Bài viết Nghiên cứu chế tạo và đánh giá kết quả thử nghiệm hệ thống bơm hóa chất tự động hỗ trợ quy trình xử lý mô bằng tay tại Bệnh viện A Thái Nguyên thực hiện nghiên cứu và thử nghiệm một hệ thống bơm hóa chất tự động hỗ trợ cho quá trình xử lý mô bằng tay giúp rút ngắn thời gian xét nghiệm mô bệnh học và giảm độc hại cho nhân viên y tế.
TẠP CHÍ Y HỌC VIỆT NAM TẬP 521 - THÁNG 12 - SỐ ĐẶC BIỆT - 2022 NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VÀ ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ THỬ NGHIỆM HỆ THỐNG BƠM HĨA CHẤT TỰ ĐỘNG HỖ TRỢ QUY TRÌNH XỬ LÝ MÔ BẰNG TAY TẠI BỆNH VIỆN A THÁI NGUYÊN Nghiêm Chí Cương1, Hà Hải Bằng1, Phạm Thị Vân1, Nguyễn Văn Tú1, Lê Phương Oanh1, Tạ Thị Thương1, Hoàng Thị Ln2, Phạm Thị Ngọc Mai2, Nơng Hải Anh3 TĨM TẮT 61 Đặt vấn đề: Xử lý mơ q trình khởi đầu vô quan trọng định tới chất lượng tiêu mơ bệnh học nhiên có thời gian dài Nhiều khoa Giải phẫu bệnh bệnh viện tuyến sở chưa có điều kiện trang bị máy xử lý mơ tự động chi phí thiết bị lớn; số bệnh viện trang bị máy xử lý mô tự động mẫu bệnh phẩm cơng suất máy nên tiêu hao nhiều hóa chất Khi q trình xử lý mơ thực theo phương pháp xử lý mô tay Quy trình phải tiến hành thủ cơng, thời gian xử lý kéo dài độc hại cho người thực phải tiếp xúc trực tiếp với formol, xylen Để khắc phục phần nhược điểm tiến hành nghiên cứu, chế tạo thử nghiệm hệ thống máy bơm hóa chất tự động hỗ trợ q trình xử lý mơ thủ cơng Mục tiêu: Chế tạo đánh giá kết thử nghiệm hệ thống bơm hóa chất tự động hỗ trợ quy trình xử lý mơ tay Bệnh viện A Thái Nguyên Bộ môn Giải phẫu bệnh trường đại học Y Dược Thái Nguyên Bệnh viện Quốc tế Thái Nguyên Chịu trách nhiệm chính: Nghiêm Chí Cương Email: bscuongbva@gmail.com Ngày nhận bài: 01.10.2022 Ngày phản biện: 06.11.2022 Ngày duyệt bài: 11.11.2022 Phương pháp nghiên cứu: Phương pháp thực nghiệm Kết quả: Hệ thống vận hành an toàn tự động bơm formol, nước, cồn xylen vào - khỏi bể ngâm bệnh phẩm Quy trình xử lý mô tay thường quy tự động thực liên tục bước cố định formol đến hết xylen III Trong quy trình thử nghiệm, hóa chất trộn bơm khuấy phận gia nhiệt giữ ổn định nhiệt độ hóa chất, thời gian xử lý mô mẫu bệnh phẩm dày – mm giảm 38 tiếng so với quy trình chuẩn 100% mẫu bệnh phẩm thử nghiệm đạt yêu cầu chẩn đoán đánh giá tiêu nhuộm Hematoxylin Kết luận: Hệ thống áp dụng để hỗ trợ 10/13 bước quy trình xử lý mơ tay, giúp tiết kiệm nhân lực giảm thời gian tiếp xúc với formol, xylen cho nhân viên y tế; Với quy trình thử nghiệm rút ngắn 38 tiếng cần phải nghiên cứu đánh giá ảnh hưởng tới chất lượng xét nghiệm HMMD, SHPT trước áp dụng thường quy Từ khóa: Máy xử lý mơ tự động; Xử lý mô thủ công; Chế tạo máy xử lý mô SUMMARY RESEARCH FOR PRODUCTION AND ASSESSMENT OF TEST RESULTS AUTOMATIC CHEMICALS PUMPING SYSTEM SUPPORTING MANUAL TISSUE TREATMENT PROCESS AT HOSPITAL A THAI NGUYEN 423 HỘI THẢO KHOA HỌC GIẢI PHẪU BỆNH – TẾ BÀO BỆNH HỌC VIỆT NAM LẦN THỨ 10 Background: Tissue processing is an extremely important initial process that determines the quality of histopathological specimens, but has a very long time Many Departments of Pathology at grassroots hospitals not have the conditions to equip automatic tissue processing machines because the cost of this equipment is quite high; Some hospitals, although equipped with automatic tissue processing machines, not use them because the patient sample is less than the machine's capacity, so it consumes a lot of chemicals Then the tissue processing will be done according to the manual tissue processing method This process must be carried out manually, the processing time is long and it is very toxic for the operator due to direct contact with formol, xylene To partially overcome these disadvantages, we research, manufacture and test an automatic chemical pump system that supports manual tissue processing Objective: Fabrication and testing results of an automated chemical injection system that supports manual tissue processing Research Methods: Experimental study Result : The system operates safely and automatically pumps formol, water, alcohol and xylene in and out of the patient bath Routine manual tissue processing is automatically performed continuously starting from the formol immobilization step to the end of xylene III In the test process, the chemicals are mixed by the stirring pump and the heating element keeps the chemical temperature stable, and the processing time of - mm thick patient tissue is reduced by 38 hours compared to the standard procedure 100% of samples tested met diagnostic requirements when evaluated on Hematoxylin staining slides Conclusion: The system can be applied to support 10/13 steps of manual tissue processing, 424 saving manpower and reducing contact time with formol, xylene for medical staff; With a shortened test process of 38 hours, it is necessary to study and evaluate the impact on the quality of HMMD and SHPT tests before routine application Keywords: Automatic tissue processing machine; Manual tissue processing; Fabrication of tissue processing machines I ĐẶT VẤN ĐỀ Xử lý mô là khởi đầu đóng vai trị quan trọng ảnh hưởng tới chất lượng xét nghiệm mơ bệnh học Mục đích cuối trình nhằm vùi parafin vào bệnh phẩm làm cho bệnh phẩm cắt máy cắt cách dễ dàng, bảo quản bệnh phẩm lâu dài mà khơng làm hư hại tới hình thái, cấu trúc tế bào mơ [1] Q trình xử lý mơ thực thủ cơng tay tự động máy Ngày với phát triển khoa học cơng nghệ có nhiều loại máy xử lý mô tự động thương mại giúp rút ngắn thời gian xét nghiệm tiếp xúc với hóa chất cho nhân viên y tế Hầu hết khoa Giải phẫu bệnh bệnh viện tuyến trung ương, Bệnh viện tuyến tỉnh hạng I trang bị máy xử lý mơ tự động Mặc dù có nhiều ưu điểm nhiên máy xử lý mơ tự động có giá thành tương đối cao nên cịn nhiều bệnh viện tuyến tỉnh, tuyến huyện có kinh phí hạn hẹp chưa điều kiện để trang bị Giải pháp thay cho sở y tế khơng sử dụng máy tự động xử lý mơ tay Q trình thực thủ công nên tốn nhiều thời gian, công sức độc hại với nhân viên y tế Thời gian xử lý mô tay dài khoảng 79 - 81 tiếng, ảnh hưởng tới chất lượng chẩn đoán điều trị bệnh [ ] TẠP CHÍ Y HỌC VIỆT NAM TẬP 521 - THÁNG 12 - SỐ ĐẶC BIỆT - 2022 Xuất phát từ thực tế chúng tơi thực nghiên cứu thử nghiệm hệ thống bơm hóa chất tự động hỗ trợ cho q trình xử lý mô tay giúp rút ngắn thời gian xét nghiệm mô bệnh học giảm độc hại cho nhân viên y tế II ĐỐI TƯỢNG, PHƯƠNG PHÁP, ĐỊA ĐIỂM VÀ THỜI GIAN NGHIÊN CỨU - Đối tượng nghiên cứu : máy bơm hóa chất mini, dây dẫn hố chất polime, bể chứa hóa chất, mẫu bệnh phẩm sau phẫu thuật, bệnh phẩm giả định bệnh phẩm sinh thiết - Phương pháp nghiên cứu : Tìm hiểu tính chất hóa học Formol, cồn xylen để đưa tiêu chí lựa chọn chất liệu làm bể chứa, ống dẫn loại bơm hóa chất Khảo sát tính toán cụ thể thiết kế hệ thống phù hợp với điều kiện sở vật chất có tiến hành lắp ráp loại máy bơm, dây dẫn hóa chất Một chương trình phần mềm viết ngôn ngữ C++ để điều khiển cho hệ thống máy bơm tự động bơm vào hút hóa chất theo định mức Sau lắp ráp vận hành thử nghiệm an toàn, sử dụng 150 mẫu mẫu bệnh phẩm để thử nghiệm quy trình xử lý mơ (2 quy trình xử lý mơ tay với mẫu bệnh phẩm có độ dày 5- mm mm Bộ Y tế; quy trình thử nghiệm ) Kết cuối lượng giá chất lượng tiêu nhuộm Hematoxylin - Địa điểm thời gian nghiên cứu : Thử nghiệm sáng kiến, cải tiến kỹ thuật cấp sở Hội đồng khoa học kỹ thuật Sở Y tế Thái Nguyên phê duyệt cho phép tiến hành chế tạo, thử nghiệm nghiệm thu tháng 11 năm 2022 III KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 3.1 Thành phần cấu tạo hệ thống bơm hóa chất tự động: Bơm: Sử dụng 22 bơm xăng, dầu, loại 12 V Bể ngâm bệnh phẩm hệ thống ống dẫn Ngơn ngữ lập trình: Ngơn ngữ lập trình C/C++ Link tải file code: https://bit.ly/3fvuNoO Dây dẫn : Ống nhựa PVC Vi mạch Arduino mega 2560 425 HỘI THẢO KHOA HỌC GIẢI PHẪU BỆNH – TẾ BÀO BỆNH HỌC VIỆT NAM LẦN THỨ 10 3.2 Kết thử nghiệm Bảng 1: So sánh Quy trình Bộ Y tế Quy trình thử nghiệm Nhận xét: Quy trình thực có thời gian tương đồng với quy trình chuyển tay; Quy trình quy trình cải tiến có thời gian ngắn 38 tiếng so với quy trình chuyển tay nhiều 22 tiếng so với quy trình chuyển máy Quy trình có thời gian tương tự quy trình chuyển tay nhiều tiếng so với quy trình chuyển máy Bộ Y tế Bảng 2: Kết thử nghiệm quy trình quy trình Số lượng mẫu đạt yêu cầu Số lượng Tổ chức mẫu thử Quy trình Quy trình nghiệm n % n % Dạ dày 5 100 100 Đại tràng 5 100 100 Tử cung 5 100 100 Buồng trứng 5 100 100 Tuyến giáp 5 100 100 Tuyến vú 5 100 100 Hạch 5 100 100 Tuyến giáp 5 100 100 Sinh thiết da 5 100 100 Ung thư dày 5 100 100 Ung thư đại tràng 5 100 100 426 TẠP CHÍ Y HỌC VIỆT NAM TẬP 521 - THÁNG 12 - SỐ ĐẶC BIỆT - 2022 Ung thư nội mạc tử cung 5 100 100 U trơn tử cung 5 100 100 U nang bì buồng trứng 5 100 100 Tăng sản nội mạc tử cung 5 100 100 Bướu giáp keo 5 100 100 Ung thư tuyến giáp 5 100 100 U xơ tuyến vú 5 100 100 Ung thư vú 5 100 100 Tổng số 100 100 100 100 100 Nhận xét: Tất 100 mẫu bệnh phẩm thuộc 20 nhóm khác thực theo hai quy trình chuẩn quy trình cải tiến có kết thử nghiệm đạt yêu cầu Bảng 3: Kết mẫu thử nghiệm quy trình Loại bệnh phẩm giả định Số lượng Số đạt yêu cầu (n) Tỷ lệ (%) Dạ dày 10 10 100 Đại tràng 10 10 100 Ung thư dày 10 10 100 Ung thư đại tràng 10 10 100 Ung thư vú (Sinh thiết lõi) 10 10 100 Tổng số 50 50 100 Nhận xét: Tất 50 mẫu bệnh phẩm thuộc nhóm khác có kết thử nghiệm đạt yêu cầu IV BÀN LUẬN 4.1 Cấu tạo hệ thống máy bơm hoá chất tự động Hệ thống máy bơm hóa chất tự động chúng tơi chế tạo thử nghiệm nghiên cứu vận hành dựa theo nguyên lý bệnh phẩm giữ cố định bể loại hóa chất bơm hút tự động vào bể theo thời gian lập trình trước Loại bơm hố chất: Chúng tơi tiến hành nghiên cứu cấu tạo khả chịu hoá chất thơng số kỹ thuật số loại bơm hố chất để tìm loại bơm phù hợp Qua nhiều lần thử nghiệm lựa chọn bơm xăng 12 V để bơm Xylen bơm mini áp lực 12 V để bơm formol, nước cồn Bơm có lưu lượng khoảng 80 – 120 lít/ giờ, thời gian bơm hoá chất vào hút hoá chất khỏi bể trung bình khoảng phút Tuy nhiên chúng tơi chưa tìm loại bơm bơm parafin hệ thống bơm hố chất tự động hỗ trợ q trình xử lý mơ đến hết giai đoạn kết thúc Xylen III Dây dẫn hoá chất: Loại dây sử dụng dây nhựa PVC chịu hố chất, suốt, đường kính mm, dày mm Qua thử nghiệm số loại dây với đường kính khác loại dây đáp ứng yêu cầu kỹ thuật, bị gập tắc, có giá thành rẻ dễ mua Bể chứa hoá chất bệnh phẩm: Bể chứa gia cơng Inox, hình khối hộp, có kích thước 15 x 10 x 15 cm Bao gồm 22 đường dẫn hóa chất vào bể Lượng hóa chất bơm vào kiểm soát 427 HỘI THẢO KHOA HỌC GIẢI PHẪU BỆNH – TẾ BÀO BỆNH HỌC VIỆT NAM LẦN THỨ 10 phao ngắt tự động, mức ngắt tùy chỉnh theo lượng mẫu trung bình để tránh lãng phí hóa chất Với lượng mẫu trung bình khoa Giải phẫu bệnh Bệnh viện A chúng tơi lựa chọn thể tích hóa chất lần sử dụng 1500 ml Lượng hóa chất tương đương với lượng hóa chất sử dụng quy trình xử lý mô tay thấp so với lượng hóa chất mà máy xử lý mơ tự động thương mại hóa Phần lớn máy xử lý mơ tự động thương mại hóa u cầu thể tích hóa chất cho lần sử dụng nhiều trung bình từ 2.5 – 3.5 lít [ - ] Đây nhiều yếu tố gây khó khăn cho sở có số lượng mẫu Hệ vi mạch điều khiển hệ thống bơm: Hệ mạch sử dụng để điều khiển bơm mạch Arduino mega 2560 vận hành phần mềm Arduino IDE nhóm nghiên cứu tự lập trình ngơn ngữ C/C++ Arduino có module quản lý bo mạch, nơi người dùng chọn bo mạch mà họ muốn làm việc thay đổi bo mạch thông qua Menu Arduino IDE sử dụng ngôn ngữ C/C++ ngôn ngữ phổ biến dễ sử dụng File code lập trình nhóm nghiên cứu cơng khai cung cấp miễn phí cho cá nhân nghiên cứu thử nghiệm ứng dụng rộng rãi Sơ đồ mơ q trình bơm hóa chất Mỗi loại hóa chất chứa can rút toàn Tồn q trình bơm vào có dung tích lít Hóa chất bơm tự hút hóa chất điều khiển mạch động từ can vào bể chứa, hóa chất đến Arduino lập trình trước mức cảm biến trình bơm dừng lại 4.2 Quy trình xử lý mơ sử dụng hệ hóa chất giữ lại bể Khi thời thống bơm hóa chất tự động kết gian ngâm kết thúc hóa chất hút thử nghiệm toàn bơm khác Cảm biến mức Chúng thiết lập thử nghiệm giúp kiểm sốt đảm bảo hóa chất ln quy trình Quy trình quy trình xử lý 428 TẠP CHÍ Y HỌC VIỆT NAM TẬP 521 - THÁNG 12 - SỐ ĐẶC BIỆT - 2022 dành cho mẫu bệnh phẩm có độ dày từ – mm quy trình xử lý mẫu bệnh phẩm có độ dày mm Trong Quy trình chúng tơi sử dụng hệ thống bơm hóa chất tự động thực xử lý mô theo mốc thời gian tương tự quy trình xử lý mơ tay Bộ Y tế ban hành theo Quyết định 5199/QĐ – BYT Quá trình luân chuyển qua loại hóa chất xử lý tự động liên tục 59 tiếng từ bước cố định formol tới xylen III, bước qua parafin xử lý thủ công vịng 20 tiếng Nếu áp dụng theo quy trình xử lý mô tay Bộ Y tế, thực hành khoa Giải phẫu bệnh cần tối thiểu ngày làm việc liên tục 24/24 kíp kỹ thuật viên luân phiên thực 10 ngày làm việc liên tục hành Với điều kiện nhân lực cịn thiếu thực khó khăn lớn Mặc dù sở Giải phẫu bệnh áp dụng nhiều sáng kiến khác để rút ngắn thời gian xử lý mô sử dụng tủ sấy lị vi sóng để nâng nhiệt độ hóa chất khơng phải sở có đủ điều kiện thiết bị nhân lực để thực giải pháp Bên cạnh ảnh hưởng bất lợi bệnh phẩm nâng nhiệt độ hóa chất lên cao tác hại hóa chất độc hại với sức khỏe nhân viên y tế thực chưa nghiên cứu đánh giá cách hệ thống, khoa học Với việc sử dụng máy bơm hóa chất tự động theo quy trình q trình xử lý mô diễn liên tục 24/24 giúp rút ngắn thời gian xét nghiệm, tiết kiệm nhân lực giảm độ hại cho người thực quy trình Trong Quy trình (là quy trình cải tiến thử nghiệm nghiên cứu này) chúng tơi sử dụng hệ thống bơm hóa chất tự động thực xử lý mô từ formol đến xylen III có điều chỉnh thời gian giảm 38 tiếng so với quy trình xử lý mơ tay Bộ Y tế ban hành; Bắt đầu từ 16h30 phút kết thúc lúc 14h30 ngày xylen III Quá trình khử xylen pararin điều chỉnh tiếng từ 20 tiếng xuống 17 tiếng (giảm thời gian parafin I , II xuống tiếng thời gian parafin III tăng lên 15 tiếng) Bệnh phẩm ngâm parafin III từ 16h30 phút ngày thứ hai tới 7h30 phút sáng thứ ba cho phù hợp với làm việc hành Quy trình giảm 38 tiếng so với quy trình chuẩn, sở để nhóm nghiên cứu giảm thời gian xử lý qua loại hóa chất hóa chất bể liên tục bơm khuấy có gia nhiệt giữ nhiệt độ hóa chất ổn định 400 – 450C So với quy trình máy xử lý mô thương mại thời gian xử lý thử nghiệm dài gần gấp lần; nguyên nhân máy xử lý mơ chun dụng việc sử dụng tác động vật lý rung lắc, nhiệt độ cịn phát sóng siêu âm để tăng cường q trình thẩm thấu hóa chất vào bệnh phẩm nhanh [2 – 3] Trong nghiên cứu này, 100 mẫu bệnh phẩm sau phẫu thuật thử nghiệm cho hai Quy trình Kết đánh giá tiêu nhuộm Hematoxylin đạt yêu cầu 100% Trên tiêu nhuộm Hematoxylin không nhận thấy khác biệt tính chất bắt màu bào tương nhân hai quy trình Tuy nhiên, thời gian thử nghiệm ngắn, số lượng mẫu thử nghiệm chưa đánh giá 429 HỘI THẢO KHOA HỌC GIẢI PHẪU BỆNH – TẾ BÀO BỆNH HỌC VIỆT NAM LẦN THỨ 10 xét nghiệm nhuộm HMMD SHPT nên chưa đánh giá quy trình xử lý rút ngắn có ảnh hưởng đến chất lượng hai loại xét nghiệm hay không Trong thời gian tới thử nghiệm với số mẫu nhiều để đánh giá thêm chất lượng tiêu để có sở áp dụng quy trình cách rộng rãi Với quy trình thử nghiệm với mẫu bệnh phẩm có độ dày mm bệnh phẩm sinh thiết qua nội soi đường tiêu hóa, sinh thiết cổ tử cung, sinh thiết lõi, bệnh phẩm hút buồng tử cung…Do mẫu bệnh phẩm cố định formol sinh thiết nên xử lý mô để thời gian formol bể chuyển Các bước xử lý qua formol, rửa nước, cồn, xylen hệ thống tự động thực 4,5 tiếng từ 11h đến 16h30 Sau bệnh phẩm xử lý thủ công qua Parafin I, II loại 30 phút chuyển vào parafin III từ 16h30 đến 7h30 ngày hơm sau So với quy trình xử lý mơ tay thời gian formol, cồn xylen quy trình khơng thay đổi Thời gian parafin III để qua đêm 15 tiếng cho phù hợp với làm việc hành Chúng tơi tiến hành thử nghiệm quy trình với 50 mẫu bệnh phẩm giả định, bệnh phẩm lấy từ mẫu bệnh phẩm sau phẫu thuật dùng panh kéo cắt thành mẫu có kích 430 thước ~ mm dùng kim sinh thiết lõi sinh thiết trực tiếp bệnh phẩm sau phẫu thuật Kết 100% mẫu thử nghiệm có tiêu nhuộm Hematoxylin đạt yêu cầu chẩn đoán V KẾT LUẬN Hệ thống máy bơm hóa chất áp dụng để tự động 10/13 bước quy trình xử lý mơ tay, giúp tiết kiệm nhân lực giảm thời gian tiếp xúc với formol, xylen cho nhân viên y tế; Với quy trình thử nghiệm rút ngắn 38 tiếng cần phải nghiên cứu đánh giá ảnh hưởng tới chất lượng xét nghiệm HMMD, SHPT trước áp dụng thường quy TÀI LIỆU THAM KHẢO Hướng dẫn quy trình kỹ thuật chuyên ngành giải phẫu bệnh – tế bào học, Quyết định 5199/QĐ – BYT Bộ Y tế ban hành ngày 25 tháng 12 năm 2013 Tài liệu hướng dẫn sử dụng máy xử lý mô tế bào Laica TP 1050 Tài liệu hướng dẫn sử dụng máy xử lý mô tế bào STP 120 Thermo ScientificTM Báo cáo tổng kết hoạt động Bệnh viện A Thái Nguyên năm 2021 Kỹ thuật y học chuyên ngành xét nghiệm, NXB Y học, năm 2019 ... q trình bơm h? ?a chất Mỗi loại h? ?a chất ch? ?a can rút tồn Tồn q trình bơm vào có dung tích lít H? ?a chất bơm tự hút h? ?a chất điều khiển mạch động từ can vào bể ch? ?a, h? ?a chất đến Arduino lập trình. .. trình xử lý mẫu bệnh phẩm có độ dày mm Trong Quy trình chúng tơi sử dụng hệ thống bơm h? ?a chất tự động thực xử lý mơ theo mốc thời gian tương tự quy trình xử lý mô tay Bộ Y tế ban hành theo Quy? ??t... trước mức cảm biến trình bơm dừng lại 4.2 Quy trình xử lý mơ sử dụng hệ h? ?a chất giữ lại bể Khi thời thống bơm h? ?a chất tự động kết gian ngâm kết thúc h? ?a chất hút thử nghiệm toàn bơm khác Cảm biến