

Hình 1.4 Quan hệ giữa Cung lượng tim và Nhịp tim 26

Hình 1.5 Biểu đồ mô tả khả năng co bóp của cơ tim đối với tình trạng 28

hoạt động của tim 28

Hình 1.6 Ảnh hưởng của áp suất máu cuối kỳ tâm trương tới giá trị CO 29

Hình 1.7 Phương pháp Fick 32

Hình 1.8 Cấu tạo một thiết bị PiCCO 35

Hình 1.9 Phương pháp PiCCO 36

Hình 1.10 Đo CO bằng phương pháp siêu âm 41

Hình 2.1 Mô hình hình trụ đơn giản của ngực bao gồm ngăn máu và mô 46

để xác định trở kháng vùng ngực 46

Hình 2.2 Xác định sự thay đổi trở kháng tương ứng với thể tích nhịp 50

Hình 2.3 Dạng sóng của tín hiệu ICG đặc trưng (ΔZ, dZ/dt là hai đường bên trên) và tín hiệu ECG [13] 51

Hình 2.4 Các khoảng đặc trưng cơ bản của ICG so sánh với siêu âm tim 54

Hình 2.5 Mạch điện tương đương của cấu hình lưỡng cực và mô tả toán học của 55

trở kháng 55

Hình 2.6 Cấu hình bốn cực, mạch tương đương và mô tả toán học trở kháng 55

Hình 2.7: Mô hình của Kubicek 58

Hình 3.1 Sơ đồ bộ lọc Wiener ngang 65

Hình 3.2 Lưu đồ thuật toán LMS 70

Hình 3.3 Sơ đồ bộ lọc thích nghi cho tín hiệu ICG 71

Hình 3.4 Sóng ICG và ECG trên cùng trục thời gian 72

Hình 3.5 Tín hiệu ICG bị ảnh hưởng của nhiễu thở 72

Hình 3.6 Vị trí sóng R trên tín hiệu ECG tương ứng trên ICG 73

Hình 3.8 Lưu đồ thuật toán LMS với μ thay đổi 81

Hình 4.1 Tín hiệu ICG chuẩn 82

Hình 4.2 Tín hiệu ICG bị can nhiễu thở 0.3Hz và cử động 1 Hz 82

Trang 14

Hình 4.3 Phổ tín hiệu ICG chuẩn 83

Hình 4.4 Phổ tín hiệu ICG nhiễu 83

Hình 4.5 Phổ tín hiệu sau xử lý với μ = 0.0005 84

Hình 4.6 Tín hiệu đầu ra khi μ = 0.0005 được so sánh trong khoảng mẫu 0 -10000 85

Hình 4.7 Tín hiệu đầu ra khi μ = 0.0005 được so sánh trong 86

khoảng mẫu 10000-18000 86

khoảng mẫu 18000-24000 87

Hình 4.10 Tín hiệu đầu ra khi μ = 0.005 được so sánh trong khoảng mẫu 0-10000 89

khoảng mẫu 10000-16000 90

khoảng mẫu 16000-24000 91

Hình 4.14 Tín hiệu đầu ra khi μ = 0.05 được so sánh trong khoảng mẫu 0-6000 92

khoảng mẫu 14000- 21000 94

Hình 4.17 Phổ tín hiệu sau xử lý khi μ thay đổi 94

Hình 4.18 Tín hiệu đầu ra khi μ thay đổi được so sánh trong khoảng mẫu 0-8000 95

Hình 4.19 Tín hiệu đầu ra khi μ thay đổi được so sánh trong 96

Hình 4.20 Tín hiệu đầu ra khi μ thay đổi được so sánh trong 97

Hình 4.21 MSE cho các trường hợp khác nhau 98

Hình 4.22 Tín hiệu đầu ra khi μ cố định và thay đổi so sánh trong 99

khoảng 0-9000 mẫu đầu 99

khoảng mẫu 9000-16000 100

khoảng mẫu 16000-23000 101

Hình 4.25 Phổ tín hiệu đầu vào nhiễu 102

Hình 4.26 Phổ tín hiệu sau xử lý với μ cố định và thay đổi 102

Trang 15

Hình 4.27 Tín hiệu ICG đo ở tư thế nằm xoay tay 102

Hình 4.28 Phổ tín hiệu trước và sau lọc khi μ cố định và thay đổi 103

Hình 4.29 Tín hiệu sau lọc cho hai trường hợp so sánh trong 104

khoảng mẫu 0 – 9000 104

khoảng mẫu 9000-16000 105

khoảng mẫu 16000-20000 106

Trang 16

PHẦN MỞ ĐẦU

Theo dự báo của Hội tim mạch, đến năm 2017, Việt Nam sẽ có 1/5 dân số mắc bệnh tim mạch (VTC News) Theo ước tính của Tổ chức Y tế thế giới, hàng năm có khoảng 17,5 triệu người tử vong do các bệnh liên quan đến tim mạch và số bệnh nhân tim mạch tích lũy ngày một nhiều Đặc biệt, bệnh nhân tử vong do tim mạch đang đứng đầu các loại bệnh Tại Việt Nam, bệnh nhân mắc các bệnh tim mạch ngày càng trẻ hóa Người dân một phần do chủ quan, thiếu quan tâm đến sức khỏe tim mạch của bản thân, một phần vì giá thành chẩn đoán và điều trị cho bệnh nhân tim mạch cao, thiếu thiết bị chẩn đoán, quá tải bệnh nhân … Chính vì điều này, ngành Y cần tìm cho mình một hướng đi mới trong nghiên cứu các thiết bị theo dõi và chẩn đoán bệnh tim mạch để giải quyết vấn đề tồn tại trên

Như chúng ta đã biết, Cung lượng tim (CO) là một thông số huyết động quan trọng để đánh giá khả năng co bóp của tim CO chính là thể tích máu được bơm đi

từ tim trong khoảng thời gian một phút, nó có thể đo được bằng phương pháp xâm lấn hay không xâm lấn Hiện nay, xu hướng nghiên cứu thiết bị đo và theo dõi CO đang có thiên hướng về các phương pháp không xâm lấn Trong đó, phương pháp

đo Cung lượng tim bằng kỹ thuật Tim đồ trở kháng ngực (ICG) là một trong những phương pháp đã và đang được tìm hiểu, nghiên cứu và phát triển nhằm đạt được

những kết quả mong muốn nhất Đây cũng chính là lý do tôi lựa chọn đề tài “Đo

cung lượng tim bằng kỹ thuật tim đồ trở kháng ngực (ICG) và nghiên cứu phương pháp giảm nhiễu thở trong tín hiệu ICG”

Trong luận văn, tôi đã đi sâu phân tích các vấn đề liên quan đến các thông số huyết động của tim, phân tích một số phương pháp đo Cung lượng tim và đi sâu vào nghiên cứu, phân tích và đánh giá phương pháp đo Cung lượng tim bằng kỹ thuật Tim đồ trở kháng ngực Tuy nhiên, trong quá trình nghiên cứu về ICG thì có một vấn đề quan trọng cần giải quyết đó là nhiễu thở có ảnh hưởng xấu đến tín hiệu ICG Do nhiễu này có phổ nằm trong dải tần số của tín hiệu gây ra sai lệch khi xác định các điểm quan trọng nằm trên đồ thị của tín hiệu ICG, đồng thời làm giảm độ

Trang 17

chính xác khi tính toán thông CO và các thông số huyết động khác Do vậy trong phạm vi nội dung chính của luận văn tôi đã tiến hành phân tích, đánh giá ảnh hưởng của nhiễu thở tác động lên tín hiệu ICG và đưa ra giải pháp làm giảm ảnh hưởng của nhiễu này đến mức tối đa nhằm nâng cao chất lượng tín hiệu thu được Giải pháp thực hiện là xây dựng bộ lọc thích nghi dựa trên thuật toán LMS (Least Mean Square) với bước thích nghi μ thay đổi được Áp dụng thử nghiệm cho tín hiệu ICG mẫu thu được trên người trong các trường hợp tín hiệu ICG chuẩn (tín hiệu sạch) ứng với trường hợp không thở và tín hiệu nhiễu ứng với trường hợp có thở và cử động Kết quả cho thấy bộ lọc thích nghi hoạt động dựa trên thuật toán LMS cho hiệu quả làm ổn định, khả năng lọc nhiễu tốt Nó loại bỏ gần như hoàn toàn các thành phần nhiễu có tần số không tương quan với tần số tín hiệu ICG như nhiễu thở Mặt khác, sau lọc các sóng quan trọng B, E và X xuất hiện khá rõ ràng, điều đó góp phần quan trọng cho việc nâng cao tính chính xác khi tính toán các thông số huyết động

Trang 18

CHƯƠNG I - TỔNG QUAN VỀ CUNG LƯỢNG TIM 1.1 Tổng quan hoạt động của tim người

1.1.1 Đặc điểm cấu tạo chức năng của tim

bóp 10.000 lần đẩy 7.000 lít máu Tim là động lực chính của hệ tuần hoàn với hai phần chuyên biệt nhưng lại làm việc cùng một lúc:

- Tim phải gồm nhĩ phải và thất phải: hút máu từ tĩnh mạch chủ trên và chủ dưới

về, đồng thời bơm máu vào động mạch phổi tạo ra vòng tiểu tuần hoàn

- Tim trái gồm nhĩ trái và thất trái: hút máu từ 4 tĩnh mạch phổi về, đồng thời bơm máu vào động mạch chủ tạo ra vòng đại tuần hoàn

Tim có cấu tạo như hình 1.1 bên dưới:

Hình 1.1 Cấu tạo chức năng của tim

Trang 19

Luận văn Thạc Sĩ kỹ thuật Chuyên ngành Kỹ thuật Y sinh 1.1.1.1 Cơ tim

Tim là khối cơ rỗng, nặng khoảng 300g, được bao bọc bên ngoài bằng bao sợi, gọi là bao tim Toàn bộ tim được cấu tạo bằng cơ tim, bên trong là nội tâm mạc, bên ngoài là ngoại tâm mạc Nội tâm mạc có vách ngăn ở giữa, chia thành tim phải và tim trái Mỗi nửa tim chia thành 2 buồng tâm nhĩ và tâm thất Tâm nhĩ có thành cơ mỏng, áp suất trong nhĩ thấp, tâm nhĩ có chức năng như là một bình chứa hơn là một bơm đẩy máu Tâm thất có thành cơ dày hơn tâm nhĩ, tâm thất phải có áp suất trung bình bằng 1/7 của tâm thất trái nên thành mỏng hơn tâm thất trái Cơ tim vừa

có tính chất của một cơ vân, vừa có tính chất của một cơ trơn nên co bóp rất khỏe 1.1.1.2 Hệ thống van tim

Giữa tâm nhĩ và tâm thất có van 2 lá ở tim trái và van 3 lá ở tim phải (van nhĩ thất) Giữa tâm thất và động mạch chủ và phổi có van tổ chim (van động mạch) Bảo đảm máu di chuyển một chiều từ nhĩ đến thất ra động mạch

Hình 1.2 Cơ tim và hệ thống van hai lá của tim

Van nhĩ – thất: ngăn giữa nhĩ và thất, bên trái có van hai lá, bên phải có van

ba lá Nó giúp máu chảy một chiều từ nhĩ xuống thất Các cột cơ gắn với van thất bởi các dây chằng Cột cơ co rút khi tâm thất co, nó không giúp cho sự đóng của van, mà nó kéo chân van về phía tâm thất, ngăn sự lồi của các lá van về tâm nhĩ trong kỳ thất co rút Nếu dây chằng bị đứt hoặc nếu một trong các cột cơ bị tổn

Trang 20

nhĩ-Luận văn Thạc Sĩ kỹ thuật Chuyên ngành Kỹ thuật Y sinh

thương, máu có thể trào ngược về tâm nhĩ khi thất co, đôi khi gây nên rối loạn chức năng tim trầm trọng

Van bán nguyệt: giữa tâm thất trái và động mạch chủ có van động mạch

chủ, van động mạch phổi ở giữa tâm thất phải và động mạch phổi Nó giúp máu chảy một chiều từ tâm thất ra động mạch

Tất cả các van đóng mở một cách thụ động, sự đóng mở tùy thuộc vào sự chênh lệch áp suất qua van Ví dụ như khi áp lực tâm nhĩ vượt quá áp lực tâm thất thì van nhĩ-thất mở ra, và máu từ nhĩ xuống thất; ngược lại khi áp lực tâm thất lớn hơn áp lực tâm nhĩ, van đóng lại, ngăn máu chảy ngược từ thất về nhĩ (Hình 1.2) 1.1.1.3 Hệ thống tạo nhịp và dẫn truyền của tim

Tim có khả năng tự phát ra xung động và dẫn truyền xung động ra khắp tim đảm bảo cho tim co bóp nhịp nhàng Một số sợi cơ tim được biệt hóa cao để thực hiện nhiệm vụ này gọi là hệ thống tạo nhịp và dẫn truyền của tim

* Hệ thống tạo nhịp của tim: là các mô nút, tim người có hai mô nút

- Nút xoang: còn gọi là nút Keith – Flack hay S-A (sinus-atrium), dài khoảng 8mm, dày 2mm, nằm trong rãnh nơi tĩnh mạch chủ đổ vào nhĩ phải, gồm 2 loại tế bào chính:

+ Tế bào tròn nhỏ, có ít bào quan bên trong tế bào và một ít sợi tơ cơ Chúng có thể là tế bào tạo nhịp

+ Tế bào dài, có hình dạng trung gian giữa tế bào tròn nhỏ và tế bào cơ nhĩ bình thường Các tế bào này có thể có chức năng dẫn truyền xung động trong mô nút và đến các vùng lân cận

- Nút nhĩ thất: còn gọi là nút Aschoff – Tawara hay A-V (atrium-ventricle), dài khoảng 22mm, rộng 10 mm, dày 3 mm, nằm ở phần sau, bên phải của vách liên nhĩ, cạnh lỗ xoang tĩnh mạch vành Nút nhĩ thất có chứa 2 loại tế bào tương tự nút

Trang 21

xoang

* Hệ dẫn truyền:

- Hệ thống dẫn truyền chính thức: xung động từ nút xoang sẽ truyền qua cơ nhĩ đến nút nhĩ thất và tỏa ra cả hai tâm thất, bao gồm:

+ Nút xoang: phát và dẫn truyền xung động ra mô lân cận

+ Các bó liên nút trước (Bachman), giữa (Wenckeback), sau (Thorel): dẫn truyền xung động từ nút xoang ra toàn bộ cơ tâm nhĩ và tập trung lại tại nút nhĩ thất

+ Nút nhĩ thất: xung động ngừng lại khoảng 0,07 giây trước khi đi tiếp xuống bó his

+ Bó His: xung động theo bó His chạy dưới nội tâm mạc xuống phía bên phải của vách liên thất khoảng 1cm, rồi chia thành hai nhánh phải và trái

+ Nhánh phải và trái: nhánh phải tiếp tục đi xuống phía phải vách liên thất rồi chia thành mạng Purkinje để đến nội tâm mạc thất phải Còn nhánh trái xuyên qua vách liên thất, chia ra một nhánh phía trước mỏng, nhỏ (phân nhánh trái trước) và nhánh phía sau dày (phân nhánh trái sau), rồi cùng chia thành mạng Purkinje để đến nội tâm mạc thất trái

+ Mạng Purkinje: dẫn truyền xung động trong cơ thất từ nội tâm mạc ra ngoại tâm mạc

- Các đường dẫn truyền phụ bình thường không hoạt động:

+ Cầu Kent: bắc cầu qua nút nhĩ thất do vậy có thể dẫn truyền tắt xung động qua nút nhĩ thất

+ Đường James: là đoạn cuối của đường Thorel đi vòng qua nút nhĩ thất rối nối vào phần cuối của nút này

Trang 22

Khi các đường dẫn truyền phụ này hoạt động sẽ làm xung động đi từ nhĩ xuống thất nhanh hơn gây hội chứng kích thích sớm

1.1.2 Chu kỳ hoạt động của tim

Hoạt động của tim gồm nhiều giai đoạn lặp đi lặp lại một cách đều đặn nhịp nhàng, theo một trình tự nhất định, tạo nên chu kỳ hoạt động của tim hay còn gọi là chu chuyển tim Mỗi chu kỳ tim kéo dài khoảng 0,8 giây gồm 3 giai đoạn chính là tâm nhĩ thu, tâm thất thu và giai đoạn tâm trương toàn bộ

1.1.2.1 Giai đoạn tâm nhĩ thu

Nhĩ thu là giai đoạn tâm nhĩ co lại kéo dài khoảng 0,1s Cơ tâm nhĩ co lại, áp suất trong tâm nhĩ tăng lên cao hơn áp suất trong tâm thất Lúc này van nhĩ thất đang

mở, máu được đẩy nốt từ tâm nhĩ xuống tâm thất Lượng máu này chiếm khoảng 30% tổng lượng máu từ tâm nhĩ xuống tâm thất trong mỗi chu kỳ tim Sau giai đoạn tâm nhĩ thu, tâm nhĩ giãn ra trong suốt thời gian còn lại của chu kỳ tim (0,7 giây) 1.1.2.2 Giai đoạn tâm thất thu

Tâm thất thu là giai đoạn tâm thất co lại kéo dài khoảng 0,3 giây, gồm 2 thời kỳ:

* Thời kỳ tăng áp (thời kỳ căng tâm thất): kéo dài khoảng 0,05 giây

Cơ tâm thất co lại, áp suất trong tâm thất tăng lên cao hơn áp suất trong tâm nhĩ làm đóng van nhĩ thất Lúc này áp suất trong tâm thất vẫn thấp hơn áp suất trong động mạch nên van tổ chim chưa mở Do vậy, máu trong tâm thất không thoát đi đâu được làm cho thể tích máu trong tâm thất không thay đổi nên còn gọi là giai đoạn co cơ đẳng trường

* Thời kỳ tống máu: kéo dài khoảng 0,25 giây

Cơ tâm thất tiếp tục co, áp suất trong tâm thất trở nên cao hơn áp suất trong trong động mạch chủ (80mmHg) và động mạch phổi (10mmHg) làm mở van tổ chim Máu được tống vào động mạch theo 2 thì:

Trang 23

- Thì tống máu nhanh: áp suất trong tâm thất tăng đến mức cực đại sau khi tâm thất bắt đầu thu khoảng 0,18 giây, lúc này áp suất ở thất trái là 110mmHg và ở thất phải là 25mmHg Trong thì này thể tích tâm thất giảm rõ rệt, 4/5 lượng máu của tâm thất được tống ra

- Thì tống máu chậm: áp suất tâm thất giảm từ từ trước khi tâm thất thu chấm dứt, máu chảy từ từ ra ngoại biên Gần cuối thì này, áp suất động mạch chủ hơi cao hơn thất trái và áp suất động mạch phổi hơi cao hơn thất phải, làm van tổ chim đóng lại

Thể tích máu được tống ra từ mỗi tâm thất vào các động mạch trong kỳ tâm thu gọi là thể tích tâm thu Mỗi lần tâm thu, tim bơm ra ngoài một lượng máu từ 70-90mL, còn lại trong tâm thất khoảng 50mL Lượng máu còn lại này thường cố định trong mỗi nhịp bình thường nhưng có thể giảm khi tăng sức co thắt của tim hay khi sức cản bên ngoài giảm và ngược lại Trong trường hợp tim bị suy, thể tích máu bị

ứ đọng trong tim có thể lớn hơn thể tích máu bơm ra ngoài

1.1.2.3 Giai đoạn tâm trương toàn bộ

Tâm trương toàn bộ là giai đoạn cả tâm thất và tâm nhĩ đều giãn ra kéo dài khoảng 0,4 giây, gồm 2 thời kỳ:

* Thời kỳ giãn đồng thể tích: sau khi tâm thất co, tâm thất bắt đầu giãn ra, trong lúc

đó tâm nhĩ vẫn đang giãn Áp suất trong tâm thất giảm nhanh, tâm thất trong giai đoạn này là buồng kín do van nhĩ thất chưa mở và van tổ chim đã đóng, thể tích tâm thất không thay đổi

* Thời kỳ đầy thất: áp suất trong tâm thất tiếp tục giảm xuống thấp hơn áp suất trong tâm nhĩ làm van nhĩ thất mở Máu được hút từ tâm nhĩ xuống tâm thất chiếm khoảng 70% lượng máu về thất trong mỗi chu kỳ tim Thời kỳ này được chia thành

2 thì, lúc đầu tâm thất hút máu về nhanh đó là thì đầy thất nhanh, sau đó máu xuống thất chậm dần đó là thì đầy thất chậm Máu về thất làm áp suất trong tâm thất tăng dần cho đến khi bằng áp xuất trong tâm nhĩ thì kết thúc giai đoạn tâm trương toàn

Trang 24

bộ và lại bắt đầu giai đoạn tâm nhĩ thu Thể tích máu trong tâm thất cuối tâm trương gọi là thể tích cuối tâm trương

Trong thực hành lâm sàng, tâm nhĩ thu không được coi là một giai đoạn, mà chỉ là một phần nhỏ ở cuối giai đoạn tâm trương để “đẩy nốt” 30% lượng máu còn lại từ nhĩ xuống thất Vì vậy, ở lâm sàng chu kỳ tim thường được chia thành hai giai đoạn

là giai đoạn tâm trương (diastole), tâm thất giãn, tim lấy máu vào thất và giai đoạn tâm thu (systole) tâm thất co, tim bơm máu vào động mạch

1.1.3 Thông số đánh giá hoạt động của tim

1.1.3.1 Cung lượng tim (CO)

Cung lượng tim không thay đổi khi ngủ, thay đổi nhẹ theo nhiệt độ môi trường và chịu ảnh hưởng của các yếu tố sau:

- Tăng khi: lo lắng, bị kích thích (50-100%), ăn (30%), vận động (70%), nhiệt độ môi trường cao, có thai, epinephrin, histamin

- Giảm khi: tư thế nằm chuyển sang ngồi hay đứng đột ngột, nhịp tim nhanh, bệnh tim

1.1.3.2 Chỉ số tim

người ta dùng chỉ số tim:

Chỉ số tim = Lưu lượng tim/S (diện tích da cơ thể)

Chỉ số tim bình thường bằng 3,2lít/m2/phút

1.1.3.3 Công của tim

Công của tim là tổng năng lượng tim sử dụng trong một phút Tim sử dụng năng lượng dưới hai dạng:

Trang 25

- Công ngoài (công thể tích-áp suất): là công dùng để chuyển máu từ tĩnh mạch có

áp suất thấp đến động mạch có áp suất cao Đây là dạng chiếm phần lớn công của tim và chính là công được hình thành do tiêu hao năng lượng cho hoạt động co bóp của cơ tim

+ Công ngoài của một lần tâm thu là: W = DP x SV

+ Công ngoài trong một phút: W = DP x CO

Trong đó:

W : công

DP: hiệu của áp suất tâm thu trung bình trừ đi áp suất tâm trương trung bình

SV: thể tích nhát bóp

CO: cung lượng tim

- Công động học của dòng máu:là công thực hiện động năng của dòng máu Trong điều kiện bình thường, dạng này chỉ chiếm khoảng 1% tổng số công do thất thực hiện, nên có thể không cần tính đến công này Trong một số trường hợp bệnh lý như hẹp van động mạch, công này có thể chiếm đến 50% tổng số công của tim

1.1.3.4 Tiếng tim

tim sau đây:

- Tiếng tim thứ nhất (T1): nghe trầm và dài rõ ở mỏm tim do:

+ Đóng van A-V

+ Mở van tổ chim

+ Co cơ tâm thất

Trang 26

+ Máu phun vào động mạch

- Tiếng tim thứ hai (T2): nghe thanh và ngắn rõ ở đáy tim do đóng van tổ chim và

1.1.3.5 Tiền tải, hậu tải, phân suất phụt

- Tiền tải: liên quan đến độ giãn của thất trái ngay trước khi co thắt (còn gọi là thể tích cuối tâm trương) Tiền tải tăng nếu lượng máu về thất nhiều trong suốt tâm trương

- Hậu tải: là áp suất động mạch chủ trong giai đoạn van động mạch chủ mở Tiền tải và hậu tải tùy thuộc vào đặc tính của hệ mạch và hoạt động tim Về phía mạch, trương lực các tĩnh mạch và sức cản ngoại biên ảnh hưởng nhiều đến tiền tải và hậu tải Về phía tim, sự thay đổi nhịp tim hay lượng máu bơm trong một nhịp cũng làm rối loạn tiền tải và hậu tải

- Phân suất phụt (ejection fraction): là tỷ lệ giữa thể tích máu bơm từ thất trái trong mỗi nhịp với thể tích máu trong thất trái cuối kỳ tâm trương, được sử dụng rộng rãi như một chỉ tiêu về tính co bóp trên lâm sàng

1.1.3.6 Điện tâm đồ

Điện tâm đồ là đồ thị ghi hoạt động biến đổi điện của tim Mỗi tế bào có hiện tượng điện sinh vật, tập hợp tất cả các dòng điện tế bào cơ tim tạo thành dòng điện tim Dòng điện này lan khắp cơ thể, ta có thể ghi được bằng cách nối hai điện cực của máy ghi điện tim với hai điểm khác nhau trên cơ thể Trên hình 1.3 mô tả dạng sóng của tín hiệu điện tim ECG

Trang 27

Hình 1.3 Dạng sóng của tín hiệu ECG

tin về:

+ Hướng cơ thể học của tim

+ Kích thước tương đối của buồng tim

+ Vị trí, mức độ, sự tiến triển của tổn thương do thiếu máu cơ tim

+ Rối loạn về nhịp và dẫn truyền

+ Ảnh hưởng của các rối loạn về nồng độ ion

+ Tác dụng của một số thuốc trên tim

+ Sóng P: là sóng khử cực hai nhĩ Hình dạng: sóng tròn, đôi khi có móc, hai pha Thời gian: từ 0,08-0,11 giây Biên độ: < 2mm Sóng P luôn luôn dương ở DI, DII, aVF, âm ở aVR, dương hoặc âm ở DIII, aVL

+ Khoảng PR: là thời gian dẫn truyền xung động từ nhĩ đến thất, bình thường 0,18 giây (thay đổi từ 0,12 đến 0,2 giây)

Trang 28

+ Phức bộ QRS: là sóng khử cực hai thất Thời gian: 0,06-0,1 giây Sóng Q: < 0,04 giây, biên độ 1-2mm QRS: biên độ < 20mm trong chuyển đạo chi Dạng QRS thay đổi tùy chuyển đạo

+ Đoạn ST: bắt đầu từ cuối phức bộ QRS đến bắt đầu sóng T, gần bằng 120 mili giây Bình thường đoạn ST nằm trên đường đẳng điện

+ Khoảng QT: bắt đầu từ đầu phức bộ QRS đến cuối sóng T Đây là thời gian tâm thu điện học của tim Thời gian từ 0,35-0,04 giây, tùy tần số tim

+ Sóng T: là sóng tái cực hai tâm thất Sóng T ở một điện tâm đồ bình thường thì cùng chiều với QRS Sóng T bình thường bất đối xứng, nhánh lên dài hơn nhánh xuống, đỉnh tròn Thời gian: 0,20 giây

1.2 Cung lượng tim

1.2.1 Giới thiệu về Cung lượng tim

Khái niệm: Cung lượng tim (Cardiac Output-CO) là một thông số huyết động chỉ lượng máu được bơm đi bởi tâm thất trái trong một phút –viết tắt là CO

Đối với người trưởng thành, cung lượng tim nằm trong khoảng từ 5-8 lít/phút Với các hoạt động thể lực mạnh thì Cung lượng tim có thể đạt tới 25 lít/phút

Có thể hiểu một cách đơn giản hơn thì cung lượng tim được xác định dựa vào nhịp tim (Heart rate - HR) và thể tích nhát bóp (Stroke volume- SV), có mối liên hệ trực quan thông qua công thức dưới đây:

CO = SV * HR Trong đó: + HR: Nhịp tim được xác định là số nhịp đập của tim tính trong một phút, đơn vị là nhịp/phút

+ SV: Thể tích nhát bóp là lượng máu thất trái bơm đi trong một nhịp tim, đơn vị là ml/phút

Trang 29

1.2.2 Các thông số huyết động học

1.2.2.1 Nhịp tim

Dựa vào công thức tính CO=HR*SV ta thấy rõ ràng là Nhịp tim và Cung lượng tim có mối liên hệ trực tiếp tới nhau Cụ thể là mối liên hệ tỉ lệ thuận với nhau Khi Nhịp tim tăng thì Cung lượng tim cũng tăng lên và ngược lại

Tuy nhiên, không phải tăng vô hạn mà sẽ có một giới hạn cho việc tăng lên của Nhịp tim Nhịp tim đập vào khoảng 260 lần/phút thường đi kèm theo triệu chứng sốc, tức là Cung lượng tim thấp Thực tế, khi Nhịp tim vượt quá 150 lần/phút thì Cung lượng tim bắt đầu giảm

Lý do là vì trong giai đoạn tâm trương, máu được đi xuống tâm thất Thời

gian này chính là thời gian đổ đầy thất và có ảnh hưởng lớn tới Cung lượng tim Nếu thời gian đổ đầy thất không đủ, tâm thất sẽ nhận được ít máu hơn, dẫn đến việc

Cung lượng tim và Thể tích nhát bóp sẽ giảm Trái lại, nếu Nhịp tim thấp tới ngưỡng dưới 50 nhịp/phút thì Cung lượng tim cũng sẽ giảm một cách nhanh chóng

Hình 1.4 dưới đây thể hiện mối quan hệ giữa Cung lượng tim và Nhịp tim Khoảng giá trị 50 – 150 lần/phút là một khoảng trung gian Thực tế, khoảng này sẽ thay đổi với từng nhóm người

Hình 1.4 Quan hệ giữa Cung lượng tim và Nhịp tim

Trang 30

1.2.2.2 Thể tích nhát bóp (SV)

Thể tích nhát bóp cũng là một thông số ảnh hưởng trực tiếp tới Cung lượng tim Khi Nhịp tim thay đổi theo yêu cầu Cung lượng tim thì Thể tích nhát bóp cũng thay đổi SV chịu ảnh hưởng bởi hai yếu tố là tiền gánh và hậu gánh:

+ Tiền gánh:

Tiền gánh liên quan đến lượng máu được đổ xuống tâm thất Về mặt kĩ thuật,

tiền gánh là thể tích hay áp suất trong tâm thất ở cuối thời kì tâm trương Tiền gánh

có mối liên hệ với Thể tích nhát bóp và Cung lượng tim qua luật Frank – Starling Frank và sau đó là Starling đã chỉ ra rằng, khi các cơ tim căng ra thì khả năng co bóp sẽ mạnh hơn Nói cách khác, khi thành tim càng căng thì co bóp càng mạnh, dẫn đến Thể tích nhát bóp tăng

Nguyên nhân làm thành tim căng ra là khi máu tràn vào buồng tâm thất làm gia tăng áp lực lên thành tim Như vậy khi áp suất trong buồng tâm thất tăng, tức là

tiền gánh tăng, sẽ làm cho thành tim căng ra và tăng khả năng đẩy máu đi

Theo như hình dưới đây, một quả tim khỏe mạnh ở trạng thái nghỉ ngơi có đường cong Frank – Starling mô tả sự co bóp khác nhau của cơ tim khi áp suất tâm thất cuối gian đoạn tâm trương thay đổi (tiền gánh)

So sánh giữa quả tim khỏe mạnh và quả tim có bệnh lý có thể thấy, quả tim

khỏe mạnh co bóp mạnh nhất tại tiền gánh có giá trị là 12mm Hg, trong khí đó quả

tim có bệnh lý cần áp suất lớn hơn mới đạt đỉnh co bóp ( hình 1.5) Điều đó chứng tỏ, quả tim có bệnh lý phụ thuộc vào tiền gánh nhiều hơn để tăng hiệu quả co bóp Tuy nhiên, tiền gánh tăng lên đồng nghĩa với cơ tim phải hoạt động mạnh hơn Do

đó, trong tình trạng thiếu máu cục bộ, tiền gánh lớn có thể làm cho tim tồi tệ hơn

Trang 31

Hình 1.5 Biểu đồ mô tả khả năng co bóp của cơ tim đối với tình trạng

hoạt động của tim

+ Hậu gánh:

Sức cản khả năng bơm máu của tâm thất được gọi là hậu gánh Tâm thất trái,

trong giai đoạn tâm thu, sẽ phải tạo ra áp lực bơm thắng được áp suất động mạch chủ và sức cản của các mạch máu thì lúc đó, van động mạch chủ mới mở và cho phép máu được bơm đi toàn cơ thể Như vậy, áp suất ở các mạch động mạch cuối thời kì tâm trương sẽ ảnh hưởng tới Thể tích nhát bóp theo hướng trái dấu nhau Áp suất ở động mạch lớn thì Thể tích nhát bóp giảm và ngược lại ( hình 1.6)

Trong khi áp suất ở động mạch không dễ xác định khi phải sử dụng một ống Catheter đi vào động mạch phổi, thì áp suất máu giai đoạn tâm trương có thể đo dễ dàng Do vậy, biết áp suất tâm trương của bệnh nhân thì cũng biết được sức cản mà

tâm thất trái phải vượt qua (hậu gánh) Tóm lại, áp suất tâm trương càng lớn thì hậu

gánh càng lớn

Cũng giống như tiền gánh, hậu gánh tăng làm cơ tim phải hoạt động mạnh

hơn, từ đó dẫn đến suy tim hoặc thiếu máu cục bộ

Trang 32

Hình 1.6 Ảnh hưởng của áp suất máu cuối kỳ tâm trương tới giá trị CO Tóm lại, thông số huyết động Cung lượng tim phản ảnh trực tiếp hoạt động bơm máu của tim cũng như chất lượng bơm máu Các yếu tố ảnh hưởng trực tiếp đến cung lượng tim đó là nhịp tim và thể tích nhát bóp Thể tích nhát bóp lại bị ảnh hưởng bởi tiền gánh và hậu gánh, cú đá nhĩ Dưới đây là bảng tổng hợp các yếu tố ảnh hưởng đến sự tăng giảm của cung lượng tim:

Bảng 1 Các nguyên nhân dẫn đến sự tăng và giảm của Cung lượng tim

nhịp tim trong khoảng 50 – 150

lần/phút

nhịp tim dưới 50 lần/phút hoặc trên 150 lần/phút

tiền gánh tăng (tới một giới hạn) tiền gánh giảm (tới một giới hạn)

Trang 33

1.3 Tầm quan trọng của Cung lượng tim đối với ngành Y

Đo cung lượng tim là vấn đề thường xuyên cần thiết để đánh giá tình trạng tuần hoàn của bệnh nhân Một vấn đề lâm sàng thường gặp là hạ huyết áp (huyết áp thấp); điều này có thể xảy ra bởi vì cung lượng tim thấp hoặc vì sức cản mạch máu thấp Vấn đề này có thể xảy ra trong một phạm vi rộng của các bệnh nhân, đặc biệt

là những người trong phẫu thuật hoặc đơn vị phụ thuộc cao sau phẫu thuật Ở những bệnh nhân có nguy cơ cao giám sát toàn diện hơn sẽ thường được yêu cầu bao gồm huyết áp động mạch và cung lượng tim

Thông số Cung lượng tim cũng là một trong những yếu tố quyết định lượng oxy cung cấp từ phổi đến các mô của cơ thể Tăng gấp đôi Cung lượng tim sẽ tăng gấp đôi oxy cung cấp cho các mô Nếu Cung lượng tim giảm lượng oxy cung cấp cho cơ quan như não có thể không đầy đủ, gây ra mức độ thấp của sự oxy hóa của tế bào (hypoxia) mà từ đó có thể xảy ra hiện tượng chết mô và hỏng nội tạng

Các thông số như huyết áp liên tục, thể tích nhát bóp và cung lượng tim có vai trò rất quan trọng đối với Y học trong các lĩnh vực:

• Giám sát điều trị can thiệp:

Thiết lập các tình trạng huyết động ban đầu của bệnh nhân và đo lường phản ứng với các can thiệp khác nhau trong điều trị như: truyền dịch, sử dụng co cơ và thuốc vận mạch để hỗ trợ tim và tuần hoàn

• Quản lý dịch truyền:

Việc giám sát liên tục thể tích nhát bóp, sự thay đổi thể tích nhát bóp và biến động thể tích nhát bóp (SVV%) cung cấp những hiểu biết mạnh mẽ vào cả hai trạng thái truyền dịch của bệnh nhân và các phản ứng huyết động thực tế để quản lý truyền dịch về mặt huyết áp và / hoặc thay đổi cung lượng tim

• Cải thiện kết quả của bệnh nhân:

Trang 34

Hiểu biết các nội dung về cung lượng tim và lượng Oxy trong động mạch cho phép tính toán của hệ thống cung cấp oxy liên tục cho cơ thể Tránh lưu lượng máu thấp và truyền dịch thấp hoặc quá mức làm giảm nguy cơ thâm hụt oxy xây dựng trong quá trình phẫu thuật Tránh thiếu oxy, thiếu oxy phẫu thuật, hay nếu phát sinh trong lúc phẫu thuật, đảm bảo thu hồi lượng mất nhanh chóng và đầy đủ các khoản thiếu oxy tích lũy đã được chứng minh là làm giảm đáng kể tỷ lệ biến chứng và thời gian nằm viện của bệnh nhân

trạng cung lượng tim thấp (chẳng hạn như: mệt, khó thở khi gắng sức) Như vậy, dựa vào Cung lượng tim mà các bác sỹ có thể chẩn đoán tình hình sức khỏe và bệnh tật của người bệnh Từ đó đưa ra được phác đồ điều trị cho bệnh nhân

Tương tự trong trường hợp hồi sức, bác sĩ cũng cần điều trị cho tim bệnh nhân hoạt động trở lại bình thường sau khi mổ Do đó cũng cần theo dõi thông số

CO một cách liên tục

Như vậy, thông số Cung lượng tim là một thông số quan trọng Do đó, việc

đo đạc và theo dõi Cung lượng tim là hết sức cần thiết, đặc biệt trong hồi sức cấp cứu tim mạch[2] Phần tiếp theo sẽ trình bày một số phương pháp đo Cung lượng tim thông dụng cũng như các phương pháp đo CO đã và đang được tập trung nghiên cứu áp dụng vào thực tế

1.4 Một số phương pháp đo Cung lượng tim

Hiểu rõ vai trò và tầm quan trọng của Cung lượng tim trong Y học cho nên cũng đã có nhiều nghiên cứu về phương pháp đo Cung lượng tim, trong đó ta có thể phân loại thành hai phương pháp, phương pháp xâm lấn (invasive) và các phương pháp không xâm lấn (non-invasive) Liệt kê dưới đây một số phương pháp thông dụng:

1.4.1 Phương pháp xâm lấn

- Phương pháp Fick

Trang 35

- Phương pháp pha loãng chất chỉ thị màu

- Phương pháp pha loãng nhiệt

- Phương pháp PiCCO

Phương pháp Fick:

Trong phương pháp Fick chất chỉ thị là O2 Được tính dựa trên sự chênh lệch giữa nồng độ oxy trong máu động mạch và máu tĩnh mạch Đo bằng cách lấy mẫu qua catheter đặt vào một đường động mạch và động mạch phổi O2 tiêu thụ sẽ được

đo bằng một dụng cụ đo dung tích phổi (Phế dung kế- spirometer) Quan sát hình 1.7 minh họa cho kỹ thuật đo CO theo phương pháp Fick

Nguyên lý: Sự hấp thụ oxy của máu tại phổi sẽ là kết quả của lượng máu qua phổi và sự chênh lệch nồng độ oxy trong tĩnh mạch và động mạch Do vậy, lượng máu qua phổi chính là lượng máu mà tim bơm đi (thông số Cung lượng tim – CO),

CO được tính bằng công thức dưới đây: F =dm dt⁄

C a −C v

Hình 1.7 Phương pháp Fick

Trang 36

Luận văn Thạc Sĩ kỹ thuật Chuyên ngành Kỹ thuật Y sinh Trong đó:

F là lưu lượng máu hay chính là CO( lít/phút)

dm/dt: là lượng oxy hấp thụ của phổi trong một phút

Ca: Nồng độ O2 trong máu ở động mạch

Cv: Nồng độ O2 trong máu ở tĩnh mạch

Ca-Cv: là chênh lệch nồng độ oxy trong máu ở động mạch và ở tĩnh mạch Lượng oxy hấp thụ của phổi được đo bằng Phế dung kế, còn sự chênh lệch nồng độ oxy được đo trên các mẫu máu trong động mạch và tĩnh mạch Trong đó, các mẫu máu trong động mạch được lấy từ đường động mạch, còn các mẫu máu trong tĩnh mạch được lấy từ một ống Catheter đặt ở điểm nối động mạch phổi với tâm thất phải xem chi tiết hình 1.7)

Dựa vào nguyên lý của phương pháp Fick đã nêu trên ta thấy việc phân tích nồng độ khí oxy trong khi hít vào và khi thở ra sẽ hạn chế đối với các trường hợp bệnh nhân liên quan đến gây mê, cấp cứu Không áp dụng được đối với các bệnh nhân có vấn đề về phổi Mặt khác, phương pháp Fick cũng gây nguy hiểm vì là phương pháp xâm lấn, phải can thiệp vào động mạch phổi, can thiệp vào tim nên bệnh nhân sẽ có nguy cơ gây nhiễm trùng, có thể xảy ra biến chứng, không áp dụng được với bệnh nhân là trẻ sơ sinh Tuy nhiên, đối với bệnh nhân có Cung lượng tim thấp thì phương pháp Fick lại đo chính xác hơn cả so với các phương pháp khác [3], [4] Tóm lại, phương pháp Fick phức tạp và hiện tại không được dùng trong lâm sàng

Phương pháp pha loãng chất chỉ thị màu:

Nguyên lý: Sử dụng một chất chỉ thị màu và được đưa vào tâm nhĩ phải bằng ống Catheter hoặc bơm vào ống dây bên ngoài nối tới các tĩnh mạch bằng xi lanh Chất chỉ thị này sẽ được pha loãng với máu khi máu đi qua hệ thống tĩnh mạch trở

Trang 37

về tâm nhĩ phải, sau đó lượng máu này khi đi qua một động mạch chọn trước sẽ được lấy ra và đo bởi máy đo mật độ quang học Đường cong đồ thị nồng độ pha loãng của chất chỉ thị màu trong máu sẽ chỉ ra lượng máu đi qua tim, hay là thông

số Cung lượng tim [15]

Phương pháp này có hạn chế là không đo được nhiều lần khi nồng độ chất chỉ thị màu đã tăng cao trong cơ thể

Phương pháp pha loãng nhiệt:

Nguyên lý: Là phương pháp đo CO được dùng nhiều trong lâm sàng cho tới nay Nguyên lý của phương pháp pha loãng nhiệt cũng tương tự như pha loãng chất chỉ thị màu, nhưng dựa vào nhiệt độ để đo Cung lượng tim Sử dụng một ống Catheter đặc biệt gồm bốn đầu vào được nối chung, trong đó một đầu vào dùng để bơm khí làm phần cuối ống phình ra dạng quả bóng Ống Catheter này được đưa vào tĩnh mạch cánh tay và "quả bóng" ở cuối ống bơi theo máu đi vào động mạch phổi và dừng lại ở đó Một ống khác được dùng để bơm chất chỉ thị là nước muối lạnh vào tâm nhĩ phải, tại đây chất chỉ thị sẽ hòa vào với máu khi có máu chảy qua Kết quả là nhiệt độ của máu giảm đi được ghi lại bởi một nhiệt điện trở ở gần cuối ống Catheter tại động mạch phổi Tín hiệu đo được đưa về qua đầu vào thứ ba của ống Đầu vào cuối cùng có thể được dùng để lấy mẫu máu Ống Catheter có thể để tại tim trong 24 giờ, do vậy có thể ghi lại được Cung lượng tim một cách liên tục

mà hai phương pháp trên không làm được

Nhược điểm của phương pháp: Gây nguy hiểm tới người bệnh như tràn khí màng phổi, thủng thành buồng tim, rối loạn nhịp tim, chèn ép và gây tổn thương van tim Ngoài ra, độ chính xác của việc đo Cung lượng tim cũng bị ảnh hưởng bởi một số nguyên nhân như: sai lệch lượng chất chỉ thị tại đầu đưa vào và đầu đo, xảy

ra sự trao đổi nhiệt giữa máu và thành tim, hay giữa máu và thành ống Catheter trước, trong và sau khi đưa chất chỉ thị vào Tuy nhiên, với lợi thế có thể đo liên tục Cung lượng tim, độ chính xác của kết quả đo có thể hiệu chỉnh được sau một thời

Trang 38

gian đo bằng các hệ số hiệu chỉnh Do vậy, phương pháp pha loãng nhiệt độ được coi là tiêu chuẩn vàng cho việc đo Cung lượng tim Hiện nay phát triển loại ống

Catheter qua động mạch phổi có tên là Swan-Ganz cho phép nâng cao độ chính xác

phép đo[15]

Phương pháp PiCCO:

Phương pháp PiCCO là phương pháp xâm lấn mới xuất hiện ở Việt Nam và

là phương pháp đo Cung lượng tim có độ chính xác cao, tương đương với phương pháp pha loãng nhiệt

Cấu tao một thiết bị PiCCO như hình 1.8 bao gồm: PiCCO sử dụng bộ thiết

bị gồm có:

+ Một bộ catheter tĩnh mạch trung tâm 3 nòng

+ Một bộ catheter động mạch đùi chuyên dụng của hãng Pulsion có đầu nhận cảm

áp lực và nhiệt độ

+ Bộ vi xử lý đặt tại máy theo dõi (Phillips, Dragger, Pulsio)

Hình 1.8 Cấu tạo một thiết bị PiCCO Nguyên lý hoạt động: Hệ thống tuần hoàn bắt đầu từ hệ tĩnh mạch chủ trên và chủ dưới thu máu về nhĩ phải, đưa xuống thất phải Sau đó máu được thất phải bơm lên phổi để trao đổi oxy Tại đây, máu tĩnh mạch được làm giàu oxy và đào thải CO2

Trang 39

nhờ sự trao đổi tại màng phế nang mao mạch và khoảng kẽ phổi Máu được làm giàu oxy sẽ đi về tĩnh mạch phổi, nhĩ trái và thất trái Tại đây, máu sẽ đi vào vòng đại tuần hoàn theo động mạch chủ ngực bụng và động mạch chậu gốc 2 bên Phương pháp PiCCO sử dụng một đầu cảm nhiệt tại đường bơm vào tĩnh mạch trung tâm, đầu cảm nhiệt và áp lực đặt vào động mạch chủ bụng qua chỗ đi vào ở động mạch đùi

PiCCO hoạt động dựa trên sự đồng bộ giữa đường cong pha loãng nhiệt qua phổi và đường cong huyết áp thu ở động mạch, từ đó phân tích và đưa ra Cung lượng tim PiCCO là phương pháp mới có tính ứng dụng cao, nhanh, ít biến chứng

có thể áp dụng tại các khoa Cấp cứu

Hình 1.9 Phương pháp PiCCO Các thông số mà PiCCO đo được như sau:

Trang 40

Dựa vào bảng trên ta thấy, PiCCO đã thăm dò được hầu hết các thông số cần thiết cho việc theo dõi huyết động của bệnh nhân hồi sức cấp cứu

Cơ chế đo

Trên một bệnh nhân, ta đặt một catheter tĩnh mạch trung tâm và một catheter động mạch chủ bụng Khi ta tiến hành bơm một thể tích dịch qua catheter tĩnh mạch trung tâm thì thể tích sẽ đi qua nhĩ phải, thất phải, phổi, nhĩ trái, thất trái, động mạch chủ bụng và tới đầu catheter động mạch chủ bụng Do vậy phải đi qua các khoang

mô phỏng như sau:

Định dạng
Số trang	113
Dung lượng	2,97 MB