nghiên cứu chế tạo thiết bị pha dịch lọc tự động dùng cho máy thận nhân tạo

2

BỘ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO








CHƯƠNG TRÌNH KHCN CẤP NHÀ NƯỚC KC.03/11-15


QUYỂN 1

BÁO CÁO TỔNG HỢP

KẾT QUẢ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ ĐỀ TÀI

NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO THIẾT BỊ PHA DỊCH LỌC TỰ ĐỘNG
DÙNG CHO MÁY THẬN NHÂN TẠO

MÃ SỐ: KC.03.TN14/11-15

Chủ nhiệm đề tài
(Ký tên)



TS. Vũ Duy Hải

Xác nhận của chủ tịch Hội đồng
Cơ quan chủ trì đề tài
(Ký tên, đóng dấu)







Hà Nội - 2013
3

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
HÀ NỘI
______________________________
CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

Hà Nội, ngày 9 tháng 4 năm 2013

BÁO CÁO THỐNG KÊ
KẾT QUẢ THỰC HIỆN ĐỀ TÀI



I. THÔNG TIN CHUNG
1. Tên đề tài: Nghiên cứu chế tạo thiết bị pha dịch lọc tự động dùng cho
máy thận nhân tạo
Mã số đề tài: KC.03.TN14/11-15
Thuộc: Nghiên cứu ứng dụng và phát triển công nghệ cơ khí và tự động hóa,
mã số KC.03/11-15

2. Chủ nhiệm đề tài:
Họ và tên: Vũ Duy Hải
Ngày, tháng, năm sinh: 09/04/1979 Nam/ Nữ: Nam
Học hàm, học vị: Tiến sĩ
Chức danh khoa học: Giảng viên Chức vụ: Phó trưởng Bộ
môn
Điện thoại: Tổ chức: 04.38682099 Nhà riêng: 04.36830040
Mobile: 0904148306 Fax: 04.38682099 E-mail:

Tên tổ chức đang công tác: Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội
Địa chỉ tổ chức: Số 1 Đại Cồ Việt, Hai Bà Trưng, Hà Nội
Địa chỉ nhà riêng: 708 Nơ19, Khu Đô thị Pháp Vân, Hoàng Mai, Hà Nội

3. Tổ chức chủ trì đề tài:
Tên tổ chức chủ trì đề tài: Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội
Điện thoại: 04.38692136 Fax: 04.38692006
E-mail:

Website:

Địa chỉ: Số 1 Đại Cồ Việt, Hai Bà Trưng, Hà Nội
Họ và tên thủ trưởng tổ chức: GS. Nguyễn Trọng Giảng
Số tài khoản: 3711.1.1057109
Kho bạc: Nhà nước Hai Bà Trưng, Hà Nội
Tên cơ quan chủ quản đề tài: Bộ Giáo dục và Đào tạo


4

II. TÌNH HÌNH THỰC HIỆN
1. Thời gian thực hiện đề tài:
- Theo Hợp đồng đã ký kết: từ tháng 1/ năm 2012 đến tháng 12/ năm2012
- Thực tế thực hiện: từ tháng 1/ năm 2012 đến tháng 12/ năm2012
2. Kinh phí và sử dụng kinh phí:
a) Tổng số kinh phí thực hiện: 730 tr.đ, trong đó:
+ Kính phí hỗ trợ từ SNKH: 730 tr.đ.
+ Kinh phí từ các nguồn khác: 0 tr.đ.
b) Tình hình cấp và sử dụng kinh phí từ nguồn SNKH:
Theo kế hoạch Thực t
ế đạt được
Số
TT
Thời gian
(Tháng, năm)
Kinh phí
(Tr.đ)
Thời gian

(Tháng, năm)
Kinh phí
(Tr.đ)
Ghi chú
(Số đề nghị
quyết toán)
1 3/2012 290 3/2012 290 290
2 6/2012 221 6/2012 221 203
3 12/2012 219 12/2012 219 219

c) Kết quả sử dụng kinh phí theo các khoản chi:
Đối với đề tài:
Đơn vị tính: Triệu đồng
Theo kế hoạch Thực tế đạt được
Số
TT
Nội dung
các khoản chi
Tổng SNKH Nguồn
khác
Tổng SNKH Nguồn
khác
1 Trả công lao động
(khoa học, phổ
thông)
350 350 350 350

2 Nguyên, vật liệu,
năng lượng
300 300 282 282

3 Thiết bị, máy móc
4 Xây dựng, sửa chữa
nhỏ

5 Chi khác 80 80 80 80

Tổng cộng 730 730 712 712
- Lý do thay đổi (nếu có): Trong thuyết minh đã được phê duyệt mua 06 cái bơm khuấy công
suất cao, tuy nhiên trên thực tế triển khai thiết kế chỉ cần 05 cái, 01 cái dự phòng không sử
dụng. Chủ nhiệm đề tài đề nghị hoàn trả lại phần kinh phí mua 01 cái bơm này cho Nhà nước
(18 triệu đồng).


5

3. Các văn bản hành chính trong quá trình thực hiện đề tài/dự án:
(Liệt kê các quyết định, văn bản của cơ quan quản lý từ công đoạn xác định nhiệm vụ, xét chọn, phê
duyệt kinh phí, hợp đồng, điều chỉnh (thời gian, nội dung, kinh phí thực hiện nếu có); văn bản của tổ
chức chủ trì đề tài, dự án (đơn, kiến nghị điều chỉnh nếu có)
Số
TT
Số, thời gian ban
hành văn bản
Tên văn bản
Ghi
chú
1 QĐ số 1643/ QĐ-
BKHCN ngày
8/6/2011
Phê duyệt danh mục đề tài NC KHCN tiềm năng thuộc

lĩnh vực Công nghệ cơ khí tự động hóa để xét chọn
thực hiện năm 2011

2 QĐ số 1811/ QĐ-
BKHCN ngày
27/6/2011
Thành lập Hội đồng khoa học và công nghệ tư vấn xét
chọn tổ chức và cá nhân chủ trì thực hiện đề tài NC
KHCN tiềm năng thực hiện năm 2011 thuộc lĩnh vực
Công nghệ cơ khí và tự động hóa

3 QĐ số 2164/ QĐ-
BKHCN ngày
22/7/2011
Phê duyệt các tổ chức, cá nhân chủ trì và thực hiện đề
tài NC KHCN tiềm năng để thực hiện từ năm 2011
thuộc lĩnh vực Công nghệ cơ khí và tự động hóa

4 QĐ số 3855/ QĐ-
BKHCN ngày
15/12/2011
Phê duyệt kinh phí, tổ chức và cá nhân chủ trì các
nhiệm vụ KHCN bắt đầu thực hiện trong kế hoạch
năm 2011 thuộc chương trình: Nghiên cứu ứng dụng
và phát triển công nghệ Có khí và tự động hóa. Mã số
chương trình KC.03/11-15.

5 HĐ số 14/2011/
HĐ-ĐTTN-
KC.03/11-15 ngày

12/1/2012
Hợp đồng NCKH và phát triển công nghệ giữa Ban
chủ nhiệm Chương trình KHCN trọng điểm cấp Nhà
nước KC.03/11-15, Văn phòng các chương trình trọng
điểm cấp nhà nước và Trường ĐH Bách Khoa Hà Nội,
chủ nhiệm đề tài TS. Vũ Duy Hải.

6 Báo cáo định kỳ
tình hình thực hiện
đề tài ngày
19/9/2012 của Chủ
nhiệm đề tài và Cơ
quan chủ trì đề tài
Kiến nghị: Trong thuyết minh đã được phê duyệt mua
06 cái bơm khuấy công suất cao, tuy nhiên trên thực tế
triển khai thiết kế chỉ cần 05 cái, 01 cái dự phòng
không sử dụng. Chủ nhiệm đề tài đề nghị hoàn trả lại
phần kinh phí mua 01 cái bơm này cho Nhà nước.


4. Tổ chức phối hợp thực hiện đề tài, dự án:
Số
TT
Tên tổ chức
đăng ký theo
Thuyết minh
Tên tổ chức đã
tham gia thực
hiện
Nội dung

tham gia chủ
yếu
Sản phẩm chủ
yếu đạt được
Ghi
chú
1 Khoa Thận nhân
tạo, Bệnh viện
Bạch Mai
Khoa Thận nhân
tạo, Bệnh viện
Bạch Mai
Phối hợp thử
nghiệm
Thử nghiệm, nhận
xét đánh giá kết
quả nghiên cứu

2 Khoa thận nhân
tạo, Bệnh viện đa
khoa Vĩnh Phúc
Khoa thận nhân
tạo, Bệnh viện đa
khoa Vĩnh Phúc
Phối hợp khảo
sát, phân tích
đánh giá
Khảo sát, phân
tích đánh giá hiện
trạng thực tế

3 Công ty TNHH
Thiết bị Y tế Việt
Phan
Công ty TNHH
Thiết bị Y tế Việt
Phan
Phối hợp nghiên
cứu, chạy thử
đánh giá tại
phòng thí
nghiệm
Phối hợp thiết kế
phần cơ khí cho
toàn bộ thiết bị,
chạy thử và đánh
giá thiết bị

6

4 Công ty TNHH
Thiết bị Y tế Việt
Nhật
Công ty TNHH
Thiết bị Y tế Việt
Nhật
Phối hợp nghiên
cứu, chạy thử
đánh giá tại
phòng thí

nghiệm
Phối hợp chạy thử
đánh giá thiết bị
tại phòng thí
nghiệm

5. Cá nhân tham gia thực hiện đề tài, dự án:
(Người tham gia thực hiện đề tài thuộc tổ chức chủ trì và cơ quan phối hợp, không quá 10 người
kể cả chủ nhiệm)
Số
TT
Tên cá
nhân đăng
ký theo
Thuyết
minh
Tên cá
nhân đã
tham gia
thực hiện
Nội dung tham gia
chính
Sản phẩm chủ yếu
đạt được
Ghi
chú
1 Vũ Duy Hải Vũ Duy Hải Khảo sát thực tế tại các
cơ sở y tế
Xây dựng các chỉ tiêu kỹ
thuật

Thiết kế tổng thể hệ
thống, xây dựng phương
áp thiết kế
Chạy thử tại phòng thí
nghiệm, hiệu chỉnh các
thông số thiết kế
Kết quả khảo sát
thực tế tại các cơ sở
y tế, xây dựng các
chỉ tiêu kỹ thuật thiết
kế, thiết kế tổng thể
hệ thống, đánh giá,
hiệu chỉnh sản phẩm
sau thiết kế


2 Nguyễn
Hữu Trung
Nguyễn
Thái Hà
Nghiên cứu lựa chọn
phương pháp tự động pha
dịch lọc từ chất rắn dạng
bột sang dạng dịch đồng
đều
Hoàn thiện hệ thống để
có thể đưa đi chạy thử
nghiệm tại cơ sở y tế
Lựa chọn phương
pháp tự động pha

dịch lọc từ chất rắ
n
dạng bột sang dạng
dịch đồng đều
Hoàn thiện hệ thống
để có thể đưa đi chạy
thử nghiệm tại cơ sở
y tế


3 Phạm Mạnh
Hùng
Phạm Mạnh
Hùng
Khảo sát thực tế tại các
cơ sở y tế
Nghiên cứu xây dựng các
chế độ pha dịch khác
nhau, phù hợp với hầu
hết các máy chạy thận
hiện đang sử dụng tại
Việt Nam
Nghiên cứu lựa chọn
phương pháp thiết kế
khoang chứa dịch vô
khuẩn
Thiết kế khối nguồn cách
ly cho hệ
thống
Xây dựng các chế độ

pha dịch khác nhau,
phù hợp với hầu hết
các máy chạy thận
hiện đang sử dụng
tại Việt Nam
Lựa chọn phương
pháp thiết kế khoang
chứa dịch vô khuẩn


4 Nguyễn
Thúy Anh
Nguyễn
Thúy Anh
Nghiên cứu quy trình
điều khiển lưu lượng
Xây dựng quy trình
điều khiển lưu lượng
nước siêu tinh khiết

7

nước siêu tinh khiết RO
Nghiên cứu thiết kế phần
cơ khí, điện tử điều
khiển, cảnh báo an toàn,
chỉ thị
Xây dựng phần mềm
giao tiếp bàn phím
RO

Xây dựng phần mềm
giao tiếp bàn phím
5 Đào Việt
Hùng
Đào Việt
Hùng
Khảo sát thực tế tại các
cơ sở y tế
Nghiên cứu các phương
pháp đo lường, kiểm soát
nồng độ dịch sau khi pha
theo tiêu chuẩn y tế
Nghiên cứu lựa chọn
phương án thiết kế, chế
tạo, lắp ráp toàn bộ hệ
thống
Chạy thử tại phòng thí
nghiệm, hiệu chỉnh các
thông số thiết kế
L
ựa chọn phương
pháp đo lường, kiểm
soát nồng độ dịch
sau khi pha theo tiêu
chuẩn y tế
Thử tại phòng thí
nghiệm, hiệu chỉnh
các thông số thiết kế

6 Đinh Thị

Nhung
Lại Hữu
Phương
Trung
Đinh Thị
Nhung
Nghiên cứu lựa chọn
phương pháp bơm dịch
vô khuẩn để cung cấp
cho các hệ thống điều trị
thận nhân tạo
Xây dựng phần mềm
điều khiển hiển thị các
thông số về chế độ rửa
của hệ thống
Lựa chọn phương
pháp bơ
m dịch vô
khuẩn để cung cấp
cho các hệ thống
điều trị thận nhân tạo
Xây dựng phần mềm
điều khiển hiển thị
các thông số về chế
độ rửa của hệ thống

7 Chử Đức
Hoàng
Đào Quang
Huân

Chử Đức
Hoàng
Nghiên cứu lựa chọn
phương pháp bơm dịch
pha lên bộ phân lưu trữ
vô khuẩn
Nghiên cứu lựa chọn
phương án thiết kế, chế
tạo, lắp ráp toàn bộ hệ
thống
Lựa chọn phương
pháp bơm dịch pha
lên bộ phân lưu trữ
vô khuẩn
Lựa chọn phương án
thiết kế, ch
ế tạo, lắp
ráp toàn bộ hệ thống

8 Trương
Ngọc Minh
Phạm Phúc
Ngọc
Trương
Ngọc Minh
Nghiên cứu lựa chọn quy
trình tự động điều khiển
các loại bơm pha dịch
Nghiên cứu lựa chọn
phương pháp kiểm soát

áp lực dịch
Lựa chọn quy trình
tự động điều khiển
các loại bơm pha
dịch
Lựa chọn phương
pháp kiểm soát áp
lực dịch

9 Nguyễn
Hữu Dũng
Nguyễn
Hữu Dũng
Nghiên cứu đặc trưng các
loại dịch lọc hiện đang
được sử dụng tại các cơ
sở y tế
Nghiên cứu lựa chọn
Báo cáo đặc trưng
các loại dịch lọc hiện
đang được sử dụng
tại các cơ sở y tế
Đánh giá hệ thống

8

phương pháp diệt khuẩn
trong quá trình pha dịch
Đánh giá hệ thống
10 Lê Thanh

Lịch
Lê Thanh
Lịch
Đánh giá hệ thống
Tiếp thị sản phẩm
Đánh giá hệ thống
- Lý do thay đổi (nếu có): Một cán bộ do bận công tác nên không thể tham gia thực hiện đề tài
như dự kiến.

6. Tình hình hợp tác quốc tế:
Số
TT
Theo kế hoạch
(Nội dung, thời gian, kinh phí, địa
điểm, tên tổ chức hợp tác, số
đoàn, số lượng người tham gia )
Thực tế đạt được
(Nội dung, thời gian, kinh phí, địa điểm,
tên tổ chức hợp tác, số đoàn, số
lượng
người tham gia )
Ghi
chú
1

7. Tình hình tổ chức hội thảo, hội nghị:
Số
TT
Theo kế hoạch
(Nội dung, thời gian, kinh phí, địa

điểm )
Thực tế đạt được
(Nội dung, thời gian, kinh phí,
địa điểm )
Ghi
chú
1 Hội thảo: “Hệ thống thiết bị pha dịch
lọc chạy thận nhân tạo tự động tại
Việt Nam”
Thời gian: 2012
Kinh phí: 10 triệu đồng
Địa điểm: Trường ĐHBK HN
Hội thảo: “Hệ thống thiết bị pha
dịch lọc chạy thận nhân tạo tự động
tại Việt Nam”
Thời gian: 2012
Kinh phí: 10 triệu đồng
Địa điểm: Trường Đ
HBK HN


8. Tóm tắt các nội dung, công việc chủ yếu:
(Nêu tại mục 15 của thuyết minh, không bao gồm: Hội thảo khoa học, điều tra khảo sát trong
nước và nước ngoài)
Thời gian
(Bắt đầu, kết thúc
- tháng … năm)
Số
TT
Các nội dung, công việc

chủ yếu
(Các mốc đánh giá chủ yếu)
Theo kế
hoạch
Thực tế
đạt được
Người,
cơ quan
thực hiện
1 Xây dựng các chỉ tiêu kỹ thuật
thiết kế, thiết kế tổng thể hệ
thống
2/2012-
4/2012
4/2012 Vũ Duy Hải
Phạm Mạnh Hùng
Nguyễn Thái Hà
ĐHBK Hà Nội
2 Thiết kế khối diệt khuẩn trong
quá trình pha dịch
4/2012-
5/2012
4/2012 Phạm Phúc Ngọc
ĐHBK Hà Nội
Nguyễn Hữu Dũng
Bệnh viện Bạch Mai
3 Thiết kế khối đo lường nồng độ
dịch sau khi pha theo tiêu chuẩn
y tế
4/2012-

5/2012
4/2012 Phạm Phúc Ngọc
Đào Việt Hùng
ĐHBK Hà Nội
9

4 Thiết kế khối kiểm soát nồng độ
dịch cho các chế độ pha khác
nhau
5/2012-
7/2012
4/2012 Lại Hữu Phương Trung
Đào Việt Hùng
ĐHBK Hà Nội
5 Thiết kế khối nguồn cách ly cho
hệ thống
5/2012-
7/2012
4/2012 Lại Hữu Phương Trung
Phạm Mạnh Hùng
ĐHBK Hà Nội
6 Xây dựng phần mềm điều khiển
hiển thị các thông số về chế độ
rửa của hệ thống
6/2012-
8/2012
4/2012 Đào Việt Hùng
Lại Hữu Phương Trung
ĐHBK Hà Nội
7 Xây dựng phần mềm giao tiếp

bàn phím
5/2012-
8/2012
4/2012 Đào Việt Hùng
Nguyễn Thúy Anh
ĐHBK Hà Nội
8 Thiết kế khối kiểm soát áp lực
dịch cung cấp cho các máy chạy
thận
5/2012-
8/2012
9/2012 Đào Quang Huân
Phạm Phúc Ngọc
ĐHBK Hà Nội
9 Thiết kế khối điều khiển giao
tiếp
7/2012-
9/2012
9/2012 Lại Hữu Phương Trung
Nguyễn Thúy Anh
ĐHBK Hà Nội
10 Thiết kế khối hiển thị trên màn
hình TFT-LCD
7/2012-
9/2012
9/2012 Phạm Phúc Ngọc
Nguyễn Thái Hà
ĐHBK Hà Nội
11 Thiết kế phần cơ khí cho hệ
thống

8/2012-
9/2012
9/2012 Vũ Duy Hải
ĐHBK Hà Nội
Lê Thanh Lịch
Công ty Việt Phan
12 Lắp ráp toàn bộ hệ thống, đo
lường các thông số kỹ thuật sau
thiết kế
9/2012-
10/2012
11/2012 Đào Quang Huân
Đào Việt Hùng
ĐHBK Hà Nội
13 Chạy thử tại phòng thí nghiệm,
đánh giá hiệu chỉnh các thông số
10/2012-
12/2012
11/2012 Phạm Phúc Ngọc
ĐHBK Hà Nội
Lê Thanh Lịch
Công ty Việt Phan

III. SẢN PHẨM KH&CN CỦA ĐỀ TÀI, DỰ ÁN
1. Sản phẩm KH&CN đã tạo ra:
a) Sản phẩm Dạng I:
Số
TT
Tên sản phẩm và chỉ tiêu
chất lượng chủ yếu

Đơn
vị đo
Số
lượng
Theo kế hoạch
Thực tế
đạt được
1 Thiết bị pha dịch lọc tự động
dùng trong điều trị thận nhân
tạo công suất lớn, cung cấp
đồng thời cho nhiều hệ thống
điều trị thận nhân tạo đạt
công suất 30lít/giờ
Thiết
bị
01 Công suất pha
30lít/giờ
Công suất pha
30lít/giờ
10

b) Sản phẩm Dạng II:
Yêu cầu khoa học
cần đạt

Ghi
chú

Số
TT

Tên sản
phẩm

Theo kế hoạch Thực tế
đạt được

1 Phần mềm
điều khiển
Phần mềm điều khiển cài đặt
cho bộ xử lý trung tâm của
sản phẩm thiết kế thực hiện
chức năng điều khiển hoạt
động trong toàn hệ thống
Phần mềm điều khiển cài đặt
cho bộ xử lý trung tâm của
sản phẩm thiết kế thực hiện
chức năng
điều khiển hoạt
động trong toàn hệ thống

2 Bản vẽ thiết
kế
Bản vẽ đầy đủ, rõ ràng, chính
xác các phần thiết kế trong đề
tài
Bản vẽ đầy đủ, rõ ràng, chính
xác các phần thiết kế trong đề
tài

c) Sản phẩm Dạng III:
Yêu cầu khoa học
cần đạt

Số
TT
Tên sản
phẩm

Theo
kế hoạch
Thực tế
đạt được
Số lượng, nơi công bố
(Tạp chí, nhà xuất bản)
1 1-2 Bài báo
khoa học
trong nước

Tạp chí, kỷ
yếu hội nghị
có phản biện
trong nước

Tạp chí, kỷ
yếu hội nghị
có phản biện
trong nước

1 bài tại Hội nghị quốc tế trong nước:

The 4rd International Conference on
Communications and Electronics
(ICCE), 1-3th Aug 2012, Hue,
Vietnam, pp: 647-651.

d) Kết quả đào tạo:
Số lượng
Số
TT
Cấp đào tạo, Chuyên
ngành đào tạo
Theo kế hoạch Thực tế đạt
được
Ghi chú
(Thời gian kết
thúc)
1
Kỹ sư chuyên ngành Điện
tử y sinh, Kỹ thuật y sinh
2-3 4
Đã bảo vệ tốt
nghiệp

đ) Thống kê danh mục sản phẩm KHCN đã được ứng dụng vào thực tế
Số
TT
Tên kết quả
đã được ứng dụng
Thời
gian

Địa điểm
(Ghi rõ tên, địa chỉ
nơi ứng dụng)
Kết quả
sơ bộ
1 Thiết bị pha dịch lọc
tự động dùng cho
máy thận nhân tạo
12/2012-
1/2013
Khoa Thận nhân
tạo, Bệnh viện
Bạch Mai
Đáp ứng được các yêu cầu
kỹ thuật cần thiết cho việc
pha dịch lọc (Giấy nhận
xét kèm theo)

2. Đánh giá về hiệu quả do đề tài, dự án mang lại:
a) Hiệu quả về khoa học và công nghệ:
(Nêu rõ danh mục công nghệ và mức độ nắm vững, làm chủ, so sánh với trình độ công nghệ
so với khu vực và thế giới…)
11

Việc nghiên cứu chế tạo và triển khai thử nghiệm thành công thiết bị sẽ là một trong những
khâu quan trọng trong lộ trình nghiên cứu, làm chủ về khoa học trong toàn bộ lĩnh vực thận
nhân tạo mà nhóm đã định hướng bao gồm: Hệ thống điều trị thận nhân tạo, thiết bị lọc màng
bụng, thiết bị pha dịch tự động, thiết bị lọc huyết tương, thiế
t bị lọc nước siêu tinh khiết RO,
thiết bị rửa quả lọc và dây dẫn máu tự động. Đây là một lĩnh vực đang nóng bỏng của ngành

Y tế cũng như những ngành liên quan do chi phí điều trị cho bệnh nhân là rất lớn. Bên cạnh
đó, sản phẩm nghiên cứu sẽ đóng góp vào Chương trình nghiên cứu sản xuất thiết bị y tế
trong nước giai đoạn 2011-2015 do Chính phủ chỉ đạ
o.
b) Hiệu quả về kinh tế xã hội:
(Nêu rõ hiệu quả làm lợi tính bằng tiền dự kiến do đề tài, dự án tạo ra so với các sản phẩm
cùng loại trên thị trường…)
Theo tính toán sơ bộ ở trên, nếu sử dụng thiết bị pha dịch lọc tự động, trung bình có thể tiết
kiệm được 5.000đồng/lít dịch lọc. Vì vậy, mỗi năm ngành Y tế có thể tiết kiệm khoả
ng 700tỷ
đồng cho việc nhập dịch lọc. Bên cạnh đó, với gần 1.000 cơ sở y tế điều trị suy thận trên cả
nước nhưng hiện tại hầu như chưa có cơ sở nào sản xuất thiết bị pha dịch lọc tự động tại thị
trường Việt Nam. Các thiết bị nhập ngoại vừa đắt tiền lại vừa không phù hợp v
ới điều kiện
của Việt Nam nên chưa được ứng dụng nhiều. Trong khi đó sản phẩm của đề tài sẽ khắc phục
những nhược điểm trên nên rất phù hợp với điều kiện của Việt Nam. Một số công ty sản xuất
kinh doanh về trang thiết bị y tế rất muốn triển khai sản xuất hệ thống thiết bị này tại Vi
ệt
Nam nên đã phối hợp nghiên cứu với đơn vị chủ trì thực hiện ngay từ bước đầu. Vì vậy, khả
năng ứng dụng các kết quả nghiên cứu vào sản xuất kinh doanh là rất lớn. Việc nghiên cứu
thành công thiết bị để triển khai tại các cơ sở y tế sẽ giảm được chi phí trong việc nhập khẩu
và lưu kho dịch lọc, từ đó giảm giá thành đ
iều trị cho bệnh nhân. Hiện tại, ngành Y tế và bảo
hiểm mới chỉ đáp ứng điều trị được cho khoảng 10% số lượng bệnh nhân suy thận giai đoạn
cuối. Nếu triển khai tốt việc thực hiện pha dịch lọc tự động tại chỗ thì có thể tiết kiệm được
trên 30% chi phí cho dịch lọc, từ đó có thể tăng tỷ lệ bệ
nh nhân suy thận được điều trị. Bên
cạnh đó, với việc nghiên cứu làm chủ công nghệ chế tạo thiết bị sẽ góp phần vào việc đào tạo
trình độ bậc cao trong lĩnh vực điện tử y sinh và trang thiết bị y tế công nghệ cao.
3. Tình hình thực hiện chế độ báo cáo, kiểm tra của đề tài, dự án:

Số
TT
Nội dung
Thời gian
thực hiện
Ghi chú
(Tóm tắt kết quả, kết luận chính, người chủ trì…)
I Báo cáo định kỳ 20/10/2012 Các nội dung nghiên cứu phải triển khai theo
quy định đều đã hoàn thành theo đúng yêu cầu
trong thuyết minh của đề tài. Kết quả nghiên cứu
tốt, đáp ứng đầy đủ các yêu cầu chuyên môn
phục vụ đề tài.
Việc giải ngân được cấp cho đề tài cũng đã hoàn
thành, theo đúng những quy định của Nhà nước.
Kiến nghị Ban chủ nhiệm chương trình và Văn
phòng các chương trình tạo
điều kiện cấp nốt
phần kinh phí còn lại của đề tài để nhóm nghiên
12

cứu tiếp tục triển khai các nội dung còn lại của
đề tài.
II Kiểm tra định kỳ 19/09/2012 Các nội dung NC đạt yêu cầu
Tiến độ giải ngân đúng thời hạn
Cần tăng tốc độ thực hiện để kịp nghiêm thu cuối
năm
III Nghiệm thu cấp
cơ sở
29/12/2012 Đạt yêu cầu, đủ điều kiện cho nghiệm thu cấp
Nhà nước

IV Nghiệm thu cấp
Nhà nước
23/03/2013 Đạt loại xuất sắc, đề nghị cho phát triển thành
Dự án sản xuất thử nghiệm


Chủ nhiệm đề tài
(Họ tên, chữ ký)



TS. Vũ Duy Hải

Thủ trưởng tổ chức chủ trì
(Họ tên, chữ ký và đóng dấu)

13

MỤC LỤC



CHƯƠNG I: PHẦN MỞ ĐẦU………………………………………………………………… 1
1.1. MỞ ĐẦU………………………………………………………………………………. 1
1.2. THÔNG TIN CHUNG VỀ ĐỀ TÀI……………………………………………… 2
CHƯƠNG II: TỔNG QUAN VỀ THẬN NHÂN TẠO VÀ QUY TRÌNH SỬ DỤNG DỊCH
LỌC……………
4
2.1. GIỚI THIỆU CHUNG……………………………………………………………… 4
2.2. NGUYÊN LÝ CƠ BẢN CỦA THẬN NHÂN TẠO………………………………. 5
2.2.1. Đại cương……………………………………………………………………. 5
2.2.2. Thận nhân tạo……………………………………………………………… 5
CHƯƠNG III: NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU………………………… 8
3.1. KHẢO SÁT THỰC TẾ TẠI CÁC CƠ SỞ Y T
Ế………… ………………………. 8
3.1.1. Phương pháp nghiên cứu …………………………………………………… 8
3.1.2. Nội dung nghiên cứu ……………………………………………………… 8
3.2. THIẾT KẾ TỔNG THỂ HỆ THỐNG ………… …………………………………. 18
3.2.1. Các căn cứ thiết kế………………………………………………… 18

3.2.2. Phương pháp nghiên cứu………… ……………………………………… 18
3.2.3. Xây dựng bộ thông số kỹ thuật chuẩn……………………………………… 18
3.2.4. Xây dựng nguyên lý làm việc của thiết bị………………………………… 19
3.2.5. Thiết kế sơ đồ điều khiển chi tiết…………………………………………… 21
3.3. THIẾT KẾ CHI TIẾT CHO HỆ THỐNG……………………………………… 25
3.3.1. Phương pháp nghiên cứu……………………………………………………. 25
3.3.2. Thiết k
ế khối diệt khuẩn trong quá trình pha dịch………………………. 25
3.3.3. Thiết kế khối đo lường nồng độ dịch sau khi pha theo chuẩn y tế………. 31
3.3.4. Thiết kế khối kiểm soát nồng độ dịch cho các chế độ pha khác nhau……. 36
3.3.5. Thiết kế khối nguồn cách ly cho hệ thống………….………………………. 42
3.3.6. Xây dựng phần mềm điều khiển hiển thị các thông số….…………………. 46
CHƯƠNG IV: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU……………………………………………………. 57
4.1. THIẾT KẾ CÁC MÔĐUN PHẦN CỨ
NG….…………….…………………………. 57
4.1.1. Môđun điều khiển trung tâm……………… ……………………………… 57
4.1.2. Môđun điều khiển bơm và van điện từ… ………………………………… 59
4.1.3. Một số môđun phần cứng khác…………… ……………………………… 60
4.2. HỆ THỐNG GHÉP NỐI HOÀN CHỈNH …………………………………………. 62
4.3. KẾT QUẢ ĐO LƯỜNG, ĐÁNH GIÁ TẠI PTN………………………….………… 63
4.3.1. Nội dung và yêu cầu đo lường, đánh giá… ……………………………… 63
4.3.2. Kết quả đo lường, đánh giá………… … ………………………………… 64
4.4. KẾT QUẢ ĐÁNH GIÁ THỰC TẾ…………… ……………………………………. 75
CHƯƠNG V: KẾT LUẬN VÀ KI
ẾN NGHỊ………… …………………………………… 76
TÀI LIỆU THAM KHẢO……………………………………………………………………… 77


14

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT

STT Chữ viết tắt Thuật ngữ tiếng Việt
1 ACK Yêu cầu lệnh xử lý
2 ADD Địa chỉ của môđun cần truyền đến
3 ARDS Suy hô hấp cấp tiến triển
4 BN Bệnh nhân
5 CBP Lọc máu liên tục
6 CRRT Liệu pháp thay thế thận liên tục
7 CS Mã kiểm tra lỗi dữ liệu của khung thông tin khi truyền
8 CSMT Liệu pháp hỗ trợ đa tạng liên tục
9 DL Ống thông hai nòng
10 ĐM Động mạch
11 G-LCD LCD đồ họa
12 HD Thận nhân tạo
13 HFD Quả thận nhân tạo sợi rỗng
14 HSCC & CĐ Hồi sức cấp cứu và chống độc
15 IC Mạch tổ hợp
16 IHD Thẩm tách máu ngắt quãng
17 KHC Khuấy hai chiều
18 KN Khuấy nganh
19 LCD Màn hình hiển thị đồ họa
20 LD Lọc dịch
21 LED Điốt phát quang (đèn LED)
22 MOFS Suy đa phủ tạng
23 PD Pha dịch
24 RO Thẩm thấu ngược (dùng trong kỹ thuật lọc nước siêu tinh khiết)
25 RTD Nhiệt điện trở
26 SCL Dây truyền xung nhịp
27 SDA Dây truyền dữ liệu

28 SPM Màng bán thấm
29 SW Chuyển mạch
30 TM Tĩnh mạch
31 UV Đèn cực tím
32 VĐK Vi điều khiển

15

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Ký hiệu Tên bảng biểu Trang
Bảng 1 Hàm lượng các chất trong dịch A và B của B.Braun 8
Bảng 2 Hàm lượng các chất trong dịch A và B của B.Braun 11
Bảng 3 Nồng độ các loại dịch sau pha của hãng Rockwell 14
Bảng 4 Nồng độ các loại dịch sau pha của hãng Niegle 17
Bảng 5 Bộ thông số kỹ thuật chuẩn cho thiết bị 18
Bảng 6 Các kết quả đo lường thực nghiệm cho khối diệt khuẩn 30
Bảng 7 Độ dẫn điện đương lượng của một số Ion tiêu biểu 31
Bảng 8 Kết quả đo thực nghiệm độ dẫn điện của dung dịch NaCl 36
Bảng 9 Kết quả đo thực nghiệm độ dẫn điện của dung dịch Bicarbonat 36
Bảng 10 Kết quả thực nghiệm kiểm soát mức RO bằng cảm biến siêu âm
SRF02
41
Bảng 11 Bảng số liệu đo được sau khi thiết kế hoàn chỉnh được đo bằng tải giả 45
Bảng 12 Các lệnh điều khiển LCD DM12864A 50
Bảng 13 Các lệnh điều khiển LCD 2 dòng 16 cột 51
Bảng 14 Tổng hợp các thông số về điện của môđun điều khiển trung tâm 58
Bảng 15 Tổng hợp các thông số về điện của môđun điều khiển bơm, van điện từ 59
Bảng 16 Kết quả đo các thông số của đầu ra +24V 64
Bảng 17 Kết quả đo các thông số của đầu ra +12V 64

Bảng 18 Kết quả đo các thông số của đầu ra -12V 64
Bảng 19 Kết quả đo các thông số của đầu ra COM 64
Bảng 20 Kết quả đo các thông số của đầu ra +5V 65
Bảng 21 Kết quả đo các thông số của đầu ra –V 65
Bảng 22 Kết quả đo các thông số của đầu ra +V 66
Bảng 23 Kết quả đo thông số dòng rò của nguồn 12V khi chưa nối đất 66
Bảng 24 Kết quả đo thông số dòng rò của nguồn 12V khi nối đất 66
Bảng 25 Kết quả đo các thông số điện áp - dòng điện các thành phần trong máy 67
Bảng 26 Kết quả kiểm tra hoạt động của các quy trình pha và hệ thống bơm,
van
68
Bảng 27 Kết quả đo độ cao và thời gian bơm nước vào 69
Bảng 28 Kết quả đo thời gian bơm nước ra 70
Bảng 29 Kết quả đọc độ cao của cảm biến siêu âm và so sánh 71
Bảng 30 Kết quả đo độ dẫn điện của dung dịch 72
Bảng 31 Kết quả đo thời gian hoàn thành pha dịch Acetate của 4 quy trình 73
Bảng 32 Kết quả đo thời gian hoàn thành pha dịch Bircabonate của 4 quy trình 73
Bảng 33 Kết quả nhiệt độ hoạt động của van và bơm sau một ngày làm việc 74

16

DANH MỤC HÌNH VẼ

Ký hiệu Tên hình vẽ Trang
Hình 1 Các can dịch (A và B) được xếp đống tại hành lang bệnh viện 9
Hình 2 Dịch lọc được xếp trong phòng chờ của bệnh nhân 10
Hình 3 Hai loại dịch A và B của B.Braun được sử dụng tại khoa 11
Hình 4 Dịch lọc được xếp trong phòng chờ của bệnh nhân 12
Hình 5 Thiết bị pha dịch lọc của Rockwell, Mỹ 13
Hình 6 Các loại bột dịch dùng cho thiết bị pha dịch của Rockwell 14

Hình 7 Thiết bị pha dịch lọc của Nigale Electronic, Trung Quốc 15
Hình 8 Các loại bột dịch dùng cho thiết bị pha dịch của Nigale Electronic 16
Hình 9 Sơ đồ khối tổng quát của hệ thống pha dịch 20
Hình 10 Sơ đồ kết nối hệ thống của một môđun pha dịch tự động 21
Hình 11 Công đoạn khuấy 2 chiều 22
Hình 12 Công đoạn lọc dịch 22
Hình 13 Công đoạn kiểm tra độ dẫn lọc dịch 22
Hình 14 Công đoạn bơm dịch ra 23
Hình 15 Công đoạn rửa máy 23
Hình 16 Công đoạn xả dịch hỏng 24
Hình 17 Một đoạn DNA của vi khuẩn trước và sau khi bị chiếu tia cực tím 25
Hình 18 Quang phổ bức xạ của đèn cực tím dùng khí thủy ngân 26
Hình 19 Sơ đồ khối hệ thống điều khiển đèn cực tím 26
Hình 20 Mạch đóng cắt đèn cực tím 27
Hình 21 Sơ đồ khối điều khiển đèn cực tím 27
Hình 22 Điện áp (trên cùng, thang 100 V/div) và dòng điện của đèn cực tím 28
Hình 23 Đường cong tuyến tính biểu thị tương quan giữa giá trị ĐK và mức
sáng
28
Hình 24 Mạch nguồn chính, cấp 24V, 12V và 5V có bảo vệ quá dòng 29
Hình 25 Mạch báo sụt điện áp 12V và 24V 29
Hình 26 Mạch điều khiển cho khối diệt khuẩn dịch pha 30
Hình 27 Nguyên lý làm việc của cảm biến độ dẫn điện dung dịch 32
Hình 28 Sơ đồ khối mạch đo độ dẫn dịch lọc 33
Hình 29 Sơ đồ nguyên lý mạch đo độ dẫn dung dịch 34
Hình 30 Mạch chế tạo hoàn chỉnh 35
Hình 31 Phương pháp đo mức nước bằng phao điện tử 37
Hình 32 Nguyên lý đo mức bằng cảm biến siêu âm 38
Hình 33 Nguyên lý đo khoảng cách bằng sóng siêu âm 38
Hình 34 Sơ đồ nguyên lý của mạch kiểm soát dùng cảm biến siêu âm 39

Hình 35 Mô hình hoạt động của cảm biến siêu âm 39
17

Hình 36 Sơ đồ mạch bộ phát xung vuông 40
Hình 37 Sơ đồ khối mạch Buffer trước khi tới đầu phát 40
Hình 38 Sơ đồ khối lọc thông thấp và khuếch đại cho bộ nhận sóng âm 40
Hình 39 Khối cảm biến siêu âm dùng để kiểm soát nồng độ dịch 41
Hình 40 Sơ đồ khối của bộ nguồn ổn áp xung cách ly đa mức 44
Hình 41 Sơ đồ khối và các điểm đo thử nghiệm trên tải giả 45
Hình 42 Sơ đồ và điểm đo ở hai chế độ dòng dò và điện trở cách ly 45
Hình 43 Sơ đồ khối hệ thống điều khiển và hiển thị của thiết bị 47
Hình 44 Lưu đồ thuật toán điều khiển và hiển thị cho phần hệ thống 47
Hình 45 Lưu đồ thuật toán điều khiển và hiển thị cho phần pha dịch 49
Hình 46 Màn hình ở chế độ pha dịch (Màn hình chính) 55
Hình 47 Màn hình ở chế độ Thiết lập các thông số cho các quy trình pha dịch 56
Hình 48 Màn hình ở chế độ kiểm tra các thông số vật lý của máy 56
Hình 49 Kết quả thiết kế môđun điều khiển trung tâm 58
Hình 50 Kết quả thiết kế môđun điều khiển bơm và van điện từ 60
Hình 51 Mạch đo và kiểm soát lưu lượng bằng siêu âm và đếm xung 60
Hình 52 Mạch điều khiển công suất đèn UV 61
Hình 53 Mạch nguồn cách ly đa mức 61
Hình 54 Mạch đo và kiểm soát độ dẫn dịch lọc 61
Hình 55 Mạch giao tiếp bàn phím điều khiển 62
Hình 56 Hệ thống ghép nối hoàn chỉnh tại phòng thí nghiệm 62
Hình 57 KTV tại Khoa thực hiện pha và lấy mẫu dịch sau pha đi xét nghiệm 75
Hình 58 Kỹ thuật viên đo lường và đánh giá các thông số 75

18

CHƯƠNG I: PHẦN MỞ ĐẦU



1.1. MỞ ĐẦU
Hiện nay, tại Việt Nam, số lượng bệnh nhân phải chạy thận nhân tạo ngày càng tăng.
Theo kết quả nghiên cứu của GS.Thầy thuốc nhân dân Nguyễn Nguyên Khôi, nguyên trưởng
khoa Thận nhân tạo, Bệnh viện Bạch Mai: hiện nay cả nước ta có khoảng trên 5.000.000 bệnh
nhân mắc bệnh niệu thận, trên 700.000 bệnh nhân mắc bệnh suy thận, trên 300.000 bệnh nhân
mắc bệnh suy thận độ I, trên 200.000 bệnh nhân mắc bệ
nh suy thận độ II, trên 100.000 bệnh
nhân mắc bệnh suy thận độ III và trên 80.000 bệnh nhân mắc bệnh suy thận giai đoạn cuối -
đây là những bệnh nhân cần được điều trị thường xuyên và liên tục. Hàng năm sẽ có thêm
khoảng 800.000 bệnh nhân suy thận mới. Đặc biệt, chúng ta mới đáp ứng khả năng điều trị
cho 10% số bệnh nhân suy thận giai đoạn cuối, còn lại 90% bệnh nhân sẽ
tử vong [1, 2]
( />).

Với khoảng 10.000 bệnh nhân thường xuyên phải điều trị suy thận bằng phương pháp
chạy thận nhân tạo. Với tần suất điều trị là 3lần/tuần, mỗi tuần sẽ có khoảng 30.000 ca điều
trị. Trong mỗi ca điều trị, trung bình người bệnh phải sử dụng khoảng 10 lít dịch lọc. Vì thế,
trung bình mỗi tuần các cơ sở y tế phải s
ử dụng khoảng 300.000 lít dịch lọc khác nhau. Trên
thực tế hiện nay tại các bệnh viện, hầu hết lượng dịch lọc này đều phải nhập khẩu từ nước
ngoài dưới dạng đã pha và đóng thành can sẵn, với giá thành trung bình là 15.000đồng/lít. Do
vậy, tổng kinh phí chi cho việc nhập khẩu dịch lọc mỗi tuần vào khoảng 4.5 tỷ đồng. Nếu chỉ
thực hiện việc nhập bột dị
ch và tiến hành pha dịch tại chỗ thông qua thiết bị pha dịch, trung
bình tính các khoản chi phí, mỗi lít dịch lọc chỉ còn 10.000đồng. Một số cơ sở y tế đã thực
hiện pha dịch tại chỗ bằng phương pháp thủ công để giảm chi phí. Tuy nhiên, với quy trình
pha bằng tay này thì vấn đề chất lượng cũng như hiệu quả trong vấn đề sử dụng dịch lọc là
chưa cao.

Một số hệ thống thiết bị nhập ngoại có giá thành và chi phí cho việc vận hành còn khá
cao, chưa phù hợp với điều kiện kinh tế của các nước đang phát triển như Việt Nam. Đặc biệt
với một số tính năng không phù hợp như quy trình vận hành phức tạp, này mới chỉ thực hiện
được 1 chế độ pha bột dịch của chính hãng sản xuất chứ chưa có chế
độ pha cho các loại bột
dịch của hãng khác nhau, khả năng thay đổi quy mô của hệ thống để phù hợp với từng bệnh
viện khó, chưa tối ưu được quy trình pha dịch để giảm thời gian pha, giảm chi phí vận hành.

Do vậy, việc nghiên cứu, thiết kế thiết bị tự động pha dịch lọc dùng trong điều trị bệnh
suy thận bằng phương pháp chạy thận nhân tạo với chi phí thấp, hiệu quả rửa cao, tối ưu hóa
quá trình điều khiển, dễ dàng vận hành, an toàn cho người sử dụng hiện nay ở nước ta là hết
sức cần thiết để giảm chi phí cho các bệnh nhân cũng như gánh n
ặng của ngành bảo hiểm y tế.
Tăng tỷ lệ bệnh nhân nghèo được điều trị. Đây cũng là việc nghiên cứu góp phần vào việc
triển khai chính sách Quốc gia về trang thiết bị y tế của Chính Phủ [3].

19

1.2. THÔNG TIN CHUNG VỀ ĐỀ TÀI

1. Tên đề tài:
Nghiên cứu chế tạo thiết bị pha dịch lọc tự động dùng cho máy thận nhân tạo
2. Mã số: KC.03.TN14/11-15.
3. Thuộc chương trình: Nghiên cứu ứng dụng và phát triển công nghệ cơ khí và tự động
hóa. Mã số: KC.03/11-15
4. Thời gian thực hiện: 12 tháng, từ tháng 1/2012 đến tháng 12/2012
5. Đơn vị chủ trì thực hiện: Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội
6. Chủ nhiệm đề tài:
- Họ và tên: Vũ Duy Hải
- Học hàm - Học vị: Tiến sỹ

- Chức vụ, nơi công tác: Phó trưởng Bộ môn Công nghệ điện tử và Kỹ thuật y sinh,
Viện Điện tử Viễn thông, Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội
7. Hợp đồng nghiên cứu khoa học và phát triển công nghệ:
Số 14/2011/ HĐ-ĐTTN-
KC.03/11-15 ngày 12/1/2012 giữa Ban chủ nhiệm Chương trình KHCN trọng điểm cấp
Nhà nước KC.03/11-15, Văn phòng các chương trình trọng điểm cấp nhà nước và
Trường ĐH Bách Khoa Hà Nội, chủ nhiệm đề tài TS. Vũ Duy Hải.
8. Mục tiêu (theo đề cương đã duyệt):
- Mục tiêu tổng quát: Nghiên cứu chế tạo và ứng dụng thành công thiết bị pha dịch
lọc tự động dùng trong
điều trị thận nhân tạo.
- Mục tiêu cụ thể: Làm chủ công nghệ thiết kế chế tạo và triển khai thử nghiệm thiết
bị tự động pha dịch lọc công suất lớn có thể cung cấp trực tiếp đồng thời cho nhiều
hệ thống chạy thận nhân tạo với nhiều chế độ pha khác nhau, phù hợp với nhiều hệ
thống chạy th

ận đang sử dụng tại các cơ sở y tế của Việt Nam hiện nay.
9. Nội dung nghiên cứu:
(1) Nội dung 1: Khảo sát
1.1. Khảo sát thực tế tại Khoa Thận nhân tạo - Bệnh viện Bạch Mai
1.2. Khảo sát thực tế tại Khoa Thận nhân tạo - Bệnh viện Đa khoa Vĩnh Phúc
1.3. Khảo sát một số thiết bị pha dịch lọc của thế
giới hiện đang có tại các cơ sở y
tế gồm: Bệnh viện E, Bệnh viện Đa khoa Hưng Yên.

(2) Nội dung 2: Thiết kế tổng thể hệ thống
2.1. Nghiên cứu đặc trưng các loại dịch lọc hiện đang được sử dụng tại các cơ sở
y tế
2.2. Nghiên cứu lựa chọn phương pháp tự động pha dịch lọc t
ừ chất rắn dạng bột
sang dạng dịch đồng đều
20

2.3. Nghiên cứu xây dựng các chế độ pha dịch khác nhau, phù hợp với hầu hết
các máy chạy thận hiện đang sử dụng tại Việt Nam
2.4. Xây dựng các chỉ tiêu kỹ thuật thiết kế, thiết kế tổng thể hệ thống

(3) Nội dung 3: Thiết kế chi tiết cho hệ thống
3.1. Thiết kế khối diệt khuẩn trong quá trình pha dịch
3.2. Thiế
t kế khối điều khiển lưu lượng nước siêu tinh khiết RO
3.3. Thiết kế khối đo lường nồng độ dịch sau khi pha theo tiêu chuẩn y tế
3.4. Thiết kế khối kiểm soát nồng độ dịch cho các chế độ pha khác nhau
3.5. Thiết kế khối bơm dịch vô khuẩn để cung cấp cho các hệ thống điều trị thận
nhân tạo
3.6.

Thiết kế khối nguồn cách ly cho hệ thống
3.7. Thiết kế khối bơm dịch pha lên bộ phân lưu trữ vô khuẩn
3.8. Thiết kế khối kiểm soát áp lực dịch cung cấp cho các máy chạy thận
3.9. Thiết kế khoang chứa dịch vô khuẩn
3.10. Xây dựng phần mềm điều khiển hiển thị các thông số về chế độ rử
a của hệ
thống
3.11. Xây dựng phần mềm giao tiếp bàn phím điều khiển
3.12. Thiết kế khối điều khiển giao tiếp
3.13. Thiết kế khối hiển thị trên màn hình TFT-LCD
3.14. Thiết kế phần cơ khí cho hệ thống

(4) Nội dung 4: Lắp ráp hệ thống và thử nghiệm
4.1. Chế tạo các khối đã thi
ết kế
4.2. Lắp ráp toàn bộ hệ thống
4.3. Đo lường các thông số kỹ thuật sau thiết kế
4.4. Chạy thử tại phòng thí nghiệm, đánh giá hiệu chỉnh các thông số
4.5. Hiệu chỉnh sản phẩm


21

CHƯƠNG II: TỔNG QUAN VỀ THẬN NHÂN TẠO VÀ QUY TRÌNH
SỬ DỤNG DỊCH LỌC

2.1. GIỚI THIỆU CHUNG
Theo số liệu thống kê của Bộ Y tế, hàng năm các cơ sở y tế trên cả nước phải điều trị
cho khoảng 10.000 bệnh nhân bị suy thận gian đoạn cuối, trong đó, hầu hết số lượng bệnh
nhân này là do ngành Bảo hiểm y tế chi trả. Do vậy, tổng cộng một năm các bệnh viện phải

điều trị cho khoảng 1.440.000 lần (10.000 bệ
nh nhân x 12tháng/năm x 4tuần/tháng x
3lần/tuần), tương ứng với việc sử dụng khoảng 1.440.000 bộ quả lọc và dây dẫn máu. Mỗi lần
điều trị hiện nay, bệnh nhân phải trả từ 400 - 500 nghìn đồng. Với tần suất 3 lần/tuần, bình
mỗi tháng bệnh nhân phải trả 4 - 5 triệu đồng [4]. Để giảm giá thành điều trị, hiện tại ở nước
ta, một số giả
i pháp đang được đưa ra như: tự pha dịch lọc, tăng số lần tái sử dụng quả lọc và
dây dẫn máu đang là lựa chọn tối ưu của các cơ sở y tế [2]. Tuy nhiên, do chưa có đơn vị nào
nghiên cứu sử dụng khoa học kỹ thuật để hỗ trợ công việc pha dịch lọc nên hầu hết các cơ sở
y tế đều thực hiện mua dịch lọ
c đã đóng sẵn, một số ít thực hiện pha dịch lọc bằng tay. Vì thế
không đánh giá được chất lượng của dịch lọc sau pha, chưa tối ưu được quy trình sử dụng
dịch lọc.
Qua việc khảo sát thực tế tại một số cơ sở y tế đang thực hiện điều trị thận nhân tạo:
Khoa thận nhân tạo Bệnh viện B
ạch Mai; Khoa thận nhân tạo Bệnh viện Đa khoa tỉnh Vĩnh
Phúc; Khoa thận nhân tạo Bệnh viện E; Khoa thận nhân tạo Bệnh viện Đa khoa tỉnh Hưng
Yên cho thấy: Hầu hết các đơn vị này đều thực hiện quy trình sử dụng dịch lọc bằng việc
nhập khẩu dịch lọc đã đóng sẵn của các hãng. Một số sử dụng thiết bị pha dịch của n
ước
ngoài nhập về, xong thiết bị nhập ngoại có giá thành và chi phí cho việc vận hành còn khá
cao, chưa phù hợp với điều kiện kinh tế của các nước đang phát triển như Việt Nam. Đặc biệt
với một số tính năng không phù hợp như quy trình vận hành phức tạp, này mới chỉ thực hiện
được 1 chế độ pha bột dịch của chính hãng sản xuất chứ chưa có chế độ pha cho các lo
ại bột
dịch của hãng khác nhau, khả năng thay đổi quy mô của hệ thống để phù hợp với từng bệnh
viện khó, chưa tối ưu được quy trình pha dịch để giảm thời gian pha, giảm chi phí vận hành.

Nhận xét: (1) Với việc sử dụng phổ biến hiện nay là dịch lọc được pha và đóng sẵn,
nhập khẩu về dẫn tới giá thành của dịch lọc cao, dị

ch lọc không được sử dụng ngay, các cơ sở
y tế phải bố trí kho chứa các can dịch nhập khẩu về với số lượng lớn. (2) Để giảm giá thành,
một số cơ sở y tế đã thực hiện pha dịch bằng tay. Với phương pháp này, chất lượng dịch lọc
không được đảm bảo, quy trình pha dịch chưa tối ưu. Một số cơ sở đã nhậ
p khẩu máy pha
dịch lọc của các hãng về để thực hiện pha dịch tự động. Tuy nhiên thiết bị nhập về có giá
thành và chi phí cho việc vận hành còn khá cao, chưa phù hợp với điều kiện kinh tế của các
nước đang phát triển như Việt Nam. Đặc biệt với một số tính năng không phù hợp như quy
trình vận hành phức tạp, này mới chỉ thực hiện được 1 chế độ pha b
ột dịch của chính hãng sản
xuất chứ chưa có chế độ pha cho các loại bột dịch của hãng khác nhau nên cũng chưa được
nhiều cơ sở ứng dụng.
22

2.2. NGUYÊN LÝ CƠ BẢN CỦA THẬN NHÂN TẠO
2.2.1. Đại cương
Thẩm tách máu ngắt quãng truyền thống (Intermittent Hemodialysis - IHD: thận nhân
tạo) thường gây nên rối loạn huyết động cho những bệnh nhân (BN) đang bị bệnh nặng trong
hồi sức cấp cứu và chống độc (HSCC & CĐ). Hơn nữa biện pháp này cũng không giúp lọc bỏ
khỏi máu một cách hiệu quả một số “chất độc” gắn với Protein hoặ
c có trọng lượng phân tử
trung bình và lớn [1].
Lọc máu liên tục CBP (Continuous Blood Purification) hay còn gọi là liệu pháp thay thế
thận liên tục CRRT (Continuous Renal Replacement Therapy) lần đầu tiên được Kramer mô
tả vào năm 1977 nhằm cố gắng cung cấp sự giúp đỡ nhân tạo cho chức năng thận bị suy yếu
của một BN không thể làm IHD được do tụt huyết áp. Các dạng CRRT đầu tiên được thực
hiện bằng cách lấy máu từ động mạch (ĐM) và sử dụng chính huy
ết áp ĐM trung bình của
BN để đẩy máu qua quả lọc. Kỹ thuật này hiếm khi thành công do hầu hết các BN nặng
thường có huyết động không ổn định, hơn nữa các biến chứng do đặt ống thông vào động

mạch đã làm hạn chế rất nhiều hiệu quả của liệu pháp này [5].
Đã hơn 20 năm, CRRT đã trải qua những bước ngoặt đáng kể về kỹ thuật và quan niệm,
ngày nay hầu hết các trường hợp CRRT đều thực hiện bằng cách lấy máu từ tĩnh mạch (TM)
và sử dụng hệ thống bơm máu nhằm duy trì dòng máu thỏa đáng đi qua quả lọc. Việc nghiên
cứu và sử dụng các lọai màng lọc - quả lọc mới có cấu trúc đặc biệt, cùng với những hiểu biết
mới về cơ chế bệnh sinh lý đã làm thay đổi một cách sâu sắc về
vai trò của CRRT trong y học,
nhất là trong lĩnh vực HSCC & CĐ. CRRT không chỉ còn dành riêng để điều trị suy thận cấp
trên những BN có huyết động không ổn định mà đã được mở rộng không ngừng về chỉ định
điều trị cho cả nhóm BN không bị suy thận. CRRT thực sự đã được coi như một cuộc cách
mạng trong HSCC & CĐ, nó đã góp phần đáng kể làm thay đổi tiên lượng của nhiề
u loại bệnh
vốn là những thách thức của nhân loại như những BN suy đa phủ tạng (Multiorgan Failure
Syndrome - MOFS), suy hô hấp cấp tiến triển (ARDS), sốc nhiễm khuẩn, suy gan cấp, suy
tim phù kháng trị, suy hô hấp trong nhược cơ hay trong hội chứng Guillain-Barre, viêm tụy
cấp, đặc biệt các BN bị ngộ độc (Intoxication) nặng…đã có thêm cơ hội được sống [1].

2.2.2. Thận nhân tạo
2.2.2.1. Lọc máu là gì
Tập hợp các phương thức
điều trị nhằm lọc bỏ ra khỏi máu (làm sạch) một cách liên tục
và chậm rãi các chất độc (nội sinh hoặc ngoại sinh), dịch và điện giải …, dành cho các BN có
huyết động không ổn định, có hoặc không có suy thận. Khái niệm và tên gọi của liệu pháp lọc
máu liên tục đã có những thay đổi đáng kể, phần lớn các tài liệu xuất bản trên thế giới đều
dùng thuật ngữ “liệu pháp thay thế
thận liên tục - CRRT” do lúc đầu biện pháp điều trị này
chỉ dành để thay thế cho chức năng bài tiết của thận bị suy giảm trên những BN có huyết động
không ổn định. Những năm gần đây nhờ những tiến bộ về kỹ thuật chế tạo màng lọc và máy
lọc máu cũng như những nghiên cứu và hiểu biết mới cơ chế bệnh sinh của suy thậ
n cấp, suy

đa tạng và đặc biệt về vai trò của các chất trung gian hóa học (Mediator), nên chỉ định của
23

CRRT đã được mở rộng sang nhóm BN suy đa tạng, bệnh lý tự miễn, tim mạch, thần kinh,
nhiễm độc nặng …, tức là kể cả những BN hoàn toàn không có suy thận. Chính vì thế liệu
pháp lọc máu liên tục - CRRT còn được gọi là “liệu pháp hỗ trợ đa tạng liên tục - Continuous
Supportive Multiorgan Therapy - CSMT” [5,6].

2.2.2.2. Nguyên lý cơ bản
Máu của BN được lấy ra từ TM lớn (thường là TM cảnh trong, TM dưới đòn hoặc TM
bẹn) qua một nòng của ố
ng thông TM (Catheter) cỡ lớn (11.5 - 13.5 French), rồi được dẫn
trong một hệ thống gọi là tuần hoàn ngoài cơ thể bao gồm dây dẫn và quả lọc (Filter), được
lọc bỏ các phân tử “độc chất” bằng màng bán thấm (Semi-Permeable Membrane - SPM), sau
đó được đưa trả lại cho BN qua nòng khác của ống thông đó gọi là ống thông hai nòng (Dual-
Lumen - DL) [6].

2.2.2.3. Màng lọc và quả lọc
Màng lọc là một màng bán thấm, có một vai trò quyết định trong tất cả các phương thức
lọc máu. Nó cho phép nước và một số chất hòa tan lọt qua màng, trong khi các thành phần tế
bào và một số chất hòa tan khác vẫn bị giữ lại ở phía bên kia. Nước huyết tương và một số
chất hòa tan lọt qua màng được gọi là dịch siêu lọc (Ultrafiltrate). Màng lọc trong lọc máu
gồm nhiều bó sợi rỗng cho máu đi qua và được bao bọc trong một khung cố định gọi là quả
lọc (Filter). Cấu trúc, hình dạng và diện tích của màng lọc có ảnh h
ưởng rất lớn đến quá trình
lọc. Màng lọc có thể phân loại theo nhiều cách khác nhau dựa vào thành phần hóa học, cấu
trúc, độ xốp…. Tuy nhiên có thể được chia làm 2 nhóm chính: màng có bản chất Cellulose và
màng tổng hợp. Trong đó màng tổng hợp (Polysulfone, Polyamide, Polyacrylonitrile
Polymethylmethacrylate) sử dụng trong lọc máu liên tục. Màng có bản chất là Cellulose (gồm
Cuprophan, Hemophan, Cellulose Acetate) thường sử dụng trong thẩm tách máu ngắt quãng

(IHD). Quả lọc thường sẽ được thay mới khi bị hỏng, bị tắc và theo thời gian sử
dụng (tùy
thuộc vào quy định của từng bệnh viện có đơn vị lọc máu). Với các kỹ thuật chống đông, quả
lọc có thể sử dụng kéo dài hơn mà vẫn đảm bảo an toàn, tuy nhiên thường không nên sử dụng
quá 36 giờ do khả năng hấp phụ các phân tử “độc chất” không còn [5].

2.2.2.4. Dịch sử dụng trong CRRT
a) Dịch thẩm tách (Dialysate):
Trong lọc máu sử dụng cơ chế khuếch tán - thẩ
m tách, loại dịch được đặt đối diện với
máu phía bên kia màng lọc là dịch thẩm tách. Dòng chẩy của dịch thẩm tách được thiết kế
ngược chiều với dòng chảy của máu trong quả lọc giúp cho quá trình khuếch tán qua màng
mạnh hơn. Dịch thẩm tách là một loại dịch tinh thể (Crystalloid) chứa nhiều điện giải,
Glucose, chất đệm và một số chất hòa tan khác. Nồng độ của các chất hòa tan đó th
ường
giống với nồng độ của huyết tương bình thường và sẽ được pha chế dựa theo nhu cầu của BN
[1].

24

b) Dịch thay thế (Replacement Fluids):
Dịch thay thế cũng là các lọai dịch tinh thể, được cung cấp với một tốc độ nhanh vào lúc
ngay trước hoặc ngay sau dòng máu chảy vào quả lọc nhằm mục đích làm gia tăng lượng chất
hòa tan sẽ được lấy bỏ qua cơ chế đối lưu trong lọc máu liên tục. Điều rất quan trọng cần hiểu
rõ là mặc dù được dùng với tên gọi là “dịch thay thế” nhưng th
ực chất nó chẳng thay thế cái
gì cả. Nhiều người mới tiếp cận với lọc máu liên tục đã nhầm lẫn khi tin rằng khi dịch thay
thế được thêm vào trong liệu pháp sẽ làm giảm tốc độ lấy bỏ dịch trong cơ thể hay nói một
cách khác là “dịch thay thế” là để thay thế lượng dịch bị lấy bỏ. Khi tiến hành CRRT, tốc độ
dịch thay thế được tính toán độc lập vớ

i tốc độ lấy bỏ dịch. Dịch thay thế thường dùng nhất là
dịch muối sinh lý (0.9%), các loại dịch tinh thể khác như Ringer-Lactat hoặc Bicacbonat cũng
thường được dùng làm dịch thay thế tùy thuộc vào mục đích cần đạt thêm vào là sửa chữa rối
loạn cân bằng điện giải hay kiềm toan. Lúc đó chỉ cần tính toán thêm vào túi dịch thay thế các
chất cần thiết. Cần chú ý khi sử dụng chất chống
đông Citrate, nếu dịch thay thế có chứa
Canxi sẽ trung hòa bớt Citrate và có thể gây đông máu tại màng lọc. Tốc độ dịch thay thế
thường dùng là 1000 - 2000 ml/giờ. Nếu thấp hơn sẽ không có hiệu quả lấy bỏ chất hòa tan
bằng cơ chế đối lưu. Khi sử dụng tốc độ dịch thay thế lớn trên 3000 ml/giờ (High Volume) có
thể làm gia tăng đáng kể khả năng lấy bỏ chất hòa tan như
ng cũng gây tăng đáng kể lượng
dịch thay thế cần dùng [1].

















25

CHƯƠNG III: NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU



3.1. KHẢO SÁT THỰC TẾ TẠI CÁC CƠ SỞ Y TẾ
3.1.1. Phương pháp nghiên cứu
3.1.1.1. Thu thập và phân tích số liệu sơ cấp và thứ cấp
1) Thu thập các tài liệu kỹ thuật liên quan tới một số thiết bị pha dịch lọc của nước ngoài
hiện đang chào bán trên thị trường. Phân tích chức năng và những tính năng kỹ thuật
để phục vụ cho việc nghiên cứu thiết kế h
ệ thống. Các thiết bị pha dịch lọc đã khảo sát
gồm: Thiết bị Dri-Sate

Dry Acid của hãng Rockwell của Mỹ và thiết bị My100L của
Nigale Electronic, Trung Quốc.

2) Thu thập và khảo sát những đặc tính lý hóa của các loại dịch lọc hiện đang được sử
dụng phổ biến tại các cơ sở y tế điều trị thận nhân tạo. Các loại dịch lọc đã được khảo
sát gồm: Dịch lọc A và B của B.Braun, dịch lọc A và B của Jihua. Đây là 2 loại dịch
lọc hiện đang được sử dụng chủ yế
u tại các bệnh viện hiện nay.
3.1.1.1. Thu thập và phân tích số liệu từ thực nghiệm
1) Xuống thực tế khảo sát tại một số cơ sở y tế hiện đang điều trị thận nhân tạo, tổng hợp
quy trình sử dụng dịch lọc, quy trình pha dịch lọc bằng phương pháp thủ công. Các cơ
sở đã xuống khảo sát bao gồm: Khoa thận nhân tạo Bệnh vi
ện Bạch Mai; Khoa thận
nhân tạo Bệnh viện E; Khoa thận nhân tạo Bệnh viện Đa khoa tỉnh Vĩnh Phúc và Khoa
thận nhân tạo Bệnh viện Đa khoa tỉnh Hưng Yên.

3.1.2. Nội dung nghiên cứu
3.1.2.1. Khảo sát thực tế tại Khoa Thận nhân tạo - Bệnh viện Bạch Mai
Hiện tại, tại Khoa thận nhân tạo Bệnh viện Bạch Mai, dịch lọc chủ yếu đang được sử
dụng là loại dịch lọc đã pha sẵn và đóng thành can cho cả hai loại dịch A và dịch B. Loại
được dùng nhiều nhất là dịch lọc của hãng B.Braun. Các thông số về hàm lượng các chất
trong 2 lo
ại dịch A và B của B.Braun được mô tả như trên bảng 1.
Bảng 1 - Hàm lượng các chất trong dịch A và B của B.Braun
1 Hàm lượng các chất trong dịch A - Natri Clorid: 150- 160 g/lit
- Kali Clorid: 5-6 g/lit
- Calci Clorid 2H
2
O: 9-10 g/lit
- Magnesl Clorid 6H
2
O: 3-4 g/lit
- Acid Acetic băng: 8-9 g/lit
2 Hàm lượng các chất trong dịch dịch B


- Natri Clorid: 31 g/lit
- Natri Bicabornat: 65-66 g/lit
26

3 Nồng độ điện giải sau khi trộn dịch
A, dịch B và nước tinh khiết RO

- Tỉ lệ trộn Dịch A: Dịch B: RO là:
1:1.83:34
- Na

+
: 75 mmol/lit
- K
+
: 2 mmol/lit
- Ca
2+
: 2 mmol/lit
- Ma
2+
: 0.5-1 mmol/lit
- Cl
-
: 82 mmol/lit
- CH3COO
-
: 4 mmol/lit

Mỗi can dịch A hoặc B hiện tại được đóng thành can 5Lít. Trung bình, mỗi can dịch A
hoặc B dùng được cho 2 can chạy thận. Hiện tại, với số lượng máy chạy thận tại khoa là 60,
chạy 4 ca/ngày và 26 ngày/tháng, từ đó tổng số ca chạy thận tại khoa sẽ là 60 x 4 x 26 =
6.240 ca/tháng. Như vậy số lượng can dịch A và dịch B mà khoa phải sử dụng trong tháng sẽ
là 3.120 can dịch A và 3.120 can dịch B. Do phải sử dụng số lượng dị
ch A và B như vậy nên
vấn đề lưu kho những can dịch này trong mỗi lần nhập là một vấn đề lớn của khoa. Hiện tại,
do chưa có đủ diện tích lưu kho nên đa số các can dịch này được xếp ngay tại hành lang đi lại
hay phòng chờ của bệnh nhân trong bệnh viện (như mô tả trên hình 1 và 2).


Hình 1 - Các can dịch (A và B) được xếp đống tại hành lang bệnh viện