nghiên cứu một số chỉ số thông khí phổi trên nam giới lứa tuổi 40 60 bằng phương pháp thể tích ký thân và một số yếu tố liên quan (2)

Thở ra gắng sức là cử động theo ý muốn, có vai trò của một số cơ trong đó có cơ thẳng bụng co thêm, kéo xương sườn xuống thấp hơn ép vào cáctạng bụng, đẩy cơ hoành lồi về phía lồng ngực

ĐẶT VẤN ĐỀ

Thăm dò chức năng hô hấp là một phương pháp có giá trị trong đánh giáchức năng thông khí phổi, góp phần quan trọng trong thăm khám sức khỏe, chẩnđoán sớm, theo dõi điều trị và tiên lượng các bệnh hô hấp [1] Năm 1983, Cộngđồng than thép Châu Âu và Tổ chức Y tế thế giới đã thống nhất và đưa ra tiêuchuẩn hóa kỹ thuật trong thăm dò chức năng thông khí phổi Theo đó, 5 phươngpháp là: Đo thể tích thở (spirometry), đo phế lưu (pneumotachography), thể tíchthở bằng pha loãng khí (gas dilution methods), thể tích ký thân(plethysmography) và chụp X-quang lồng ngực (radiography) Đến nay, thăm dòchức năng thông khí phổi vẫn ứng dụng cả 5 phương pháp trên Việc sử dụngphương pháp nào phụ thuộc điều kiện phương tiện, trang thiết bị, kỹ thuật củatừng phòng thăm dò chức năng

Trên thế giới, năm 1983, do Cộng đồng than thép Châu Âu đề xuất vàđược Tổ chức Y tế thế giới ủng hộ, Quanjer Ph đã chủ biên và xuất bản toànvăn cuốn “Tiêu chuẩn thăm dò chức năng phổi”, đánh dấu một bước ngoặt lớntrong lịch sử thăm dò chức năng thông khí phổi Trong cuốn sách này, Quanjerđưa ra 18 thông số cùng số đối chiếu của nó[2] Năm 1995, Hội nghị sinh thểngười Việt Nam đã căn cứ trên số liệu nghiên cứu của Trường Đại học Y HàNội, Viện Lao và bệnh phổi, Viện Y học Lao động và Vệ sinh môi trường,Trường Đại học Y Huế và Bệnh viện Bạch Mai đưa ra 13 thông số cùng số đốichiếu để đánh giá chức năng thông khí phổi cho người Việt [3], [4]

Hiện nay tại Việt Nam, phép đo thể tích thở (phương pháp hô hấp kế)được sử dụng rộng rãi vì ưu điểm thao tác đơn giản, tiện dụng [5].Tuy nhiên,phương pháp này không đo được nhiều thể tích khí như: dung tích toàn phổi(TLC), dung tích cặn chức năng (FRC), thể tích khí cặn (RV), sức cản đườngthở (Raw) và sức cản đường thở riêng phần (sRaw) Trong khi các chỉ số này

rất quan trọng trong phát hiện sớm các tổn thương phế quản nhỏ, đánh giá rốiloạn thông khí tắc nghẽn, thử test giãn phế quản trên người có FEV1 bìnhthường Từ đó, nâng cao hiệu quả chẩn đoán, điều trị và can thiệp trên ngườibệnh Phương pháp thể tích ký thân do Dubois cải tiến dựa trên thiết kế củaPluger cho phép đo được các thông số trên [6], [7], [8] Năm 1980, lần đầu tiênBệnh viện Bạch Mai sử dụng phương pháp thể tích ký thân và đưa ra một sốkết quả TLC, FRC, RV, Raw [9], [10] Từ đó đến nay, hầu như chưa tác giảnào công bố số đối chiếu cho mọi lứa tuổi Đây là nhu cầu cần thiết đối với mỗilabo cần có số đối chiếu riêng cho các chỉ số TLC, FRC, RV, Raw và sRaw.Trong khi đó, nhiều nghiên cứu khác về cấu tạo và chức năng phổi pháttriển và hoàn thiện từ 20 đến 25 năm đầu đời và duy trì ổn định khoảng 15 nămtiếp theo tương ứng với đó là chức năng thông khí phổi là tối ưu Từ sau tuổi 40,hoạt động của hệ hô hấp nói chung và chức năng thông khí nói riêng sẽ suygiảm, kèm theo đó là tỷ lệ mắc các bệnh hô hấp ngày càng tăng lên [11] Và cứsau 10 năm, tốc độ suy giảm hô hấp sẽ ảnh hưởng rõ rệt đến các chỉ số hô hấp.

Đó là lý do tại sao các tác giả thường phân chia khoảng cách giữa lớp tuổi trongnghiên cứu là 10 năm Mặt khác, tại Việt Nam trong những năm gần đây, tỷ lệngười hút thuốc lá, người mắc béo phì ngày càng tăng đặc biệt ở các thành phốlớn [12] Ảnh hưởng của các yếu tố này đã được nghiên cứu nhiều ở Việt Nam,tuy nhiên, chưa có công trình nghiên cứu nào bằng phương pháp thể tích ký thânđược công bố từ những năm 1980 [13], [14], [15] Vì vậy, chúng tôi thực hiệnnghiên cứu này với hai mục tiêu như sau:

1 Xác định các chỉ số TLC, FRC, RV, RV/TLC, Raw và sRaw trên nam giới bình thường lứa tuổi 40 - 60 bằng máy thể tích ký thân và mối liên quan giữa các chỉ số này với cân nặng, chiều cao đứng, chiều cao ngồi.

2 Mô tả mối liên quan của tuổi, hút thuốc lá và tình trạng béo phì đến các chỉ số trên.

1.1 Đặc điểm cấu trúc,giải phẫu - chức năng của hệ hô hấp

Lồng ngực cấu tạo như một hộp cứng kín có khả năng thay đổi thể tíchgồm khung xương và các cơ bám vào Khung xương bao gồm 12 đốt sốngngực, 12 đôi xương sườn và xương ức nối với nhau bởi các khớp, các cơ hôhấp Cơ hô hấp được chia thành hai nhóm: nhóm cơ hít và nhóm cơ thở ra.Khi các cơ hô hấp co giãn có thể làm thay đổi thể tích lồng ngực theo bachiều: đường kính trước sau, đường kính trên dưới và đường kính ngang,trong đó cơ hoành là quan trọng nhất [16]

Về mặt giải phẫu, chức năng, hệ hô hấp gồm đường dẫn khí và nơi traođổi khí là các phế nang.Đường dẫn khí được chia thành đường hô hấp trêngồm: mũi, miệng, hầu, thanh quản; đường hô hấp dưới tính từ khí quản, phếquản và các tiểu phế quản Khí quản là thế hệ không của đường hô hấp Haiphế quản chính trái, phải là thế hệ thứ nhất Sau đó, cứ mỗi lần phân chia làmột thế hệ Có từ 20 đến 23 thế hệ trước khi đến phế nang Thế hệ thứ 10 bắtđầu có tiểu phế quản, thế hệ thứ 16 là tiểu phế quản tận cùng, các thế hệ 17,

18, 19 là các tiểu phế quản hô hấp Thế hệ 20, 21, 22 là ống phế nang Từ thế

hệ 17 trở đi, ngoài chức năng dẫn khí còn có chức năng trao đổi khí vì đã cócác phế nang [17], [18]

Một trong những vấn đề quan trọng của đường dẫn khí là giữ cho lòngống mở để khí đi qua dễ dàng Nguyên nhân là nhờ các vòng sụn từ thành khíquản đến tiểu phế quản thì hoàn toàn biến mất Các tiểu phế quản có đườngkính nhỏ hơn 1,5 – 1 mm không có vách sụn nênchúng nở theo áp suất xuyênphổi (transpulmonary pressure) vốn làm nở phế nang Khi phế nang nở, tiểu

phế quản cũng nở theo Ngoài ra, thành của tiểu phế quản còn có cơ trơn chỉtrừ tiểu phế quản hô hấp Hệ thần kinh thực vật gồm sợi giao cảm và phó giaocảm có các nhánh trực tiếp đi đến các cơ quan hô hấp Khi kích thích phó giaocảm sẽ làm co thắt cơ trơn từ mức nhẹ đến trung bình Ngoài ra, hệ phó giaocảm bị kích thích bởi phản xạ phát sinh trong phổi như khí độc, bụi, hơi lạnhhay khói thuốc lá …[19] Lớp trong cùng của ống dẫn khí là lớp dịch nhầy và

sự chuyển động của hệ thống lông mao trên bề mặt tế bào biểu mô có tácdụng bám dính các hạt bụi, vi khuẩn…và đẩy chúng ra ngoài Cuối cùng, phếnang là các đơn vị chức năng của phổi Ở người có khoảng 300 triệu phếnang, đây là các túi chứa khí liên hệ với mạng mao mạch phổi tạo ra màng hôhấp Phế nang có cấu tạo gồm một lớp biểu mô, trên bề mặt lớp biểu mô cóphủ một lớp dịch với thành phần chính là chất hoạt diện Lớp biểu mô phếnang có hai loại tế bào: tế bào phế nang typ I là tế bào lót nguyên thủy, mẫncảm với mọi yếu tố xâm nhập có hại vào phế nang và tế bào phế nang typ IItiết ra chất hoạt diện

Giữa phổi và lồng ngực là khoang màng phổi, khoang màng phổi được tạobởi lá thành và lá tạng Lá tạng dính sát vào phổi, lá thành dính sát mặt tronglồng ngực, chúng áp sát nhau và liên tục với nhau ở rốn phổi Áp suất khoangmàng phổi là áp suất âm (áp suất thấp hơn áp suất khí quyển) nhờ đó phổi thayđổi thể tích theo lồng ngực để thực hiện chức năng thông khí

1.2 Chức năng thông khí của phổi

Phổi có nhiều chức năng như: thông khí, bảo vệ, chuyển hóa, phát âm,tham gia điều hòa cân bằng acid – base nhưng thông khí là chức năng chính.Phổi thông khí thông qua các động tác hô hấp thông thường và hô hấp đặcbiệt như ho, rặn, hắt hơi, nói Để đánh giá chức năng thông khí phổi thìnghiên cứu này chỉ đề cập tới các động tác hô hấp thông thường như: hít vàothông thường, thở ra thông thường, hít vào gắng sức và thở ra gắng sức

hoành, cơ bậc thang, cơ răng to, cơ liên sườn trong, cơ liên sườn ngoài Nhờ

đó, thể tích lồng ngực tăng theo cả ba chiều và nhờ áp suất âm trong khoangmàng phổi dẫn đến áp suất phế nang thấp hơn áp suất khí quyển làm chokhông khí đi vào phổi

Hít vào gắng sức là động tác có thêm sự tham gia của cơ ức đòn chũm,

cơ ngực, cơ chéo đặc biệt là cơ hoành, làm huy động thêm khoảng 1,5 - 2 lítkhí vào phổi Cơ hoành là một cơ hô hấp quan trọng, khi liệt cơ này thì hô hấp

bị rối loạn nghiêm trọng

Thở ra thông thường là động tác thụ động, các cơ hít vào không co nữa

mà giãn ra trở về vị trí cũ, thể tích lồng ngực giảm cả ba chiều làm áp suấtphế nang lớn hơn áp suất khí quyển, không khí đi ra ngoài phổi

Thở ra gắng sức là cử động theo ý muốn, có vai trò của một số cơ trong

đó có cơ thẳng bụng co thêm, kéo xương sườn xuống thấp hơn ép vào cáctạng bụng, đẩy cơ hoành lồi về phía lồng ngực và đẩy thêm ra khỏi phổi mộtlượng khí gọi là thể tích khí dự trữ thở ra [18]

Bình thường hô hấp được duy trì tự động, nhịp nhàng nhờ có các trungtâm hô hấp đều đặn phát ra các xung động làm cho cơ hô hấp co, giãn theomột nhịp nhất định Quá trình điều chỉnh hô hấp cho phù hợp với nhu cầu cơthể cũng như duy trì mức độ hoạt động đều đặn nhịp nhàng của bộ máy hôhấp gọi là điều hòa hô hấp Sự điều hòa hô hấp là điều hòa hoạt động của cáctrung tâm hô hấp gồm có: trung tâm hít vào tự phát xung đều đặn, trung tâmđiều chỉnh thở liên tục phát xung động ức chế có chu kỳ trung tâm hít vào,vùng nhận cảm hóa học nhạy cảm với nồng độ CO2 và ion H+ trong máu vànhóm nơron bụng giúp thở ra gắng sức Tình trạng bệnh lý hô hấp mạn tính,người hút thuốc lá lâu năm làm thay đổi nồng độ khí thở và nồng độ khí trongmáu đều ảnh hưởng đến thông khí phổi [20]

1.2.2.Các thể tích, dung tích và lưu lượng thở

Ở Việt Nam, các công trình nghiên cứu thông khí phổi được đề cập đến

từ năm 1954 Sau đó nhờ được trang bị nhiều phương tiện kỹ thuật tại cácphòng thăm dò chức năng phổi, chúng ta đã đo được 14 thông số mà Hội Phổinói tiếng Pháp đề xuất Hội nghị sinh thể người Việt Nam năm 1995 đã thốngnhất 15 thông số dùng cho thăm dò chức năng phổi [21] Các thông số đượcthể hiện ở bảng 1.1 [3]

Bảng 1.1 Danh mục các thông số trong bộ xét nghiệm chức năng phổi trên

thế giới và nước ta

Loại thông số Cộng đồng than thép

châu Âu (1983)

Việt Nam (Hội nghị sinh thể 1995)

Thể tích động 7 FEV1 10 PEF 8 FEV1 11 PEF

8 FEV1 / VC 11 MEF75 9 FEV1 / VC 12 MEF75

9 MMEF 12 MEF50 10 MMEF 13 MEF50

13 MEF25 14 MEF25

15 MBC

Cơ học phổi 14 Raw 15 Rtot 16 sGaw

Khuếch tán khí 17 TLCO 18 KCO

1.2.2.1 Các thể tích, dung tích tĩnh của phổi

- Thể tích khí cặn (RV): Sau khi thở ra chậm và hết sức, trong phổi vẫncòn một lượng khí Đây là lượng khí không chuyển động trong phổi mặc dùgắng sức thở ra

Muốn xác định RV thì người ta dùng phương pháp pha loãng khí hoặcbằng máy thể tích ký thân (body plethysmograph)

RV tăng trong các trường hợp bệnh lý như giãn phế nang, khí phế thũng,COPD Giá trị của RV ảnh hưởng bởi độ khỏe của cơ thở ra và độ đàn hồi củaphổi và lồng ngực

- Dung tích toàn phổi (TLC) là tổng các thể tích chuyển động và khôngchuyển động của phổi TLC = FRC + IC hoặc TLC = RV + IVC

TLC được đo bằng các phương pháp X - quang, pha loãng khí, thể tích

ký thân và là chỉ số đánh giá hạn chế hô hấp đúng nhất (vì thông khí hạn chếlàm giảm khả năng chứa đựng của phổi) [22] Hiện nay nhiều cơ sở thăm dòchức năng ở nước ta không đo được TLC vì không có phương tiện và thực tếhầu hết mọi nơi vẫn dùng VC đánh giá hạn chế hô hấp VC cũng rất có giá trịtrong hầu hết các bệnh phổi trừ trường hợp giãn phế nang, COPD hoặc xơphổi Bệnh nhân giãn phế nang thì VC thấp nhưng TLC bình thường hoặc caohơn, vì vậy, đánh giá bằng TLC cho kết quả chính xác hơn

Những yếu tố ảnh hưởng đến TLC là khả năng chứa khí của phổi, độkhỏe cơ hô hấp, độ đàn hồi của phổi và lồng ngực [23]

- Dung tích cặn chức năng (FRC): là thể tích khí còn lại trong phổi saukhi thở ra bình thường FRC = RV + ERV

FRC là thể tích khí còn lại trong phổi sau một thì thở ra thụ động khônggắng sức FRC có hai tác dụng sinh lý chính là làm cho phổi dễ nở trong thì hítvào nhờ đó giảm công thở và cung cấp một lượng khí dự trữ sẽ pha trộn với thể

tích khí mới hít vào, hỗn hợp này sẽ tham gia vào quá trình trao đổi khí ở phếnang để quá trình trao đổi oxy được liên tục ngay cả trong thì thở ra Dung tíchcặn chức năng càng lớn thì khí hít vào càng bị pha trộn nhiều khiến cho nồng

độ oxy thấp hơn, giảm cường độ khuếch tán khí, vì vậy nghiên cứu chỉ số nàyrất cần trong đánh giá thông khí phổi

FRC biến đổi tùy theo mức hoạt động thể lực và theo tư thế (khi nằm chỉ

số này nhỏ hơn khi ngồi hoặc đứng) [23] Chỉ số này tăng khi tăng thể tíchcặn, gặp trong giãn phế nang

Ở Việt Nam số lượng các công trình nghiên cứu về FRC, RV và TLCcòn ít do hạn chế về phương tiện kỹ thuật [9], [22]

- Tỷ lệ RV/TLC, FRC/TLC cho biết tỷ lệ của RV, FRC so với TLC vàđược dùng trong đánh giá giãn phế nang [24], [25] Giá trị RV, RV/TLC tăngphản ánh tình trạng quá giãn phế nang (hyperinflation) và ứ khí (air trapping).Các giá trị này giúp đánh giá sớm tổn thương đường dẫn khí ở ngoại vi(peripheral airway)

1.2.2.2 Các thể tích động, lưu lượng của phổi

- Thể tích lưu thông (TV): là lượng khí lưu chuyển trong một lần hít vàohoặc thở ra bình thường

- Thể tích dự trữ hít vào (IRV): là lượng khí thu được khi cố gắng hít vào hếtsức sau khi hít vào thông thường

- Thể tích dự trữ thở ra (ERV): là lượng khí thu được khi cố gắngthở ra hếtsức sau khi thở ra thông thường

- Dung tích sống (VC): là thể tích khí thở ra hết sức sau khi đã hít vàohết sức

- FEV1 (Thể tích thở ra tối đa giây): là thể tích khí lớn nhất có thể thở rađược trong một giây đầu tiên Thông số này phụ thuộc sức cản đường dẫn khí,

tính đàn hồi của phổi và lồng ngực, vì vậy thường được dùng đánh giá tắcnghẽn đường dẫn khí [23].

- Lưu lượng thở là thể tích khí thở được huy động trong một đơn vị thờigian (kí hiệu F) Lưu lượng thở nói lên khả năng hay tốc độ huy động khi cơ thể

có nhu cầu và sự thông thoáng của đường dẫn khí

Lưu lượng tối đa trung bình trong một khoảng nhất định của FVC:thường được ký hiệu FEF (Forced Expiratory Flow) cùng với khoảng phần trămcủa FVC đã thở ra

FEF 0,2-1,2: lưu lượng trung bình thở ra ở quãng đầu của FVC, đánh giámức độ thông thoáng của phế quản lớn

FEF 25-75: lưu lượng trung bình thở ra quãng giữa của FVC, đánh giámức độ thông thoáng của phế quản vừa và nhỏ

- Lưu lượng tại một thời điểm xác định của FVC:

+ Lưu lượng đỉnh (Peak Expiratory Flow – PEF): lưu lượng đo tại thờiđiểm bắt đầu thở ra gắng sức sau khi hít vào hết sức PEF phụ thuộc vào khảnăng gắng sức của đối tượng, độ thông thoáng đường dẫn khí, độ đàn hồi củaphổi và lồng ngực

+FEF 25 (MEF 75): lưu lượng thở ra tại vị trí còn lại 75% của FVC, đán

h đánh giá mức độ thông thoáng của các phế quản lớn

+FEF 50 (MEF 50): lưu lượng thở ra tại vị trí còn lại 50% của FVC, đánhgiá mức độ thông thoáng của các phế quản vừa

+FEF 75 (MEF 25): lưu lượng thở ra tại vị trí còn lại 25% của FVC,đánh giá mức độ thông thoáng của các phế quản nhỏ

Trong số các thể tích động và lưu lượng thì FEV1, FEV1/VC (chỉ sốTiffeneau), thông khí tối đa phút MVV và thông khí phút MV đã được nghiêncứu và công bố kết quả từ những năm đầu thế kỷ XX Thông số về lưu lượng

đỉnh và các đại lượng lưu lượng khác đều được nhiều tác giả trên thế giớicũng như trong nước nghiên cứu và công bố kết quả.

và sức cản đường thở lớn chiếm 50% [26] Vì có rất ít phế quản lớn so với

65000 tiểu phế quản tận cùng Tuy nhiên, trong trường hợp bệnh lý, tổnthương phế quản nhỏ sẽ làm tăng sức cản đường dẫn khí, gặp trong bệnh lýtắc nghẽn như COPD, hen phế quản…[7], [26] Như vậy sức cản của đườngdẫn khí phụ thuộc vào thể tích phổi (khi phổi giãn nở, các thành phần đàn hồicủa phổi sẽ kéo nở đường dẫn khí và ngược lại), độ co cơ trơn Reissessendưới ảnh hưởng của hệ giao cảm, phó giao cảm, VIP (vaso-active intestinal

Thể tích khí (lít) Khoảng chết

polypeptid) – chất truyền đạt thần kinh của hệ thần kinh; mức độ phì đại niêmmạc và lượng dịch tiết trong lòng ống [27], [17] Đơn vị của sức cản đườngthở là kPa.s/L.

Sức cản đường thở riêng phần (sRaw) là công cơ thể cần thực hiện thayđổi thể tích lồng ngực giúp đẩy khí ra hoặc vào phổi thắng sức cản đườngthở.Trong khi Raw phản ánh sự thay đổi áp suất theo lưu lượng khí, phụ thuộcthể tích phổi biến đổi theo hô hấp nên sRaw hằng định hơn Ngoài ra, người ta

có thể đo sRaw bằng phương pháp FOT (forced oscillation technique tạmdịch “kỹ thuật đo dao động kế áp lực mạnh”) nhưng phương pháp thể tích kýthân cho kết quả chính xác hơn [26] Đơn vị của sức cản đường thở riêngphần là kPa.s hoặc cmH2O.s [7]

Phép đo thể tích ký thân được coi là tiêu chuẩn vàng để đo Raw vàsRaw Tuy cấu hình máy phức tạpnhưng thao tác đơn giản, nhanh gọn, kỹthuật chính xác, không xâm lấn nên có thể dùng làm giá trị tham chiếu chocác phép đo khácvà có thể đo trên đối tượng đặc biệt không thể đo bằngphương pháp đo thể tích khí thở như trẻ em, người bệnh thần kinh – cơ, rốiloạn thông khí hỗn hợp Giá trị Raw, sRaw có độ nhạy cao nhằm phát hiệnsớm các thương tổn tắc nghẽn, đặc biệt nếu bệnh nhân có kèm theo giãn phếnang (emphysema), phổi quá giãn hoặc rối loạn thông khí hỗn hợp [28], [29]

Ý nghĩa của các thể tích phổi tĩnh, Raw, sRaw được thể hiện tóm tắt trongbảng dưới đây:

Bảng 1.2 Thay đổi chỉ số hô hấp bằng máy thể tích ký thân trong một số

rối loạn hô hấp

Thế hệ cây phế quản

Hình 1.2.Mối quan hệ sức cản đường thở và các thế hệ cây phế quản

Chú giải: Đồ thị thể hiện sức cản đường thở chiếm phần lớn từ phế quản thế hệ 4, sức cản tăng dần đến thế hệ 8, giảm dần ở các thế hệ tiếp theo và gần 0 sau thế hệ 20 Trục hoành của đồ thị: Thế hệ cây phế quản Trục tung: sức cản đường thở Nguồn: Wiliam F Ganon (2005), "Pulmonary

function", Review of medical physiology, The McGraw - Hill Companies

1.3 Các phương pháp đoTLC, FRC, RV, Raw và sRaw

Hiện nay có 4 phương pháp chính được áp dụng để đo các thể tích,dung tích của phổi gồm có: phương pháp chụp X – quang, phương pháp phaloãng khí, phương pháp hô hấp kế và phương pháp thể tích ký thân

1.3.1 Phương pháp chụp X-quang

Phương pháp này được mô tả bởi Hurtado và Frey năm 1933 dựa vào haiphim X - quang ở tư thế thẳng và nghiêng phản ánh đúng kích thước lồngngực ở vị trí hít vào tối đa (tương ứng với vị trí dung tích toàn phổi) để tínhTLC Chỉ số này được tính bằng cách lấy thể tích lồng ngực ở vị trí này trừ đithể tích tim, phổi khi không chứa khí Ở Việt Nam năm 1983, Bùi Xuân Tám

Nhược điểm: Không tính được các thể tích thành phần của dung tích phổi,các lưu lượng khí Tính chính xác bị ảnh hưởng khi nhu mô phổi bị tổn thương.

1.3.2 Phương pháp pha loãng khí

Phương pháp này dùng một chất khí đã biết trước thể tích và nồng độ đểlàm chất chỉ thị, khí này được pha loãng với khí trong phổi tạo ra hỗn hợp khí

có nồng độ nhất định Máy hô hấp kế cuối phép đo sẽ thu được lượng khí đốitượng thở ra và đo được nồng độ chất khí chỉ thị, qua đó tính được FRC Cácchất khí được sử dụng: Heli, Nitơ,…[31]

Ưu điểm: Đo được các thể tích, dung tích khí đặc biệt FRC, RV, TLC và

Ưu điểm: đo được nhiều thể tích, dung tích sống và lưu lượng Cấu tạomáy đơn giản, dễ sử dụng

Nhược điểm: không đo được sức cản đường thở, thể tích cặn, dung tíchcặn chức năng Hoàn toàn phụ thuộc kỹ thuật, sự gắng sức của đối tượng

1.3.4 Phương pháp thể tích ký thân – Body Plethysmography

Nguyên lý hoạt động của phương pháp thể tích ký thân đã có từ hàngtrăm năm nay nhưng đến năm 1956, Dubois lần đầu tiên cho ra đời máy thểtích ký thân, được ứng dụng trên lâm sàng và ngày càng chiếm được vị trívững chắc trong thăm dò chức năng phổi [6]

Ưu điểm của máy: độ nhạy cao, xác định chính xác một số thông sốnhư TLC, RV, FRC, Raw sRaw chỉ có thể đo bằng phương pháp này…Nhược điểm là giá thành của máy cao, cần đào tạo kỹ thuật có chuyênmôn, cấu hình cồng kềnh.

Hình 1.1 Mô hình sơ đồ máy thể tích ký thân loại biến áp

Chú giải: Đối tượng ở trong buồng đo, được kẹp mũi, ngậm kín miệng và thở qua một phế lưu gắn với cửa sập (S) Cửa sập mở khi hít thở bình thường và cho phép xác định Raw Cửa sập đóng để xác định TGV Khi đó, áp suất khoang miệng được đo bằng cảm biến transducer (T2) Phép đo phế lưu xác định lưu lượng thở bằngcảm biến T1 Tín hiệu từ 3 cảm biến này được tích hợp vào máy tính Khi đối tượng ở trong buồng thì áp suất buồng thay đổi bởi nhiệt độ sẽ được mở thông qua van V (V).

1.3.4.1 Giới thiệu về máy đo thể tích ký thân

Máy đo thể tích ký thân là một buồng kín có hình dáng và thể tích tươngđương với một buồng điện thoại công cộng (700 - 1000 L) Trong khi tiếnhành đo, buồng được đóng bằng khóa, chỉ có một khe nhỏ được kiểm soát để

ổn định áp suất trong buồng thông qua cân bằng áp suất chậm Một cảm biến

áp suất đo áp suất trong buồng, một cảm biến khác được đặt gần miệng để đo

áp suất khoang miệng khi đóng cửa sập Khi đóng cửa sập đảm bảo khóadòng khí lưu chuyển trong đường thở Một dụng cụ khác dùng ghi nhận nhịpthởlà phế lưu kế Cả hệ thống được chuẩn áp suất hàng ngày thông qua một xilanh, chuẩn lưu lượng qua một piston có thể tích chuẩn 1 lít và chuẩn thể tíchqua bơm tích hợp sẵn trong máy

1.3.4.2 Nguyên lý hoạt động của máy đo thể tích ký toàn thân

Máy đo thể tích ký toàn thân ngày nay hoạt động dựa trên nguyên lý ghilại thay đổi áp suất trong buồng đo, áp suất khoang miệng và nhịp thở trongđiều kiện hô hấp được xác định Từ đó, tính ra các thể tích, dung tích của phổi

và sức cản đường thở [7]

Phương pháp thể tích ký toàn thân được xây dựng dựa trên định luật cơbản của vật lý: Định luật Boyle - Mariotte Định luật này được phát biểu nhưsau: Trong một bình kín, nhiệt độ không đổi thì sự thay đổi thể tích của bình

tỷ lệ nghịch với sự thay đổi áp suất của bình

P1.V1 = P2.V2

Trong đó: P1,V1: lần lượt là áp suất, thể tích tại thời điểm 1

P2,V2: lần lượt là áp suất, thể tích tại thời điểm 2

Như vậy, ta có thể suy ra sự biến đổi của thể tích từ sự biến đổi của áp suất

và từ đó, tính giá trị thể tích (V) nếu biết giá trị của sự thay đổi thể tích (ΔV)

1.3.4.3 Qui trình đo

Trình tự tiến hành đo chức năng phổi bằng phương pháp thể tích ký toànthân bắt đầu bằng việc thở ra bình thường sau đó là đóng cửa sập Ở giai đoạnnày, đối tượng thở hổn hển (nhanh, nông) Qui trình này chia thành hai giaiđoạn: trước khi đóng cửa sập (kéo dài 2s) và đóng cửa sập (kéo dài 2s) Đối

tượng tiếp tục thực hiện thở nhanh nông trong toàn bộ qui trình Hai thông số đođược trong giai đoạn này là Raw và TGV Đặc biệt, thể tích khí lồng ngực ở thờiđiểm cuối thì thở ra chính bằng dung tích cặn chức năng của phổi (FRC).

Phép đo hô hấp ký (spirometry) được thực hiện nối tiếp ngay sau quitrình trên khi cửa sập mở, đối tượng hít vào gắng sức (xác định IVC) vàthở ragắng sức (xác định ERV) Từ đó cho phép xác định TLC rồi RV Nếu sau đóđối tượng tiếp tục thực hiện qui trình hít vào hết sức, thở ra mạnh hết sức thìxác định được FEV1 và FVC Như vậy, chỉ với một qui trình duy nhất trênmáy thể tích khí toàn thân có thể đánh giá được không chỉ các thể tích, dungtích mà còn tình trạng cơ học của phổi

Qui trình thực hiện như mô tả trên đươc gọi là alternate method (tạmdịch là kỹ thuật thay thế) Phân biệt với kỹ thuật này là prefer method (kỹthuật đề xuất) Kỹ thuật này được tiến hành như sau: đối tượng được thăm dòhít vào thở ra bình thường, cửa sập đóng đồng thời đối tượng thở hổn hển.Sau đó cửa sập mở, đối tượng thở ra hết sức rồi hít vào liên tục một nhịp hếtsức [32] ATS/ERS đã giới thiệu cả hai phép đo này và cung cấp phép tínhtoán các giá trị FRC, TLC và RV [33] Dựa vào công trình nghiên cứu,ATS/ERS kết luận là không có sự khác biệt có ý nghĩa các chỉ số trên giữahai kỹ thuật đo Tuy nhiên, tác giả B M Borg phân tích ở 5 nhóm: nhómngười bình thường, nhóm rối loạn thông khí tắc nghẽn, rối loạn tắc nghẽnkèm ứ khí, nhóm rối loạn hạn chế và nhóm rối loạn thông khí hỗn hợp bằng

cả 2 kỹ thuật trên Ông cho rằng có sự khác biệt đối với nhóm người bìnhthường và nhóm rối loạn thông khí hạn chế về RV, TLC và không khác biệt

về các chỉ số này trên nhóm đối tượng khác [32] Sau đây là hình ảnh minhhọa hai kỹ thuật thở được áp dụng trên máy thể tích ký thân:

Hình 1.3 Kỹ thuật đo TLC, RV bằng máy thể tích ký thân

A: Kỹ thuật đề xuất – Sau khi cửa sập mở ra, đối tượng thở ra hết sức rồi hít vào hết sức.

B: Kỹ thuật thay đổi – Sau khi cửa sập mở ra, đối tượng hít vào hết sức rồi thở ra hết sức (Brigitte M Borg và Bruce R Thomson (2012), The measurement of lung volumes using body plethysmography: a comparison of Methodologies, Respir

Care 57(7), tr 1076 - 1083)

1.4 Nghiên cứu ảnh hưởng của tuổi, hút thuốc lá và béo phì lên chức năng thông khí phổi

1.4.1 Nghiên cứu về ảnh hưởng của tuổi

Nhiều nghiên cứu ở Việt Nam và trên thế giới đều cho rằng tuổi là mộtyếu tố quan trọng ảnh hưởng đến chức năng hô hấp, cụ thể là chức năng thôngkhí [11], [34]

Tác giả Jean – Paul Janssens cho rằng tuổi tăng lên làm tăng thể tíchcặn RV, RV tăng khoảng 50% giữa tuổi 20 và 70 (xem hình 1.4) Ngoài ra,giá trị dung tích sống giảm dưới 75% giá trị tham chiếu, dung tích cặn chứcnăng FRC tăng nhưng dung tích toàn phổi TLC khá hằng định, ít bị ảnhhưởng bởi tuổi tác [11]

Tuổi ảnh hưởng đến hô hấp do 2 nguyên nhân sau:

- Thay đổi ở lồng ngực: lượng collagen ở thành ngực giảm một lượngđáng kể (31%) khi nghiên cứu 50 người khỏe mạnh tuổi 24 –75 Tính đàn hồicủa lồng ngực giảm liên quan giảm tính đàn hồi ở khung xương sườn và cơhoành Kèm theo đó là sự calci hóa các sụn sườn, cốt hóa khớp ức – sườn,thoái hóa khớp theo tuổi gây nên tình trạng ”chai cứng” lồng ngực (stiffeningchest wall).

- Độ khỏe của cơ hô hấp giảm sút do tình trạng dinh dưỡng, thườngthiếu hụt ở người lớn tuổi Ngoài ra, độ khỏe cơ giảm là kết quả của giảmdiện mặt cắt cơ, giảm số lượng sợi cơ đặc biệt là sợi co nhanh và đơn vị vậnđộng (motor units) Rối loạn chức năng cơ còn liên quan tới tổn hại bơmcanxi ở lưới nội cơ tương

Hình 1.4 Sự thay đổi của RV và FRC từ 20 – 60 tuổi

(Chú giải: RV, FRC so với TLC tăng từ 25%, 50% ở tuổi 20 và đạt khoảng 35%, 60% ở tuổi 60 Nguồn:Turner J, Elasticity of human lungs in relation to age J Appl Phisiol 1968,

25, 664 - 671)

1.4.2 Nghiên cứu về ảnh hưởng của khói thuốc lá

Hiện nay vấn đề hút thuốc lá và nguy cơ do nó gây nên được Tổ chức

Y tế của nhiều nước trên thế giới thảo luận rất nhiều Qua nhiều công trìnhnghiên cứu, người ta thấy có mối liên hệ chặt chẽ giữa khói thuốc lá và các

bệnh tim mạch, bệnh phổi (ung thư phổi, bệnh phổi tắc nghẽn mạn COPD…) Năm 1996, WHO xếp COPD xếp hàng thứ 6 trong các nguyênnhân gây tử vong toàn cầu và dự đoán vượt lên hàng thứ 3 năm 2020 Hiện tỷ

tính-lệ mắc COPD trong số người hút thuốc lá là 10–30% Tình hình hút thuốc láđơn thuần hoặc hút kèm thuốc lào rất phổ biến ở Việt Nam Tỷ lệ hút, mức độảnh hưởng ảnh hưởng đến hoạt động của nhiều cơ quan đặc biệt thông khíphổi được nhiều nhà nghiên cứu quan tâm [35], [36], [37], [38] Một nghiêncứu trên bệnh nhân nội trú tại khoa hô hấp Bệnh viện Bạch Mai cho thấy sốbệnh nhân bị viêm phế quản mạn tính có hút thuốc lá chiếm 91,4%, chủ yếungười trên 50 tuổi [35] Trong một nghiên cứu khác, 95% người mắc viêmphế quản mạn tính có rối loạn thông khí phổi và FEV1 của họ hàng năm giảm

85 ml [20]

Khói thuốc lá chứa tới hơn 4700 chất khác nhau, trong đó gồm có một

số chất chính như: nicotin, cacbon monoxide CO, aldehyd, phenol… Các chấtnày nếu tồn đọng lâu dài trong cơ thể có thể sẽ gây nhiều bệnh đường hô hấpmạn tính, rối loạn thông khí theo hai cơ chế chính sau:

- Giảm và liệt vận động các lông chuyển của lớp tế bào biểu mô đườngdẫn khí gây ứ đọng dị vật, các chất này kích thích phế quản tăng sinh tế bàohình đài dẫn đến ứ đọng đờm tạo thuận lợi cho nhiễm khuẩn hô hấp

- Tăng số lượng kích thước hạt vùi trong các đại thực bào ở phổi gâysuy giảm chức năng hô hấp

Niêm mạc phế quản dần thay đổi do tác động của chất kích thích khiếnđường kính phế quản ngoại vi hẹp dần, ban đầu hạn chế thông khí khi gắngsức, sau đó tổn thương lan tới các phế quản lớn hơn, phế nang bị phá hủy hậuquả là giãn phế nang (khí phế thũng)gây ảnh hưởng đến sinh hoạt hàng ngày

1.4.3 Ảnh hưởng của béo phì

Thừa cân được định nghĩa là khi chỉ số khối cơ thể (BMI) ≥ 23 và béophì khi BMI ≥ 25 (dựa theo cách phân loại của WPRO)

Trên thế giới, có khoảng 1,6 tỷ thanh niên thừa cân.Trong đó khoảng 400triệu người bị béo phì Tổ chức Y tế thế giới – WHO dự đoán năm 2015khoảng 10% dân số thế giới mắc béo phì [39] Tại Việt Nam, theo nghiên cứucắt ngang được tiến hành tại Hà Nội, Huế, Thành phố Hồ Chí Minh trênngười trưởng thành từ 20 tuổi trở lên trong năm 2009 cho thấy tỷ lệ thừa cânbéo phì là 27,9% [40] Tình hình mắc béo phì ở thành thị là 18,6% cao hơnnông thôn đáng kể (9,6%) [41]

Thừa cân, béo phì làm tăng nguy cơ mắc các bệnh mạn tính như timmạch, rối loạn chuyển hóa, viêm khớp,…Béo phì còn liên quan mật thiết vớicác triệu chứng và bệnh lý hô hấp như khó thở khi gắng sức, hội chứng ngừngthở khi ngủ do tắc nghẽn (obstructive sleep apnea syndrome), hội chứng giảmthông khí do béo phì, COPD, hen phế quản và tắc mạch phổi [39] Trên thếgiới, nghiên cứu ảnh hưởng của tình trạng thừa cân béo phì đến chức năng của

hệ hô hấp rất được quan tâm ít nhất nửa thế kỷ qua [39], [42] Tuy nhiên, ởViệt Nam, cho đến nay chưa có công trình nghiên cứu nào về ảnh hưởng củayếu tố này đến chức năng thông khí của phổi

Chương 2 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1 Địa điểm và thời gian nghiên cứu

- Bộ môn Sinh lý học Trường Đại học Y Hà Nội

- Thời gian nghiên cứu: từ tháng 12 năm 2013 đến tháng 12 năm 2014

2.2 Đối tượng nghiên cứu

Tiêu chuẩn lựa chọn đối tượng tham gia nghiên cứu của

- Nhóm đối tượng bình thường (nhóm 1): Chọn 40 nam giới bình

thường khỏe mạnhsống ở Hà nội, lứa tuổi từ 40-60, chia đều trong các nhómtuổi 40-49; 50-60

+ Không hút thuốc lá hay thuốc lào

+Không thừa cân, béo phì với 18.5 < BMI < 25 (công thức tính BMI và cách

phân loại xem phần 2.3.3).

+ Đồng ý tham gia nghiên cứu

- Nhóm đối tượng hút thuốc lá, thuốc lào (Nhóm 2): Chọn 40 nam

giới khỏe mạnh tuổi 40 – 60

+ Hiện tại vẫn còn hút thuốc lá [14]

Theo tác giả Trần Hoàng Thành, cách tính hút thuốc lá, thuốc lào là bằngđơn vị bao năm Mức độhút thuốc sẽ dựa vào số bao năm [38] Trong đề tàinày, chúng tôi chỉ lựa chọn đối tượng hút thuốc lá chủ động

- Nhóm đối tượng béo phì (Nhóm 3): Chọn 20 nam giới khỏe mạnh

tuổi 40 – 60

+ Béo phì (BMI ≥ 25)

- Tất cả các đối tượng của 3 nhóm đều đang sống ở khu vực Hà Nội, làmviệc tại các cơ quan ở nội và ngoại thành, nơi ở và nơi làm việc không thuộc khuvực nhiều khói bụi Đối tượng được khám lâm sàng (khám phổi, tim mạch, cơ

xương khớp, đo chiều cao đứng, chiều cao ngồi, cân nặng ), làm điện tim vàkhai thác tiền sử của bản thân và gia đình Cả 3 nhóm đều được đo chức năng hôhấp bằng máy spirometer và cho kết quả nằm trong giới hạn bình thường, không

có rối loạn thông khí, tức là VC hoặc FVC > 80% số lý thuyết, FEV1 ≥ 80% số

lý thuyết, FEV1/VC% ≥ 75% [43]

- Các đối tượng được chọn đều có trình độ văn hóa hết phổ thông trunghọc để đảm bảo họ có thể cộng tác tốt khi đo chức năng thông khí phổi [44]

Tiêu chuẩn loại trừ

- Tiêu chuẩn loại trừ chung của 3 nhóm:

+ Đối tượng mắc bệnh mũi họng, bệnh phổi - phế quản cấp và mãn tính.+ Đối tượng mắc bệnh về lồng ngực, cột sống như gù, vẹo, viêm cộtsống dính khớp,… về cơ hô hấp

+ Đối tượng mắc bệnh tim mạch

+ Đối tượng hiện có sốt hay mắc các bệnh khác đang điều trị

+ Đối tượng có phẫu thuật trong vòng 6 tháng trước ngày nghiên cứu

- Tiêu chuẩn loại trừ riêng của nhóm 2: béo phì.

- Tiêu chuẩn loại trừ riêng của nhóm 3: hút thuốc lá, thuốc lào.

2.3 Phương pháp nghiên cứu:

2.3.1 Phương pháp

Nghiên cứu mô tả cắt ngang có phân tích

2.3.2 Phương tiện nghiên cứu

- Hệ thống máy thể tích ký toàn thân Med Graphics 1085 SeriesPlethysmograph - Hoa Kỳ

- Máy hô hấp kế HI 801 Spirometer – Hãng Chest - Nhật Bản

- Máy điện tim

- Máy điều hòa nhiệt độ, máy đo nhiệt độ - độ ẩm và máy hút ẩm

Hình 2.1 Hệ thống máy thể tích ký thân của Med Graphic Hoa Kỳ

Hình 2.2 Máy hô hấp kế HI 801 Chest – Nhật Bản

QUI TRÌNH THỰC HIỆN

Chọn đối tượng phù hợp nghiên cứu

Khám lâm sàng và thu thập số liệutrong mẫu phiếu nghiên cứu

sRaw

Đo TLC, FRC, RV,RV/TLC, Raw,sRaw

Kết quả

Xử lý và phân tích

số liệu

2.3.3 Phương pháp thu thập số liệu

2.3.3.1 Thông tin chung của đối tượng

Tất cả đối tượng nghiên cứu đều được thăm khám và hỏi theo mẫu phiếuđiều tra (phụ lục 1)

- Tuổi: tính theo năm, dựa vào chứng minh thư nhân dân của đối tượng

- Nghề nghiệp:

+ Nhóm nghề nghiệp không tiếp xúc khói, bụi: Bao gồm giáo viên, bác

sỹ, luật sư, kế toán, nhà văn, cán bộ hành chính sự nghiệp…

+ Nhóm nghề nghiệp tiếp xúc khói bụi: Bao gồm công nhân dệt may,công nhân mỏ than, xe ôm, công nhân rượu…

- Cân nặng: Tính theo kilogram, đo tại thời điểm nghiên cứu, dùng cân

có độ chính xác cao, được đối chiếu kiểm tra điều chỉnh lại cân thường xuyêncho chính xác

- Chiều cao đứng: Tính theo cm, đo tại thời điểm nghiên cứu, dùngthước đo chiều cao gắn với cân có độ chính xác cao Bệnh nhân ở tư thế đứngthẳng không đi giày, dép (4 điểm: chẩm, mỏm vai, mông và gót chân tiếp giápchạm tường)

BMI: WHO khuyên dùng “Chỉ số khối cơ thể” (Body Mass Index BMI) để đánh giá tình trạng thừa cân, béo phì ở người trưởng thành 20 – 69tuổi BMI được tính theo công thức [45]

-BMI =

Sau đây là bảng phân loại thừa cân, béo phì cho cộng đồng các nướcchâu Á như sau: [46]

Bảng 2.1 Bảng phân loại thừa cân và béo phì áp dụng

trên các nước châu Á

Tiền béo phì 25 - 29,9 Béo phì độ I 25 – 29,9Béo phì độ I 30 – 34,9 Béo phì độ II ≥ 30Béo phì độ II 35 – 39,9

Béo phì độ III ≥ 40

- Chiều cao ngồi: Tính theo cm, đối tượng ngồi thẳng trên 1 ghế cóchiều cao 60cm, mắt nhìn thẳng, hai chân thả lỏng tự nhiên, hai tay buôngthẳng theo thân mình Khi đo đối tượng chạm mông, lưng và chẩm vào thước.Lấy số đo từ mặt ghế tới đỉnh đầu

- Tiền sử bệnh lý bản thân: xem phiếu điều tra

- Tiền sử gia đình: xem phiếu điều tra

- Hút thuốc lá: Tính theo số bao năm Nếu đối tượng hút thuốc lào thìcách tính là: 5 điếu thuốc lào = 1 điếu thuốc lá Phân loại mức độ hút thuốc látheo tác giả Trần Hoàng Thành [38]

2.3.3.2 Thu thập các chỉ số thông khí phổi

a Kỹ thuật chuẩn máy thể tích ký thân Med Graphic

- Nhập thông số khác: giới hạn lưu lượng, thời gian đối tượng thở nhanh,thở nhanh đối kháng

Chuẩn không (chuẩn zero)

- Trong trang chủ bấm vào chữ Zero.

- Sử dụng các nút tương ứng để chỉnh 3 chỉ số: Pressure Buccale (áp suất

khoang miệng), Debbit (Lưu lượng), Pressure (áp suất buồng đo) về giá trị 0

- Bấm phím Space để xác định các chỉ số này

Chuẩn thiết bị đo:

- Trong trang chủ bấm Calibration, màn hình sẽ hiện lên 3 giá trị cầnchuẩn sau:

P: áp suất khoang miệng D: Lưu lượng V: Thể tích buồng đo

Chuẩn áp suất (Trên màn hình bấm chữ P)

- Nối hệ thống máy với thiết bị chỉnh áp suất vào vị trí đo áp suất

- Bấm phím Space để khởi động chương trình chuẩn áp suất Dùngxilanh để đặt một giá trị áp suất bằng 10cm nước, sau khi đạt yêu cầu, bấmphím Space để xác định giá trị đó

- Giá trị thu được nằm trong giới hạn: 95 - 105% thì chấp nhận được Bấm vào phím O (trên bàn phím) để xác nhận giá trị này

- Giá trị thu được nằm ngoài giới hạn trên  Bấm phím N, sau đó làmlại từ bước chuẩn áp suất

Chuẩn lưu lượng (Trên màn hình bấm chữ D), sau đó nối hệ thống bơm 1 lít

vào vị trí ống thở

- Bấm phím Space để khởi động chương trình chuẩn lưu lượng Sau khinghe tiếng “bíp”, kéo hoặc đẩy pittong một cách đều đặn, nhịp nhàng 1 lần,sau mỗi tiếng “bíp” lặp lại động tác trên, lần lượt 6 lần Bấm phím Space đểxác định giá trị đó

- Giá trị sau mỗi lần đẩy pittong thu được nằm trong giới hạn: 95-105% thìchấp nhận được  Bấm vào phím O (trên bàn phím) để xác nhận giá trị này

- Giá trị thu được nằm ngoài giới hạn trên  Bấm phím N, sau đó làmlại từ bước chuẩn lưu lượng

Chuẩn thể tích (Trên màn hình bấm chữ V)

Đóng cửa cơ học buồng đo, để ổn định trong 1 phút, đóng khoá điện củabuồng đo Khởi động bơm để chuẩn Fuite Nếu hình ảnh áp suất buồng đothay đổi như sóng hình sin, ổn định đều đặn và hiện trong cửa sổ, Giá trị thuđược nằm trong giới hạn: 95-105% thì chấp nhận được  Bấm vào phím O(trên bàn phím) để xác định giá trị này

- Không nhìn thấy sóng hình sin hoặc giá trị thu được nằm ngoài giớihạn trên  Bấm phím N, sau đó làm lại từ bước chuẩn thể tích.

Cuối cùng bấm vào phím O để khẳng định và ghi nhận các giá trị chuẩnmáy và chuyển về trang chủ ban đầu

Lưu ý: Luôn phải mở khoá điện trước khi mở khoá cơ học của buồng đo.

Sau quá trình chuẩn máy hàng ngày như trên, máy Plethysmograph sẵnsàng hoạt động

b Kỹ thuật đo và đánh giá chức năng thông khí phổi

- Quần áo đối tượng được nới lỏng Nếu mùa lạnh, cần cởi bỏ khănquàng để không ảnh hưởng đến động tác thở

- Mỗi đối tượng tham gia nghiên cứu được cung cấp miễn phí một ốngthở vô khuẩn

Tư thế đo: là tư thế ngồi thẳng trong buồng Dùng một cặp mũi bằng

nhựa bịt mũi đối tượng để đối tượng thở hoàn toàn bằng miệng Đối vớinhững người dùng răng giả không nên bỏ ra vì môi má sẽ bị mềm, dễ hở

Các bước tiến hành:

Mời đối tượng vào buồng kín của máy Đối tượng mang theo ống thởcủa mình và một kẹp mũi để đảm bảo thở hoàn toàn bằng miệng và máy.Đóng cửa buồng đảm bảo kín khi các khóa không khí khớp vào với nhau vàđèn báo cửa khóa bật sáng Chờ khoảng một phút để buồng cân bằng áp suất,nhiệt độ Nhập tên, tuổi, giới, chiều cao đứng, chiều cao ngồi, cân nặng, nhiệt

độ, độ ẩm vào máy tính

Yêu cầu đối tượng ngồi lệch sang một bên, không thở vào ống thở đểtiến hành hiệu chỉnh cân bằng áp suất và lưu lượng trong buồng trên máy tính

Bắt đầu tiến hành đo:

- Đối tượng kẹp mũi, ngậm ống thở, thở hoàn toàn bằng miệng

- Quy trình thở:

+ Hướng dẫn đối tượng thở với tần số và biên độ bình thường trước Saukhi đã ổn định, kỹ thuật viên bấm phím để máy tính bắt đầu ghi nhận quátrình đo

+ Sau khoảng 10 giây thở bình thường, máy tính sẽ có thông báo bằngtiếng “Bíp”, kỹ thuật viên ra hiệu đối tượng thực hiện động tác thở hổn hển(biên độ nông, tần số nhanh)

+ Kỹ thuật viên đợi 1 - 2 giây khi tần số thở của đối tượng ổn định thìbấm phím để máy tính ghi nhận quá trình thở hổn hển của đối tượng Lúc này,trên màn hình máy tính ghi nhận đường biểu diễn nhịp thở của đối tượng lànhững đường dày đặc liên tiếp nhau

+ Sau đó, máy tính tiếp tục thông báo yêu cầu đóng cửa sập Kỹ thuậtviên thông báo cho đối tượng tiếp tục thở hổn hển đồng thời đóng cửa sập 2giây và ghi nhận kết quả Khi đó, tuy không có dòng khí lưu chuyển qua

miệng nhưng đối tượng vẫn phải tiếp tục thực hiện động tác thở nhanh nôngcho đến khi mở cửa sập (sau 2 giây).

+ Quy trình được tiếp tục bằng động tác hít vào từ từ hết sức và sau đó làthở ra từ từ hết sức Kết thúc một lần đo Giữa các lần đo, kỹ thuật viên mởkhóa điện buồng nhưng không mở cửa buồng, đối tượng nghỉ ngơi tại chỗkhoảng 1 phút rồi tiếp tục tiến hành lần đo sau

Quy trình trên được lặp lại ít nhất 3 lần để đảm bảo tính chính xác của phép

đo Máy tính sẽ tự động ghi lại đường thở, đồ thị, số liệu và tính toán sai số

Hình 2.1 Đồ thị biến đổi thể tích theo thời gian bằng máy thể tích ký thân

Chú giải: Đối tượng thực hiện một chuỗi các động tác thở: thở bình thường (máy xác định sRaw), thở hổn hển khi cửa sập đóng (xác định FRC ple ), hít vào hết sức (xác định IRV) và thở ra từ từ hết sức (xác định IVC, TLC, RV) Nguồn: C P Criee và S Sorichter (2011), Body plethysmography -

its principles and clinical use., Respir Med 105, tr 959-971.

Thở hổn hển Thở bình thường

2.3.3.4 Các biến số nghiên cứu

Bảng 2.2 Các biến số và chỉ số nghiên cứu.

2.3.3.5 Cách thức tính toán các chỉ số nghiên cứu bằng máy thể tích ký thân

Nguyên lý và sơ đồ cấu tạo của máy đã được trình bày ở phần 1.3.4.1 và1.3.4.2

Ở cuối thì thở ra bình thường, áp suất trong phổi, trong miệng và trongbuồng khí bằng áp suất khí quyển (PB) Nếu gọi VLlà thể tích phổi thì thể tíchnày chính bằng thể tích khí trong phổi TGV (Thoraci Gas Volume)

Khi đóng cửa sập, đối tượng tiếp tục thực hiện động tác hít vào, thể tích phổităng lên (thay đổi ΔV), trong khi áp suất phổi giảm xuống (thay đổi ΔP) Theođịnh luật Boyle - Marriotte, ta có thể áp dụng cho trạng thái của phổi và đườngđẫn khí ở thời điểm ban đầu (vế trái) và thời điểm cuối (vế phải) như sau:

PB VL = (PB - ΔP)(VL + ΔV) (1)

Trong đó: PB: Áp suất khí quyển (barometric)

ΔVL) Vậy phương trình trên viết thành:

VL = PB (2)

Trong đó: ΔVL: độ thay đổi thể tích phổi

Pm: áp suất khoang miệng

Đánh giá thể tích khí lồng ngực

Theo định luật Boyle - Mariotte, nếu coi phổi là một bình kín và đo được

độ thay đổi áp suất phế nang và những thay đổi thể tích, ta có thể tính đượcTGV – thể tích khí trong lồng ngực (Thoracic gas volume) TGV đo đượctrong giai đoạn đóng cửa sập ở cuối thì thở ra khi cơ hô hấp giãn hết cỡ Nhưvậy, thể tích này chính là “Dung tích cặn chức năng được đo bằng thể tích khítoàn thân” (FRCple) hay thể tích khí trong lồng ngực ITGV (Intrathoracic gasvolume)

Áp dụng phương trình (1) cho thể tích buồng Vb, độ thay đổi thể tích khítrong buồng ΔVb gây ra do động tác hô hấp của đối tượng tương ứng với độthay đổi áp suất của buồng ΔPb Lặp lại các bước dẫn đến phương trình (2)cho các thông số của buồng ta có:

Vb = PB (3)

Trong đó: Vb: Thể tích buồng đo

ΔVb, ΔPb: Độ thay đổi thể tích, áp suất buồng đo

Vì các mô không bị nén lại, sự thay đổi thể tích phổi có trị số bằng độchênh lệch thể tích khí tự do trong buồng, nhưng trái dấu: ΔVb = - ΔVL Ápdụng vào phương trình (3), ta có:

ΔVL = -ΔPb (4)

Phương trình trên cho thấy có thể đo độ chênh lệch thể tích của phổi ΔVL

thông qua ΔPb Vậy thay (4) vào (2), triệt tiêu PB ta có:

VL = - Vb (5)

Như vậy, ta có thể đo thể tích phổi bằng cách đo giá trị của ΔPm và ΔPb.Khi phổi bị nén, ΔPm dương trong khi ΔPblại âm do thể tích khí tự do trongbuồng tăng lên và ngược lại,dấu âm sẽ tự triệt tiêu Vì vậy, tích số biến thiênthể tích luôn âm làm cho VL luôn dương

Ở cuối thì thở ra, thể tích của phổi VL = TGV = FRCpleth Ta thay VL bằngFRCpleth và thay Vb bằng đại lượng chuẩn thực nghiệm KP phương trình (5)viết thành:

FRCpleth = KP (KP ≈ Vb)

Mối quan hệ giữa biến thiên thể tích của phổi và của buồng (Vb=- ΔVL)

có thể thay trực tiếp vào phương trình (2) qua đó đo được ΔVb

FRCpleth = KV (KV ≈ PB)

Hai phương trình trên chứng minh rằng FRCpleth có thể biểu diễn mộtcách đối xứng dưới dạng hàm số của biến thiên thể tích buồng (ΔVb) hoặcbiến thiên áp suất buồng (ΔPb).Trong đó áp suất buồng đóng vai trò là mộtthông số kỹ thuật để xác định độ biến thiên thể tích ΔVb

Đánh giá sức cản đường thở và sức cản đường thở riêng phần

Nếu coi phổi là một hệ đơn giản, tuyến tính tạo bởi một ống cứng nối vớimột khoang nhu mô phổi đàn hồi thì áp suất cần thiết để đẩy dòng khí đi ra và

đi vào hệ có thể biểu diễn dưới dạng phương trình chuyển động như sau:

hai điều kiện có và không có dòng khí lưu chuyển để xác định mối quan hệgiữa áp suất và lưu lượng, sau đó là sức cản:

Raw = =

Đơn vị của Raw là kPa/L/s

Tuy nhiên trên thực tế, sức cản đường thở thay đổi phụ thuộc vào thểtích phổi và thể tích phổi có thể thay đổi tùy điều kiện thực nghiệm và thờiđiểm đo Người ta thường hiệu chỉnh thể tích phổi bằng cách biểu diễn sứccản đường thở Raw dưới dạng sức cản đường thở riêng phần sRaw

Sức cản đường thở riêng phần sRaw là thương số của biến thiên giá trị

đo được của áp suất buồng (ΔPb) và lưu lượng đo ở miệng (Δύ) nhân với hệ

số chuẩn của máy KP

sRaw = Vb = Pb (8)

Như vậy, đơn vị của sức cản đường thở riêng phần là kPa.s (không có sựxuất hiện của đơn vị đo thể tích lít).Khai triển tiếp vế phải cho thấy sRaw tỷ lệthuận với ΔVb.Trong quá trình đóng cửa sập, ΔVb là biến thiên thể tích phổigây ra trong quá trình giãn nở phổi nhưng không có dòng khí lưuchuyển.Trong điều kiện thở bình thường, đại lượng này chỉ đại diện cho một

sự thay đổi thể tích rất nhỏ.Đây là phần thể tích khởi phát áp suất cần thiết đểthắng sức cản đường thở tạo ra một lưu lượng nhất định.Chỉ có phần thể tíchnày gây ra chênh lệch áp suất giữa phế nang và buồng đo Mặt khác, ta thấycông thức (8), tích số giữa áp suất và biến thiên thể tích là một công nên sRaw

có thể hiểu là ”công năng mất đi để đẩy dòng khí lưu chuyển trong đường dẫnkhí với một lưu lượng nhất định”

Đo sức cản đường thở Raw thông qua sRaw:

Raw = (9) Trong đó: ΔPalv: độ biến thiên áp suất phế nang

Như vậy, để tính Raw từ sRaw, ta cần biết biến thiên áp suất phế nang

ΔPalv, biến thiên áp suất buồng ΔPb và biến thiên thể tích phổi (ΔVL= - ΔVb).Các đại lượng này được xác định trong khi đóng cửa sập để đo FRCpleth

(9) ↔ Raw = =

Vì trong giai đoạn đóng cửa sập, không có dòng khí lưu chuyển nên độbiến thiên áp suất phế nang và áp suất khoang miệng là như nhau, kết hợp với(6) tính tỷ lệ ΔPalv/ ΔPbtheo FRCpleth Thay vào ta có:

Raw = =

Trong đó: Raw: Sức cản đường thở

sRaw: Sức cản đường thở riêng phần

FRCpleth: Dung tích cặn chức năng đo bằng máy thể tích ký thân

Vậy sRaw và FRCpleth là đại lượng cơ bản cần thiết để tính được Raw

Đánh giá dung tích toàn phổi và thể tích khí cặn

Đo TLC: sau khi đóng cửa sập, đối tượng sẽ từ từ hít sâu hết sức nhằmxác định dung tích hít vào (IC) Vậy:

2.5 Đạo đức nghiên cứu

- Nghiên cứu được tiến hành sau khi được sự đồng ý của lãnh đạo Bộmôn Sinh lý học Trường Đại học Y Hà Nội Nghiên cứu này không ảnhhưởng sức khỏe đối tượng tham gia và chỉ nhằm nâng cao sức khỏe cho cộngđồng, không vì mục đích nào khác

- Đối tượng tham gia nghiên cứu một cách tự nguyện, được cung cấpđầy đủ các thông tin về nghiên cứu, được thông báo kết quả và các thông tinliên quan đến bệnh nhân được đảm bảo giữ bí mật (xem phụ lục 2)

Chương 3