Nguyên lý hoạt động
Nguyên lý hoạt động hệ thống đo áp lực xâm nhập (ALXN) khá đơn giản. Áp lực trong lịng mạch tác động trực tiếp lên màng nhận cảm của bộ chuyển đổi (BCĐ) sẽ được chuyển thành điện áp và được ghi nhận lại trên màn huỳnh quang hay kỹ thuật số dưới dạng sĩng dao động điều hịa. Giá thành cao cùng như tính phức tạp của hệ thống được bù trừ bằng việc sử dụng thuận tiện, độ chính xác cao và nhất là cĩ thể theo dõi tình trạng huyết động bệnh nhân liên tục. Vì vậy đo ALXN là một phương tiện theo dõi khơng thể thiếu trong hồi sức bệnh nhân nặng, là tiêu chuẩn vàng để theo dõi huyết áp trong phẫu thuật tim mạch [47], [58], [113], [134].
Các bộ phận của hệ thống đo ALXN
Catheter hay ống thơng.
Hệ thống dây nối, khĩa 3 nhánh và thiết bị bơm liên tục 1-3 ml/giờ. Bộ chuyển đổi (transducer): chuyển biến đổi áp lực cơ học thành những biến đổi về điện áp.
Ghi nhận trên màn hình những thay đổi điện học kể trên. Hệ thống tống rửa (flush systems).
Ống thơng (catheter)
Trong thơng tim, người ta thường dùng ống thơng cỡ 4F - 6F nên với cỡ lớn như vậy kết quả đo ALXN càng chính xác hơn. Vả lại, chỉ thao tác trên bệnh nhân trong một thời gian ngắn nên ít cĩ tai biến tạo huyết khối trong lịng mạch. Chất liệu thường dùng là Teflon làm cho ống thơng mềm và ít tạo huyết khối.
Hệ thống dây nối
Gồm dây dẫn, khĩa 3 nhánh và thiết bị tống rửa liên tục.
Bộ chuyển đổi
BCĐ chuyển những thay đổi áp lực cơ học thành thay đổi về điện áp. BCĐ hiện nay dùng màng silicone gắn những chất cảm nhận sức đề kháng.
Người ta sản xuất BCĐ với hiệu điện thế 5 microvolt, trong đĩ một milimet thủy ngân kích thích một vơn (volt). Vì vậy về lý thuyết, BCĐ cĩ thể sử dụng cho mọi máy theo dõi (monitoring). Các BCĐ hiện đại đã loại bỏ những khĩ khăn khi phải luơn chỉnh lại “điểm khơng (0)”.
Hệ thống phân tích và hiện hình (monitoring)
Các thiết bị hiện đại dùng hệ thống vi tính xử lý để phân tích và ghi nhận các thơng tin áp lực. Chúng ghi nhận các đường cong thay đổi áp lực, các giá trị áp lực tâm thu, tâm trương, trung bình, chức năng báo động, lưu
trữ dữ liệu, chức năng in. Các thuật tốn và phần mềm dùng phân tích thơng tin áp lực và cung cấp dữ liệu bằng số thay đổi giữa máy này và máy khác.
Hệ thống tống rửa (flush systems):
Để tránh huyết khối lịng mạch và kết quả ghi nhận chính xác hơn [47], [58], [113], [134].
Bộ chuyển đổi cơ điện (transducer)
Sự thay đổi áp lực trong lịng mạch được ghi nhận bằng những sĩng dao động điều hịa phức hợp. Nhà vật lý học đồng thời cũng là nhà tốn học Fourrier đã tìm ra phương pháp giảm phức tạp khi phân tích sĩng vật lý cĩ chu kỳ lặp đi lặp lại theo thời gian. Sĩng áp lực trong hệ tuần hồn cũng là loại sĩng cĩ chu kỳ phức tạp nêu trên. Theo Fourrier, tất cả các dạng sĩng phức tạp cĩ thể phân thành một loạt các dao động căn bản mà mỗi dao động cĩ tần số là bội số nguyên của sĩng căn bản. Hay nĩi cách khác, sĩng phức hợp này được diễn tả như sự kết hợp của một loạt những sĩng hình sin đơn với biên độ, bước sĩng, tần số và pha khác nhau, trong đĩ cĩ một sĩng căn bản và một loạt những sĩng dao động phối hợp khác.
Hình 1.12 Sĩng sin đơn [58]
Hình 1.13 Hai sĩng sin với biên độ và tần số khác nhau [58]
Trong hệ thống đo HA xâm nhập, sĩng phức hợp được phân tích bởi một bộ vi xử lý thành ra những sĩng hình sin thành phần, rồi được xây dựng lại từ sĩng nền và tám hay hơn những sĩng hịa hợp với nĩ cĩ tần số cao để hiển thị chính xác sĩng nguyên bản. Hệ thống đo HA xâm nhập phải cĩ khả năng truyền và phát hiện ra những thành phần tần số cao của sĩng huyết áp (ít nhất 24 Hz) để hiển thị sĩng áp lực ĐM chính xác. Đây là điều quan trọng cần ghi nhớ khi xem xét tần số riêng của hệ thống [47], [58], [113], [134].
Nguyên lý hoạt động của bộ chuyển đổi
Độ chính xác BCĐ chuyển đổi năng lượng cơ học thành năng lượng điện học là một trong những yếu tố chính cần thiết tạo ra chính xác dạng sĩng áp lực. BCĐ lý tưởng sẽ chuyển hồn tồn năng lượng nhận vào thành năng lượng đi ra [58].