Thiết kế thiết bị pha dịch thẩm phân tự động ứng dụng trong điều trị thận nhân tạo

LỜI CẢM ƠN
T
V
:
V
K

V
H N

i os

ụ

T

Ti n s Ngu n

Thạc sỹ Kỹ s

ữ

V

–T
H N

T

V

Y

K

c Thu n

cao cấp Trịnh Ngọc Diệu
ể
ể

X
ữ

ể
T

H N
ể

X

K
ữ
H

09

2014

Học viên

Trần Ngọc Quỳnh

1


LỜI CAM ĐOAN
Ngoài sự giúp đỡ và hướng dẫn của GS. TS. Nguyễn Đức Thuận, tác giả còn
nhận được hướng dẫn của Thạc sỹ KSCC Trịnh Ngọc Diệu – Giám đốc Trung tâm
Vật lý y sinh và kỹ thuật môi trường thuộc Viện Hàn lâm KHCN Việt Nam
Luận văn này là sản phẩm của quá trình tìm tòi, nghiên cứu của tác giả về các
vấn đề được đặt ra trong luận văn. Mọi số liệu, quan điểm, kết cấu cơ khí, thiết kế
mạch, phân tích, đánh giá, kết luận của các tài liệu và các nhà nghiên cứu khác được
trích dẫn theo đúng quy định. Vì vậy, tác giả xin cam đoan đây là công trình nghiên
cứu thiết kế thiết bị pha dịch thẩm phân tự động ứng dụng trong điều trị thận nhân tạo
là công trình nghiên cứu của tôi.
H

09

2014

Học viên

Trần Ngọc Quỳnh

2


MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN ...................................................................................................... 1
LỜI CAM ĐOAN ................................................................................................ 2
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VIẾT TẮT ........................................................ 6
DANH MỤC HÌNH ............................................................................................. 7
DANH MỤC BẢNG ............................................................................................ 9
PHẦN I: MỘT SỐ VẤN ĐỀ CƠ BẢN LIÊN QUAN ĐẾN LỌC MÁU VÀ
DỊCH LỌC TRONG KỸ THUẬT THẬN NHÂN TẠO................................ 11
1.1. Đặt vấn đề: ................................................................................................... 11
1.2. Suy thận mạn và các phương pháp điều trị hiện nay ................................... 11
121

ĩ ................................................................................................. 11

123

................................................... 13

1.3. Thận nhân tạo (Hemodialysis) - Lọc máu ngoài thận .................................. 13
1.4. Các vấn đề cơ bản của lọc máu .................................................................... 15
141 Q

................................................................................... 15

142 M

..................................................................................... 17

1.5. Sự cần thiết có hệ pha dịch........................................................................... 22
1.6. Tình hình nghiên cứu chế tạo trong và ngoài nước ..................................... 23
1.6.1. Công ngh pha ch d

n gi

c hi n nay: .............................. 23

162 N

c: ............................................................................................... 24

163 T

c: ............................................................................................... 27

PHẦN II: CÁCH TIẾP CẬN, PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU, KỸ
THUẬT SỬ DỤNG ........................................................................................... 28
2.1. Cách tiếp cận ................................................................................................ 28
2.2. Phương pháp nghiên cứu, kỹ thuật sử dụng ................................................. 28
PHẦN III: NỘI DUNG NGHIÊN CỨU .......................................................... 30
A. NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ, CHẾ TẠO HỆ THIẾT BỊ .......................... 30
3.1.Thiết kế khối lọc thẩm thấu ngược cao áp RO, khử trùng ............................ 32
3.2. Nghiên cứu thiết kế khối công tác công nghệ trung tâm ............................. 32
321 T

.. 32

322 T

............................................................................ 33
3

323T

................. 33

3.3. Nghiên cứu thiết kế khối điều khiển công nghệ trung tâm .......................... 33
331 P

ể .............................................................. 33

3.3.2. L

ù

333 L

ể

ể .. 34
–

.... 38

Thông số kỹ thuật của máy tính nhúng Mini2440SDK cụ thể như sau: ............. 38
334 L

............................ 40

335 T

ể

....... 43

3.4. Nghiên cứu xây dựng chương trình điều khiển bộ xử lý trung tâm để ứng
dụng trong công nghệ pha dịch ........................................................................... 53
3.4.1. Khảo sát cơ chế diều khiển vận hành thủ công, phấn tích thuật toán điều
khiển và xây dựng bộ thư viện các hàm đo và điều khiển cơ bản cho ứng dụng 53
342 X

ể

ụ

... 64

3.5. Xây dựng bộ thư viện các hàm hiển thị LCD, phát triển chương trình điều
khiển tích hợp, hoàn thiện giao diện người máy đơn giản .................................. 65
351 X

ể
ể

ằ

L D

ể

ụ

...................................................................................................................... 65
3.5.2. Hoàn thiện giao diện người – máy đơn giản thuận tiện, hoàn thiện đóng
gói phần mềm với tài liệu đầy đủ đễ dàng cập nhật, nâng cấp. .......................... 65
3.6. Thiết kế bộ vỏ hộp và khung để tích hợp các cấu tử bộ điều khiển trung tâm .... 77
3.7. Tiến hành gia công chế tạo, lắp ráp kỹ thuật các phần tử hệ thống ............. 77
3.8. Nghiên cứu thực nghiệm: xác định thông số kỹ thuật của hệ thống, xác lập
quy trình công nghệ pha chế dịch, tạo ra dịch sản phẩm hoàn chỉnh đạt chuẩn
dịch cấp cho lọc máu điều trị thận nhân tạo ........................................................ 77
3.8.1. Công ngh pha ch d ch ............................................................................ 77
3.8.2. H
383 M
-

ụ

ụ

....... 78

ể

....................................................................................... 80

4


384 X
ẩ
.............................................................................................................. 81

385T

ẩ
.......................................................................................... 88

B. NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG THỬ NGHIỆM DỊCH SẢN PHẨM TẠI
CƠ SỞ Y TẾ .................................................................................................... 101
3.1. Đối tượng và phương pháp nghiên cứu ...................................................... 101
: ............................................................................ 101

3.1.1.
312 P

: ...................................................................... 102

313 Q

ừ

32 T

HD-A và HD-B ........ 103

:................................................................................ 105

321

... 105

322

ụ

ằ

tài: ..................................................................................................................... 105
3.3. Phương pháp đánh giá kết quả và xử lý số liệu ......................................... 106
331

P

f

6L ............................. 106

3.4. Kết quả nghiên cứu .................................................................................... 106
341
N

ể

................................................... 106

é : Trong số 10 bệnh nhân nghiên cứu, nữ (6 người) chiếm tỷ lệ 60% cao

hơn nam (4 người) chiếm tỷ lệ 40%. Bệnh nhân ở độ tuổi 41 - 50 chiếm tỷ lệ cao
nhất (30%), bệnh nhân ở độ tuổi > 61 chiếm tỷ lệ thấp nhất (10%). ................ 107
3.6. Kết luận ...................................................................................................... 110
PHẦN IV: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU .......................................................... 111
PHẦN V: BÀN LUẬN VÀ KẾT LUẬN ....................................................... 112

5.1. Bàn luận...................................................................................................... 112
5.2. Kết luận ...................................................................................................... 112
TÀI LIỆU THAM KHẢO

5


DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VIẾT TẮT
- STM

:

Suy thận mạn

- STGĐC

:

Suy thận giai đoạn cuối

- MLMCT

:

Mức lọc máu cầu thận

- Áp lực TT

:

Áp lực thẩm thấu

- TVL-LM

:

Tiền vi lọc- làm mềm

- RO

:

Reverse Osmosic

- BN

:

Bệnh nhân

- TNT

:

Thận nhân tạo

- URR

:

Uremic reduction ratio

:

6


DANH MỤC HÌNH
Hình H.1: Ng
H

H 2: N

H

H 3:

H

H 4:

H

H 5: D

H

H 6: M

................................................................... 14

......................................................................... 15
ỗ
ỗ

............................................................. 16
................................................................. 16

ù

............................ 17
........................................................................... 17

Hình H.7: Ảnh hình d ng ngoài c a kh i Reactor ........................................... 24
H

H 8: P

u khiển h th ng ho

ng công ngh ............................... 25

Hình H.9: M t c t tổng thể kh i reactor ......................................................... 25
H

H 10: S

k thu t - công ngh h pha d

Loan........................... 26

Hình H.11: Ảnh hình d ng ngoài c a h thi t b .............................................. 27
Hình H.12: Mô ph ng giao thoa th y l c trong pha tr n d ch........................... 30
H

H 13: S

H

H 14:

H

H 15: S

ể AT

128 ..................................... 34

Hình H.16: S

ể AT

128 ...................................... 35

Hình H.17:

công ngh h th ng pha d

tài ................. 31

ể

........................................... 34

M

M
M

Hình H.18:
Hình H.19: V

2440SDK ........................... 39
2440SDK ............................... 40

ừ UW – 20 .................................................................... 41

H

H 20: L

V

H

H 21:

H

H 22: S

ể ....................................................... 44

H

H 23: I

LM2576 – 5 .................................................................... 45

H

H 24: S

LM25 ................................................. 46

H

H 25: M

H

H 26:

H

H 27: S

..................................................... 41
P 100 ............................................................... 43

5V .............................................................................. 47
24VD -5A ..................................................................... 47
ể A

Hình H.28: S

128 .............. 48

RS232.......................................... 49
7


Hình H.29: S

ể

Hình H.30 :

ổ

.............................. 49

24V

........................................... 50

Hình H.31: J

............................................... 50

Hình H.32: S

........ 51

Hình H.33: J

.................................. 51

Hình H.34:

ể

........................... 52

H

H 35: H

ằ

............................ 54

H

H 36: L

ể

nhúng ................................................................................................................... 58
H

H 37: K

H

H 38: L

W

w

E N ................................ 59
ể

.................. 63

........................................................................................ 63
H

H 39: G

H

H 40: G

H

H 41: G

H

H 42: G

H

H 43: G

......................................... 75

Hình H.44: G

......................................... 75

H

H 45 G

H

H 46 G

H

H 47 G

.......................... 74
RO

.......................................... 74
RO

2 ....................................... 75

ẩ ........................................ 76
ụ

................................. 76
ẩ

Hình H.48: Mô t kiểu chuyể
Hình H.49: M

1 ....................................... 74

................................... 76

ng trong quá trình pha tr n ........................... 79
ể

s

................. 80

giao thoa .............................................................................................................. 80
H

H 50: M

ể

ỷ

......................... 83

Hình H.51: ........................................................................................................... 87

8


DANH MỤC BẢNG
1:

ể

(

2: P

N

NKF/202) ............. 12
V

2 ............... 12

X

3: T

................... 19

4: T

A&

...... 19

B ng 5: M
AAMI – H
6: X

Kỳ {*} ....................................................................................... 22
é

................... 53

7: S
............................................................. 55
8:

ể

9: T

ụ

.................................................................................. 81

10 Q

............................................................................. 81

11: K
12: T

ẩ

................................................... 82

A ....................................................................... 84

13: Oz
14: T
15:K

K

................... 64

................................. 86
ể

ẩ
P

ằ
ụ

-V

z
H

.............. 86
H ............ 88

16: M

A...................................... 89

17: M

...................................... 90

18: M

A...................................... 91

19: M

...................................... 92

20 : M

A...................................... 93

21: M

...................................... 94

22 : M

A...................................... 95

23: M

...................................... 96

ể

ẩ

...... 96

24 : M

A...................................... 97

25: M

...................................... 98
9


26 : M

A...................................... 99

27: M

.................................... 100

28: T

HD-A ................................................................ 103

29: T

HD-B ............................................................... 103

30:

HD-B ........... 104

31: N

................................................. 105

32: T ổ

................................................................................ 107

33: P

ổ

.................................... 107

34: T

ổ

.................................. 108

35: Tỷ
36:

- URR (%)

.................................................. 108

- K /V

.................................... 109

10


PHẦN I: MỘT SỐ VẤN ĐỀ CƠ BẢN LIÊN QUAN ĐẾN LỌC
MÁU VÀ DỊCH LỌC TRONG KỸ THUẬT THẬN NHÂN TẠO
1.1. Đặt vấn đề:
- Bệnh suy thận mạn là bệnh nan y ngày càng có xu hướng phát triển phổ
biến ở các nước trên thế giới cũng như ở Việt Nam. Theo TCYTTG đến năm
2010 số bệnh nhân suy thận mạn khoảng trên 15.000.000 bệnh nhân suy thận
giai đoan cuối phải điều trị, thay thế thận nhân tạo lâu dài. Hàng năm số bệnh
nhân tăng khoảng 8%.
- Ở nước ta, hiện nay theo số liệu thống kê chưa đầy đủ thì có khoảng trên
70.000 người bị suy thận ở giai đoạn cuối cần được thường xuyên điều trị lọc
máu (không kể số bệnh nhân mắc bệnh suy thận cấp I, cấp II ; cấp III - Theo số
liệu của PGS.TS.BS. Hà Hoàng Kiệm - Học viện Quân Y).

1.2. Suy thận mạn và các phƣơng pháp điều trị hiện nay
1.2.1. ịnh ngh a 1.
Suy thận mạn (STM) là hội chứng lâm sàng và sinh hoá tiến triển mạn
tính, hậu quả làm giảm sút từ từ chức năng thận dẫn tới nồng độ ure và creatinin
máu tăng cao. Nguyên nhân của STM rất đa dạng, có thể khởi đầu từ một bệnh ở
cầu thận, ống kẽ thận hoặc mạch thận, dần dần gây xơ hoá và giảm sút số lượng
các nephron chức năng. Suy thận mạn giai đoạn cuối (STMGĐC) xuất hiện khi
hơn 80% đơn vị lọc thận không thực hiện được chức năng, thận không còn khả
năng tự điều chỉnh chức năng lọc của mình, chức năng cô đặc và pha loãng nước
tiểu, chức năng nội tiết cũng bị ảnh hưởng.
* Đặc trưng của suy thận mạn là:
- Tiền sử có bệnh thận - tiết niệu kéo dài.
- Mức lọc cầu thận (MLCT) giảm dần.
- Nitơ - phi protein máu tăng dần.
- Kết thúc trong hội chứng Urea máu cao.

11


Trong đó thì MLCT giảm dần là đặc trưng cơ bản nhất. Theo Kesner
(1998) lấy MLCT 90ml/phút/1,73m2 là ngưỡng được tính suy thận.
Theo Nguyễn Văn Xang lấy MLCT giảm dưới 60ml/phút (giảm  50%
MLCT bình thường là suy thận mạn)2.
1.2.2. Phân độ suy thận mạn
- Theo tổ chức Thận học quốc gia Hoa Kỳ NKF (National Kidney
Foundation) tổn thương thận tiến triển theo 5 giai đoạn, như phân loại trên bảng
1dưới đây.
Bảng 1: C c giai đoạn ti n triển bệnh th n mạn tính ( theoNKF/202)
Giai
đoạn

Mức độ tổn thƣơng thận

MLCT
ml/phút/1,73m2

0

Không tổn thương thận

≥ 90

1

Có tổn thương thận

 90

2

Suy thận nhẹ

60-89

3

Suy thận trung bình

30-59

4

Suy thận nặng

15-29

5

Suy thận mạn giai đoạn cuối (STMGĐC)

 15

- Ở Việt Nam từ những năm 1996, Nguyễn Văn Xang đưa ra phân độ
STM đã được áp dụng như bảng 2 .
Bảng 2: Phân loại m c độ su th n mạn theo Ngu n Văn Xang2
Mức độ suy
thận

Mức độ lọc
cầu thận
ml/phút

Giai đoạn I

Creatinin máu
Điều trị

mg/dl

mol/l

60-41

1,2-1,49

106-129

Bảo tồn

Giai đoạn II

40-21

1,5-3,49

130-299

Điều trị HA, lợi tiểu

Giai đoạn IIIa

20-11

3,5-5,99

300-499

Ăn giảm đạm, xét
lọc máu ngoài thận

Giai đoạn IIIb

10- 5

6-10

500-900

Điều trị thay thế thận

Giai đoạn IV

<5

> 10

> 900

Điều trị thay thế thận
bắt buộc

12


Trong đó MLCT (ml/phút) được tính theo công thức
Creatinin niệu (mol/l) x Số lượng nước tiểu 24h (ml)
MLCT =

Creatinin máu (mol/l) x 1440

Đây là phân loại được sử dụng phổ biến ở Việt Nam, trong đó STM giai
đoạn IIIb và IV đồng nghĩa với suy thận mạn giai đoạn cuối.
1.2.3. Các ph ơng pháp điều trị su th n mạn
- Điều trị bảo tồn:
Không thể điều trị khỏi STM, mục đích của điều trị là phòng và ngăn chặn
các đợt tiến triển cấp tính của suy thận, làm chậm tiến triển và kéo dài thời gian
ổn định của suy thận, điều chỉnh các rối loạn nội môi.
- Điều trị triệu chứng:
Điều trị huyết áp, phù, thiếu máu, điều chỉnh nước, điện giải, điều trị kali
máu cao.
- Điều trị thay thế thận:
STM giai đoạn cuối tức đến độ IIIb và độ IV thì cần phải ứng dụng một
trong các biện pháp điều trị thay thế thận suy như:
+ Lọc màng bụng
+ Thận nhân tạo (Hemodialysis)
+ Ghép thận
1.3. Thận nhân tạo (Hemodialysis) - Lọc máu ngoài thận
Thận nhân tạo hay lọc máu ngoài thận là phương pháp điều trị thay thế thận
suy cấp và mạn tính, sử dụng kết hợp máy thận nhân tạo với quả lọc thận. Máy
thận nhân tạo thực hiện các chức năng: duy trì tuần hoàn ngoài cơ thể, kiểm soát
cả đường dịch lẫn đường máu, thiết lập sự trao đổi qua màng lọc thận nhân tạo
cho các phân tử hòa tan (urea, creatinin, các chất điện giải) giữa các khoang máu
và khoang dịch lọc, tạo áp lực xuyên màng để siêu lọc rút nước ra khỏi khoang
máu một cách có hiệu quả. Sự trao đổi các chất hoà tan và nước giữa hai bên
màng lọc được thực hiện theo 2 cơ chế cơ bản là

13


- Khuyếch tán:

Là quá trình dịch chuyển các chất hòa tan qua lại hai phía của màng bán
thấm dưới ảnh hưởng của chêch lệch nồng độ giữa một bên là máu bệnh nhân và
một bên là dịch lọc thận. Các chất này chuyển động tự do, được khuyếch tán từ
khoang máu có nồng độ cao sang khoang dịch có nồng độ thấp và từ khoang
dịch có nồng độ cao vào khoang máu có nồng độ thấp.
Quá trình khuyếch tán chất hòa tan phụ thuộc vào hệ số khuyếch tán của
chất đó, trở kháng của máu, dịch lọc, bản chất và diện tích màng lọc, gradient
nồng độ giữa hai tầng của màng. Tốc độ trao đổi của một chất phụ thuộc vào
trọng lượng phân tử chất đó, trọng lượng phân tử càng bé trao đổi càng nhanh
Quá trình khuyếch tán được mô tả như hình H.1
Hình H.1: Ngu ên tắc khu ch t n
Khoang dịch

Khoang máu

















- Siêu lọc (hay vận chuyển ngược):
Là sự trao đổi đồng thời nước và các chất qua hai phía của màng bán thấm
dưới ảnh hưởng chênh lệch của áp suất thủy tĩnh và thẩm thấu. Có siêu lọc thủy
tĩnh và siêu lọc thẩm thấu, trong đó siêu lọc thủy tĩnh là các chất vận chuyển đối
lưu qua màng. Còn siêu lọc thẩm thấu là để rút nước cho bệnh nhân, người ta
dùng biện pháp làm tăng áp lực thẩm thấu ở khoang dịch cao hơn áp lực thẩm
thấu trong khoang máu bệnh nhân, nên nước sẽ được vận chuyển từ máu qua
14


màng lọc ra dịch lọc để loại ra ngoài. Khối lượng vận chuyển một chất nào đó
phụ thuộc vào hệ số trao đổi chất qua màng và áp lực xuyên màng. Quá trình
siêu lọc được mô tả như hình H.2
Hình H.2: Ngu ên tắc siêu lọc

Khoang máu

Khoang dịch

1.4. Các vấn đề cơ bản của lọc máu
1.4.1. Quả lọc và dây máu
a, Qu l c: Ngày nay người ta chủ yếu sử dụng loại quả lọc sợi rỗng hay
còn gọi là quả lọc mao dẫn ( Hollow - filber dialyzer). Quả lọc sợi rỗng được
cấu tạo từ 5.000 - 20.000 sợi mao dẫn, mỗi sợi mao dẫn có đường kính trong
khoảng 200 - 300m và bề dày 10 - 15m, trên bề mặt sợi cấu trúc mạng lỗ
màng đường kính cỡ nano mét, các sợi mao dẫn được bọc kín trong bọc bằng
chất dẻo để tách riêng phần máu và phần dịch,tổng diện tích màng lọc lớn từ 0,5
- 2,1 m2, độ chun giãn thấp, sức cản với máu ít, với một gradient áp lực thì rất dễ
đạt siêu lọc, thể tích quả lọc khoảng 100 - 150 ml .

Trên bề mặt sợi cấu trúc mạng lỗ màng đường kính cỡ nanô mét. Máu được
chảy trong lòng các sợi mao dẫn gọi là khoang máu, còn dịch lọc chảy ngược
chiều với máu ở bên ngoài các sợi mao dẫn và gọi là khoang dịch. Hình H.3 là
cấu trúc màng lọc sợi rỗng và hình H.4 là cấu tạo quả lọc sợi rỗng
15


Hình H.3: Cấu trúc màng lọc sợi rỗng

250um

220um

Hình H.4: Cấu tạo quả lọc sợi rỗng
Cổng đƣờng máu vào
Đầu quả lọc
Đai quả lọc
Cổng đƣờng dịch lọc ra
Sợi mao dẫn
Vỏ quả lọc
Cổng đƣờng dịch lọc vào vào

Cổng đƣờng máu ra

c. Dây d n máu:
Chất liệu bằng nhựa y tế cao cấp, gồm hai phần:
- Dây máu động mạch: đưa máu từ bệnh nhân đến quả lọc
- Dây máu tĩnh mạch: đưa máu từ quả lọc trả về bệnh nhân
Trên hình Hình H.5 là ảnh chụp dây dẫn máu sử dụng trong lọc máu thận
nhân tạo

16


Hình H.5: Dây dẫn máu dùng trong kỹ thu t th n nhân tạo

1.4.2. Máy th n nhân tạo
Hình H.6: M

th n nhân tạo

17


Là thiết bị cơ bản để đảm bảo mọi điều kiện tối ưu và an toàn cho quá trình
lọc máu ngoài cơ thể. Máy gồm bốn phần cơ bản là: Hệ thống tạo vòng tuần
hoàn ngoài vòng cơ thể, hệ thống dịch lọc, hệ thống kiểm soát siêu lọc và hệ
thống riêng. Được mô tả như hình H.6
- Hệ thống vòng tuần hoàn ngoài cơ thể là một chu trình khép kín, mọi động
tác tiếp xúc phải hoàn toàn vô trùng và không để lọt không khí. Máu đi từ bệnh
nhân đến quả lọc gọi là đường động mạch, đi từ quả lọc về bệnh nhân gọi là
đường tĩnh mạch. Bơm máu chuyển động đẩy dòng máu trong vòng tuần hoàn
kín. Bơm heparin đặt sau bơm máu và bơm xuôi dòng máu. Máy được bố trí và
cài đặt tự động một hệ thống báo động về các thông số như áp lực của các dòng
máu động mạch, tĩnh mạch, tốc độ của bơm heparin, báo động có khí trong
máu...
- Hệ thống dịch lọc gồm: thiết bị pha loãng dịch lọc đậm đặc thành dịch lọc
chuẩn. Các thiết bị kiểm tra, theo dõi và điều chỉnh độ dẫn điện, nhiệt độ, áp lực,
lưu lượng, phát hiện dò máu. Hệ thống dịch phải có bộ phận khử khí và khử
trùng bằng hóa chất hoặc nhiệt độ. Dịch lọc đậm đặc thường được pha trộn liên

tục với nước RO tinh khiết y tế để tạo ra dịch lọc chuẩn. Nước RO tinh khiết y tế
được làm ấm và khử khí trước khi được trộn với dịch đậm đặc.
- Hệ thống kiểm soát siêu lọc: Các máy thận hiện đại ngày nay đều có hệ
thống kiểm soát siêu lọc tự động, hệ thống này cho phép thực hiện siêu lọc một
cách hoàn toàn tự động theo các phần mềm máy tính. Hệ thống này tính toán
bằng 3 cách cơ bản: đo cảm ứng dòng chảy, đo cân bằng thể tích, và tạo dòng
tuần hoàn khép kín.
- Hệ thống riêng của từng máy như: hệ thống lọc một kim, hệ thống siêu lọc
đơn thuần, hệ thống theo dõi bệnh nhân...
1.4.3. Dịch lọc máu
♦ Dịch lọc máu là yếu tố hết sức quan trọng trong kỹ thuật lọc máu. Nó tham gia
vào quá trình trao đổi chất qua màng bán thẩm (quả lọc máu), tái lập lại sự cân
bằng nước, điện giải, cân bằng kiềm – toan.

18


Dịch lọc máu bao gồm nước tinh khiết và các chất điện giải có thành phần
và nồng độ tương đương với nồng độ của chúng trong máu người bình thường
sau khi được pha loãng từ dịch đậm đặc, do máy thận thực hiện theo chương
trình được cài đặt sẵn. Thành phần chất điện giải trong máu người bình thường
và thành phần chất điện giải dịch lọc máu A&B sau khi pha loãng đươc thể hiện
trên bảng 3 và 4 (*).
Bảng 3: Thành phần chất điện giải trong m u ng ời bình th ờng
Cation

mmol/l

Anion

mmol/l

Na+

140

Cl-

104

K+

4,0

HCO3-

27

Ca+2

2,0

PO4-3

2,5

Mg2+

0,75

Protein

16

Bảng 4: Thành phần chất điện giải dịch lọc m u A&B sau khi pha loãng
Cation

mmol/l

Anion

mmol/l

Na+

140

Cl-

110

K+

2,5

HCO3- (hoặc CH3COO)

35

Ca+2

2,0

Mg2+

0,75
S

T

(*)

H N

♦ Nồng độ các chất điện giải trong kỹ thuật điều trị thận và vai trò
của chúng
+ Natri:
Là ion có hoạt tính thẩm thấu quan trọng nhất, tham gia phần lớn vào vai
trò giữ cân bằng thẩm thấu nội môi. Ở bệnh nhân suy thận, nồng độ natri huyết
tương thường giảm, kèm theo sự ứ trệ nước trong cơ thể.
Với những bệnh nhân có urê máu quá cao (trên 2g/l tức là 34mol/l), việc
giảm urê máu nhanh kéo theo giảm độ thẩm thấu máu và khu vực ngoài tế bào
19


gây ra những hội chứng gọi là "mất cân bằng thẩm thấu", với những biểu hiện
như: đau đầu, buồn nôn, nôn, co cơ, nặng có thể gây ra phù não. Do nồng độ
natri trong dịch cao hơn trong máu bệnh nhân nên natri dễ dàng khuếch tán từ
dịch vào máu. Sự vận chuyển này không những bù được lượng natri thiếu hụt
trong máu bệnh nhân mà nó còn giảm tối đa sự thay đổi độ thẩm thấu máu do

đào thải urê. Việc chọn lựa nồng độ natri trong dịch lọc sao cho thích hợp với
từng đối tượng bệnh nhân là cần phải xem xét cẩn thận.
Hiện nay, nồng độ 140 mmol/l natri trong dịch thường được sử dụng. Tuy
nhiên cần phải kiểm tra điện giải của bệnh nhân trước khi tiến hành lọc máu để
chọn được nồng độ natri thích hợp cho bệnh nhân.
+ Kali:
Bệnh nhân suy thận Urê máu cao, thường kali máu cũng cao. Vì vậy dịch
lọc máu thường được pha với nồng độ kali thấp. Đối với những bệnh nhân ăn
chế độ không hạn chế kali (60-80 mmol/ngày), lọc máu 3 lần/tuần, mỗi lần 4-5
giờ, thì nên dùng dung dịch có nồng độ kali 1,5 mmol/l.
Còn nếu bệnh nhân ăn ở chế độ hạn chế kali, hoặc tình trạng tim mạch tồi,
có sử dụng digitalit thì nên dùng dung dịch có nồng độ kali cao hơn (từ 2-3
mmol/l), để tránh tình trạng hạ kali máu nhiều nguy hiểm đến tim mạch
bệnh nhân.
+ Canxi:
Nồng độ canxi trong máu người bình thường từ 2,25-2,5 mmol/l. Bệnh
nhân suy thận thường kèm theo hấp thụ canxi kém, nên nồng độ canxi máu
giảm. Để bổ sung đủ canxi cho bệnh nhân trong quá trình lọc máu, nhiều nghiên
cứu cho thấy nồng độ canxi cho trong dịch lọc máu nên nằm trong khoảng từ
1,5-2 mmol/l.
+ Magiê:
Là ion chủ yếu nằm trong tế bào, nồng độ trong huyết tương nằm trong
khoảng 0,7-1,1 mmol/l.

20


Ở bệnh nhân suy thận sự hấp thụ magiê hầu như bình thường, hầu hết dịch
lọc máu trên thế giới cũng có nồng độ magiê từ 0,5-0,8 mmol/l. Thận là cơ quan
chính điều chỉnh nồng độ magie máu. Giảm magiê (<0,2 mml/l) gây nên rối loạn

thần kinh, có cảm giác sợ hãi, tăng magiê máu (> 0,3 mmol/l) sẽ làm giảm phản
xạ gân cơ.
Chất lượng dich lọc cũng bị ảnh hưởng bởi nồng độ canxi và magiê
của nước dùng để pha dịch. Nếu nước xử lý không tốt, lượng canxi và magiê sẵn
có trong nước (nước cứng) sẽ làm tăng nồng độ hai ion này trong dịch, nếu
canxi trong dịch > 3 mmol và magiê >1,5 mmol/l, thì bệnh nhân lọc máu sẽ xuất
hiện những triệu chứng như tăng huyết áp cấp không khống chế được, nóng sốt,
vã mồ hôi, buồn nôn và nôn, người mệt lả. Đó là "hội chứng nước cứng". Vì vậy
nước dùng để lọc máu và pha dịch phải đạt tiêu chuẩn nước dùng cho lọc máu
điều trị thận nhân tạo của bộ Y Tế quy định.
+ Ch

ù

ể pha d ch: Chất lượng nước dùng để pha

dịch cũng gây ảnh hưởng dịch lọc bởi nồng độ canxi và magiê. Nếu nước xử lý
không tốt, lượng canxi và magiê sẵn có trong nước (nước cứng) sẽ làm tăng
nồng độ hai ion này trong dịch, nếu canxi trong dịch >3 mmol và magiê >1,5
mmol/l, thì bệnh nhân lọc máu sẽ xuất hiện "hội chứng nước cứng" kèm những
triệu chứng như tăng huyết áp cấp không khống chế được, nóng sốt, vã mồ hôi,
buồn nôn và nôn, người mệt lả.
Vì vậy nước dùng để lọc máu và pha dịch phải đạt tiêu chuẩn nước dùng
cho lọc máu điều trị thận nhân tạo của bộ Y Tế quy định - theo tiêu chuẩn
AAMI – Hoa Kỳ (Association for the Advancement of Medical Instrumentation)
như bảng 5 sau:

21

Bảng 5: Một số chỉ tiêu n ớc dung cho kỹ thu t lọc m u chạ th n nhân tạo
của AAMI – Hoa Kỳ {*}
AAMI maximum concentration for

STT

Chỉ tiêu

Đơn vị

01

Calcium

Mg/l

2

02

Magnesium

Mg/l

4

03

Na

Mg/l

70

04

Potassium

Mg/l

8

05

Arsenic

06

Aluminium

Mg/l

0,01

07

Coper

Mg/l

0,1

08

Sulphát ( SO42- )

Mg/l

100

09

Thuỷ ngân

9

Free Chlorine

Mg/l

0,5

10

Becteria

CFU/ml

200 ( action level 50 CFU/ml)

11

Endoxin

EU/ml

2 ( action level 1 EU/ml)

dialysis water

0.05

0.002

 *: NEPHROLOGY NERSING, December 2001 – Vol.28.N0.6. P621

1.5. Sự cần thiết có hệ pha dịch
Theo như số liệu về bệnh nhân suy thận mạn đã được đề cập ở trên, nhu
cầu sử dụng dịch cho điều trị bằng phương pháp thận nhân tạo ở nước ta là rất
lớn: cần tới 117 m3/ ngày/cả nước. Hiện nay dịch lọc cho điều trị thận nhân tạo
vẫn chủ yếu bằng con đường nhập ngoại.
Một Bệnh viện thận điển hình như Bệnh viện Thận Hà Nội, một ngày có
tới 148 lượt bệnh nhân điều trị lọc máu bằng thận nhân tạo/ngày. Số lượng dịch
lọc cần tới 1480lít/ngày (1,48 m3). Nếu sử dụng hệ pha dịch A- B tổng công suất
260lít/mẻ, khi đó cần pha 6 mẻ cùng một lúc hết 2 giờ sẽ hoàn toàn đáp ứmg
được nhu cầu này.
Vì thế hệ thống pha dịch đơn nguyên của đề tài sẽ được thiết kế có công
suất dịch thành phẩm tương đương số lượng này.

22

Do đó đề tài nghiên cứu hệ thống pha dịch công nghệ đơn nguyên sẽ
góp phần:
+ Không phải sử dụng diện tích kho lưu giữ lớn khi phải nhập từ nước
ngoài về, hạn chế sự suy giảm chất lượng dịch do phải bảo quản lưu giữ trong
kho thời gian lâu.
+ Giảm giá thành chi phí cho bệnh nhân: trên cả hai phương diện trực tiếp
và gián tiếp.
1.6. Tình hình nghiên cứu chế tạo trong và ngoài nƣớc
1.6.1. Công nghệ pha ch dịch điện giải đ m đặc hiện nay:
- Hiện nay trên thế giới người ta đang áp dụng 2 dạng công nghệ pha chế
dịch cho kỹ thuật lọc máu bằng thận nhân tạo:
+ Dạng 1: Sử dụng Hệ thống pha dịch Trung tâm:
Dịch bột + Nước RO   Khuấy trộn ( Dịch đậm đặc)    pha
loãng dẫn đưa thẳng vào hệ thống các máy thận điều trị
Công nghệ này áp dụng cho các trung tâm chạy thận lớn hàng trăm bệnh
nhân trở lên. Tuy nhiên đòi hỏi phải có loại máy thận tương thích với công nghệ
này đi kèm. Do đó ở Việt nam hầu như chưa có hệ thống công nghệ này.
+ Dạng 2: Sử dụng Hệ thống pha dịch đơn nguyên:
Dịch bột + Nước RO   Khuấy trộn ( Dịch đậm đặc)   đưa vào
từng máy thận riêng lẻ bằng các can dịch, máy tự hòa trộn với nước RO để pha
loãng điều trị. Tuy nhiên đòi hỏi cũng phải có loại máy thận tương thích với
công nghệ này đi kèm
Hệ thống công nghệ pha dịch đơn nguyên hiện nay là phổ biến và phù hợp
với các đơn vị thận nhân tạo tại Việt Nam, bởi vì hầu hết các đơn vị thận nhân
tạo và bệnh viện đang sử dụng loại máy thận tương thích với công nghệ này.
Do đó Hệ thiết bị pha chế dich của đề tài tiến hành nghiên cứu theo hướng
công nghệ pha dịch đơn nguyên. Điều này mang tính thực tiễn và phù hợp với
nhu cầu điều kiện chạy thận hiện tại của Việt Nam.

23


1.6.2. Ngoài n ớc:
Trên thế giới, đã có một số thiết bị pha chế dịch của một số hãng nước
ngoài như :
ROCKWELL MEDICAL (Hoa Kỳ), Automated Mixers Renacon Pharma
(Pakistan), SUSO Đài Loan...
* Hệ thiết bị pha dịch đơn nguyên ROCKWELL kỹ thuật sử dụng trong công
nghệ là phương pháp dùng cánh khuấy, các van chấp hành dùng là van cơ.
Trong quá trình vận hành công nghệ Kỹ thuật viên phải thao tác công tắc chuyên
đổi hướng quay của động cơ khuấy trộn, đóng mở bằng tay các van cơ lấy nước
cấp vào, lấy dịch ra.
Dưới đây là một số hình ảnh chi tiết một hệ pha chế dịch điển hỉnh
Rocwell - Hoa kỳ: Hình H.7 là ảnh hình dạng ngoaig của khối Reactor, hình H.8
là Panel điều khiển hệ thống hoạt động công nghệ; hình H.9 là mặt cắt tổng thể
khối reactor.
Hình H.7: Ảnh hình dạng ngoài của khối Reactor

24


Hình H.8: Panel điều khiển hệ thống hoạt động công nghệ

Hình H.9: Mặt cắt tổng thể khối reactor

25