Nghiên cứu máy giúp thở và viết phần mềm ứng dụng trong đào tạo huấn luyện

Hình 2.26: Hình ảnh máy giúp thở của hãng Hamilton thực hiện thông khí hỗ trợ thích ứng Hình 2.27: Đồ thị nhịp thở của thở tần số cao Hình 2.28: Nguyên tắc của thông khí NAVA Hình 2.29

Trang 1

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

NGUYỄN NHÂN THIÊN

NGHIÊN CỨU MÁY GIÚP THỞ VÀ VIẾT PHẦN MỀM

MÔ PHỎNG MÁY GIÚP THỞ TRONG ĐÀO TẠO VÀ

Trang 2

LUẬN VĂN THẠC SĨ ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HỒ CHÍ MINH

Công trình được hoàn thành tại: Trường Đại Học Bách Khoa - ĐHQG - HCM

Cán bộ hướng dẫn khoa học: TS Huỳnh Quang Linh

Cán bộ chấm nhận xét 1: TS Trần Hy Bình

Cán bộ chấm nhận xét 2: TS Lý Anh Tú

Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG Tp HCM ngày 17 tháng 01 năm 2014

Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm:

(Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị của Hội đồng chấm bảo vệ luận văn thạc sĩ)

Xác nhận của Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV và Trưởng Khoa quản lý chuyên

ngành sau khi luận văn đã được sửa chữa (nếu có)

CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG TRƯỞNG KHOA KHOA HỌC ỨNG DỤNG

Trang 3

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan luận văn thạc sĩ này là công trình nghiên cứu của riêng tôi dưới sự hướng dẫn của TS Huỳnh Quang Linh và cộng sự Các số liệu, hình vẽ, đồ thị, bảng biểu liên quan đến các kết quả tôi thu được trong luận văn này là hoàn toàn trung thực, khách quan và chưa được công bố trong bất kỳ công trình nào mà tôi không tham gia

Tác giả

Trang 4

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ

Họ tên học viên: NGUYỄN NHÂN THIÊN MSHV: 12120803

Ngày, tháng, năm sinh: 06/07/1989 Nơi sinh: TP HCM

Chuyên ngành: Vật lý kỹ thuật Mã số: 604417

I TÊN ĐỀ TÀI:

Nghiên cứu máy giúp thở và viết phần mềm ứng dụng trong đào tạo

huấn luyện NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG:

- Nghiên cứu về nguyên lý, cấu tạo và cách vận hành bảo dưỡng máy giúp thở

- Xây dựng phần mềm về máy giúp thở sử dụng trong đào tạo huấn luyện: hướng dẫn tổng quan về nguyên lý, hoạt động, vận hành, bảo dưỡng máy giúp thở; mô phỏng hoạt động và vận hành hỗ trợ đào tạo huấn luyện

II NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 19/ 08 / 2013

III NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 22 / 11 / 2013

IV CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: TS Huỳnh Quang Linh

Trang 5

LỜI CẢM ƠN

Để hoàn thành tốt luận văn tốt nghiệp này, tôi đã nhận được sự giúp đỡ, hướng dẫn rất tận tình từ các thầy cô giảng dạy tại trường Đại học Bách Khoa Tp.HCM, Khoa Khoa Học Ứng Dụng, Bộ môn Vật Lý Kỹ Thuật Y Sinh, cũng như nhận được sự hỗ trợ của bạn

bè và sự quan tâm tạo điều kiện từ gia đình Với tất cả chân thành, chúng em xin bày tỏ lòng biết ơn tới:

TS.Huỳnh Quang Linh, người đã hết lòng giảng dạy và truyền đạt những kiến thức quý báu cho tôi trong thời gian học tập tại trường Xin gửi đến thầy lời cảm ơn chân thành

vì đã tận tình hướng dẫn và chỉ bảo tôi suốt quá trình thực hiện cho đến khi hoàn tất luận văn này

Tập thể Phòng Trang Thiết Bị Y Tế Bệnh Viện Chợ Rẫy đã tạo nhiều điều kiện để tôi sử dụng các dụng cụ, thiết bị của phòng trong quá trình thực hiện luận văn

KS Lê Ngọc Thảo và KS Mai Ngô Thanh Sơn của tập đoàn Draeger Medical Việt Nam đã nhiệt tình giúp đỡ và hỗ trợ các tài liệu của hãng

CN Lê Phạm Duy Thanh đã đóng góp nhiều ý kiến quý báu trong việc xây dựng phần mềm

Cuối cùng, xin cảm ơn gia đình, những người luôn quan tâm chăm sóc và tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi trong suốt thời gian học tập cũng như thực hiện luận văn Xin chúc mọi người nhiều sức khoẻ và thành công !

Trang 6

ABSTRACT

Medical ventilators nowadays play very significant role in healthcare system They are essential devices which are used mainly in ICU departments of hospitals Understanding ventilators’s principles and its operations is essential for clinical engineers who work in hospitals in order to efficiently assist physicians in clinical manipulation as well as in maintenance or repair of mentioned devices The purpose of this thesis is to provide a flexible software used in training and supporting basic knowledge about medical ventilators and its troubleshootings for clinical engineers working in suburb hospitals where there are still a lot of lacks and difficulties in accessing actual information

in mentioned domain

Trang 7

MỤC LỤC

Trang bìa 1

Lời cam đoan 3

Nhiệm vụ luận văn 4

Lời cảm ơn 5

Tóm tắt luận văn 6

Mục lục 7

Dạnh sách hình vẽ 10

Danh sách bảng biểu 11

CHƯƠNG 1 MỞ ĐẦU 1.1.Hiện trạng nghiên cứu máy giúp thở trên thế giới và trong nước 14

1.1.1.Trên thế giới 14

1.1.2.Trong nước 14

1.2.Mục tiêu và nhiệm vụ của đề tài 14

1.2.1.Mục tiêu của đề tài 14

1.2.2.Nhiệm vụ của đề tài 14

CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN 2.1.Lịch sử phát triển của máy giúp thở 16

2.2.Nguyên lý hoạt động của máy giúp thở 22

2.2.1.Cấu tạo chung 22

2.2.2.Các chế độ thở 25

2.2.3.Các thông số cài đặt máy thở 39

Trang 8

2.2.4.Các dạng đồ thị trong thông khí cơ học 42

2.3.Các báo động và cách xử trí 55

2.3.1.Low Tidal Volume (VT Low), Low Minute Volume (MV Low) 55

2.3.2.High Tidal Volume (VT High), High Minute Volume (MV High) 56 2.3.3.Aiway Pressure Low (Paw low) 56

2.3.4.Aiway Pressure High (Paw High) 57

2.3.5.Disconection/Leakage 57

2.3.6 Low PEEP 57

2.3.7.High PEEP 57

2.3.8 High f 58

2.3.9 High Oxygen 58

2.3.10.Low Oxygen 58

2.3.11 Apnea 58

2.3.12 Power Lost, External Power Lost 58

2.3.13 Low Battery 58

2.3.14 Continuous alarm and no signal on ventilator screen 58

2.3.15.Technical Alarm, Device Failure 59

2.4.Một số ứng dụng lâm sàng 59

2.4.1.Adult Respiratory Distress Syndrome (ARDS) 59

2.4.2 Chronic Pulmonary Disease (COPD) 60

2.4.3 Asthma 61

2.4.4 Theo dõi và chăm sóc bệnh nhân khi thở máy 62

CHƯƠNG 3 THỰC HÀNH 3.1.Nguyên lý xây dựng phần mềm 65

Trang 9

3.2.1.Giới thiệu nền tảng phần mềm 65

3.2.2.Các chức năng chính của phần mềm 65

3.2.3.Bản quyền và hệ cơ sở dữ liệu phần mềm 65

3.2.4 Triển khai sử dụng phần mềm 65

CHƯƠNG 4 BIỆN LUẬN 4.1.Ưu điểm của phần mềm 78

4.2 Nhược điểm của phần mềm 78

CHƯƠNG 5 KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 5.1 Kết luận 79

5.2 Hướng phát triển 79

TÀI LIỆU THAM KHẢO 81

Trang 10

Hình 2.6: Nguyên lý máy giúp thở áp lực dương

Hình 2.7: Máy thở Puritan Bennet PR-2

Hình 2.8 : Khối nguồn máy thở Tbird VSO2 của hãng Viasys (USA)

Hình2.9 : Khối xử lý máy thở Vela của hãng Viasys (USA)

Hình 2.10: Màn hình hiển thị của máy thở Vela của hãng Viasys (USA)

Hình 2.11: Moteur, bộ trộn và hệ thống khí của máy thở Vela của hãng Viasys(USA) Hình 2.12: Đồ thị nhịp thở của thông khí kiểm soát (CMV)

Hình 2.13: Đồ thị nhịp thở của thông khí hỗ trợ/ kiểm soát (A/C)

Hình 2.14: Đồ thị nhịp thở của thông khí bắt buộc ngắt quãng đồng bộ (SIMV)

Hình 2.15: Đồ thị nhịp thở của thông khí áp suất đường thở dương liên tục (CPAP) Hình 2.16: Đồ thị nhịp thở của 2 mức áp suất đường thở dương liên tục (Bi-PAP)

Hình 2.17: Đồ thị nhịp thở của mode thở hỗ trợ 2 mức áp suất

Hình 2.18: Đồ thị nhịp thở thông khí kiểm soát áp suất đảo ngược tỷ lệ thở vào – thở Hình 2.19: Đồ thị nhịp thở thông khí hỗ trợ áp suất

Hình 2.20: Đồ thị nhịp thở thông khí hỗ trợ thể tích

Hình 2.21: Đồ thị nhịp thở thông khí hỗ trợ tỷ lệ

Hình 2.22: Đồ thị nhịp thở thông khí áp suất đường thở được xả ngắt quãng

Hình 2.23: Đồ thị nhịp thở thông khí phút bắt buộc với những nhịp thở cạn

Hình 2.24: Đồ thị nhịp thở hỗ trợ áp suất có bảo đảm thể tích

Trang 11

Hình 2.26: Hình ảnh máy giúp thở của hãng Hamilton thực hiện thông khí hỗ trợ thích ứng

Hình 2.27: Đồ thị nhịp thở của thở tần số cao

Hình 2.28: Nguyên tắc của thông khí NAVA

Hình 2.29: Cấu tạo của catheter đưa vào bệnh nhân

Hình 2.30: Sự đồng bộ của máy thở với tín hiệu kích thích cơ hoành khi máy ở chế độ NAVA

Hình 2.31: Thay đổi thời gian thở vào trong các mục đích khác nhau của thông khí

Hình 2.32: Đồ thị áp lực biểu diễn áp lực đỉnh, áp lực bình nguyên, Pmax và PEEP

Hình 2.33: Đồ thị biểu diễn áp lực theo thời gian trong cả 2 mode thở kiểm soát thể tích

và áp lực

Hình 2.34: Đồ thị biểu diễn áp lực theo thời gian trong mode thở kiểm soát thể tích

Hình 2.35: Đồ thị biểu diễn áp lực theo thời gian trong mode thở kiểm soát áp lực (PCV

và BiPAP)

Hình 2.36: Đồ thị biểu diễn lưu lượng theo thời gian trong cả 2 mode thở kiểm soát thể tích và áp lực

Hình 2.37: Đồ thị biểu diễn lưu lượng theo thời gian ở 2 dạng sóng lưu lượng không đổi

và sóng lưu lượng giảm dần

Hình 2.38: Đồ thị biểu diễn thể tích theo thời gian trong cả 2 mode thở kiểm soát thể tích

và áp lực

Hình 2.39: Đồ thị biểu diễn thể tích, lưu lượng, áp lực theo thời gian trong cả 2 mode thở kiểm soát thể tích và áp lực

Hình 2.40: Đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa áp lực và thể tích trong 1 chu kỳ thở

Hình 2.41: Đồ thị biểu diễn tương ứng các giá trị của đồ thị P-V Loops và các đồ thị áp lực của mode thở IPPV và BIPAP

Hình 2.42: Đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa lưu lượng và thể tích trong 1 chu kỳ thở Hình 2.43: Đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa lưu lượng và thể tích trong 1 chu kỳ thở Hình 2.44: Đồ thi dạng trend 3 thông số f, Minute Volume và Minute Volume spontaneous trong 8 giờ liên tục

Trang 12

Hình 2.45: Đồ thi dạng trend 3 thông số Ppeak, Pplateau và PEEP thay đổi trong 2 ngày liên tục

Hình 2.46: Đánh giá tình trạng thay đổi độ giãn nở phổi qua quan hệ Pressure-Volume (Chế độ thở trên đây là VCV, với Vt giữ cố định và PIP thay đổi)

Hình 2.47: Đánh giá tình trạng thay đổi độ giãn nở phổi qua quan hệ Pressure-Volume trong mode thở PCV

Hình 2.54: Rò rỉ khí trên đường dây

Hình 2.55: Flow rate dao động

Trang 13

DANH SÁCH BẢNG BIỂU

Bảng 2.1: Các thông số cài đặt máy thở cho bệnh nhân ARDS

Bảng 2.2: Các thông số cài đặt máy thở bệnh nhân COPD

Bảng 2.3: Các thông số cài đặt máy thở bệnh nhân hen

Trang 14

Các kĩ sư lâm sàng được hỗ trợ rất tốt trong việc tìm kiếm các tài liệu về máy giúp thở vì theo thống kê của tổ chức WHO, 102 nước trên thế giới đều có các hiệp hội của kĩ

sư lâm sàng, rất dễ dàng trong việc chia sẻ kinh nghiệm và tài liệu như tổ chức Biomedical Engineering Society của Mỹ, Institution of Physics and Engineering in Medicine của Anh, Deutsche Gesellschaft Fur Biomedizinische Technik E.V của Đức, Hai Bio Medical Engineering Research Society của Thái Lan… [1]

1.1.2.Trong nước:

Các bệnh viện hiện nay sử dụng máy giúp thở rất nhiều, nhưng tài liệu về sử dụng máy giúp thở rất ít và hiếm Nước ta là một trong số ít các nước không có một hiệp hội của kĩ sư lâm sàng nào, cho nên việc hỗ trợ nhau đối với các kĩ sư lâm sàng rất khó khăn Hiện tại, trong nước chưa có một tài liệu chính thức nào về máy giúp thở sử dụng cho kĩ

sư lâm sàng làm việc tại các bệnh viện

1.2.Mục tiêu và nhiệm vụ cùa đề tài

1.2.1.Mục tiêu:

- Xây dựng một phần mềm cung cấp các kiến thức về máy giúp thở, các thông số, các

mode thở, cách thức hoạt động, bảo trì bảo dưỡng, các hư hỏng thường gặp của máy giúp thở của các hãng

- Ứng dụng trong đào tạo và tập huấn cho các bác sĩ thực tập, điều dưỡng, các kĩ sư lâm sàng ở các bệnh viện tuyến dưới

Trang 15

- Nghiên cứu lý thuyết và thực tiễn về máy giúp thở

- Tổng hợp các kiến thức cần thiết về máy giúp thở

- Xây dựng và thiết kế một phần mềm tổng hợp các kiến thức về máy giúp thở hỗ trợ người dùng có thể tự nghiên cứu hoặc ứng dụng trong đào tạo tập huấn

Trong luận văn cũng như trong phần mềm, tác giả đã chủ ý giữ lại nhiều thuật ngữ đặc trưng bằng tiếng Anh mà không dịch toàn bộ, một phần do các thuật ngữ này nếu dịch

sẽ không thể hiện đầy đủ ý nghĩa xác thực của chúng, nhưng quan trọng hơn vì các thiết

bị máy thở hiện nay phổ biến được chú dẫn cũng như tài liệu hướng dẫn sử dụng hầu hết bắng tiếng Anh, các thuật ngữ tiếng Anh tối thiểu sẽ giúp người đọc có thể tiếp cận với các các chỉ thị của máy một cách trực quan và dễ dàng hơn

Trang 16

Thời trung đại:

Paracelsus (1493-1541) đã sử dụng ống bễ thổi lửa (Fire Bellows) nối với một ống luồn vào trong miệng của bệnh nhân như là một thiết bị giúp thở Nghiên cứu được công

bố năm 1550 giúp ông được công nhận là người đầu tiên tạo ra một hệ thống thông khí cơ học Năm 1543, Vesalius thực hiện sự thông khí thông qua thủ thuật mở nội khí quản ở lợn Năm 1667, Hook sử dụng một bóng bóp (bellows) qua thủ thuật mở nội khí quản ở chó Năm 1744, John Fathergill đã báo cáo một trường hợp cứu sống bệnh nhân bằng hình thức "miệng - miệng" thành công

Năm 1775, John Hunter phát triển một thiết bị gồm có hai quả bóng - một để thổi không khí vào phổi bệnh nhân và một để hút khí thải ra Năm 1911, hãng Draeger Medical đã thiết kế một thiết bị giúp thở nhân tạo có tên gọi "Draeger Pulmotor" sử dụng cho các đơn

vị cứu hỏa và cảnh sát

Hình 2.1: Draeger pulmotor

Trang 17

Trong khoảng thời gian cuối thế kỷ 19, đầu thế kỷ 20, một số lượng lớn các kiểu thiết bị giúp thở đặc biệt đã được phát minh, các thiết bị này tạo một áp suất âm xung quanh cơ thể hoặc lồng ngực nên được gọi là máy giúp thở áp suất âm hay là "phổi sắt" (iron lung) Có 2 thiết kế thành công và được sử dụng phổ biến: thiết kế thứ nhất có dạng một hộp hoặc dạng ống bằng sắt bao quanh cơ thể bệnh nhân, đầu bệnh nhân thò ra ở một đầu Thiết kế thứ hai có dạng một hộp hoặc lớp vỏ vừa vặn với khu vực ngực bệnh nhân (áp giáp ngực, chest cuirass) Các bệnh nhân bị liệt mạn tính có thể được thông khí tại nhà với các máy thở dạng áo giáp này trong 25-30 năm.[2] [17]

Hình 2.2: Nguyên lý máy giúp thở áp lực âm

Trang 18

Hình 2.3: Phổi sắt

Trang 19

Hình 2.4: Bệnh viện Los Amigos với dàn “phổi thép” 1954

Trang 20

Hình 2.5: Áp giáp ngực

Dịch bệnh bại liệt Scandinavy - 1952

Trong thời gian từ tháng 7 đến tháng 12 năm 1952, tại Copenhagen, 2722 bệnh nhân bị bệnh bại liệt được điều trị tại bệnh viện Community Disease với 315 bệnh nhân cần tới máy thở Nhiều nguyên lý của IPPV (Intermittent positive pressure ventilation - thông khí áp lực dương ngắt quãng) đã được định nghĩa trong khoảng thời gian này - bao gồm sử dụng "cuffed tube" (ống thông nhỏ bên thành ống đặt nội khí quản), nhịp thở sâu định kỳ (periodic sign breath) và cai máy bằng cách giảm dần sự hỗ trợ của máy thở Đến cuối đợt dịch bệnh này, một vài máy thở áp lực dương đã được phát minh ( Engstrom, Lundi và Bang) và đã trở nên phổ biến [2] [19]

Trang 21

Hình 2.6: Nguyên lý máy giúp thở áp lực dương

Thời kỳ chăm sóc hô hấp đặc biệt

Sau các đợt dịch bệnh, thập kỷ 1960 trở thành thời kỳ của chăm sóc hô hấp đặc biệt Thông khí áp lực dương kết hợp sử dụng một đường khí nhân tạo (dây thở) đã thay thế cho các thiêt bị thông khí áp lực âm to lớn, nặng nề Có hai loại máy thở cùng hai chế

độ thông khí cơ học trong thời kỳ này; kiểu thứ nhất là chu kỳ áp lực (PCV) Hai máy thở

áp dụng phương thức PCV được sử dụng phổ biến trong thời kỳ thập niên 1960 và 1970

là Bird Mark 7 và Bennet PR2 Kiểu máy thở thứ 2 là máy thở chu kỳ thể tích - VCV Máy thở lỏng (fluidic) đầu tiên được chế tạo để để di chuyển chất lỏng hoặc khí được thiết kế cho quân đội Mỹ năm 1964 bởi Barila và phiên bản thương mại "Hamilton standard PAD" ra đời năm 1970 Khái niệm cai máy giúp thở - weaning - được sử dụng

để chỉ nhiều kỹ thuật khác nhau để kiểm tra chất lượng thở tự nhiên của bệnh nhân trước khi rút dây thở

Trang 22

Hình 2.7: Máy thở Puritan Bennet PR-2

Ngày nay

Một thay đổi quan trọng trong những năm cuối thập kỷ 1960, đầu thập kỷ 1970 góp phần định hình sự phát triển các hình thức thông khí cơ học như ngày nay là việc giới thiệu khái niệm Áp lực dương cuối kỳ thở ra ( Positive End Expiratory Pressure hay PEEP) Hai chế độ thông khí là thông khí hỗ trợ (Assited Ventilation hay AV) và Thông khí kiểm soát (Controlled Mechanical Ventilation hay CMV) trong cùng một thiết bị đã

mở ra thời kỳ mới của các thiết bị hỗ trợ nhiều chế độ Sự ra đời của các chế độ IMV, SIMV, PSV cho phép hỗ trợ quá trình thở tự nhiên của bệnh nhân và giúp bệnh nhân cai máy

Các máy thở hiện nay là các thiết bị điện tử, cơ khí phức tạp và hỗ trợ rất nhiều chế

độ giúp thở khác nhau, trong đó có những chế độ rất mới Tuy vật, cần lưu ý rằng, hiện nay một số chế độ giúp thở mới đã được tích hợp vào các máy thở hiện đại trước khi có các chứng cứ thuyết phục chứng minh giá trị của các kỹ thuật này Khi được giới thiệu một kỹ thuật giúp thở mới, chúng ta phải luôn xem xét đây có phải là phương án thích hợp và đơn giản để giải quyết vấn đề của chúng ta hay không.[3]

2.2.Nguyên lý hoạt động của máy giúp thở

2.2.1.Cấu tạo chung

- Gồm 4 phần chính:

 Khối nguồn

Trang 23

Hình 2.8 : Khối nguồn máy thở Tbird VSO2 của hãng Viasys (USA)

 Khối xử lý

Hình2.9 : Khối xử lý máy thở Vela của hãng Viasys (USA)

 Khối hiển thị

Trang 24

Hình 2.10: Màn hình hiển thị của máy thở Vela của hãng Viasys (USA)

 Moteur, bộ trộn và hệ thống ống dây

Hình 2.11: Moteur, bộ trộn và hệ thống khí của máy thở Vela của hãng Viasys(USA)

Trang 25

 Van thở ra

 Cảm biến lưu lượng

 Cảm biến oxy

 Bộ làm ẩm, HME

 Nguồn khí nén và khí oxy trung tâm hoặc oxy áp lực thấp

 Bộ lọc, bộ phun khí dung, mặt nạ thở không xâm lấn

2.2.2.Các chế độ thở:

2.2.2.1.Controlled Mechanical Ventilation (CMV):

- Được gọi là thông khí cơ học kiểm soát

- Tất cả các nhịp thở do máy thở cung cấp và bệnh nhân không kích hoạt được

- Mode thở này bao gồm cả thông khí kiểm soát thể tích (VCV) và thông khí kiểm soát áp suất (PCV) [4] [20]

Hình 2.12: Đồ thị nhịp thở của thông khí kiểm soát (CMV)

2.2.2.2.Assist/Control (A/C):

- Được gọi là thông khí hỗ trợ/kiểm soát

- Ở mode thở này, bác sĩ cài đặt một tần số hô hấp tối thiểu và thể tích khí lưu thông (hoặc

áp suất thở vào) cho máy thở Tuy nhiên bệnh nhân có thể kích hoạt máy thở thêm nhiều nhịp thở bằng trigger với thể tích khí (hoặc áp suất thở vào) do bác sĩ cài đặt trước

- Những nhịp thở kích hoạt (trigger) có thể bằng áp suất hoặc lưu lượng [4] [20]

Trang 26

Hình 2.13: Đồ thị nhịp thở của thông khí hỗ trợ/ kiểm soát (A/C)

2.2.2.3.Assited Mechanical Ventilation (AMV):

- Được gọi là thông khí hỗ trợ

- Tất cả các nhịp thở là do bệnh nhân kích hoạt (không cài đặt tần số thở), mỗi nhịp thở sẽ phân phối thể tích khí lưu thông hoặc áp suất

- Mode thở này có thể được thực hiện bằng cách cài đặt tần số A/C về 0 trên 1 số máy thở [5] [20]

2.2.2.4.Intermittent Mandatory Ventilation (IMV):

- Được gọi là thông khí bắt buộc ngắt quãng

- Nhịp thở của máy được phân phối do cài đặt tần số và thể tích hay áp suất Giữa 2 nhịp thở do máy thở phân phối, bệnh nhân có thể thở tự nhiên

- Mode thở này thường được sử dụng để cai máy thở

- Hiện này mode thở Synchronized Intermittent Mandatory Ventilation (SIMV) được sử dụng thay thế cho IMV vì nó giúp cho bệnh nhân dễ chịu hơn [5] [20]

2.2.2.5 Synchronized Intermittent Mandatory Ventilation (SIMV):

- Được gọi là thông khí bắt buộc ngắt quãng đồng bộ

- Mode thở này tương tự như IMV ngoại trừ các nỗ lực của máy thở nhằm cung cấp nhịp thở bắt buộc đồng bộ với nỗ lực thở vào của bệnh nhân

- Nếu không phát hiện nỗ lực thở vào của bệnh nhân, máy sẽ cung cấp nhịp thở bắt buộc theo thời gian đã quy định của mỗi chu kì máy thở, điều này thường được thực hiện bằng cách sử dụng một cửa sổ trợ giúp (assist window hay timing window) Cửa sổ này mở

Trang 27

- Nếu nỗ lực thở của bệnh nhân được phát hiện trong khi của sổ này đang mở, một nhịp thở bắt buộc đồng bộ sẽ được phát ra Nếu không phát hiện nỗ lực thở của bệnh nhân trong thời gian cửa sổ mở, máy thở sẽ phát một nhịp thở bắt buộc [4] [20]

Hình 2.14: Đồ thị nhịp thở của thông khí bắt buộc ngắt quãng đồng bộ (SIMV)

2.2.2.6 Continuous Positive Airway Pressure (CPAP):

- Được gọi là áp suất đường thở dương liên tục

- Là một dạng nhịp thở tự nhiên, không có nhịp thở bắt buộc nào được phân phối

- Trong suốt chu kì thông khí, 1 mức độ áp suất dương do bác sĩ điều trị cài đặt có thể được cung cấp tương tự áp suất môi trường chung quanh Trên mức áp suất đó, bệnh nhân

có thể thở tự nhiên [6] [21]

Trang 28

Hình 2.15: Đồ thị nhịp thở của thông khí áp suất đường thở dương liên tục (CPAP)

2.2.2.7 Bilevel Positive Airway Pressure (Bi-PAP):

- Mode thở này sử dụng 2 mức CPAP khác nhau, sự chuyển mức giữa 2 mức CPAP này được đồng bộ với bệnh nhân

- Những nhịp thở hỗ trợ áp suất có thể được thêm vào ở 1 hay cả 2 mức CPAP [6] [21]

Trang 29

Hình 2.16: Đồ thị nhịp thở của 2 mức áp suất đường thở dương liên tục (Bi-PAP)

2.2.2.8 Bilevel Pressure Assist:

- Được gọi là mode thở hỗ trợ 2 mức áp suất, thường dùng trong thông khí không xâm nhập qua mũi

- Ở mode thở này, máy thở duy trì 2 mức áp suất: áp suất dương đường thở ra (Expeiratory Positive Way Pressure, EPAP) và áp suất dương đường thở vào (Inspiratory Positive Way Pressure, IPAP)

- Máy thở đổi chu kỳ từ EPAP sang IPAP đáp lại nỗ lực thở của bệnh nhân tại một thời điểm nhất định (được xác định bằng sự cài đặt tần số) và đổi chu kỳ từ IPAP sang EPAP khi luồng khí thở vào giảm xuống dưới ngưỡng ấn định của nhà sản xuất hay tại một thời điểm cố định (tùy theo cài đặt thời gian thở vào) [6] [21]

Hình 2.17: Đồ thị nhịp thở của mode thở hỗ trợ 2 mức áp suất

2.2.2.9 Presure Control Ventilation (PCV):

- Được gọi là thông khí kiểm soát áp suất

- Đây là mode thở thông khí cơ học kiểm soát (CMV) mà tất cả nhịp thở đều giới hạn áp suất và có tính chu kỳ, ở mode thở này bệnh nhân không được kích hoạt máy.[6] [21]

2.2.2.10 Pressure Controlled Inverse Ratio Ventilation (PCIRV):

- Được gọi là thông khí kiểm soát áp suất đảo ngược tỷ lệ thở vào – thở ra

- Đây là một biến thể của mode thở PCV, trong đó thì thở vào dài hơn thì thở ra [5] [21]

Trang 30

Hình 2.18: Đồ thị nhịp thở thông khí kiểm soát áp suất đảo ngược tỷ lệ thở vào – ra

2.2.2.11 Pressure Support Ventilation (PSV):

- Được gọi là thông khí hỗ trợ áp suất

- Nỗ lực thở của bệnh nhân được máy thở trợ giúp một mức áp suất thở vào cài đặt trước

- Trong PSV, bệnh nhân quyết định tần số hô hấp, thời gian thở vào và thể tích khí lưu thông

- PSV có thể kết hợp với SIMV và CPAP [6] [21]

Trang 31

cứ trên sự tính toán áp suất/thể tích cho nhịp thở trước, so sánh với thể tích khí lưu thông định sẵn

- Nếu bệnh nhân thở cao hơn thể tích khí lưu thông tối thiểu định trước, máy thở sẽ giảm mức áp suất thở vào phù hợp với yêu cầu hỗ trợ của bệnh nhân

- Nếu tần số thở hạ xuống dưới mức báo động ngừng thở, máy thở sẽ tự động chỉnh sang chế độ thông khí có kiểm soát thể tích và điều chỉnh áp suất [5]

Hình 2.20: Đồ thị nhịp thở thông khí hỗ trợ thể tích

2.2.2.13 Proportional Assist Ventilation (PAV):

- Được gọi là thông khí hỗ trợ tỷ lệ, là một dạng mới của hỗ trợ thông khí

- Mode thở này cho phép dòng khí tự do chảy đến bệnh nhân ứng với nỗ lực của người bệnh Áp suất, lưu lượng, thể tích khí ở đường thở phía gần bệnh nhân đều được máy thở khuếch đại lên

- Áp suất do máy thở tạo ra để hỗ trợ nỗ lực thở vào của bệnh nhân dựa trên cơ sở lưu lượng và thể tích và sự khuếch đại những hệt số này do bác sĩ lâm sàng xác định

- Không như PSV có mức hỗ trợ là cố định, PAV có sự tăng hay giảm tỷ lệ hỗ trợ theo sự tăng hay giảm nhu cầu của bệnh nhân

- PAV cung cấp sự hỗ trợ không thay đổi bất kể nhu cầu của bệnh nhân, cũng như sự kết thúc đồng bộ của thì thở vào, và nó cho phép bệnh nhân kiểm soát dạng sóng lưu lượng thở vào

- PAV có bất lợi là nó chỉ cung cấp thông khí có hỗ trợ, nó không thể bù đắp sự rò rỉ và sự

hỗ trợ sẽ giảm sút khi có PEEP nội sinh [5]

Trang 32

Hình 2.21: Đồ thị nhịp thở thông khí hỗ trợ tỷ lệ

2.2.2.14 Airway Pressure Release Ventilation (APRV):

- Được gọi là thông khí áp suất đường thở được xả ngắt quãng

- Được mô tả như là hai mức đột của CPAP áp dụng cho các thời điểm cố định, nó cho phép nhịp thở tự nhiên xuất hiện ở cả hai mức độ Bác sĩ điều trị ấn định cả hai mức độ của CPAP và thời gian cần cho mỗi mức độ [5]

Trang 33

Hình 2.22: Đồ thị nhịp thở thông khí áp suất đường thở được xả ngắt quãng

2.2.2.15 Mandatory Minute Volume (MMV):

- Được gọi là thông khí phút bắt buộc

- Mode thở này giúp bệnh nhân thở tự nhiên nhưng đảm bảo một mức độ thông khí phút tối thiểu do bác sĩ điều trị ấn định

- Phương thức thông khí này máy thở giám sát thông khí phút của bệnh nhân và điều chỉnh thể tích khí tùy theo thông khí của bệnh nhân sao cho đủ thông khí phút đã cài đặt trước

- Khi sử dụng phương thức MMV thì phải cài đặt báo động cho tần số hô hấp cao [5]

Trang 34

Hình 2.23: Đồ thị nhịp thở thông khí phút bắt buộc với những nhịp thở cạn

2.2.2.16 Volume Assured Pressure Support (VAPS):

- Được gọi là hỗ trợ áp suất có bảo đảm thể tích

- Nếu không đạt được thể tích thông khí tối thiểu do bác sĩ cài đặt, áp suất tăng lên và dòng khí được giữ đều không thay đổi cho đến khi đạt được thể tích khí lưu thông theo yêu cầu [5] [21]

Hình 2.24: Đồ thị nhịp thở hỗ trợ áp suất có bảo đảm thể tích

2.2.2.17 Pressure Regulated Volume Control (PRVC):

Trang 35

- Phương thức này có áp suất thở vào được tự động điều chỉnh đến một trị số cơ bản dựa trên sự tính toán thể tích/áp suất cho nhịp thở trước, so sánh với mục tiêu thể tích khí lưu thông đã cài đặt

- Khi thể tích khí lưu thông đu đựic ứng với trị số cài đặt trước, mức áp suất sẽ giữ nguyên không thay đổi Nếu thể tích khí lưu thông đo được là quá cao so với cài đặt trước, áp suất sẽ hạ xuống cho đến khi thể tích đo được đã cân bằng với trị số cài đặt trước [5]

Hình 2.25: Đồ thị nhịp thở kiểm soát thể tích điều chỉnh áp suất

2.2.2.18 Adaptive Support Ventilation (ASV):

- Được gọi là thông khí hỗ trợ thích ứng

- Ở phương thức này, bác sĩ cần cài đặt cân nặng bệnh nhân, chọn sử dụng cho người lớn hoặc trẻ em, sau đó máy sẽ tính xấp xỉ các khoảng chết trong phổi và bắt đầu hoạt động Trong quá trình hoạt động, máy thở sẽ đo độ giãn nở, trở kháng và PEEP nội sinh của phổi, sau đó sẽ lựa chọn các thông số tần số, giới hạn áp suất, thời gian hít vào, tỉ lệ I:E cho nhịp thở bắt buộc và nhịp thở tự nhiên

- Khi bệnh nhân không có nhịp thở tự nhiên, máy sẽ cung cấp các nhịp thở bắt buộc Khi bệnh nhân có nhịp thở tự nhiên, máy sẽ cung cấp các nhịp hỗ trợ thể tích và bắt đầu giảm các nhịp thở bắt buộc [7]

Trang 36

Hình 2.26: Hình ảnh máy giúp thở của hãng Hamilton thực hiện thông khí hỗ trợ thích

ứng

2.2.2.19 High Frequency Ventilation (HFV):

- Được gọi là thông khí tần số thở cao, từ 150 – 3000 chu kì thở/phút

- Thường dùng cho trẻ sơ sinh và trẻ em trong ICU [4]

Trang 37

Hình 2.27: Đồ thị nhịp thở của thở tần số cao

2.2.2.20 Neurally Adjusted Ventilatory Assist (NAVA):

- Đây là phương pháp thông khí mới, bệnh nhân kích hoạt máy thở bằng tín hiệu não thông qua nỗ lực hít vào của lồng ngực

- Để sử dụng mode thở này, cần sử dụng dùng một ống xông (Catheter) luồn từ mũi qua họng thực quản và xuống dạ dày Catheter này gồm một ống thở, một ống ăn xông và 9 điện cực đảm bảo thu nhận một cách tốt nhất cho dù bệnh nhân có nghiêng ngả bất cứ tư thế nào, hệ thống phần mềm luôn theo dõi và lấy được tín hiệu điện kích thích cơ hoành Tín hiệu điện này được máy đồng bộ đồng pha đồng thì với nhịp thở cả trong chu kì hít vào và thở ra, giúp cho bệnh nhân thở một cách nhẹ nhàng êm ái nhất [4]

Hình 2.28: Nguyên tắc của thông khí NAVA

Trang 38

Hình 2.29: Cấu tạo của catheter đưa vào bệnh nhân

Trang 39

2.2.3.Các thông số cài đặt máy thở:

2.2.3.1.Volume Tidal (ml):

- Là thể tích khí lưu thông vào và ra phổi bệnh nhân, được tính dựa trên cân nặng của bệnh nhân (người lớn từ 10 - 15ml/kg, trẻ em 8 - 10ml/kg) Tương ứng với thở vào và thở

ra, ta có Vti và Vte

- Trong các mode thở thể tích, thì thể tích khí lưu thông được bác sĩ điều trị cài đặt trước

- Trong các mode thở áp lực, thể tích khí lưu thông phụ thuộc vào áp lực được cài đặt trước Do đó, khi thông số khác như độ giãn nở hay trở kháng của phổi thay đổi làm thay đổi áp lực đường thở thì thể tích khí lưu thông cũng thay đổi [4]

2.2.3.2.Flow rate (ml/min):

- Là lượng lưu lượng khí cung cấp cho bệnh nhân

- Trong các mode thở thể tích, lượng lưu lượng khí được cài đặt trước được cài đặt sao cho đáp ứng đủ nhu cầu đòi hỏi của bệnh nhân.Thông thường, lượng lưu lượng khí thường được cài đặt từ 40 – 100 ml/min Đôi khi, ta có thể cài đặt lượng lưu lượng khí thấp hơn, nhưng ta cần kéo dài thời gian lưu lượng khí vào bệnh nhân

- Trong các mode thở áp lực, lượng lưu lượng khí phụ thuộc vào giá trị áp suất cài đặt trước, trở kháng đường thở và nỗ lực thở của bệnh nhân [4]

2.2.3.3.Ratio of Inspiration to Expiration (I:E Ratio) (s):

- Là tỉ lệ thời gian thở vào – thở ra

- Tỉ lệ I:E này thông thường là 1:1.5 hay 1:2, thời gian thở ra gấp đôi thời gian thở vào

- Tỉ lệ I:E có thể được thay đổi tùy theo mục tiêu của bác sĩ như: thời gian thở vào ngắn dùng để làm trống phổi, thời gian thở vào dài dùng để cung cấp lượng oxy vào phổi nhiều hơn…Ngoài ra, ta còn có các mode thở đảo ngược tỉ lệ I:E (Inverse Ratio Ventilation – IRV) dùng để tăng khí oxy cho bệnh nhân, cải thiện khí máu động mạch [4]

Hình 2.31: Thay đổi thời gian thở vào trong các mục đích khác nhau của thông khí

2.2.3.4.Trigger Sensitivity (mbar, cmH2O, L/min):

Trang 40

- Là giá trị áp lực âm do bệnh nhân tạo ra trước khi máy giúp thở bơm vào các nhịp thở của máy Tùy theo từng loại máy giúp thở có cảm biến thể tích hay áp lực mà mức độ trigger được xác định theo áp lực hay thể tích

- Mục đích của cài đặt thông số này là giúp cho máy thở đồng bộ giữa nhịp thở của bệnh nhân và của máy

- Thông số trigger lý tưởng là càng nhỏ càng tốt, vì khi đó bệnh nhân sẽ tốn ít năng lượng hơn để kích hoạt máy thở Thông thường, nếu trigger khởi động bằng áp lực (pressure trigger) thì cài đặt là -0.5 cm H2O đến -1.5 cm H2O; nếu trigger khởi động bằng dòng khí (flow trigger) thì để chế độ 3 - 5lít/phút [4]

2.2.3.5 Frequency, rate (breath/min):

- Là giá trị tần số thở, tùy theo nhu cầu của bệnh nhân và phương thức điều trị mà bác sĩ cài đặt giá trị này

- Người lớn 12 - 14lần/phút, trẻ em tuỳ theo lứa tuổi:

- Trẻ mới sinh, sơ sinh 30 - 50lần/phút

- Trẻ từ 2 - 5 tuổi: 25 - 30 lần /phút

- Trẻ 5 - 15 tuổi: 18 - 25 lần/phút

- Ngoài ra cài đặt tần số thở phù hợp với chế độ thở, ví dụ như: SIMV, CMV 10-12 lần/phút, PSV: 8 - 10lần/phút ở người lớn [4]

2.2.3.6 Positive End Expiratory Pressure, PEEP (mbar, cm H2O):

- Là giá trị áp suất dương được giữ lại cuối kì thở ra

- Áp suất cuối thì thở ra làm tăng áp suất đường thở trung bình (Paw – Pressure airway)

và áp suất trung bình lồng ngực (mean intrathoraic pressure) Điều này tác động đến nhiều chức năng sinh lý Khi được áp dụng với nhiều mức độ thích hợp cho những cài đặt lâm sàng, PEEP cải thiện các hoạt động cơ học của phổi và sự trao đổi khí, và còn có thể có một số tác động khác lên hệ tim mạch [5]

2.2.3.7 Peak Inspiratory Pressure, PIP (mbar, cm H2O):

- Là giá trị áp lực đỉnh máy thở đưa vào phổi bệnh nhân (giới hạn trên 40cmH2O, giới hạn dưới 3cmH2O)

- Trong các mode thở áp lực, thì áp lực đỉnh được bác sĩ điều trị cài đặt trước

- Trong các mode thở thể tích, áp lực đỉnh phụ thuộc vào áp lực được cài đặt trước

- Bên cạnh giá trị PIP, ta cũng có giá trị Mean Airway Pressure (MAP) có giá trị bằng 1 nửa giá trị của PIP [4]

2.2.3.8.End Inspiratory Plateau Pressure (mbar, cm H2O):

- Với thông khí áp suất, với một bệnh nhân nhất định tại một mục tiêu áp suất cụ thể sẽ có một thời gian thở vào xác định mà ngoài thời gian đó thì xuất hiện một bình nguyên cuối

kì thở vào Kéo dài thời gian thở vào quá giới hạn này sẽ tạo nên một thời kỳ bình nguyên, trái lại rút ngắn thời gian thở vào dưới mức giới hạn này sẽ xóa mất bình nguyên

- Với thông khí thể tích, một khi đã cài đặt bình nguyên thì nó giữ nguyên không thay đổi mức độ cài đặt, trừ phi được bác sĩ lâm sàng cài đặt Với thông khí áp suất, độ dài của bình nguyên cuối kì thở vào biến đổi theo trở kháng bệnh nhân (patient impedance) [4]

Định dạng
Số trang	82
Dung lượng	3,46 MB