Nghiên cứu thiết bị đo thông số huyết động dùng siêu âm

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

----------LÊ MINH ĐÔNG

NGHIÊN CỨU THIẾT BỊ ĐO THÔNG SỐ HUYẾT ĐỘNG
DÙNG SIÊU ÂM

LUẬN VĂN
THẠC SĨ KỸ THUẬT Y SINH

HÀ NỘI - 2016


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

----------LÊ MINH ĐÔNG

NGHIÊN CỨU THIẾT BỊ ĐO THÔNG SỐ HUYẾT ĐỘNG
DÙNG SIÊU ÂM

Chuyên ngành: KỸ THUẬT Y SINH

LUẬN VĂN
THẠC SĨ KỸ THUẬT Y SINH

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
GS.TS. NGUYỄN ĐỨC THUẬN

HÀ NỘI - 2016

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

BẢN XÁC NHẬN CHỈNH SỬA LUẬN VĂN THẠC SĨ
Họ và tên tác giả luận văn: Lê Minh Đông
Đề tài luận văn: Nghiên cứu thiết bị đo thông số huyết động dùng siêu âm.
Chuyên ngành: Kỹ thuật Y sinh
Mã số SV: CB140284
Tác giả, Người hướng dẫn khoa học và Hội đồng chấm luận văn xác nhận tác
giả đã sửa chữa, bổ sung luận văn theo biên bản họp Hội đồng ngày 3/3/2016
với các nội dung sau: Hội đồng không yêu cầu tác giả chỉnh sửa.
Ngày 07 tháng 03 năm 2016
Giáo viên hướng dẫn
GS TS Nguyễn Đức Thuận

Tác giả luận văn
Lê Minh Đông

CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG
TS Nguyễn Thái Hà


LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Tấ t cả dữ liê ̣u,
kế t quả trong luâ ̣n văn là trung thực và chưa từng đươ ̣c công bố trong bấ t kì công
trin
̀ h nào khác.
Tác giả

Lê Minh Đông

1


LỜI CẢM ƠN
Hồn thành l ̣n văn này, tơi xin bày tỏ lòng cảm ơn chân thành tới GS.TS
Nguyễn Đức Thuâ ̣n, người đã tâ ̣n tình hướng dẫn tôi trong suố t thời gian thực
hiê ̣n luâ ̣n văn.
Tôi cũng xin gửi lời cám ơn sâu sắ c tới các Thầ y Cô trong Bộ môn Công
nghê ̣ Điê ̣n tử và Kỹ thuâ ̣t Y sinh, Trung tâm Điê ̣n tử y sinh và các Thầ y Cô trong
Viê ̣n Điê ̣n tử - Viễn thông đã giúp đỡ tôi trong suố t thời gian học tâ ̣p, nghiên cứu,
thực hiê ̣n luâ ̣n văn.
Tôi cũng xin gửi lời cảm ơn Anh Phan Thành Đô, quản lý công ty TNHH
thiế t bị y tế Điê ̣n Dương đã tạo điều kiê ̣n thuâ ̣n lợi để tôi thực hiê ̣n luâ ̣n văn này.
Tôi xin bày tỏ lòng biế t ơn sâu sắ c tới gia đình, bạn bè đã luôn động viên,
khić h lê ̣ và tạo điều kiê ̣n cho tôi học tâ ̣p, nghiên cứu tố t.
Hà Nội, ngày 7 tháng 2 năm 2016
Tác giả
Lê Minh Đông

2


MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN .......................................................................................................1
LỜI CẢM ƠN .............................................................................................................2
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT .........................................................................5
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ BẢNG BIỂU .......................................................8

PHẦN MỞ ĐẦU .......................................................................................................10
CHƯƠNG 1. TIM VÀ THÔNG SỐ HUYẾT ĐỘNG ..............................................12
1.1. Tim và hê ̣ tuầ n hoàn........................................................................................12
1.2. Huyế t đô ̣ng. .....................................................................................................18
1.2.1. Huyế t áp (BP) ...........................................................................................19
1.2.2. Cung lượng tim (CO) và sức cản mạch hê ̣ thống (SVR)..........................19
1.2.3. Tiền gánh và thể tích nhát bóp. ................................................................20
1.2.4. Tiền gánh - Sức bóp cơ tim - Hậu gánh. ..................................................21
1.2.5. Tổng lượng ô-xy cung cấp - DO2 ............................................................22
1.2.6. Sơ đồ quan hê ̣ các thông số huyế t đô ̣ng ...................................................23
CHƯƠNG 2. CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐO THÔNG SỐ HUYẾT ĐỘNG ................24
2.1. Các phương pháp đo can thiê ̣p ........................................................................24
2.1.1. Phương pháp Fick .....................................................................................24
2.1.2. Phương pháp pha loañ g chất chỉ thi .........................................................
26
̣
2.1.3. Phương pháp pha loañ g nhiê ̣t ...................................................................28
2.1.4. Phương pháp PiCCO ................................................................................29
2.2. Các phương pháp đo không can thiê ̣p.............................................................31
2.2.1. Phương pháp cô ̣ng hưởng từ ....................................................................31
2.2.2. Phương pháp Tim đồ trở kháng ngực (ICG) ............................................32
2.2.3. Phương pháp siêu âm Doppler .................................................................34
CHƯƠNG 3. ĐO THÔNG SỐ HUYẾT ĐỘNG BẰNG SIÊU ÂM DOPPLER ......37
3.1. Cơ sở lý thuyế t siêu âm...................................................................................37
3.1.1. Nguyên lý siêu âm tổng quan. ..................................................................37

3


3.1.1.1. Mơ ̣t số tính chất vật lý của siêu âm....................................................37

3.1.1.2. Q trình lan truyền sóng âm trong cơ thể. ........................................39
3.1.2.1. Đầ u dị siêu âm. ..................................................................................42
3.1.2.2. Bơ ̣ phận xử lý tín hiê ̣u và thơng tin. ...................................................44
3.1.2.3. Các kiểu siêu âm ................................................................................45
3.2. Theo dõi huyế t đô ̣ng bằng siêu âm Doppler. ..................................................47
3.2.1. Nguyên lý theo dõi huyế t đô ̣ng bằng siêu âm Doppler. ...........................47
3.2.2. Sơ đồ khối tổng quan thiế t bi....................................................................
52
̣
3.2.3. Kỹ thuật đo ...............................................................................................53
CHƯƠNG 4. THIẾT BỊ ĐO THÔNG SỐ HUYẾT ĐỘNG KHÔNG XẤM LẤN
DỰA TRÊN NGUYỀN LÝ SIÊU ÂM DOPPLER (USCOM) ................................57
4.1. Thiế t bi USCOM
.............................................................................................57
̣
4.2. Ứng dụng thiế t bi USCOM
.............................................................................63
̣
4.2.1. Các trường hợp lâm sàng điển hình về ứng dụng USCOM tại ÚC. .........63
4.2.2. Ứng dụng thiế t bi ̣USCOM tại bê ̣nh viê ̣n Viê ̣t Đức .................................66
4.2.3. Ứng dụng thiế t bi ̣USCOM tại bê ̣nh viê ̣n Nhi Trung Ương .....................69
CHƯƠNG 5. KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN .........................................75
5.1. Kết Luận .........................................................................................................75
5.2. Hướng phát triển .............................................................................................76
TÀI LIỆU THAM KHẢO .........................................................................................77
CÁC CƠNG TRÌNH KHOA HỌC ...........................................................................78
TĨM TẮT ḶN VĂN THẠC SĨ ...........................................................................79

4

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

Từ đầ y đủ

Từ viế t tắ t
1

AV

Aortic Valve

2

PV

Pulmonary Valve

3

TV

Tricuspid Valve

4

MV

Mitral Valve

5

BP

Blood Pressure

6

CO

Cardiac Output Monitoring

7

SVR

Systemic Vascular Resistance

8

SV

Stroke Volume

9

HR

Heart Rate

10

LVEDV

Left Ventricle End Diasole Volume

11

Vpk

Peak Velocity of Ventricular Ejection

12

DO2

Oxygen Delivery

13

Sao2

Oxygen Saturation of Arterial Blood.

14

Spo2

Peripheral Capillary Oxygen Saturation

15

Dpo2

Peripheral Capillary Oxygen Delivery

5


16

Dpo2I

Peripheral Capillary Oxygen Delivery Index

17

PiCCO

Pulse Contour Cardiac Output

18

VEPC

Velocity Encoded Phase Contrast

19

ICG

Impedance Cardiography

20

RCSA

Right Cross Sectional Area

21

LCSA

Left Cross Sectional Area

22

FT

Flow Time

23

vti

Velocity Time Integral

24

CI

Cardiac Index

25

BSA

Body Surface Area

26

SVI

Stroke Volume Index

27

USCOM

Utrasonic Cardiac Output Monitoring

28

SVV

Stroke Volume Variation

29

SVRI

Systemic Vascular Resistance Index

30

ET %

Ejection Time

31

FTc

Flow Time Correct

32

INO

Inotropic Index

6


33

MD

Minute Distance

34

CPO

Cardiac Power

35

PKN

Potential & Kinetic Energy Ratio

36

SW

Stroke Work

38

SVS

Stroke Volume Saturation

39

Pmn

Mean Pressure Gradient Across The Valve

40

GEDI

Global End Diastolic Index

41

MAP

Mean Arterial Pressure

42

APsys

Arterial Pressure Systolic

43

APdia

Arterial Pressure Diastolic

44

MPAP

Mean Pulmonary Arterial Pressure

45

GEF

Global Ejection Fraction

46

CPI

Cardiac Power Index

47

PVPI

Pulmonary Vascular Permeability Index

48

ELWL

Extra Vascular Lung Water Index

49

Scv02

Central Venous Oxygen Saturation

50

V02

Volume of Oxygen

7


DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ BẢNG BIỂU
Hình 1.1 Vị trí tim trong lồng ngực ..........................................................................12
Hình 1.2 Vị trí các van tim ........................................................................................13
Hình 1.3 Hệ tuần hồn ..............................................................................................14
Hình 1.4 Kỳ tâm trương, kỳ tâm thu .........................................................................15
Hình 1.5 Chu kỳ tim. .................................................................................................15
Hình 1.6 Dịng chảy phân lớp ...................................................................................16
Hình 1.7 Dịng chảy qua van .....................................................................................16
Hình 1.8 Dịng chảy phân lớp qua đoạn mạch cong .................................................17
Hình 1.9 Dịng rối qua van hẹp .................................................................................17
Hình 1.10 Định luật ơm với hệ tuần hồn .................................................................18
Hình 1.11 Đặc tuyến Frank - Starling .......................................................................20
Hình 1.12 Sơ đồ quan hệ các thơng số huyết động ...................................................23
Hình 2.1 Các phương pháp theo dõi huyết động.......................................................24
Hình 2.2 Phương pháp Fick ......................................................................................25
Hình 2.3 Phương pháp pha lỗng chấ t chỉ thị ...........................................................27
Hình 2.4 Phương pháp pha lỗng nhiệt .....................................................................29
Hình 2.5 Phương pháp PiCCO ..................................................................................30
Hình 2.6 Đồ thị huyết áp động mạch khi theo dõi bằng ...........................................30
Hình 2.7 Các thơng số huyết động trên PiCCO ........................................................31
Hình 2.8 Phương pháp tim đồ trở kháng ngực ICG ..................................................33

Hình 2.9 Đường cong thay đở i trở kháng và tốc độ thay đổ i trở kháng ngực . .......33
Hình 2.10: Đo tốc độ dịng máu dựa trên nguyên lý siêu âm Doppler .....................35
Hình 2.11 Van động mạch chủ và van độn ...............................................................35
Hình 3.1 Sơ đồ minh họa các thông số chu kỳ( cycle) bước song (wave length), tần
số siêu âm ..................................................................................................................39
Hình 3.2 Chùm tia siêu âm qua mơi trường trở kháng khác nhau ............................42
Hình 3.3 Đo tốc độ dịng máu dựa trên ngun lý siêu âm Doppler.........................48
Hình 3.4 Van động mạch chủ, van động phở i ...........................................................49
Hình 3.5 Đường kính van tỷ lệ với chiều cao ...........................................................50
Hình 3.6 Dữ liệu Doppler thu đươ ̣c ..........................................................................50

8


Hình 3.7 Tính cung lươ ̣ng tim và thể tích và thể tích nhát bóp ................................51
Hình 3.8 Sơ đồ khối thiết bị đo huyết động bằng siêu âm Doppler ..........................52
Hình 3.9 Hương chùm siêu âm qua van động mạch chủ (trái), van động mạch phở i
(phải) .........................................................................................................................53
Hình 3.10 Xoay dị vị trí van động mạch chủ (trái), van động mạch phở i (phải) .....53
Hình 3.11 Chùm siêu âm bị phản xạ qua mơi trường khí .........................................54
Hình 3.12 Các hướng khác nhau của đầu dò, giá trị vận tốc thu đươ ̣c khác nhau ....55
Hình 3.13 Dữ liệu thu đươ ̣c ở các hướng khác nhau ................................................55
Hình 3.14 Dạng tín hiệu cần thu ...............................................................................56
Hình 4.1 Theo dõi huyết động khơng xâm 1ấ n bằng USCOM .................................57
Hình 4.2 Thiế t bị USCOM ........................................................................................58
Hình 4.3 Đồ thị xu hướng thay đở i thơng số huyết động theo thời gian..................61
Hình 4.4 So sánh USCOM và Flow probe ................................................................61
Hình 4.5 Thơng số kỹ thuật USCOM........................................................................62
Hình 4.6 Kết quả USCOM trước điều trị bệnh nhân 1a ............................................63
Hình 4.7 Dải thơng số huyết động bình thường tại Úc .............................................64

Hình 4.8 Xu hướng thay đở i huyết động bệnh nhân 1a ............................................64
Hình 4.9 Chiều hướng tác động của thuốc với các thơng số huyết động..................65
Hình 4.10 Kết quả theo dõi huyết động bệnh nhân 1b ..............................................66
Hình 4.11 Kết quả so sánh giá trị thông sô huyết động trên USCOM và PiCCO ...68
Hình 4.12 Kết quả đối chiếu USCOM giữa hai người đo .........................................69
Hình 4.13 Kết quả đo bệnh nhân A sau dùng noradrenaline ...................................70
Hình 4.14 Kết quả đo bệnh nhân A sau truyền dịch .................................................70
Hình 4.15 Kết quả đo bệnh nhân HA chưa dùng dopamine, noradrenaline ............71
Hình 4.16 Kết quả đo bệnh nhân HA sau khi dùng dopamine,noradrenaline ..........72
Hình 4.17 Kết quả đo Bác sỹ T .................................................................................73
Hình 4.18 Kết quả đo Bác sỹ D.................................................................................73
Hình 4.19 Kết quả đo Bác sỹ H.................................................................................74

9


PHẦN MỞ ĐẦU
Theo dõi các thông số huyế t động là rấ t cầ n thiế t đố i với các Bác Sỹ để
chẩn đoán và điều trị các bê ̣nh lý dẫn đế n mấ t cân bằng tưới máu và cung cấ p oxy
cho các tế bào. Những thông số phản ánh lươ ̣ng máu lưu thông trong hê ̣ tuầ n
hoàn, sức cản của hê ̣ mạch với quá triǹ h máu vâ ̣n chuyển hay khả năng co bóp
của cơ tim, là nguồn tư liê ̣u hữu ích để các Bác Sỹ đánh giá tình trạng tim mạch
và tình trạng hê ̣ thố ng tuầ n hồn.
Trên thế giới hiê ̣n nay có nhiều phương pháp đo thông số huyế t động đươ ̣c
thực hiê ̣n. Trong đó nhóm các phương pháp can thiê ̣p gồm phương pháp: Fick,
pha loañ g chấ t chỉ thị màu, pha loañ g nhiê ̣t, PiCCO; nhóm các phương pháp
khơng can thiê ̣p đươ ̣c sử dụng hiê ̣n nay là phương pháp cộng hưởng từ, tim đồ trở
kháng ngực và siêu âm Doppler.Trong khi đó, chẩn đoán và điều trị tim tại Viê ̣t
Nam còn gặp nhiều hạn chế do giá cả đắ t đỏ, thiế u trang thiế t bị, bê ̣nh nhân quá
tải. Xét thấ y phương pháp đo thông số huyế t động dùng siêu âm Doppler là

phương pháp mới, an tồn, hồn tồn khơng xâm lấ n, dễ thực hiê ̣n, chi phí cho
mỗi lầ n thực hiê ̣n thấ p. Hơn 10 năm đưa ra thị trường đã có trên 200 cơng bớ
khoa học dựa trên thực tiễn lâm sàng chứng minh tiń h hiê ̣u quả của phương pháp
trong viê ̣c cung cấ p thông tin về huyế t động tới các Bác Sy.̃ Điều này cho thấ y,
viê ̣c nghiên cứu thiết bị đo thông số huyế t động bằng siêu âm là thiế t thực với tình
hin
̀ h ở Viê ̣t Nam cũng như xu hướng phát triển của thế giới.
Trong nội dung của luâ ̣n văn, tác giả đã nghiên cứu về các thơng số huyết
động chính, quan hệ giữa các thông số huyết động; các phương pháp đo thông số
huyết động; nguyên lý, kỹ thuật đo, vâ ̣n hành và ứng dụng thiế t bị theo dõi huyế t
động bằng siêu âm Doppler trên thế giới và Việt Nam.
Luâ ̣n văn gồm các nội dung chin
́ h như sau:
• CHƯƠNG 1: TIM VÀ THÔNG SỐ HUYẾT ĐỘNG.
Trình bày tổng quan về tim, hê ̣ t̀ n hồn các thơng số huyế t động cũng
như quan hê ̣ giữa các thơng sớ hú t động.
• CHƯƠNG 2: CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐO THÔNG SỐ HUYẾT ĐỘNG

10


Triǹ h bày tổng quan ưu và nhươ ̣c các phương pháp theo dõi huyế t động
theo hai nhóm phương pháp can thiê ̣p và phương pháp không can thiê ̣p.
• CHƯƠNG 3: ĐO THƠNG SỐ HUYẾT ĐỘNG BẰNG SIÊU ÂM DOPPLER
Triǹ h bày lý thuyế t siêu âm, nguyên lý, kỹ thuâ ̣t đo thông huyế t động bằng
siêu âm Doppler.
• CHƯƠNG 4: THIẾT BỊ ĐO THƠNG SỐ HUYẾT ĐỘNG KHÔNG XÂM
LẤN DỰA TRÊN NGUYÊN LÝ SIÊU ÂM DOPPLER (USCOM)
Triǹ h bày về tiń h năng và ứng dụng của thiế t bị USCOM trong theo dõi và
điều trị.

• CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN
Kế t luâ ̣n về các kế t quả đạt đươ ̣c trong đề tài và đưa ra hướng nghiên cứu tiế p
theo
Kết quả chính mà luận văn đạt được:
-

Một trong những nghiên cứu đầu tiên tại Viê ̣t Nam về đo lường thông số
huyế t động bằng siêu âm Doppler đươ ̣c trình bày một cách toàn diê ̣n trong
luâ ̣n văn kỹ thuâ ̣t.

-

Đã tìm hiểu đươ ̣c nguyên lý, kỹ thuâ ̣t đo và tính năng của thiế t bị mới
trong theo dõi huyế t động trên thế giới.

-

Tìm hiểu ứng dụng của thiế t bị trên những trường hơ ̣p lâm sàng điển hin
̀ h.
Thực hành lấ y tín hiê ̣u và tìm hiểu nhâ ̣n định tính chính xác của thiế t bị tại
những bê ̣nh viên đầ u tiên thử nghiê ̣m thiế t bị mới trong đo lường thông số
huyế t động.

11


CHƯƠNG 1. TIM VÀ THÔNG SỐ HUYẾT ĐỘNG
1.1. Tim và hê ̣ tuầ n hoàn
Tim là bộ phâ ̣n quan trọng trong hê ̣ tuầ n hoàn với chức năng bơm đều đặn
để đẩy máu theo các động mạch đem dưỡng khí và các chấ t dinh dưỡng đế n toàn

bộ cơ thể, đồng thời loại bỏ các chấ t thải trong quá triǹ h trao đổi chấ t. Tim hút
máu từ tĩnh mạch về sau đó đẩy máu đế n phổi để trao đổi khí CO2 lấ y khí O2 [9].
Trái tim nằm ở khoang giữa trung thấ t trong ngực, nghiêng một góc, đỉnh tim
hướng về phía bên trái cơ thể. Khoảng 2/3 quả tim nằm phía bên trái, 1/3 còn lại
nằm phía bên phải. Quả tim bình thường có kić h thước bằng nắ m tay siế t chặt
(hình 1.1)

Hình 1.1 Vị trí tim trong lồng ngực
Trong cơ thể người tim đươ ̣c chia thành bố n phầ n: tâm nhĩ trái và tâm nhĩ
phải ở nửa trên; tâm thấ t trái và tâm thấ t phải ở nửa dưới. Thường tâm nhĩ phải và
tâm thấ t phải đươ ̣c gộp vào gọi là nửa bên phải và phầ n kia đươ ̣c gọi là nửa bên
trái của tim. Tim đươ ̣c bao bọc trong một túi bảo vê ̣, gọi là màng ngồi tim có
chứa một lươ ̣ng nhỏ chấ t bôi trơn. Tim đươ ̣c cấ u tạo thành ba lớp: thươ ̣ng tâm vị;
cơ tim; và màng trong của tim. Trái tim con người trung bình đâ ̣p 72 lầ n mỗi
phút, sẽ đâ ̣p khoảng 2,5 tỷ lầ n trong thời gian trung biǹ h 66 năm tuổi thọ. Nó

12


nặng khoảng 250-300 gram ở nữ giới và 300 đế n 350 gram ở nam giới [10].
Máu chảy qua tim theo một chiều do van tim ngăn máu chảy ngươ ̣c. Có hai
van nhĩ thấ t - van nớ i tâm nhĩ và tâm thấ t là van 3 lá (TV) và van 2 lá (AV). Có
hai van nớ i tâm thấ t với động mạch: van động mạch chủ (AV) và van động mạch
phổi (PV). Hai van này nằm đớ i diê ̣n nhau và lê ̣ch nhau góc 60 độ (hình 1.2).

Hình 1.2 Vị trí các van tim
Hê ̣ thố ng tim mạch là hê ̣ kin
́ gồm hai vòng t̀ n hồn. Tim phải tớ ng máu
đế n phổi còn tim trái tố ng máu đi nuôi cơ thể. Lưu lươ ̣ng máu sẽ bằng nhau tại
mọi điểm trong vòng tuầ n hoàn ( trừ trường hơ ̣p có dòng chảy ngươ ̣c hoặc shunt).

Máu có nồng độ oxy thấ p đi vào tâm nhĩ phải từ tĩnh mạch chủ trên và dưới và đi
đế n nhĩ phải.Van ba lá mở ra và máu nghèo oxy đươ ̣c đổ về tâm thấ t phải.Van ba
lá đóng tạo áp lực lên tâm thấ t phải, áp lực đó khiế n van động mạch phổi mở đẩy
máu ra động mạch phổi. Từ đây máu đươ ̣c bơm vào hê ̣ t̀ n hồn phổi, tại đó máu
nhâ ̣n đươ ̣c oxy và thải ra carbon dioxide. Máu đươ ̣c tăng cường oxy trở về tâm
nhĩ trái, van hai lá mở máu đươ ̣c đổ vào tâm thấ t trái. Khi van hai lá đóng tạo ra
áp lực lên tâm thấ t trái làm mở van động mạch chủ. Máu đươ ̣c đẩy lên động mạch

13


chủ và đi nuôi cơ thể nơi oxy đươ ̣c sử dụng và chuyển hóa thành carbon dioxide.
Ngồi ra máu mang dưỡng chấ t từ gan và hê ̣ tiêu hóa đế n các cơ quan khác nhau
của cơ thể, đồng thời vâ ̣n chuyển chấ t thải đế n gan và thâ ̣n. Tĩnh mạch vâ ̣n
chuyển máu đế n tim, trong khi động mạch đẩy máu ra khỏi tim. Tĩnh mạch
thường có áp lực thấ p hơn so với động mạch (hình 1.3).

Hình 1.3 Hệ tuần hồn
Kỳ tâm thu, tâm thấ t co đẩy máu ra van động mạch chủ và van động mạch
phổi với vâ ̣n tố c cao. Kỳ tâm trương sau khi van động mạch chủ và động mạch
phổi đóng,van hai lá và ba lá mở để máu đổ về tâm thấ t. Ba pha của tâm trương
gồm máu đổ về tâm thấ t, tim dañ và tâm nhĩ co (hin
̀ h 1.4 -1.5) [1]
14


Hình 1.4 Kỳ tâm trương, kỳ tâm thu

Hình 1.5 Chu kỳ tim.
Tiế ng tim ‘Lub – dub’ là loại âm thanh nghe đươ ̣c từ ố ng nghe ‘Lub’ âm

cuố i tâm trương khi van 2 lá và van 3 lá đóng. ‘Dub’ âm ć i tâm thu khi van
động mạch chủ và van động mạch phổi đóng. Các âm thanh đó có sự khác biê ̣t
nhỏ đớ i với các âm thanh khác mà Doppler thu đươ ̣c. Bản ghi Doppler về chuyển
động của dòng máu thường có tiế ng nhẹ ‘whooshing’ ‘Clicky’ là âm khi van đóng
và mở.
15


Máu chảy qua tim, van và động mạch là dòng phân lớp hoặc dòng rớ i. Bình
thường máu chảy theo dòng phân lớp. Các tế bào hồng cầ u di chuyển với vâ ̣n tố c
tương đương nhau. Khi trái tim khỏe mạnh máu từ tâm thấ t trái qua van và trong
hê ̣ mạch thường là dòng phân lớp. Xem hin
̀ h dưới ta thấ y chuyển động của các tế
bào máu có dạng đồ thị parabol. Khi máu lưu thông qua động mạch hay tĩnh
mạch: thành mạch gây ma sát cản trở chuyển động của các tế bào gầ n thành mạch
khiế n tố c độ của các tế bào này nhỏ hơn các tế bào ở giữa (hiǹ h 1.6). Vâ ̣n tố c lớn
ở vị trí máu từ tâm thấ t đổ ra van động mạch chủ, van động mạch phổi. Tưởng
tươ ̣ng nước đang chảy trong vòi nước đó là dòng phân lớp. Khi chảy qua tiế t diê ̣n
nhỏ hơn thì vâ ̣n tố c lớn hơn và ngươ ̣c lại (hình 1.7). [1]

Hình 1.6 Dịng chảy phân lớp

Hình 1.7 Dịng chảy qua van

16


Khi máu chảy qua sườn lên, đoạn vòng cung và sườn x́ ng của động
mạch, ta có thể thấ y đươ ̣c sự thay đổi của dòng phân lớp. Khi máu lưu thông
trong trong đoạn lên của động mạch thì vâ ̣n tố c của các phân tử trở nên bấ t đố i

xứng, càng gầ n thành mạch phiá trong vâ ̣n tố c càng lớn, càng xa vâ ̣n tố c càng
nhỏ. Đố i với đoạn xuố ng của động mạch thì ngươ ̣c lại càng gầ n thành mạch phía
ngồi có phân tử có vâ ̣n tớ c càng lớn (hình 1.8)

Hình 1.8 Dịng chảy phân lớp qua đoạn mạch cong

Dòng rố i thường xảy ra do hẹp van, dòng chảy ngươ ̣c cũng là một loại
dòng rố i. Trong giai đoạn tâm thu máu đươ ̣c đẩy qua van bị hẹp dẫn đế n vâ ̣n tố c
càng lớn và gây ra xoáy dòng.Trường hơ ̣p hẹp van vâ ̣n tố c đỉnh sẽ tăng vọt và âm
thanh sẽ lớn (hiǹ h 1.9)

Hình 1.9 Dịng rối qua van hẹp

17


1.2. Huyế t đô ̣ng.
Huyế t động là gi?̀ Về bản chấ t đó là quá trin
̀ h dòng máu tới các mô trong
cơ thể. Tấ t cả các mô trong cơ thể đều cầ n đươ ̣c cung cấ p đủ máu với chấ t dinh
dưỡng và oxy và thải loại những sản phẩm chuyển hóa. Một định nghĩa về số c là
“Bấ t cứ rố i loạn tuầ n hoàn nào dẫn đế n mấ t cân bằng tưới máu và cung cấ p oxy
cho mô”. Còn các hiê ̣n tươ ̣ng như suy tim, huyế t áp cao, huyế t áp thấ p hay thâ ̣m
chí không có vấ n đề gì về mấ t cân bằng tưới máu, tấ t cả đều nằm dưới khái niê ̣m
huyế t động. Chúng ta hãy bắ t đầ u với sự tương tự giữa định luâ ̣t Ohms và hê ̣ t̀ n
hồn.

Hình 1.10 Định luật ơm với hệ tuần hoàn
Trong hình minh họa trên (hình 1.10), chúng ta có một nguồn pin và một
sớ đoạn dây có nớ i với một điê ̣n trở. Theo định luâ ̣t Ôm, với một dòng điê ̣n I, điê ̣n

áp V tạo ra trên một trở kháng R là :
V = I x R.
Trong hình minh họa bên phải, khi có dòng máu Q, huyế t áp BP do dòng
máu này tạo ra sẽ đươ ̣c tiń h theo lưu lươ ̣ng máu Q chảy qua hê ̣ mạch với sức cản

18


SVR, trong trường hơ ̣p này [2]
BP = Q x SVR.
1.2.1. Huyế t áp (BP)
Huyế t áp là áp lực máu cầ n thiế t tác động lên thành động mạch nhằm đưa
máu đế n nuôi dưỡng các mô trong cơ thể. Huyế t áp đươ ̣c tạo ra do lực co bóp của
tim và sức cản của động mạch.
Ở người biǹ h thường, huyế t áp ban ngày cao hơn ban đêm, huyế t áp hạ
xuố ng thấ p nhấ t vào khoảng 1-3 giờ sáng khi ngủ say và huyế t áp cao nhấ t từ 8 –
10 giờ sáng. Khi vâ ̣n động, gắ ng sức thể lực, căng thẳng thầ n kinh hoặc khi xúc
động mạnh đều có thể làm huyế t áp tăng lên. Và ngươ ̣c lại, khi cơ thể đươ ̣c nghỉ
ngơi, thư giãn, hú t áp có thể hạ x́ ng.
Khi bị lạnh gây co mạch, hoặc dùng một số thuố c co mạch hoặc th́ c co
bóp cơ tim, hay ăn mặn đều có thể làm huyế t áp tăng lên. Ở mơi trường nóng, ra
nhiều mồ hơi, bị tiêu chảy hoặc dùng th́ c giañ mạch có thể gây hạ huyế t áp.
Huyế t áp đươ ̣c thể hiê ̣n bằng 2 chỉ số : Huyế t áp tố i đa (còn gọi là huyế t áp tâm
thu hoặc ngắ n gọn là số trên), bình thường từ 90 đế n 139 mm Hg (đọc là milimét
thuỷ ngân). Huyế t áp tố i thiểu (còn gọi là huyế t áp tâm trương hoặc ngắ n gọn là
số dưới), bình thường từ 60 đế n 89 mm Hg. [11]
Huyế t áp có thể quá cao hoặc quá thấ p. Tương tự như định luâ ̣t Ohms ta có
thể suy luâ ̣n rằng nế u huyế t áp quá thấ p thì là do cung lươ ̣ng tim (CO) quá thấ p,
hay sức cản mạch hê ̣ thố ng (SVR) quá thấ p hay cả hai yế u tố đều thấ p. Hồn tồn
tương tự ta có thể áp dụng suy l ̣n này cho trường hơ ̣p huyế t áp quá cao.Ta có

cơng thức sau:
BP = CO x SVR.

1.2.2. Cung lượng tim (CO) và sức cản mạch hê ̣ thống (SVR)
Cung lươ ̣ng tim là tić h số của thể tić h nhát bóp (SV) và nhịp tim( HR) vâ ̣y
ta có thể viế t lại cơng thức cơ bản phía trên là:
19


BP = SV x HR x SVR.
Chúng ta biế t huyế t áp trung biǹ h của người bin
̀ h thường là khoảng
90mmHg, nhịp tim khoảng 75 nhịp/phút. Nhưng bạn có biế t thể tích máu đươ ̣c
tớ ng ra mỗi nhát bóp là bao nhiêu, ta có thể tiń h sức cản mạch hê ̣ thố ng như thế
nào? Sức cản mạch hê ̣ thố ng (SVR) đươ ̣c tính từ công thức:
SVR = BP/CO.
Vâ ̣y để tiń h đươ ̣c SVR ta cầ n tiń h CO và để tính đươ ̣c CO ta cầ n tiń h đươ ̣c
SV. Trở lại với mô hinh đơn giản của trạng thái huyế t áp cao và huyế t áp thấ p, lúc
này chúng ta có thể nói rằng huyế t áp quá cao là do nhịp tim quá cao hay thể tić h
nhát bóp quá cao hay sức cản mạch hê ̣ thố ng quá cao, hay là sự kế t hơ ̣p của các
thơng sớ trên. Hồn tồn tương tự cho trường hơ ̣p huyế t áp quá thấ p. [2]
1.2.3. Tiền gánh và thể tích nhát bóp.
Để hiểu điều này chúng ta cầ n xem lại một kế t quả nghiên cứu cơ bản đặc
tuyế n Frank Starling về mố i quan hê ̣ giữa thể tić h nhát bóp với thể tích máu đươ ̣c
tải vào hay đươ ̣c chứa trong tâm thấ t.

Hình 1.11 Đặc tuyến Frank - Starling
Tiền gánh tâm thấ t thực chấ t là thể tić h máu trong tâm thấ t ngay trước kỳ
tâm thu. Các tác giả Frank và Starling đã phát hiê ̣n có sự khác biê ̣t rõ ràng
20

giữa tim bình thường và tim bị suy. Biểu đồ thể hiê ̣n ba mức tiền gánh khác nhau
1ml/kg, 2ml/kg và 3ml/kg và ba mức chức năng tim là bin
̀ h thường (normal), suy
tim nhẹ (mild failure) và suy tâm thấ t rõ (established ventricular failure). Nế u
chúng ta nhiǹ và đường biểu diễn cho bê ̣nh nhân suy tim, dễ thấ y thể tić h nhát
bóp phụ thuộc cực kỳ vào tiền gánh. Với một tiền gánh ở mức tớ i ưu 2ml/ kg, thể
tić h nhát bóp là gấ p đôi so với tiền gánh của tim đươ ̣c tải dưới mức tố i ưu ở
1ml/kg hay tiền gánh trên mức tố i ưu ở 3ml/kg. Do vâ ̣y thể tić h nhát bóp phụ
thuộc một cách then chố t vào thể tích máu trong tâm thấ t trái ở cuố i kỳ tâm
trương LVEDV (Left Ventricle End Diasole Volume) (hay RVEDV với tâm thấ t
phải). Không dễ đo đươ ̣c giá trị tiền gánh nhưng từ biểu đồ Frank Starling ta thấ y
rằng giá trị tố i ưu tiền gánh đạt đươ ̣c khi thể tić h nhát bóp là cao nhấ t. [2]
1.2.4. Tiền gánh - Sức bóp cơ tim - Hậu gánh.
Đây là bộ ba thành tố quyế t định thông số cung lươ ̣ng tim. Tiền gánh
tương đương với lươ ̣ng máu đổ đầ y tâm thấ t, giá trị có thể quá cao hoặc quá thấ p
như chúng ta đã thấ y. Làm thế nào để đo lường sức bóp cơ tim? Thể tić h nhát bóp
(SV) cho ta một sớ gơ ̣i ý về sức co bóp tim nhưng ngồi ra còn yế u tố nào khác
không? Và cuố i cùng thì hâ ̣u gánh là gi?̀
Vpk, đó là vâ ̣n tớ c cao nhấ t của dòng máu khi rời tâm thấ t. Hãy tưởng
tươ ̣ng bạn muố n ném quả bóng vào khơng khi.́ Lực cơ của cánh tay càng mạnh thì
bạn có thể ném quả bóng nhanh và cao hơn. Tớ c độ của bóng như vâ ̣y có thể là
chỉ dấ u sức mạnh cơ tay của bạn. Tương tự như vâ ̣y tâm thấ t càng khỏe, tố c độ
máu đươ ̣c tố ng ra càng nhanh. Vpk cho ta thấ y tâm thấ t thực sự khỏe thế nào. Vpk
của dòng máu bơm từ tâm thấ t trái khoảng 1.1-1.5 m/ s với người khỏe mạnh bình
thường. Ở bê ̣nh nhân suy tim hoặc sức bóp cơ tim thấ p con số này chỉ vào khoảng
0.6 -0.7 m/s thâ ̣m chí thấ p hơn. Đố i với tâm thấ t phải giá trị thông số này có thể
vào khoảng 0.7 -1.2 ở người biǹ h thường.Thế nào là hâ ̣u gánh và làm thế nào để
đo lường thông số này? Về bản chấ t hâ ̣u gánh là công viê ̣c tim đẩy máu vào động

mạch chủ và đi khắ p cơ thể. Tưởng tươ ̣ng bạn đang đẩy xe cút kít đầ y cát. Đẫy

21


xe lên đồi hay lên dớ c có dễ dàng không? Đẩy xe lên dố c là một công viê ̣c khó
khăn và càng khó khăn hơn khi độ dớ c càng cao. Huyế t áp ở động mạch chủ hoặc
động mạch phổi tương tự như độ dố c của sườn đồi. Huyế t áp cao có nghĩa là tâm
thấ t đang đẩy máu lên dố c. Thế còn lúc đẩy xe cút kit́ trên đoạn đường bằng thì
sao, nhưng đầ u tiên là đẩy qua mặt đường bê tông nhẵn rồi qua chỗ bùn lầ y thì
sao? Độ nhớt/quánh của máu và mức độ giañ của hê ̣ thố ng mạch có tác động
tương tự đế n sự lưu thông máu. Độ nhớt cao của máu và mạch co làm hoạt động
của tâm thấ t càng vấ t vả. [2]
1.2.5. Tổng lượng ô-xy cung cấp - DO2
Chức năng chiń h yế u của hê ̣ tuầ n hoàn là chuyển oxy và chấ t dinh dưỡng
đế n các mô đồng thời loại bỏ chấ t thải từ mô. Nế u chúng ta biế t cung lươ ̣ng tim,
mức haemoglobin và độ baõ hòa oxy trong máu, chúng ta có thể tính đươ ̣c thông
số rấ t quan trọng là tổng lươ ̣ng oxy cung cấ p cho cơ thể hay là DO2. Một gram
haemoglobin có thể mang 1.34 ml oxy, gọi là oxyhaemoglobin. Nế u ta biế t bao
nhiêu gam haemoglobin trong 1 lit́ máu của bê ̣nh nhân, tỷ lê ̣ haemoglobin đươ ̣c
baõ hòa oxy (haemoglobin vâ ̣n chuyển oxy) và lưu lươ ̣ng máu tim tổng ra trong
một phút, ta có thể dễ dàng tính đươ ̣c tổng lươ ̣ng oxy cung cấ p cho cơ thể. (Có thể
bỏ qua lươ ̣ng nhỏ oxy đươ ̣c mang trong huyế t tương, nó chỉ chiế m khoảng 2%
tổng lươ ̣ng oxy)
DO2 = 1.34 x Hb conc. x CO x SaO2/100
Để có SaO2 phải tiế n hành đo ở động mạch, còn pulse oximeter xác định SpO2
Thông số SpO2này có thể thay thế cho SaO2. Ta có thể viế t lại công thức trên:
DpO2 = 1.34 x Hb conc. x CO x SpO2/100
Khoảng giá trị DpO2 của một người khỏe mạnh bình thường là bao nhiêu? Với
nồng độ haemoglobin là 150g/L và SpO2 98% cùng với CO 5.5L/min, ta có kế t

quả sau:

22