Cấu tạo và nguyên lý máy điều trị huyết khối tĩnh mạch sâu KENDALL SCD 700!

1.Cấu tạo

Thiết bị bao gồm các khối :

Khối nguồn : cung cấp nguồn điện một chiều 24 VDC cho bộ nén áp lực, 5

VDC cho hệ thống quạt gió, 5VDC cho hệ thống van điện từ, cảm biến áp suất

và 5VDC cho màn hình hiển thị. Nguồn điện cung cấp cho bộ tạo nén khí,

không khí sẽ được nén thông qua Bơm màng nhỏ. Nguồn pin dự phòng: cung

cấp nguồn điện cho thiết bị khi mất điện hoặc khối nguồn gặp sự cố.

Khối hiển thị:Hiển thị thông số khi máy hoạt động và thông tin cảnh báo cho người sử dụng biết.

Khối xử lý : thực hiện hai chưc năng

+Điều khiển trạng thái đóng mởcủa van để khí nén đi qua bộ ống nối và tới từng khoang của bao chi theo sự mong muốn dựa vào đặc tính nổi bật của van điện từ cùng với áp lực đo được từ cảm biến áp suất

+Nhậncáctínhhiệutừkhốicảmbiếnthựchiệncácxửlýđểchuyển đổicáctínhiệuđósangdạngtínhiệutiêuchuẩntronglĩnhvựcđoápsuấtnhưtínhiệungõrađiện áp 4 ~ 20 mA( tín hiệu thường được sử dụng nhất) , 0 ~ 5 VDC, 0 ~ 10 VDC, 1 ~ 5 VDC…

Cảm biến áp suất:

 +Được gắn ở giữa Van điện từ và Bơm để đo áp suất trên bao chi tác động lên thành tĩnh mạch.

+  Cảm biến áp suất là thiết bị điện tử chuyển đổi tín hiệu áp suất sang tín hiệu điện, thường được dùng để đo áp suất hoặc dùng trong các ứng dụng có liên quan đến áp suất.

+ Nguyên lý hoạt động cảm biến áp suất cũng gần giống như các loại cảm biến khác là cần nguồn tác động (nguồn áp suất, nguồn nhiệt,… nguồn cần đo của cảm biến loại đó) tác động lên cảm biến, cảm biến đưa giá trị về vi xử lý, vi xử lý tín hiệu rồi đưa tín hiệu ra.

+ Phần cảm biến là bộ phận nhận tín hiệu từ áp suất và truyền tín hiệu về khối xử lý. Tùy thuộc vào loại cảm biến mà nó chuyển từ tín hiệu cơ của áp suất sang dạng tín hiệu điện trở, điện dung, điện cảm, dòng điện … về khối xử lý.

Hệ thống van:

+ Là mộthệthốngvancóthểđiềukhiển độclậphoặckếthợp.Vanđiệntừlàgiảipháptối ưuđểgiảiquyết vấnđềtrên.Cácvanđượcđiều khiển bởi một dòng điện qua một cuộn dây (cuộn dây kim loại trở nên có từ tính khi có dòngđiện điquacuộndâyđó).Mộtcổngvàohaivandòngchảyđượcbậthoặctắt.Chúngtakếthợpsáuvan điệntừlạivớinhauthànhmộthệthốngđiềutiếtkhínéntớicáckhoangcủabaochimộtcáchchính xác với áp lực mongmuốn.

+ Nguyên lý hoạt động của van điện từ.

Vanđiệntừhoạtđộngdựtrênnguyênlýcảmứngđiệntừ.Khicódòngđiệnđiquacuộndây,cuộn dây sẽ xuất hiện từ tính. Dựa vào từ tính mà chúng ta có thể điều khiển van đóng hoặcmở.

Bao chi:

+ Bao chi là thiết bị trực tiếp tiếp xúc với chân bệnh nhân. Được thiết kế để nén giữ khí tác động lên thành tĩnh mạch. Vì vậy việc thiết kế bao chi rất quan trọng. Để đảm bảo chịu được lực nén, tạo cảm giác thoải mái lên chân bệnh nhân, rễ dàng sử dụng.

+ Đối với từng đối tượng bệnh nhân sẽ có một kích thước chân khác nhau nên chúng ta sẽ thiết kế các loại bao chi khác nhau.

+ Bao ch iđược thiết kết hành 3 khoang gồm cổ chân, bắp chân và vùng đùi.Lớp ngoài cùng được thiết kế để bảo vệ toàn bộ bao chi và được gắn hai miếng gián chắc chắn để cố định khi quấn lên chân bệnh nhân, lớp giữa là các khoang chứa khí và lớp trong cùng chất liệu mềm tạo cảm giác thoải mái cho bệnhnhân.

-Bộ tạo áp lực: tạo ra áp lực nén không khí đi vào hệ thống van điện từ.

2.Nguyên lý hoạt động

Thiết bị là một hệ thống nén khí nén được sử dụng để cải thiện tuần hoàn máu cho những bệnh nhân bị suy giảm khả năng vận động, do đó làm giảm nguy cơ hình thành máu đông dẫn đến tắc mạch máu.

Chúngtacóthểnénáplựclênthànhtĩnhmạchdướidạngliêntụchaytuầntự. Ở đây máy Kendall SCD-700là một hệ thống nén khí áp lực cơ học liên tục.

2.1 .Nguyên lý áp lực cơ học liên tục

Bình thường máu tĩnh mạch trở về tim nhờ có bốn yếu tố:

  • Lực đẩy từ động mạch, lực hút do tim co bóp;
  • Áp lực âm trong lòng ngực hút máu về tim;
  • Sự co bóp của các khối cơ cẳng chân (“bơm cơ”), ép vào các tĩnh mạch sâu và đẩy máu đi về tim; và
  • Hệ thống van trong lòng tĩnh mạch, giữ không cho máu trào ngược dòng.

Nhưng yếu tố quan trọng nhất chiếm phần trăm lớn nhất trong việc hỗ trợ máu về tim vẫn là sự co bóp của các khối cơ cảng chân nó được vĩ như là hệ thống bơm máu từ các vùng tĩnh mạch xa tim có thể về tuần hoàn máu lại.

Trong lòng tĩnh mạch chi dưới, ở phía dưới nếp bẹn có các van tĩnh mạch.Van được cấu tạo bởi 2 lá van nằm trong lòng tĩnh mạch. Hai lá van này có một đầu dính vào thành tĩnh mạch, phần còn lại nằm tự do trong lòng tĩnh mạch (như ảnh dưới đây). a: bờ tự do của lá van, b: mép của lá van, c: phần xoang van, d. phần lá van dính vào thành tĩnh mạch.

Máu được đưa về tim là nhờ khi chân cử động, cơ co bóp và bơm máu từ chân lên trên. Lúc đó các lá van sẽ mở ra, cho phép dòng máu “bẩn” trở về tim. Khi chân đứng yên, do tác động của trọng lực, dòng máu có khuynh hướng đi ngược từ trên xuống, nhưng vì các van đã đóng lại nên ngăn cản dòng máu chảy ngược xuống dưới. Nhưng khi bệnh nhân trải qua quá trình phẫu thuật, hay nằm lâu trên dường, bệnh nhân ở khoa khoa ICU, bệnh nhân đột quỵ, bệnh nhân suy tim suy hô hấp… không có áp lực được tạo ra từ cơ, thêm vào đó là chức năng của các van bị suy yếu không còn khép kín. Vì vậy máu không được tống đi hoàn toàn mà luẩn quẩn một phần sau van tĩnh mạch hoặc chảy ngược lại (bệnh nhân hở van tĩnh mạch) khiến hình thành cục máu đông.

Dựa vào đặc điểm như thế, chúng ta có thể bắt chước cơ thể tạo một lực nén tác động lên thành tĩnh mạch làm tĩnh mạch co lại kết quả là van được khép kín máu được tống đi hoàn toàn ngăn ngừa sự hình thành huyết khối.

Có hai cách để tạo áp lực lên thành tĩnh mạch: Nén liên tục và nén tuần tự. Nén liên tục được sử dụng thiết bị buồng đơn để gây áp lực dưới đầu gối theo chu kỳ. Nén tuần tự sử dụng một loạt các tuần tự các buồng áp lực khác nhau (áp lực dưới lớn hơn trên) để tạo áp lực phằng lên trên mắt cá chân [34].Mục đích của nén bên ngoài để lưu thông dòng máu nhanh hơn và mạch máu trống rỗng hoàn toàn làm giảm tình trạng ứ trễ tĩnh mạch.Ngoài ra thiết bị áp lực cơ học kích thích sự phá hủy fibrin nội sinh.Chất làm giảm DVT ở bệnh nhân sau phẫu thuật.

Tăng tốc dộ dòng máu bằng áp lực cơ học ngăn ngừa DVT

Tốc độ lưu thông dòng máu ở tĩnh mạch là rất quan trọng.Theo Nhà Sinh học Warwick Nesbitt từ Đại học Monash ở Melbourne khi tốc độ dòng máu chảy chậm, các tiểu cầu trở nên hoạt hóa. Khi các tiểu cầu cảm nhận được sự thay đổi về lưu lượng máu, chúng sẽ bắt đầu phát triển các ‘cánh tay’ nhỏ giống như các màng có thể quan sát dưới kính hiển vi và gắn với bề mặt bị tổn thương. Khi sự lưu thông máu giảm, các cánh tay sẽ bắt đầu hoạt động giống như các cơ nhỏ, thu gọn lại và cuộn lấy các tiểu cầu. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng sự hình thành các khối huyết này là do các prôtêin được giải phóng vào máu sau khi bị thương, khiến cho các tiểu cầu kết thành khối. Vì vậy việc làm tăng tốc độ lưu thông dòng máu vô cùng quan trọng trong vấn đề dự phòng huyết khối tĩnh mạch sâu.

Nhìn chung, máu đã di chuyển tích cực thông qua các tĩnh mạch trong giai đoạn giải nén. Vận tốc dòng máu bị giảm trong khoảng thời gian ngắn với cả hai hệ thống ở giữa các khoang. Hệ thống cho thấy khả năng làm rỗng hoàn toàn của mạch máu

Đối với phương cách nén liên tục. Áp lực được cung cấp liên tục ở các phần của chi theo từng chu kỳ mà không bị gián đoạn ở các phần của chi vì vậy có thể tạo áp lực vào thành mạch lớn hơn, tống máu đi một cách liên tục, tăng tốc độ lưu thông dòng chảy.

2.2. Nguyên lý của bộ nén áp lực máy

Với phương thức nén tuần tự. Áp lực được tạo từng khoang trên các bộ phận chi với áp lực khác nhau. Áp lực sẽ được nén từ khoang này qua khoang khác giữa các khoang không liên tục.

Cả hai phương thức đều có kết cấu tương đối giống nhau. Máy gồm hai bộ phận chính. Gồm bộ nén áp lực và bao quấn. Bộ nén áp lực nén khí lên từng khoang của bao chi theomộtchukỳxácđịnhthôngquamộthệthốngốngnối. Bao chiđượcthiếtkếchịuđượcáplực nén lên tới 45 mmHg và tạo cảm giác thoải mái lên bênhnhân.

Bơm sẽ nén khí tới hệ thống Van điện từ. Van điện từ có hai trạng thái đóng mở thông nhau. Khi Van mở khí sẽ đi qua Van tới ống nối và dẫn tới khoang của bao chi tương ứng với Van. Bơm đượcđiềukhiểnhoạtđộngchotớikhiáplựcđủở khoangbaochiđượcxácđịnhthôngquaáplực tác dụng lên cảm biến ápsuất.

Trong sơ đồ trên các số từ 1 đến 6 là hệ thống van điện từ được điều khiển độc lập hoặc kết hợp. Bơm sẽ hoạt động nén không khí tới hệ thống Van điện từ. Van này có hai cổng có thể ở hai trạng thái đóng hoặc mở. Ban đầu tất cả các van đều được đóng ngoại trừ van số 3. Không khí sẽ nén vào khoang thứ nhất của chân trái đến áp lực 45 mmHg. Giữ một khoảng thời gian nhất định (khoảng10phút)giữahaichukỳtướimáutĩnhmạchcủacơthểbệnhnhântạicổchândựavàosự chân lệch áp suất trong một chu kỳ tưới máu tại tĩnh mạch thông qua cảm biến áp suất từ đó thiết bị sẽ xác định được thời gian tưới máu tại tĩnhmạch.

Khiáplựckhínénởkhoangthứnhấtđạtgiátrị60mmHgmáysẽngừngbơmkhínénvàobaochi. Sau đó giữ một khoảng thời gian nhất định. Khi máu được tưới tại tĩnh mạch sẽ làm thành mạch giãn ra tiết diện bên trong của bao chi sẽ bị co lại và tạo nên áp lực lớn nhất dựa vào cảm biến áp suấtgắnliềnvớibộđếmthờigianchúngtacóthểđánhdấuthờigianlúcáplựclớnnhất.Khimáu được dịch chuyển từ tĩnh mạch về tim cũng là lúc thành tĩnh mạch co lại làm tiết diện bên trong bao chi giãn ra lúc này áp lực thấp nhất. Sau hai chu kỳ (tính ổn định) chúng ta có thể xác định được thời gian tưới máu tại tĩnh mạch. Đối với từng bệnh nhân, phụ thuộc vào độ tuổi, giới tính, thực trạng sức khỏe và nhiều yếu tố khác thì mỗi bệnh nhân có một thời gian tưới máu khác nhau và khác nhau theo từng giai đoạn. Nhằm nâng cao hiệu quả trong việc di chuyển được khốilượng lớnmáuvềtim,hạnchếtốithiểusựtrìtrệ,giatăngtốiđadòngchảy.Việcxácđịnhđượcthờigian tưới máu là rất quan trọng. Vì khi có thời gian tưới máu tại tĩnh mạch chúng ta thiết lập được chu kỳ bơm xả của từng khoang phù hợp với thực trạng từng bệnh nhân. Vì lý do thời gian tuới máu sẽ thay đổi theo thời gian hoặc thay đổi khi bệnh nhân vận động.

Với thiết kế để dò tìm thời gian tưới máu Vascular Refill Detection(VRD) của từng bệnh nhân vàtừnggiaiđoạnkhácnhau.Máynénáplựcphânđoạnlàmtănghiệuquảcaotrongviệcdựphòng huyết khối tĩnh mạch sâu (DVT) nhờ việc:

            – Luôn di chuyển được khối lượng lớn máu về tim

– Hạn chế tối thiểu sự trì trệ, gia tăng tối đa dòng chảy

-Tự điều chỉnh hoạt động phù hợp thời gian tưới máu tại tĩnh mạch bệnh nhân, định kỳ mỗi 20 phút giúp tăng cường sự chính xác.

– SCD-700 có hệ thống tự kiểm tra tích hợp bao gồm kiểm tra cảm biến kỹ thuật số, kết nối dải quấn và nguồn điện. Nếu một mã lỗi hiển thị trong quá trình hoạt động ban đầu của SCD-700, nó có thể được kiểm tra đối với khóa mã lỗi được gắn vào mặt bên của thiết bị SCD-700 để tham khảo thuận tiện.