Nghiên cứu cấu trúc máy tán sỏi ngoài cơ thể và ứng dụng trong giảng dạy ngành điện y sinh

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

Đinh Thị Nhung
NGHIÊN CỨU CẤU TRÚC MÁY TÁN SỎI NGOÀI CƠ THỂ VÀ ỨNG
DỤNG TRONG GIẢNG DẠY NGÀNH ĐIỆN TỬ Y SINH
Chuyên ngành: Điện tử viên thông

Luận văn thạc sĩ: Điện tử viễn thông

Người hướng dẫn khoa học: Ts.Nguyễn Đức Thuận

Hà Nội, 10 - 2004


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

CỘNG HÀO XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

ĐỘC LẬP – TỰ DO – HẠNH PHÚC

NHẬN XÉT ĐỀ TÀI LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP CAO HỌC
Học viên: Đinh Thị nhung
Khoá

: CH - ĐTVT/2002 – 2004

Người hướng dẫn khoa học: TS. Nguyễn Đức Thuận

1. Tên đề tài luận văn:
Nghiên cứu cấu trúc máy tán sỏi ngoài cơ thể và ứng dụng trong giảng dạy
ngành Điện tử y sinh.
2. Nhận xét của người hướng dẫn khoa học:
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
Hà Nội, ngày tháng

năm 2004

Người hướng dẫn khoa học


Mục Lục
Lời giới thiệu……………………………………………………………

1

Chương 1: Sỏi hệ tiết niệu và phương pháp đIều trị……….

3

1.1 Giới thiệu tổng quát hệ tiết niệu………………………………………….

3

1.1.1 Thận………………………………………………………………...

3

1.1.1.1 Hình thể chung………………………………………………..

3

1.1.1.2 Nhu mơ thận…………………………………………………..

4

1.1.2 Đài bể thận………………………………………………………….

5

1.1.2.1 Đài thận……………………………………………………….

5

1.1.2.2 Bể thận………………………………………………………...

5

1.1.3 Niệu quản…………………………………………………………...

5

1.1.4 Bàng quang…………………………………………………………

6

1.1.5 Niệu quản…………………………………………………………..

6

1.1.5.1 Niệu đạo ở nam giới…………………………………………..

6

1.1.5.2 Niệu đạo ở nữ giới…………………………………………….

6

1.2 Sỏi hệ tiết niệu……………………………………………………………

6

1.2.1 Sỏi thận……………………………………………………………..

6

1.2.1.1 Cơ chế hình thành sỏi thận……………………………………

7

1.2.1.2 Thành phần hoá học của sỏi thận……………………………..

8

1.2.1.3 Phân loại sỏi thận……………………………………………..

10

1.2.1.4 Các phương pháp điều trị sỏi thận……………………………

12


1.2.2 Sỏi niệu quản……………………………………………………….

12

1.2.3 Sỏi bàng quang……………………………………………………..

13

1.2.4 Sỏi niệu đạo…………………………………………………………

14

1.3 Phương pháp điều trị ngoại khoa hiện nay về sỏi đường tiết niệu……….. 15
1.3.1 Điều trị ngoại khoa sỏi đường tiết niệu trên………………………..

16

1.3.1.1 Tán sỏi ngoài cơ thể…………………………………………...

16

1.3.1.2 Lấy sỏi thận qua da……………………………………………

16

1.3.1.3 Phương pháp phẫu thuật……………………………………….

18

1.3.2 Điều trị ngoại khoa sỏi đường tiết niệu dưới……………………….. 18
1.3.2.1 Lấy sỏi qua ống soi niệu quản………………………………...

18

1.3.2.2 Tán sỏi………………………………………………………...

18

1.3.2.3 Phẫu thuật……………………………………………………..

19

Chương 2: Sóng xung kích, nguyên lý và cơ chế phá sỏi bằng sóng xung
kích………………………………………………...

21

2.1 Sóng xung kích…………………………………………………………...

21

2.1.1 Định nghĩa………………………………………………………….

21

2.1.2 Phân loại……………………………………………………………

23

2.2 Các phương pháp tạo sóng xung kích……………………………………

23

2.2.1 Tạo sóng xung kích bằng hệ thống điện thuỷ lực…………………..

23

2.2.2 Tạo sóng xung kích bằng hệ thống điện từ trường…………………

24

2.2.3 Tạo sóng xung kích bằng áp sứ điện………………………………..

25

2.3 Nguyên lý và cơ chế phá vỡ sỏi bằng sóng xung kích…………………...

26

2.4 Vùng tác động của sóng xung……………………………………………

32

Chương

3:

Thiết

bị

tán

sỏi

ngồI

cơ

thể

limed

eswl98/lttD………………………………………………………………

36

3.1 Lịch sử……………………………………………………………………

36

3.2 Đặc điểm kỹ thuật của máy LIMED ESWL 98/LTTD…………………... 37
3.3 Sơ đồ khối tổng quát máy tán sỏi ngồi cơ thể…………………………... 39
3.4 Hệ thống tạo sóng xung kích và hệ thống điều khiển đầu phát sóng xung
kích…………………………………………………………………………… 41
3.4.1 Phương pháp tạo sóng xung kích…………………………………… 41
3.4.2 Đầu phát sóng xung kích……………………………………………

43

3.4.3 Hệ thống điện cực…………………………………………………... 46
3.4.4 Thiết kế chế tạo bộ điều khiển, bộ tạo xung mồi…………………… 49
3.4.4.1 Nguyên lý mạch điều khiển điện tử…………………………… 49
3.4.4.2 Mạch tạo xung mồi……………………………………………. 57
3.4.5 Khối điều khiển di chuyển buồng phát sóng………………………..

59

3.5 Hệ thống định vị viên sỏi………………………………………………… 62
3.5.1

Giới

thiệu

các

phương

pháp

định 62

vị…………………………………
3.5.2 Phương pháp định vị bằng siêu âm…………………………………. 63
3.5.2.1 Nguyên tắc vật lý……………………………………………… 63
3.5.2.2 Sự tạo hình ảnh siêu âm……………………………………….. 63
3.5.2.3 Định vị bằng siêu âm………………………………………….. 64
Chương 4: Công nghệ tán sỏi đường niệu……………………...

66

4.1 Qui trình tán các sỏi tiết niệu…………………………………………….. 66
4.2

Cơng

nghệ

tán

sỏi

đường 67

niệu…………………………………………….

4.2.1

Tán

thận………………………………………………………….

sỏi 67


4.2.1.1 Sỏi bể thận……………………………………………………..

67

4.2.1.2 Sỏi đài thận……………………………………………………. 70
4.2.2 Sỏi niệu quản………………………………………………………..

70

4.2.2.1 Sỏi niệu quản 1/3 trên…………………………………………. 70
4.2.2.2

Sỏi

niệu

quản

1/3

giữa

ngang

L4- 71

5…………………………….
4.2.2.3 Sỏi niệu quản sát bàng quang………………………………….

72

4.3 Đáng giá và nhận định kết quả…………………………………………… 72
4.3.1 Kết quả……………………………………………………………… 72
4.3.2 Đánh giá hiệu quả máy tán sỏi dựa trên chỉ số EQ của Clayman…... 73
4.4 Mơ hình thực nghiệm…………………………………………………….. 75
4.4.1

Cách

đánh

giá

hiệu

quả

phá

vỡ

sỏi

thực 76

nghiệm…………………….
4.4.2 Hiệu quả phá vỡ…………………………………………………….. 76
Chương

5:

Ứng

dụng

trong

giảng

dạy

ngành

đIện

tử

y

sinh………………………………………………………………………….

79

5.1 Giới thiệu…………………………………………………………………

79

5.2 Cấu trúc bài giảng………………………………………………………..

80

Kết luận…………………………………………………………………..

82

Kiến nghị…………………………………………………………………..

83

TàI liệu tham khảo……………………………………………………

84

MỤC LỤC HÌNH
Hình 1.1: Sơ đồ hệ tiết niệu…………………………………………………..

3


Hình 2.1: Miêu tả sơ lược sóng xung kích tại tiêu điểm F 2 của hệ thống điện
thuỷ lực……………………………………………………………………….

Hình

2.2:

Tạo

sóng

xung

kích

bằng

hệ

thống

điện

21

thuỷ 24

lực………………….
Hình

2.3:

Tạo

sóng

xung

kích

bằng

hệ

thống

điện

từ 25

trường………………...
Hình 2.4: Tạo sóng xung kích bằng hệ thống áp sứ điện……………………. 25
Hình 2.5: Sơ đồ cơng phá sỏi bằng sóng xung kích…………………………. 29
Hình 2.6: Mơ tả q trình truyền sóng từ tiêu điểm F1 đến tiêu điểm F2…… 29
Hình 2.7: Kết hợp hiệu ứng sóng trực tiếp và gián tiếp trong q trình tán
sỏi…………………………………………………………………………….

30

Hình 2.8: Sóng xung kích làm vỡ sỏi thành các mảnh nhỏ………………….

31

Hình 2.9: Hình ảnh của sỏi trước khi tán và sau khi tán với số xung từ 25 tới
500 tại điện áp cao áp là 20 kV………………………………………………

32

Hình 2.10: Miêu tả sự xác định đường kính vùng hội tụ và vùng điều 33
trị……
Hình 2.11: Miêu tả các vùng điều trị………………………………………… 34
Hình 3.1: Mơ hình tán sỏi ngồi cơ thể……………………………………… 40
Hình

3.2:

Thiết

bị

tán

sỏi

ngồi

cơ

thể

LIMED

ESWL 41

98…………………...
Hình 3.3: Sơ đồ khối hệ thống tạo sóng xung kích và hệ thống điều khiển
đầu phát sóng xung kích……………………………………………………...

42

Hình 3.4: Sự phân bố của trường sóng âm trong mơi trường chất 45
lỏng………
Hình 3.5: Sự phân bố cường độ sóng âm trên trục truyền thời gian với công


suất sóng âm là 4W và 16W………………………………………………….

45

Hình 3.6: Ảnh của bộ phản xạ……………………………………………….

45

Hình 3.7: Sơ đồ cấu trúc điện cực bugi……………………………………… 46
Hình 3.8: Cách tháo lắp và bảo trì bộ phận phát sóng xung 47
kích…………….
Hình 3.9: Mạch điều khiển tạo xung máy tán sỏi……………………………

54

Hình 3.10: Mạch đếm xung………………………………………………….

57

Hình 3.11: Mạch tạo xung mồi………………………………………………

57

Hình 3.12:

Cấu

trúc,

ký

hiệu

và

đặc

tuyến

vơn-ăm-pe

của 58

Thyristor………...
Hình 3.13: Mạch điều khiển bầu phát sóng theo chiều cong d………………

60

Hình 3.14: Mạch điều khiển bầu phát sóng theo trục X……………………... 60
Hình 3.15: Mạch điều khiển bầu phát sóng theo trục Y……………………... 61
Hình 3.16: Mạch điều khiển bầu phát sóng theo trục Z……………………... 61
Hình 3.17: Bầu phát sóng và đầu siêu âm định vị được gá trên cung 65
trịn…...
Hình 4.1: Sơ đồ giá cố định sỏi……………………………………………… 75
Hình 4.2: Hiệu quả hệ số phá vỡ invitro D ra mm3/xung so với điện 76
thế…….


MỤC LỤC BẢNG
Bảng 3.1: Các tham số cơ bản của bộ phận xạ………………………………. 45
Bảng 3.2: Danh mục linh kiện……………………………………………….. 50
Bảng 4.1: Hệ số hiệu quả đối với các loại máy tán sỏi theo kích thước sỏi…. 74
Bảng 4.2: Kết quả thực nghiệm invitro………………………………………

77


1

LỜI GIỚI THIỆU
Sái tiÕt niƯu lµ mét bƯnh lý th-êng gặp, hay tái phát, tỷ lệ bệnh sỏi tiết niệu
vào khoảng 2 3 % dân số và thay đổi t theo tõng vïng. TÇn st bƯnh sái
tiÕt niƯu cao hơn ở những cộng đồng sống ở vùng núi cao, sa mạc và nhiệt đới.
Việc nghiên cứu thành phần hoá học của sỏi tiết niệu và sự hiểu biết về
nguyên nhân, cơ chế hình thành sỏi đà dẫn đến việc xác lập các ph-ơng pháp
điều trị nội khoa có hiệu quả trong những bệnh cảnh nhất định. Điều trị ngoại
khoa sỏi tiết niệu phát triển song song với điều trị nội khoa và đà thu đ-ợc những
thành tựu to lớn, nhất là trong những năm 1960 1980.

Từ năm 1980 trở lại đây, phẫu thuật lấy sỏi bị thu hẹp chỉ định do sự ra đời
của các ph-ơng pháp điều trị ngoại khoa ít sang chấn nh-: tán sỏi thận qua da
(Percutaneous Nephrolithotripsy –

PCNL), t¸n sái qua néi soi niƯu quản

(Intraureteral Lithotripsy) và đặc biệt ph-ơng pháp tán sỏi ngoài c¬ thĨ b»ng
sãng xung (Extracorporeal Shock wave Lithotripsy – ESWL). Sự xuất hiện của
các kỹ thuật này có thể đ-ợc coi nh- một cuộc cách mạng kỹ thuật trong điều trị
sỏi tiết niệu. Ngày nay, ở các n-ớc phát triển, khoảng 70% bệnh nhân bị sỏi
đ-ờng niệu trên có thể đ-ợc điều trị bằng tán sỏi ngoài cơ thể đơn thuần và đạt tỷ
lệ hết sỏi có thể chấp nhận đ-ợc, 15% bệnh nhân có sỏi phức tạp hơn có thể điều
trị bằng tán sỏi ngoài cơ thể kết hợp với các kỹ thuật nội soi tiết niệu, 15% còn
lại hoặc điều trị bằng các kỹ thuật nội soi, hoặc ph¶i mỉ më (1 – 3%).
ë ViƯt Nam cho tíi nay, điều trị sỏ tiết niệu chủ yếu bằng phẫu thuật. Từ
năm 1990 trở lại đây, ph-ơng pháp tán sỏi ngoài cơ thể đà đ-ợc áp dụng một số
trung tâm y tế và địa ph-ơng, và ngày càng đ-ợc phát triển. Với mục đích nghiên
cứu để chế tạo máy tán sỏi ngoài cơ thể có chất l-ợng t-ơng đ-ơng với máy
ngoại nhập nh-ng với giá thành thấp để trang bị tại các bệnh viện tuyến tỉnh và


2

huyện. Do vậy, trong luận văn này em chọn đề tài: Nghiên cứu cấu trúc máy
tán sỏi ngoài cơ thể và ứng dụng trong giảng dạy ngành Điện tử y sinh .
Đề tài đ-ợc tiến hành với các mục ®Ých sau:
- Nghiªn cøu sái hƯ tiÕt niƯu
- Nghiªn cøu nguyên lý và cơ chế phá sỏi bằng sóng xung kích
- Giới thiệu cấu trúc máy tán sỏi ngoài cơ thể
- Nghiên cứu công nghệ tán sỏi đ-ờng niệu

- ứng dụng trong giảng dạy ngành điện tử y sinh
Em xin chân thành cám ơn Thầy giáo h-ớng dẫn TS. Nguyễn Đức Thuận
đà tận tình chỉ bảo, giúp em hoàn thành luận văn này.

Hà Nội, ngày 29 tháng 9 năm 2004
Học viên
Đinh Thị Nhung


3

CHƯƠNG 1: SỎI HỆ TIẾT NIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU TRỊ
1.1 Giíi thiƯu tỉng qu¸t hƯ tiÕt niƯu
HƯ tiÕt niƯu bao gồm các
phần chính sau:
- Thận
- Đài bể thận
- Niệu quản
- Bàng quang
- Niệu đạo
- Tuyến tiền liệt
Đ-ợc miêu tả nh- hình 1.1.
Sau đây ta sẽ giới thiệu sơ l-ợc
các thành phần chính sau:
- Thận
- Đài bể thận
- Niệu quản
- Bàng quang

Hình 1.1: Sơ đồ hệ tiết niệu

- Niệu đạo
1.1.1 Thận
1.1.1.1 Hình thể chung
Bình th-ờng mỗi cơ thể có hai thận màu nâu đỏ, nằm sau phúc mạc ở hố thắt
l-ng dọc theo bờ ngoài cơ đái trong khoảng từ x-ơng s-ờn 12 đến đốt sống thắt
l-ng 3, theo h-ớng chếch vào giữa lệch một góc 15 độ với trục cột sống. Thận
phải thấp hơn thận trái từ 1 2 cm do gan đè ở phía trên. Thận ng-ời lín trung


4

bình dài 12 cm, rộng 6 cm, dày 3 cm và nặng 130 gam. Tuy nhiên kích th-ớc
thận thay đổi tuỳ thuộc vào giới, trọng l-ợng và chiều cao từng ng-ời.
Mặc dù thận đ-ợc giữ lại chỗ bởi lớp mỡ bao quanh thận, cuống thận, tr-ơng
lực của các cơ thành bụng và các tạng trong phúc mạc nh-ng thận là một tạng có
mức độ di động đáng kể theo sự di động của cơ hoành và sự thay đổi t- thÕ cđa
ng-êi bƯnh (khi hÝt vµo hay ë t- thÕ ®øng, thËn cã thĨ h¹ thÊp tíi 2 – 3 cm).
1.1.1.2 Nhu mô thận
Thận đ-ợc bao bọc trong một bao sợi, bao gồm phần vỏ ở ngoài và phần tuỷ
ở trong. Vỏ thận đ-ợc tạo thành bởi các nephron, đơn vị chức năng của thận. Mỗi
thận có khoảng 1 triệu nephron, mỗi nephron gồm: càu thận có chức năng lọc,
các ống l-ơn và quai Henlé có chức năng tái hấp thu và đào thải. Các nephron
đ-ợc tập hợp thành thuỳ và dịch đ-ợc thoát ra giữa ống góp, ở gai thận để đổ vào
các tiểu đài.
Tuỷ thận đ-ợc tạo thành bëi c¸c th¸p thËn, chøa c¸c èng gãp, quai HenlÐ và
các mạch máu. Đỉnh tháp là gai thận h-ớng về xoang thận. Đáy tháp tiếp giáp với
vỏ thận. Vỏ thận đ-ợc tạo thành bởi các cầu thận và các ống l-ợn. Các cột Bertin
chen giữa các tháp thận.
1.1.1.3 Sự liên quan cña thËn

ThËn n»m trong hè thËn gåm chñ yÕu là mô mỡ bao bọc quanh thận. Giới
hạn tr-ớc của hố thận là mạc cạnh thận tr-ớc, giới hạn sau là mạc cạnh thận sau,
về phía trong là hai lá mạc này hoà lẫn vào nhau cùng với mô liên kết quanh các
cấu trúc mạch máu lớn tr-ớc cột sống, về phía ngoài 2 lá hoà lẫn vào mạc ngang
bụng. Những sự liên quan quan trọng của mỗi thận là:
+ Thận phải: phía trong trên của cực trên đ-ợc phủ bởi tuyến th-ợng thận
phải, gần nh- toàn bộ mặt tr-ớc tiếp xúc với gan phải, phần mặt tr-ớc còn lại tiếp
xúc với đại tràng lên, tá tràng và ruột non.


5

+ Thận trái: mặt tr-ớc trong của cực trên đ-ợc phủ bởi lớp tuyến th-ợng thận
trái, bờ ngoài và mặt tr-ớc ngoài tiếp xúc với lách, mặt tr-ớc thận tiếp xúc với
tuỵ, dạ dày, đại tràng xuống và ruột non.
+ Mặt sau của hai thận tiếp xúc với cơ hoành, cung s-ờn hoành trong và
ngoài, mặt tr-ớc cơ đái chậu, có vuông thắt l-ng và cân cơ ngang bụng.
1.1.2 Đài bể thận
1.1.2.1 Đài thận
Các đài nhỏ hứng n-ớc tiểu từ các gai thận để đổ vào hai hay ba đài lớn ,
tr-ớc khi nhập vào bể thận. Mỗi đài nhỏ có thể nhận một, hai hay nhiều gai thận,
đặc biệt ở các cực thận. Các đài nhỏ sắp xếp thành hai hàng dọc theo hai mặt
tr-ớc và sau thận. Theo mặt cắt đứng, trục của bể thận làm thành một góc độ là
300. Các đài thận nhỏ hàng tr-ớc của thận phải làm thành một góc độ là 70 0 với
bể thạn; các đài nhỏ hàng sau làm thành một góc độ 20 0. Bên trái, có hiện t-ợng
ng-ợc lại; nh- vậy, theo h-ớng của trục bể thận, bên phải là các đài nhỏ sau, bên
trái là các đài nhỏ hàng tr-ớc.
1.1.2.1 Bể thận
Bể thận nói chung hình phễu dẹt, miệng phễu mở h-ớng các đài, rốn phễu
tiếp với niệu quản th-ờng đổ 1 cm d-ới bờ d-ới rốn thận.

Bể thËn cã thĨ n»m ch×m trong thËn (bĨ thËn trong xoang) hoặc lộ ra ngoài
thận (bể thận ngoài xoang).
1.1.3 Niệu quản
Niệu quản là ống dẫn n-ớc tiểu từ bể thận xuống bàng quang dài chừng 25
cm. Niệu quản nằm ép vào thành bụng đi thẳng xuống eo trên, sau khi bắt chéo
các động mạch chậu chạy vào chậu hông để chếch ra tr-ớc và đổ vào bàng
quang. Niệu quản chia làm bốn đoạn có liên quan với các bộ phận lân cận. Theo
chiều dài niệu quản có 4 chỗ hẹp sinh lý, chỗ nối tiếp bể thận niệu quản 2 mm,


6

chỗ niệu quản bắt chéo động mạch chậu 4 mm, chỗ nối tiếp niệu quản bàng
quang, lỗ niệu quản 3-4 mm, các đoạn khác của niệu quản có đ-ờng kính lớn
hơn.
1.1.4 Bàng quang
Bàng quang là một tạng rỗng d-ới phúc mạc trong chậu hông bé sau gò mu,
trên cơ nâng hậu môn, tr-ớc các tạng sinh dục (túi tinh ở nam hay tử cung ở nữ)
và trực tràng.
Bàng quang là mét tói chøa n-íc tiĨu cã dung tÝch ë ng-êi lớn là 250 350
ml. Khi bàng quang đầy n-ớc tiểu bàng có hình cầu.
Đỉnh bàng quang có ống niệu rốn. Hai lỗ niệu quản đổ chếch vào phần sau
d-ới bàng quang và cúng với lỗ niệu quản tạo thành tam giác bàng quang.
1.1.5 Niệu đạo
1.1.5.1 Niệu đạo ở nam giới
Niệu đạo ở nam giới là đ-ờng dẫn n-ớc tiểu từ ở cổ bàng quang qua đáy
chậu tới d-ơng vật. Niệu đạo ở nam giới cũng là đ-ờng xuất tinh.
1.1.5.2 Niệu đạo ở nữ giới
Niệu đạo ở nữ giới đi từ cổ bàng quang tới âm hộ ở đáy chậu. Đ-ờng đi hơi
chếch xuống d-ới ra tr-ớc, song song với âm đạo. Có hai đoạn: đoạn chậu hông

và đoạn đáy chậu. ở ng-ời lớn từ cổ bàng quang tới cân đáy chậu giữa 3 cm và từ
cân này tới lỗ s¸o 1 cm.
1.2 Sái hƯ tiÕt niƯu
1.2.1 Sái thËn
Sái thËn là một bệnh hay gặp và hay tái phát do sự kết thạch của một số
thành phần trong n-ớc tiểu ở đ-ờng tiết niệu trên , trong những điều kiện lý hoá
nhất định. Sỏi gây tắc đ-ờng tiết niệu, gây nhiễm khuẩn và suy thận, gây nguy
hại cho sức khoẻ và tính mạng ng-ời bệnh.


7

Nh- vậy việc hiểu biết về cơ chế hình thành sỏi thận đà cho phép chẩn đoán,
phòng bệnh và điều trị nội khoa có hiệu quả. Song song với những tiÕn bé trong
lÜnh vùc néi khoa, c¸c kü thuËt t¸n sỏi ngoài cơ thể và nội soi có tính đột phá đÃ
cho phép điều trị sỏi thận và niệu quản ít sang chấn hơn và giảm đ-ợc tỷ lệ phẫu
thuật kinh điển một cách đáng kể.
Đặc biệt với chuyên nghành điện tử y sinh hiểu đ-ợc cơ chế hình thành sỏi
thận để có ph-ơng án thiết kế máy tán sỏi ngoài cơ thể một cách hiệu quả nhất.
1.2.1.1

Cơ chế hình thành sỏi thận

Trong sỏi có 90% trọng l-ợng là tinh thể, còn lại là 10% là n-ớc (5%),
protein (3%), trong đó có gluco protein có tên là Tamm Horsfall, và các
thành phần vi l-ợng khác nh- citrat, kim loại kiềm, fluo v.v
Thành phần tinh thể bao gồm 5 lo¹i: calci, oxalat, phosphat, amoni – magie
– phosphat, acid uric, cystin.
Thông th-ờng có sự thăng bằng giữa tốc độ hoà tan và tăng tr-ởng của các
tinh thể trong dung môi. ở giai đoạn này ch-a có sự kết tinh của tinh thể.

Nếu nồng độ các ion tăng đến mức bÃo hoà, đạt đến điểm gọi là sản phẩm
hoà tan (solubility product), thì sẽ hình thành giai đoạn ch-a ổn định
(mietastable) và sỏi có thể kết tinh trên một nhân dị chất. Nếu nồng độ các ion
tiếp tục tăng lên mức quá bÃo hoà, đạt đến điểm gọi là sản phẩm tạo thành
(formatic product), sỏi sẽ kết tinh một cách tự nhiên trên một nhân đồng chất ở
giai đoạn không ổn định (unstable). Nhiệt độ và pH của môi tr-ờng tác động lên
các giai đoạn trên đây.
Các nhân sỏi đ-ợc hình thành sẽ trôi theo dòng n-ớc tiểu ra ngoài cơ thể
hoặc kết tụ lại với nhau, đặc biệt trong môi tr-ờng quá bÃo hào. Trong các nhân
dị chất, phải kể đến hiện t-ợng chồng xếp (epitaxy) giữa hai cÊu tróc tinh thĨ
gÇn gièng nhau, vÝ dơ tinh thể oxalat calci th-ờng chống lên acid uric. Khi phân


8

tích thành phần sỏi, có thể phát hiện một số thành phần hữu cơ th-ờng có trong
n-ớc tiểu bình th-ờng hay bị nhiễm khuẩn, một số tác giả gọi đó là khuôn đúc
(matrix).
Nếu sỏi phát triển nhanh hoặc bám đ-ợc vào một vị trí ở đ-ờng niệu trên,
bệnh sỏi đà đ-ợc hình thành. Hiện t-ợng này dễ xảy ra khi có dị tật bẩm sinh hay
mắc phải làm cản trở l-u thông dòng n-ớc tiểu.
Tuy nhiên, trong n-ớc tiểu cũng cã nh÷ng chÊt “ øc chÕ kÕt tinh sái” , bao
gồm magie, citrat, pyrophosphat, glycoprotein, mucopolysacarit, và một số vi
l-ợng kim loại.
1.2.1.2

Thành phần hoá học của sỏi thận

Đế xác định thành phần hoá học của sỏi ta có thể sử dụng các ph-ơng pháp:
phân tích nhiệt (Thermal analysis), phân tích bằng quang phổ hồng ngoại

(Infared Spectroscopy), phân tích dựa vào các phản ứng hoá học.
- Ph-ơng pháp phân tích nhiệt dựa trên nguyên lý mỗi mẫu đều d-ợc cấu tạo
bởi một số chất nhất định, khi mâũ đ-ợc nóng từ 300 tới 10000 sẽ có những biến
đổi về lý hoá học thể hiện trên giản đồ nhiệt mang tính đặc tr-ng. Sau khi ghi
nhiệt đồ, tính toán và so sánh với nhiệt đồ chuẩn ta sẽ có thành phần vật chất của
mẫu.
- Ph-ơng pháp phân tích thành phần hoá học của sỏi bằng quang phổ hồng
ngoại dựa trên cơ sở hấp thụ hồng ngoại của các tuân theo định luật Lamber
Beer. Các đỉnh hấp thụ phản ánh tần số dao động của các nhóm trong phân tử và
của môi tr-ờng xung quanh phân tử đó. Dựa trên việc khảo sát vị trí, c-ờng độ
của các đỉnh hấp thụ trong phổ hồng ngoại, ta có thể xác định đ-ợc sự có mặt với
một hàm l-ợng nhất định của một loại nào đó trong mẫu nghiên cứu.


9

Thành phần hoá học của sỏi quy định màu sắc, độ cản quang, độ cứng của
sỏi và thay đổi theo từng vùng lÃnh thổ, tập quán ăn uống của các cộng đồng dân
c- khác nhau.
Tr-ớc hết xin giới thiệu các thành phần hoá học của sỏi tiết niệu ở Việt Nam
vµ ThÕ giíi (Nordin – Ngun TiÕn Khanh vµ céng sự).
Bảng so sánh thành phần hoá học sỏi tiết niệu của
Việt Nam và thế giới
(phân tích bằng quang phổ hồng ngoại).
Thành phần hoá

Bỉ

Brazil

israel

Anh

Mỹ

Nhật

học của sỏi niệu

Việt
Nam

Calci oxalat

29,3

37,6

5,5

34,4

23,1

12,7

13,6

Calci oxalat +

21,8

28,2

60,2

44,6

25,8

61,9

61,7

Calci phosphat

15,6

13,5

5,9

7,6

17,6

6,4

17,1

Amonimagi

13,5

3,7

6,6

7,0

12,6

14,5

5,8

Acid uric

5,3

16,2

22,2

5,1

11,0

3,6

1,5

Cystin

1,1

0

0,5

1,2

2,2

1,8

0,3

Tỉng céng sè

377

542

1000

157

182

110

330

Calci phosphat

phosphat

mÉu sái niƯu
Theo sè liƯu thèng kª về thành phần hoá học của sỏi tiết niệu tại bệnh viện
Bình Dân từ năm 1973 1980 trên 2488 mÉu, sái calcium oxalate vµ phosphate


10

chiÕm tû lÖ 75%, sái magesium ammonium phosphate 20%, sái urat 5%, sỏi
cystine 1%.
1.2.1.3

Phân loại sỏi thận

a) Phân loại theo nguyên nhân hình thành sỏi
- Sỏi nguyên phát hình thành do rối loạn chuyển hoá của cơ thể hoặc do yếu
thận hoặc do yếu tố khí hậu, tập quán sinh hoạt gây ra. Rối loạn chuyển hoá gây
tăng canxi niệu và canxi huyết là nguyên nhân hay gặp nhất, tăng axits uric niƯu
t¹o sái urat trong bƯnh thèng phong, cystine niệu trong bệnh di truyền do rối loạn
chuyển hoá axít amin và methionin.
- Sỏi thứ phát hình thành do các bệnh bẩm sinh hay mắc phải của hệ niệu
nh-: hẹp khóc nèi niƯu qu¶n bĨ thËn, thËn mãng ngùa, thËn đa nang

b) phân loại theo vị trí, số l-ợng của sỏi
- Sỏi tr-ớc đài thận (Cachi Rici): sỏi nằm trong hệ thống ống thận, cá biệt có
tr-ờng hợp sỏi nằm trong bao Bowmann và th-ờng do rối loạn chuyển hoá canxi.
- Sỏi đài thận: sỏi có thể nằm ở bất kỳ vị trí nào trong hệ thống đài thận, và
thông th-ờng ng-ời ta phân thành ba loại:
+ Đài thận trên
+ Đài thận giữa
+ Đài thận d-ới
Tuy nhiên sỏi đài thận d-ới là hay gặp hơn cả (60 80%), có thể một viên hoặc
nhiều viên. Từ đài lớn, sỏi có thể sinh ra các nhánh chui vào những đài phụ hay
di chuyển theo đ-ờng bài niệu để hình thành sỏi ở các vị trí khác.
- Sỏi bể thận th-ờng có hình thành tam giác, dễ di động và có thể bị kẹt ở
khúc nối niệu quản bể thận gây nên cơn đau quặn thận, làm giản hệ thống đài bể
thận và ảnh h-ởng nhiều tới chức năng của thận.


11

- Sỏi đài bể thận nhiều viên: dạng th-ờng gặp là sỏi bể thận kèm theo nhiều
viên sỏi ở đài thËn. Sái bĨ thËn cã thĨ liªn kÕt víi sái đài thận, đúc khuôn theo hệ
thống đài bể thận tạo nên sỏi san hô hoặc bán san hô.
c) Phân loại theo thành phần hoá học
Căn cứ vào thành phần hoá học, sỏi thận đ-ợc chia thành hai loại:
- Sỏi vô cơ là sỏi kết hợp giữa anion (axit oxalic, axit phosphoric, axit
sulphuric, axit carbonic) vµ cation (canxi, magie, natri, amoni…). Sự kết hợp giữa
các anion và cation náy tạo nên các loại:
+ Sỏi calcium oxalate (CaOx) bao gồm: calcium oxalate monohydrate
Ca(COO)2.H2O, calcium oxalate dihydrate Ca(COO)2.2H2O. Đây là loại sỏi cản
quang, có màu vàng hoặc đen, bề mặt lấm chấm nhiều gai.
+ Sái calcium phosphate (CaP): Tricalcium phosphate (Ca3(PO4)2), calcium

hydrogen phosphate (Ca3(PO4)2.2H2O). sỏi th-ờng màu trắng ngà, dễ vỡ cản
quang.
+Sỏi magnesium ammonium phosphate hay còn gọi là sỏi struvite
(MgNH4(PO4)6H2O) th-ờng cản quang và phát triển nhanh thành sỏi ta, sỏi san
hô và xuất hiện khi có nhiễm khuẩn niệu do các vi khuẩn gram âm sản xuất men
ureasa, đứng đầu là Proteus, và sau đó là Providentia, Klebsiella, Serratia và
Enterobacter.Ureasa chuyển urê trong n-ớc tiểu thành kiềm gây kết tủa sỏi
amoni magie phosphate, nhu mô thận bị phá huỷ nhanh chóng và việc điều trị
th-ờng rất khó khăn.
- Sỏi hữu cơ bao gồm:
+ Sỏi axit uric th-ờng màu nâu, nhẵn và không cản quang
+ Sỏi cystine rất rắn, không cản quang và th-ờng xuất hiện ở cả 2 thận.
Theo nghiên cứu của đa số các tác giả, sỏi tiết niệu ở Việt Nam th-ờng ở
dạng kết hợp, tên của sỏi đ-ợc gọi theo tên thành phần chính cấu tạo nên sỏi.


12

Ngoài các cách phân loại trên, một số tác giả còn phân loại theo cơ địa, theo
hình thái và màu sắc sỏi.
1.2.1.4

Các ph-ơng pháp điều trị sỏi thận

Ng-ời bệnh có sỏi thận cần đ-ợc điều trị nội khoa và ngoại khoa.
a) Điều trị nội khoa
Điều trị nội khoa đ-ợc chỉ định cho những tr-ờng hợp sỏi nhỏ d-ới 5 mm, ở
vị trí ít ảnh h-ởng tới chức năng thận, có khả năng di chuyển xuống bàng quang
hoặc những tr-ờng hợp không có chỉ định điều trị bằng các ph-ơng pháp khác.
Điều trị nội khoa sỏi thận bao gồm điều trị biến chứng và các biện pháp

phòng bệnh, sử dụng thuốc tránh sỏi tái phát.
b) Điều trị ngoại khoa
Điều trị ngoại khoa nhắm giải quyết những biến chứng sỏi thận và niệu quản
gây ra, mục đích là cứu vẫn chức năng thận và trong một số tr-ờng hợp cứu tính
mệnh bệnh nhân nh- vô niệu, nhiễm khuẩn huyết.
Điều trị ngoại khoa bao gồm các phẫu thuật kinh điển và từ 1980 đến nay
các kỹ thuật tiên tiến: tán sỏi ngoài cơ thể, tán sỏi qua da và tán sỏi qua nội soi
niệu quản.
1.2.2 Sỏi niệu quản
Phần lớn sỏi niệu quản do sỏi thận rơi xuống (80% các tr-ờng hợp).
Một số sỏi niệu quản đ-ợc sinh tại chỗ do niệu quản dị dạng: phình to, niệu
quản tách đôi, niệu quản sau tĩnh mạch chủ. Trong số sỏi thận rơi xuống niệu
quản thì phần lớn (độ 80%) xuống bàng quang ra ngoàiSố còn lại th-ờng dừng
lại đoạn nào niệu quản bị hẹp (niệu quản bắt chéo động mạch chậu, niệu quản sát
bàng quang); các sỏi lớn, đ-ờng kính trên 1 cm, xù xì, có thể dừng lại bất th-ờng
gây tắc hoàn toàn hoặc không hoàn toàn niệu quản. Trong khi di chuyển sỏi gây
nên các th-ơng tổn cho niệu quản.


13

Một khi sỏi gây tắc niệu quản thì gây biến chứng rất nhanh và nặng đến thận
hơn bất cứ sỏi nào ở thận
Vị trí: 70 75% sỏi niệu quản nằm ở 1/3 d-ới, 25% nằm ở 1/3 trên và 1/3
giữa.
Hình thể đa số sỏi có hình bầu dục nhẵn hoặc xù xì, đ-ờng kính trên d-ới 1
cm. Sỏi oxalat calci có màu đen, rắn, sỏi phosphat calci có màu trắng ngà.
Sỏi niệu quản th-ờng chỉ có một viên, có khi hai viên, có tr-ờng hợp xếp
thành chuỗi gọi là chuỗi sỏi niệu quản .
Các ph-ơng pháp điều trị sỏi niệu quản cũng giống nh- các ph-ơng pháp

điều trị sỏi thận.
1.2.3 Sỏi bàng quang
Sỏi bàng quang ngoài đặc điểm chung của sỏi ở hệ tiết niệu, còn có những
đặc điểm riêng vì th-ờng gặp ở nam giới và liên quan đến sự ứ đọng n-ớc tiểu do
ch-ớng ngại ở cổ bàng quang hay niệu đạo.
Nói chung nguyên nhân chủ yếu là do hiện t-ợng ứ đọng n-ớc tiểu trong
bàng quang.
Có hai loại sỏi bàng quang:
- Sỏi có tính chất địa ph-ơng: là sỏi của trẻ em nam ở các n-ớc đang phát
triển. Thành phần chủ yếu là urat amoni, oxalat calci. Nguyên nhân do thức ăn
thiếu chất đạm và tình trạng mất n-ớc kéo dài.
- Sỏi thứ phát: hay gặp nhất, do ứ đọng n-ớc tiểu và nhiễm khuẩn trong c¸c
bƯnh cđa nam giíi: u tun tiỊn liƯt, hĐp niệu đạo, bàng quang thần kinh.ối
ở nữ giới ứ đọng do sa tử cung, túi thừa niệu đạo.
N-ớc tiểu còn ứ trệ do biến dạng ở cổ bàng quang (xơ cứng cổ bàng quang,
u xơ tuyến tiền liệt).


14

Sỏi thứ phát còn do các dị vật trong bàng quang nh- đặt ống thông lâu. Có
khi các dị vật nh- mảnh đạn lúc đầu ở ngoài rồi sau di chuyển dần vào trong
bàng quang.
Những tổn th-ơng ở niêm mạc bàng quang nh- u bàng quang cũng gây ra
sỏi bàng quang.
Thành phần hoá học là calci và amoni magie phosphat. Sỏi trên thận và niệu
quản di chuyển xuống nằm lại trong bàng quang khi cổ bàng quang xơ cứng, có
u, bị hẹp hay rối loạn thần kinh. Thành phần sỏi ở đây giống nh- sỏi thận nh-ng
có thêm phosphat calci nếu sỏi giữ lại ở bàng quang lâu.
Th-ờng sỏi tròn, ít có tr-ờng hợp xù xì hoặc cạnh góc. Có hai loại bé nhhạt ngô, cũng có loại to bằng quả trứng hoặc bằng nắm tay. Th-ờng là một hòn

nh-ng cũng có khi nhiều hơn.
Phần nhiều sỏi nằm ở đáy bàng quang, di chuyển theo t- thế bệnh nhân. Có
khi sỏi nằm lọt trong túi thừa, hoặc sỏi chui vào xoang tuyến tiền liệt hoặc vừa
nằm trong bàng quang vừa nằm trong niệu đạo nên có hình bầu. Thành phần hoá
học chủ yếu là phosphat calci màu trắng ngà hình quả trứng, dễ tán nhỏ. Các loại
sỏi khác là sỏi urat màu hung, tròng đều, không cản quang.
Sỏi oxalat hình kén, nâu đen, rất cản quang, khó tán nhỏ. Trên thực tế các
thành phần này đều phối hợp với nhau, và hình thành một lớp đồng tâm.
Có hai ph-ơng pháp điều trị sỏi bàng quang đó là:
- Mổ bàng quang lÊy sái khi sái to, cã nhiƠm khn.
- Trong c¸c tr-ờng hợp khác nh- sỏi không quá to, không rắn quá, niệu
đạo không hẹp, không chít, cổ bàng quang không bị biến dạng rõ rệt,
dung tích bàng quang bình th-ờng thì tán sỏi bằng ph-ơng pháp cơ giới
hay thuỷ điện lực.
1.2.4 Sỏi niệu đạo


15

Phần lớn sỏi niệu đạo là từ bàng quang và phần tiết niệu trên chạy xuống rồi
dừng lại ở niệu đạo.
Sỏi ở đây có thành phần hoá học nh- là sái ë thËn, ë bµng quang, chđ u lµ
oxalat, urat, phosphat. Nếu sỏi đ-ợc hình thành tại niệu đạo do túi thừa ở gốc
d-ơng vật hoặc do chít hẹp thì thành phần hoá học của sỏi là phosphat và amoni
magie phosphat.
Khi điều trị sỏi niệu đạo có các ph-ơng pháp sau:
Nếu sỏi kẹt lại ở niệu đạo gây bí đái thì phải mổ cấp cứu.
Nếu sỏi ở hố thuyền hay gần đấy thì rạch lỗ sáo lấy sỏi trực tiếp.
Các loại sỏi khác, nhất là từ gốc d-ơng vật trở lên thì nên đẩy sỏi vào trong
bàng quang d-ới áp lực n-ớc, rồi tán sỏi trong bàng quang.

1.3 Ph-ơng pháp điều trị ngoại khoa hiện nay về sỏi đ-ờng tiết niệu
Trong vòng vài thập kỷ gần đây, ph-ơng pháp điều trị sỏi tiết niệu trên thế
giới thế giới có nhiều biến đổi to lớn nhờ những tiến bộ trong lĩnh vực quang học,
siêu âm và laser.
Với các ph-ơng pháp hiện đại nh- tán sỏi ngoài cơ thể , lÊy sái thËn qua
da” , “ lÊy sái qua èng niệu quản , v.v.. ph-ơng pháp phẫu thuật cổ điển dần dần
thu hẹp phạm vi chỉ định.
Việc phát triển các ph-ơng pháp trên đ-ợc coi nh- một cuộc cách mạng kỹ
thuật điều trị sỏi tiết niệu.
Để ứng dụng chỉ định, trên thực tế lâm sàng ng-ời ta chia đ-ờng tiết niệu
thành hai khu vực chủ yếu:
Đ-ờng tiết niệu trên bao gồm đài bể thận và 1/3 trên niệu quản.
Đ-ờng tiết niệu d-ới bao gồm 1/3 d-ới niệu quản, bàng quang và niệu đạo.
Riêng đối với sỏi niệu quản ở 1/3 giữa ng-ời ta hoặc đẩy sỏi vào thận để tán,
hoặc nếu sỏi gần đoạn d-ới sẽ đ-ợc lấy ra ngoài qua èng soi niƯu qu¶n.


16

1.3.1 Điều trị ngoại khoa sỏi đ-ờng tiết niệu trên
1.3.1.1

Tán sỏi ngoài cơ thể ( Extracorporeal Shock Ware Lithotripsy, ESWL).

Nguyên lý: tạo ra những loạt xung xuất phát từ một nguồn năng l-ợng (thuỷ
điện lực, điện từ tr-ờng hay áp sứ điện) và tập trung vào một tụ điểm ở ngay vị trí
của sỏi. Việc định vị sỏi phải rất chính xác nhờ máy siêu âm và X quang. Những
loạt sóng xung liên tiếp sẽ làm vỡ vụn viên sỏi nhờ lực nén và lực căng tại ngay
viên sỏi cũng nh- nhờ hiện t-ợng tạo bóng (cavitation bubble) gần viên sỏi.
Tán sỏi ngoài cơ thể là một ph-ơng pháp ít gây hoặc không sang chấn đ-ợc

áp dụng khá rộng rÃi trong những năm gần đây. Dựa trên nguyên lý sóng xung
động tập trung vào một tiêu điểm (sỏi thận) với một áp lực cao trung bình 800
1000 bar làm vỡ hoặc làm vụn sỏi thành bụi nhỏ sau đó bài tiết ra ngoài đài.
Đối với sỏi có đ-ờng kính lớn hơn 2cm (> 2 cm) có khi phải tán hai ba lần,
kết quả thấp hơn loại trên.
Đối với sỏi quá lớn, sỏi san hô ph-ơng pháp này ít mang lại kết quả.
Đối với sỏi quá rắn (sỏi cystin, sỏi acid uric) không có kết quả.
1.3.1.2

Lấy sỏi thận qua da (Percutaneous Nephrolithotomy, PCNL)

Dùa trªn mét sè tiÕn bé vỊ soi đài bể thận trong phÃu thuật, năm 1955
Goodwin lần đầu tiên mô tả ph-ơng pháp dẫn l-u thận qua da. Sau đó từ năm
1970, các hÃng Storz Wolf sản xuất các máy soi thận, và dần dần ph-ơng pháp
lấy sỏi thận qua da ra đời.
Năm 1976 Fernstrom và Johanson mô tả ph-ơng pháp lấy sỏi thận qua da
qua một đ-ờng hầm trên đ-ờng dẫn l-u thận tr-ớc . Năm 1979 ở Mỹ bắt đầu sử
dụng ống soi thận mềm và các kẹp sỏi thận thích hợp hơn, và từ đó đến nay nhiều
tác giả trên thế giới đà phát triển và kiện toàn ph-ơng pháp lấy sỏi thận qua da .
Ph-ơng pháp này có thể lấy hầu hết các loại sỏi, kể cả sỏi quá rắn, sỏi san
hô nh-ng kỹ thuật đặt ống soi vào thận là một kỹ thuật đòi hỏi phải tập d-ợt