Nghiên cứu thiết bị tán sỏi ngoài cơ thể và ứng dụng thực tế tại bệnh viện đa khoa hà giang

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - ĐỖ KHẮC CHIÊN NGHIÊN CỨU THIÊT BỊ TÁN SỎI NGOÀI CƠ THỂ VÀ ỨNG DỤNG THỰC TẾ TẠI BỆNH VIỆN ĐA KHOA HÀ GIANG LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT KỸ THUẬT Y SINH Hà Nội – Năm 2017 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - ĐỖ KHẮC CHIẾN NGHIÊN CỨU THIÊT BỊ TÁN SỎI NGOÀI CƠ THỂ VÀ ỨNG DỤNG THỰC TẾ TẠI BỆNH VIỆN ĐA KHOA HÀ GIANG LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT KỸ THUẬT Y SINH NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC GS.TS NGUYỄN ĐỨC THUẬN Hà Nội – Năm 2017 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan rằng, tất số liệu kết nghiên cứu luận văn Tôi nghiên cứu, số liệu hồn tồn trung thực, khơng trùng lặp với đề tài khác chưa sử dụng để bảo vệ luận văn Tôi xin cam đoan thơng tin, số liệu trích dẫn luận văn xác rõ nguồn gốc, giúp đỡ, tạo điều kiện cho việc thực luận văn cảm ơn Hà Nội, ngày 09 tháng 05 năm 2017 Tác giả luận văn KS.Đỗ Khắc Chiến i LỜI CẢM ƠN Để hồn thiện luận văn Thạc sĩ Tơi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc t i : GS.TS.NguyễnĐức Thuận, người Thầy từ đầu định hướng tận tình hướng dẫn, giúp đỡ Tơi suốt q trình thực nghiên cứu đề tài Tơi xin trân trọng cảm ơn hỗ trợ học tập tạo điều kiện tốt Thầy Cô giáo Bộ môn Công nghệ Điện tử Kỹ thuật Y sinh, Trung tâm Điện tử Y sinh Thầy Cô giáo Viện Điện tử - Viễn thông thời gian học tập, nghiên cứu, thực luận văn Tôi xin trân trọng cảm ơn tới Ban Giám Đốc, đồng nghiệp Bệnh viện Đa Khoa Tỉnh Hà Giang tạo điều kiện, giúp đỡ Tôi suốt trình nghiên cứu, thu thập số liệu Bệnh viện Tơi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc tới Gia đình, Bạn bè ln động viên, khích lệ tạo điều kiện tốt cho Tơi q trình học tập, thực nghiên cứu đề tài Hà Nội, ngày 09 tháng 05 năm 2017 Tác giả luận văn KS.Đỗ Khắc Chiến ii MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU CHƢƠNG 1: SỎI HỆ TIẾT NIỆU 1.1 Hệ tiết niệu 1.1.1 Thận 1.1.2 Niệu quản 1.1.3 Bàng quang 1.1.4 Niệu đạo 1.2 Sỏi tiết niệu 1.2.1 Các loại sỏi tiết niệu thường gặp 1.2.1.1 Sỏi thận 1.2.1.2 Sỏi niệu quản 1.2.1.3 Sỏi bàng quang 1.2.1.4 Sỏi niệu đạo 10 1.2.2 Sỏi gây tổn thương hệ tiết niệu theo phương thức bản: 10 1.2.3 Nguyên nhân trình hình thành sỏi 11 1.2.4 Các phương pháp phát sỏi 12 1.2.4.1 Chụp X-quang 12 1.2.4.2 Siêu âm 12 1.2.4.3 Xét nghiệm nước tiểu 13 1.2.5 Các phương pháp xác định thành phần sỏi 13 Các phương pháp điều trị sỏi thận 14 1.3.1 Phương pháp nội khoa 14 3.2 Phương pháp ngoại khoa 15 1.3.2.1 Điều trị sỏi thận phương pháp mổ mở: 16 1.3.2.2 Phương pháp lấy sỏi thận qua da 17 iii 1.3.2.3 Phương pháp tán sỏi thận qua nội soi niệu quản 19 1.3.2.4 Phương pháp tán sỏi thể 19 CHƢƠNG 2: SĨNG XUNG KÍCH, NGUN LÝ TÁN SỎI BẰNG SĨNG XUNG KÍCH 21 2.1 Lịch sử pháp triển máy tán sỏi thể 21 2 Sóng xung kích 24 2.3 Các phương pháp tạo sóng xung kích 26 2.3.1 Máy phát thuỷ điện 26 2.3.2 Máy phát sóng xung kích điện từ 28 2.3.3 Sử dụng hiệu ứng áp điện để tạo sóng xung kích 31 2.3.4 Cơ chế nguyên lý tán sỏi sóng xung kích 34 2.3.5 Sơ đồ khối máy tán sỏi 36 CHƢƠNG 3: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ MÁY TÁN SỎI NGOÀI CƠ THỂ SỬ DỤNG NGUYÊN LÝ ĐIỆN TỪ TRƢỜNG 38 3.1 Tổng quan 38 3.1.1 Các thành phần 39 3.1.1.1 Máy tán sỏi 39 3.1.1.2 Hệ thống phát tia X 42 3.1.1.3 Hệ thống siêu âm 44 3.1.2 Định vị bia điều trị 48 3.1.2.1 Panel vận hành 48 3.1.2.2 Bia phép nghiệm huỳnh quang 52 3.1.2.3 Bia phép siêu âm (US- Targeting) 53 3.1.2.4 Sử dụng lúc siêu âm (US) X- quang 55 3.2 Đầu điều trị 56 3.2.1 Cuộn dây phản xạ 57 3.2.1.1 Sự hình thành sóng xung kích 57 iv 3.2.1.2 Hội tụ sóng xung kích 57 3.2.2 Đệm nối 58 3.2.3 Khối in-line 59 3.3 Khối định vị bàn bệnh nhân 60 3.3.1 Chức 61 3.3.1.1 Hướng trục X 62 3.3.1.2 Hướng trục Y 62 3.3.1.3 Hướng trục Z 62 3.4 Bộ định vị đầu xạ trị 63 3.4.1 Sự truyền động 63 3.5 Bình nước đường dẫn khí 67 3.5.1 Chức 67 3.5.2 Sự dẫn/nối 69 3.5.3 Sự xạ tạo nhiệt 70 3.5.4 Khối tách khí 70 3.5.5 Túi khí 72 3.6 HV-circuit 74 3.6.1 CTU 76 3.6.1.1 Chức CTU 76 3.6.1.2 Chức hiển thị mức logic HV 81 3.6.2 PCS 82 3.7 Hệ thống điện 83 3.7.1 Khối điều khiển nguồn 83 3.7.2 E-unit 84 3.7.3 CAN – Bus (Controler Area Network) 85 CHƢƠNG : ỨNG DỤNG THỰC TẾ MÁY TÁN SỎI NGOÀI CƠ THỂ TẠI BỆNH VIỆN ĐA KHOA HÀ GIANG 88 v 4.1 Máy tán sỏi thể kiêm định vị X- Quang siêu âm Model:HD.ESWL-V 88 4.1.1 Bộ phận 88 4.1.2 Máy siêu âm model: EMP-1100 đầu dò siêu âm 89 4.2.Tham số kỹ thuật 91 4.3 Hướng dẫn an toàn 94 4.3.1 Trách nhiệm người sử dụng 94 4.3.2 An toàn Bệnh nhân 95 4.3.3.An toàn người thao tác 95 4.3.4 Sử dụng sóng xung kích 95 4.3.5.Chức nút điều khiển 99 4.3.6 Tủ đứng điện khí 103 4.4 Quy trình vận hành 104 4.4.1.Trình tự thao tác trị liệu tán sỏi: 104 4.4.2 Giới thiệu, kiểm tra trước điều trị cho Bệnh nhân 104 4.4.3 Kiểm tra an toàn thường quy máy 105 4.4.4 Chuẩn bị trị liệu 106 4.4.5 Định vị 107 4.4.6 Trị liệu 108 4.4.7 Kết thúc trị liệu 109 4.4.8 Xử lý sau tán 110 4.5.Quy cách kỹ thuật 111 4.6 Duy tu, bảo dưỡng 113 4.6.1 Kiểm tra an toàn 113 4.6.2 Đo thử tính ổn định 113 4.6.3 Hiệu chỉnh đối chiếu tiêu điểm tán sỏi 114 4.6.4 Thêm nước vào bình nước 115 vi 4.6.5 Thay linh kiện dễ hỏng 116 4.4.6 Duy tu 117 4.6.7 Giữ gìn bảo dưỡng hàng ngày 117 4.6.8 Làm tiêu độc 118 4.7 Các ưu điểm hạn chế 119 4.8 Một số kết trước sau điều trị 120 KẾT LUẬN 129 vii DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT CAN Controler Area Network Mạng điều khiển vùng CTU Charge Trigger Unit Bộ kích khởi PCS Pulse Current Source Nguồn xung PCB Print Circuit Board Bo mạch HV Hight Voltage Cao áp (điện cao áp) ESWL Extracorporeal Shock Wave Tán sỏi ngồi thể Lithotripsy sóng xung kích ICL Intralcorporeal Lithotripsy Tán sỏi nội US UltraSound Siêu âm viii Hình 4.10: Sau tán sỏi ngày chụp X- quang kiểm tra : Những mảnh vụn sỏi rơi xuống niệu quản sát bàng quang tạo thành cột sỏi.Bệnh nhân không đau, siêu âm kiểm tra niệu quản bể thận không giãn, đƣợc hƣớng dẫn chế độ vận động , uống nƣớc, kê đơn nhà theo dõi 121 Hình 4.11: Kết Film X-quang chụp lại sau tuần : Bệnh nhân hết sỏi 122 Bệnh nhân nữ Trần Thị Phấn 55 tuổi, vào viện ngày 18/12/2016 đau mỏi thắt lưng trái Siêu âm , chụp X- quang: sỏi thận trái 19 mm UIV : chức thận tốt,niệu quản lưu thông tốt Bệnh nhân định tán sỏi thận trái ngồi thể Hình 4.12: Ảnh Filmchụp X- quang Trƣớc tán sỏi: Sỏi thận trái 19mm 123 Hình 4.13: Sau tán sỏi tuần chụp X-quang kiểm tra lại sỏi rơi xuống niệu quản tạo thành cột sỏi Bệnh nhân đƣợc đặt sonde JJ niệu quản trái tán sỏi thể lần 124 Hình 4.14: Kết Film X- quang chụp Sau tuần khám Bệnh nhân hết sỏi đƣợc rút Sonde JJ niệu quản trái 125 Bệnh nhân nữ Lê Thị Thanh Thúy 37 tuổi vào viện ngày 14/01/2017 với lí đau thắt lưng phải, siêu âm, chụp X- quang : sỏi thận phải viên, kích thước viên lớn 20mm Chụp UIV : chức thận tốt, niệu quản lưu thông tốt Bệnh nhân định tán sỏi ngồi thể 15/1 Hình 4.15: ẢnhFilm chụp X-quang Trƣớc tán sỏi Sỏi thận phải viên 20mm 126 Hình 4.16: Sau tán sỏi tuần chụp X- quang kiểm tra sỏi vỡ thành nhiều mảnh Bệnh nhân đƣợc tán sỏi thể lần ngày 04/02/2017 127 Hình 4.17: Kết Film X-quangchụp sau tuần sau tán sỏi ngồi thể lần 2, cịn mảnh sỏi nhỏ Bệnh nhân đƣợc tán sỏi thể lần ngày 23/02/2017 tuần sauđó chụp X-quang kiểm tra.Bệnh nhân hết sỏi 128 KẾT LUẬN Qua trình tìm hiểu nghiên cứu vấn để liên quan đến phương pháp tán sỏi thể, ứng dụng thực tế Bệnh Viện Đa khoa Tỉnh Hà Giang Có thể thấy việc áp dụng phương pháp thực tế điều trị sỏi tiết niệu nói chung sỏi thận nói riêng Việt Nam hồn tồn Nếu tiếp thu công nghệ đội ngũ chuyên viên kỹ thuật có kiến thức tốt chắn phương pháp tán sỏi thể phát huy hết ưu điểm hội chữa khỏi bệnh sỏi tiết niệu cho người Việt lớn Và giới quốc gia có kỹ thuật y học tiên tiến kỹ thuật tán sỏi thể phát huy tác dụng lớn quan trọng công tác điều trị bệnh Sự chiếm phương pháp tán sỏi thể so với phương pháp truyền thống khác rõ ràng , thấy ngày kỹ thuật hoàn thiện từ chỗ máy tán sỏi đồ sộ kích thước hạn chế chức năm đầu đời từ năm 80 kỷ trước qua thập niên nghiên cứu phát triển, máy tán sỏi thể ngày thu nhỏ chức không ngừng cải tiến Từ máy tán sỏi cần sử dụng bồn nước khơng cần mà thay đệm nối đầu phát sóng xung kích với thể Bệnh nhân máy tán sỏi thể mà Luận văn đề cập tới Hiện có nhiều nhà cung cấp thiết bị Y tế lớn giới chế tạo máy tán sỏi thể từ hãng thành lập Trung Quốc như: ShenZen hãng có lịch sử lâu năm nghành y học tán sỏi Siemens, Karl Storz hay HaiBin Trong luận văn khía cạnh đó, thông tin chưa đầy đủ Song qua nghiên cứu tài liệu, tham vấn đồng nghiệp, Bác sỹ, Kỹ thuật viên trực tiếp thực kỹ thuật tán sỏi ngồi thể có 129 định vị siêu âm X- quang thực tế ứng dụng Bệnh Viện Đa khoa Tỉnh Hà Giang,cho thấy nhìn chung ngồi mặt tích cực kỹ thuật số trường hợp khơng phải phương pháp tán sỏi ngồi thể thay hoàn toàn phương pháp điều trị sỏi tiết niệu khác Để làm rõ vấn đề Tôi xin đưa dẫn chứng, số ưu- nhược điểm phương pháp tán sỏi thể so với phương pháp điều trị khác bảng tổng hợp sau: Bảng 1: So sánh phƣơng pháp điều trị sỏi tiết liệu Phương pháp Phương pháp Phương pháp Phương pháp Phương pháp tán sỏi mổ mở lấy sỏi thận lấy sỏi thận nội khoa qua da qua nội soi thể niệu quản Ƣu điểm: Ƣu điểm: Ƣu điểm: Ƣu điểm: Ƣu điểm: - Ít gây - Có thể lấy - Lấy - Chỉ cần - Không vết sang chấn, viên sỏi gây mê mổ, khơng khơng viên sỏi có có kích khơng cần sang chấn, cần can kích thước thước lớn phẫu thuật thẩm mỹ tối thiệp phẫu lớn mà - Hạn chế - Sau 2- đa thuật phương sang chấn ngày bệnh - Chi phí - Có thể pháp khác biến nhân thấp Dễ thực không thực chứng thấp xuất viện thực với hiệu suất phá Nhƣợc điểm: Nhƣợc điểm: - Có số Nhƣợc Nhƣợc điểm: điểm: - Chỉ điều sỏi cao đối - Thời gian với sỏi có trường hợp - Kĩ thuật trị hậu phẫu khơng thể đại giai đoạn 130 kích thước kéo dài áp dụng phí tiền hình trung bình, vấn đề như: cao thành bệnh, kể thẩm mỹ Bệnhnhân - Đối với sỏi loại vết mổ có bất sỏi có kích sỏi có hình lớn thường q cứng thước lớn dạng phức - Phương máu có khơng tạp pháp mạch máu, hình dạng thể thực - Dễ áp gây sang cao huyết áp phức tạp, hiện.Bắt dụng chi chấn lớn - Máy móc khó áp buộc phải phí vừa nhất, áp phức tạp chi dụng sử dụng phải, vấn dụng phí lớn phương đề thẩm pháp ngoại mỹ thời khoa gian hậu phẫu ngắn Nhƣợc điểm: - Khó áp dụng sỏi lớn, cứng mềm 131 Trong kỹ thuật tán sỏi thể điều quan tâm phương pháp phá sỏỉ sóng xung kích, điều chìa khố hình thành nên phương pháp tán sỏi ngồi thể Sóng xung kích lan truyền miền chuyển tiếp mỏng có thăng giáng đột ngột mật độ, áp suất, vận tốc hạt vật chất mơi trường đàn hồi sóng xung kích chất sóng âm có vận tốc nhanh sóng siêu âm mơi trường Sóng xung kích có khả phá huỷ vật cản môi trường truyền theo chế xung lực áp suất lớn hình thành bề mặt vật cản môi trường tạo thành lực hướng vào tâm vật cản, sóng phản xạ hợp với phần sau sóng tới tạo nên thăng giáng áp suất lớn tạo lực li tâm phá vỡ vật cản (viên sỏi) Có ba phương pháp để tạo sóng xung kích hãng chế tạo thiết bị tán sỏi thể ứng dụng là: Phương pháp dùng điện thuỷ lực tức dựa tượng phóng điện hai điện cực môi trường nước để tạo lan truyền sóng xung kích, thứ hai tạo sóng xung kích phương pháp điện từ việc sử dụng từ trường có dịng điện qua cuộn dây để làm rung màng kim loại nhanh mạnh tạo sóng xung kích, phương pháp thứ ba để tạo sóng xung kích dùng tính thể gốm áp điện Trong phương pháp điện từ ứng dụng rộng tỏ ưu việt hai phương pháp lại Sau bảng so sánh ba phương pháp: 132 Bảng2: So sánh ba phƣơng pháp tạo sóng xung kích Phương pháp thuỷ điện Phương pháp điện từ Phương pháp dùng tinh thể gốm áp điện Ƣu điểm: Ƣu điểm: - Kết cấu đầu phát sóng xung kích đơn giản dễ sửa chữa - Sóng xung kích tạo có áp suất cao dạng giống với xung xung điện gây Ƣu điểm: - Không phải thay đổi điện cực - Khơng thừa hưởng có nghiên cứu có ngừng hoạt động truyền thống chi tiết gốm áp điện riêng rẽ dễ thực - Áp lực không bị bất ổn - Áp lực sóng - Cấu hình đầu tạo sóng xung kích đơn - Không bị giảm công suất Nhƣợc điểm: - Phương pháp giản dễ sửa chữa - Áp lực đỉnh cao - Năng lượng sóng 1000 bar xung kích khơng xung kích lớn - Khi phát sóng xung tối ưu Áp - Vùng áp lực lớn kích tiếng ồn nhẹ lực đỉnh đạt 500 - - Điều trị theo áp lực Nhƣợc điểm: tối ưu 600 bar - Có tượng cháy mịn điện cực - Năng lượng sóng - Điều trị khơng cần điểm hội tụ nhỏ gây mê cần thay Nhƣợc điểm: bảo dưỡng thường xuyên - Sườn sóng thời gian phát xung trước xung kích tương đối lớn xung phức tạp ngắn - Sự giảm công suất ngày có - Cấu trúc đầu phát sóng xung kích thấp kích nhiều gốm, sau khoảng năm có tới 1/3 số gốm khơng hoạt động 133 Để có hiệu cao phương pháp tán sỏi thể vai trị hệ thống phát định vị sỏi vơ quan trọng Có phương pháp phát sỏi là: Dùng X- quang, dùng siêu âm xét nghiệm nước tiểu Trong phương pháp xét nghiệm nước tiểu có tác dụng phát Hai phương pháp cịn lại vừa có khả phát vừa có khả định vị phá sỏi Việc kết hợp hệ thống siêu âm X-quang để phát sỏi có ưu vượt trội trường hợp Bệnh nhân có loại sỏi cản quang hệ thống siêu âm thay để định vị sỏi Phương pháp định vị đồng trục cung cấp độ tin cậy tối đa, phương pháp định vị đồng trục tức trục xung phát sóng, tia X-quang sóng siêu âm nằm đường thẳng đứng Phương pháp định vị siêu âm bổ sung hoàn chỉnh cho phương pháp định vị X-quang Bằng siêu âm, viên sỏi vừa quan sát liên tục tán sỏi mà khơng địi hỏi bệnh nhân thầy thuốc phải chịu đựng tia phóng xạ Điều có ích trường hợp Bệnh nhân thở mạnh không nằm yên Thiết kế khối phát xung hình trụ cho phép đầu dị siêu âm gắn vào trung tâm đầu phát xung, hình ảnh siêu âm phản ánh hình ảnh viên sỏi trục trung tâm phát xung Sự xếp đồng trục đảm bảo tất cản trở xương sườn xương chậu X- quang quan sát siêu âm Mặt khác siêu âm an toàn cho quan nhạy cảm tinh hoàn hay buồng trứng Định vị đồng trục hạn chế sai lệch Hà Giang, ngày 09 tháng 05 năm 2017 Tác giả luận văn KS.Đỗ Khắc Chiến 134 TÀI LIỆU THAM KHẢO 1.Nguyễn Việt Cường (2003), Nghiên cứu định kết điều trị sỏi thận phương pháp tán sỏi thể máy Modulith SLX bệnh viện Việt Đức, Luận văn thạc sỹ khoa học, Học viện Quân y, Hà Nội 2.Nguyễn Kỳ (2003), ― Phương pháp điều trị ngoại khoa sỏi đường tiết niệu‖, Bệnh học tiết niệu, NXB Y học, Hà Nội 3.Nguyễn Mễ, Nguyễn Bửu Triều (2003), ―Sỏi thận‖, Bệnh học tiết niệu, NXB Y học, Hà Nội 4.Nguyễn Đức Thuận, Nguyễn Vũ Sơn, Trần Anh Vũ (2003), Cơ sở kỹ thuật siêu âm, NXB Khoa học Kỹ thuật 5.Lê Ngọc Từ (2003), ― Giải phẫu hệ tiết niệu – Sinh dục‖, Bệnh học tiết niệu, NXB Y học, Hà Nội, tr 13 - 26 135 ...BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - ĐỖ KHẮC CHIẾN NGHIÊN CỨU THIÊT BỊ TÁN SỎI NGOÀI CƠ THỂ VÀ ỨNG DỤNG THỰC TẾ TẠI BỆNH VIỆN ĐA KHOA HÀ GIANG LUẬN VĂN... Bus (Controler Area Network) 85 CHƢƠNG : ỨNG DỤNG THỰC TẾ MÁY TÁN SỎI NGOÀI CƠ THỂ TẠI BỆNH VIỆN ĐA KHOA HÀ GIANG 88 v 4.1 Máy tán sỏi thể kiêm định vị X- Quang siêu âm Model:HD.ESWL-V... kém, gây đau đớn cho người bệnh, công tác hậu phẫu nhiều thời gian Trong luận văn Tơi xin phép trình bày đề tài: Nghiên cứu thiết bị tán sỏi thể ứng dụng thực tế Bệnh viện Đa khoa Hà Giang Đề