Chúng ta đa được biết về nguyên lý thận nhân tạo và các chỉ số tính toán hiệu quả lọc máu. Một máy thận nhân tạo cần phải mô phỏng một trong các nguyên lý đó. Nắm được cách thức hoạt động của máy thận nhân tạo, sẽ giúp ích cho chúng ta rất nhiều trong thực hành lâm sàng.

Máy thận nhân tạo (HD) có thể được chia ra thành tuần hoàn máu và tuần hoàn dịch lọc, chúng gặp nhau ở quả lọc. Trong bài này, chúng ta sẽ nghiên cứu sâu về vòng tuần hoàn ngoài cơ thể trong thận nhân tạo.

Tuần hoàn máu được chia ra làm hai phần (1) đường máu vào hay còn gọi là đường động mạch, được tính từ bệnh nhân đến quả lọc; và, (2) đường máu ra còn gọi la đường tĩnh mạch, tính từ quả lọc đến khi máu trở về người bệnh.

1. Đường máu vào (đường động mạch)

Đường máu vào gồm đoạn trước bơm, đoạn bơm máu và đoạn sau bơm máu như ở Hình 1 dưới đây.

1.1. Đoạn trước bơm

Hình 1: Vòng tuần hoàn ngoài cơ thể

Đoạn trước bơm được tính từ đường vào mạch máu của người bệnh đến bơm máu. Thành phần trên đoạn này gồm có:

(1) cổng lấy máu xét nghiệm, có tác dụng lấy máu xét nghiệm của người bệnh trước, tỏng và sau lọc, bạn đừng bao giờ nhầm lẫn với cổng tiêm thuốc trên đường máu ra (đường tĩnh mạch) vì mục đích sử dụng khác nhau.

(2) Đường dịch truyền: Là vị trí để truyền dịch, mồi quả lọc trong quá trình chuẩn bị và truyền dịch trong quá trình trả máu về cho người bệnh.

(3) Theo dõi áp lực động mạch trước bơm dùng để kết nối với cảm biến theo dĩ áp lực trước bơm máu.

Chúng ta lưu ý, như trình bầy ở phần dưới của hình 1, áp lực trước bơm là áp lực âm. Trong trường hợp không kết nối đầy đủ, các bọt khí nhỏ xâm nhập, chúng có thể tạo thành các bẫy khí trong các sợi của quả lọc, làm giảm hiệu quả lọc máu, và có thể dẫn đến đông máu quả lọc.

Đây là lý do khuyến khích sử dụng đường máu với theo dõi áp lực trước bơm (P1), dù không phải tất cả các loại đường máu đều có. Theo dõi áp lực nối qua một đường ống nhỏ gắn ở góc nhỏ bên phải của đường máu. Ống nhỏ này cần có thiếu bị bảo vệ đầu dò (cách gọi thông thường ở Việt Nam, lọc khí), và đầu kia gắn với một bầu bẫy khí, có thể truyền tín hiệu đến đầu dò áp lực. Do bơm máu yêu cầu tốc độ máu khá cao (200 – 600 mL/phút) và do sức kháng của dòng máu ở catheter tĩnh mạch hoặc ở đầu kim động mạch, áp lực đoạn động mạch giữa đường vào mạch máu và bơm máu là âm (dưới 0), và thường là âm đáng kể. Âm như thế nào, là do chức năng của lưu lượng máu, độ cô đặc máu (nếu tăng Hct), kích cỡ của catheter hoặc kim, dù có hay không có tắc kim động mạch hoặc nòng ống catheter do ở gần thành trong của mạch máu.

Để an toàn, giới hạn áp lực của theo dõi P1 là cài đặt giới hạn trên hoặc dưới mức bình thường để có khoảng làm việc cho bệnh nhân. Nhìn chung tính năng này thường là tự động, và giới hạn áp lực trên và dưới là phụ thuộc vào máy. Nếu áp lực đi ra ngoài khoảng giới hạn, máy sẽ báo động bằng âm thanh, ánh sáng và bơm máu sẽ dừng.

Ví dụ giới hạn báo động trước bơm máu được cài đặt trong khoảng -50 đến -200 mmHg. Nếu ở trên phần – 50 mmHg, báo động giới hạn áp lực sẽ được kích thích bởi do đường máu bị chia tách (không kết nối đường máu từ catheter hoặc kim động mạch). Trong trường hợp này, sau khi đường máu bị tách, sức kháng dòng vào sẽ đột nhiên giảm, và áp lực âm sẽ tăng lên trên -50 mmHg, khởi động báo động.

Tuy nhiên, không bao giờ được phép chỉ dựa vào báo động áp lực để phát hiện tách đường máu, áp lực có thể vẫn còn trong khoảng bình thường, dù là sau khi đường máu đã bị tách. Ví dụ, nếu có tắc nghẽn một phần đường vào sau khi đã tách dòng, hoặc nếu kim động mạch đã kéo ra ngoài đường vào mạch máu, sức kháng sẽ vẫn tiếp tục bởi kim có thể vẫn giữ áp lực trong khoảng giới hạn; và sau đó, không có báo động xảy ra, bơm máu sẽ  bơm khí vào tuần hoàn.

Một ví dụ khác sử dụng báo động áp lực trước bơm là ở phần thấp, nếu có tắc đường máu do xoắn đường máu hoặc có cục máu đông trong nòng ống hoặc kim, áp lực sẽ âm nhiều hơn giới hạn (-250 mmHg); sau đó báo động sẽ hoạt động và bơm máu sẽ dừng, đưa thông tin đến nhân viên để can thiệp giải quyết vấn đề.

1.2. Đoạn bơm máu

Bơm máu là bơm trục lăn. Con lăn ấp lên đoạn bơm máu để đẩy máu đi theo một hướng. Một số hãng bơm máu có thể tự điều chỉnh phù hợp với kích thước của dây trong bơm máu, một số loại máy thì phải điều chỉnh, do vậy, người thực hành cần biết kích thước của đoạn bơm máu để điều chỉnh cho thích hợp.

Theo thời gian, do nhắc lại cơ chế đóng, mở của bơm với mỗi phần của trục lăn, ống sẽ bị ép lại. Điều này làm giảm thể tích của đường máu và gây giảm lưu lượng máu. Ảnh hưởng tương tự xảy ra khi xuất hiện áp lực đường vào âm. Đường máu cứng hơn có thể giảm thiểu vấn đề này, và một vài loại dây máu có thể có yếu tố điều chỉnh tốc độ bơm và độ lớn của áp lực âm, các yếu tố điều chỉnh đó cho một tốc độ máu hợp lý.

1.3. Đoạn sau bơm

Ở đây có một nhánh chữ T để nối bơm Heparin, ở một vài loại dây, một nhánh chữ T nhỏ nối với monitor áp lực sau bơm (P2). Áp lực ở đoạn này thường dương. Áp lực P2 có thể có hoặc có thể không ở nhiều loại dây máu và máy thận. Áp lực P2 có thể phối hợp với monitor áp lực lực tĩnh mạch, P3, để ước tính áp lực trung bình trong khoang máu của quả lọc. Một số loại máy, phối hợp đo áp lực khoang dịch, được sử dụng để tính áp lực xuyên màng (TMP).

Theo dõi áp lực sau bơm thường khá cao và phụ thuộc vào lưu lượng máu, độ nhớt của máu, và sức kháng dòng đến quả lọc và bên ngoài. Áp lực tăng lên đột ngột ở monitor P2 thường là dấu hiệu của đông máu trong đường máu hoặc quả lọc.

Dây heparin nối với một syringe chứa heparin. Syringe được kẹp trong một cái bơm đẩy với tốc độ chậm, đưa heparin vào đường máu ở một tốc độ hằng số.

Một số loại dây có cấu tạo bầu bẫy khí ở đoạn sau bơm, một số loại thì không có. Bầu bẫy khí có cấu tạo đặc biệt, làm một phần phình lên, khí trong máu sẽ được giữ lại ở bầu bẫy khí này.

2. Đường máu ra (đường tĩnh mạch)

Được tính từ quả lọc đến đường vào mạch máu của người bệnh. Cấu tạo gồm: bầu bẫy khí, theo dõi áp lực tĩnh mạch, cảm biến phát hiện khí.

Được gọi là theo dõi áp lực tĩnh mạch (P3, Hình 1), và một cảm biến phát hiện khí. Áp lực tĩnh mạch có thể sử dụng để theo dõi tình trạng đông máu. Đông máu vòng tuần hoàn mới bắt đầu sẽ thường diễn ra đầu tiên ở bầu tĩnh mạch, và đông máu sẽ là nguyên nhân tiến triển tăng lên của áp lực ở cả P2 và P3. Áp lực tĩnh mạch trong quá trình lọc máu là chức năng của tốc độ máu, độ nhớt của máu, và sức kháng đường vào dòng trở về (kim tĩnh mạch hoặc nòng catheter).

Ở bệnh nhân đường vào mạch máu là AV, xu hướng áp lực tĩnh mạch, đo ở điều kiện chuẩn, tốc độ máu thấp và điều chỉnh theo áp lực máu của bệnh nhân, chiều cao của bầu tĩnh mạch và kích cỡ của kim dùng để tiên đoán sự xuất hiện của hẹp của dòng trở về đường vào mạch máu. Nếu có sự xoắn đột ngột đường máu, áp lực ở P3 sẽ đột ngột cao trên mức độ giới hạn và bơm máu sẽ dừng hoạt động. Nếu đường máu đột ngột không kết nối có thể làm P3 giảm dưới giới hạn báo động dưới, máy sẽ ngừng để hạn chế lượng máu mất, nhưng điều này không có nghĩa là nó sẽ luôn xảy ra, đặc biệt là khi sử dụng AVF (Ribitsh, 2013), mặc dù tách đường máu từ catheter tĩnh mạch không khởi động báo động áp lực tĩnh mạch, đặc biệt khi áp lực tĩnh mạch thực sự tương đối thấp. Một lần nữa, với đường vào AV, nếu kim tĩnh mạch vô tình bị kéo ra khỏi đường vào, có thể không thay đổi áp lực dòng ra nhiều, kháng trở dòng ra vẫn còn.

Cần chú ý là báo động áp lực tĩnh mạch KHÔNG THỂ phản ánh đúng vấn đề tách đường máu. Bệnh nhân sẽ mất máu do bơm máu tiếp tục hoạt động trong khi đường máu bị tách mà không được phát hiện. Vì lý do này, ở bệnh nhân có nguy cơ cao tách đường máu, như ở bệnh nhân có chức năng nhận thức kém, bệnh nhân rối loạn tâm thần, hoặc cả những bệnh nhân thường có động tác ngăn cản nhân viên để kéo kim ra khỏi đường vào, cần thêm một thiết bị như cảm biến tế bào hồng cầu có thể sử dụng để phát hiện dò máu ở những vị trí có thể gây tách đường máu. Cần chú ý tác dụng của vị trí kim đường vào và sự kết nối, và vị trí đường vào luôn luôn được theo dõi.

Bẫy khí và phát hiện khí đặc biệt quan trọng cho tính an toàn của bệnh nhân. Bầu bẫy khí ngăn ngừa khí có thể xâm nhập vào đường máu trước khi máu trở về bệnh nhân. Thường phát hiện khí xung quanh phần dưới của bầu, nếu khí tăng sẽ khởi động báo động. Điện cung cấp cho bơm sẽ ngừng và cuộc lọc máu ngừng. Thiết bị an toàn gắn thêm là một kẹp chặt dưới bầu ở đường máu trở về bệnh nhân, và sẽ hoạt động nếu phát hiện khí trong ống máu. Khi hoạt động, kẹp sẽ đóng và bơm máu sẽ dừng. Hỗn hợp khí/máu xuất hiện trong đường máu đề phòng máu có khí chảy vào bên trong người bệnh.

Bất chấp sự xuất hiện của phát hiện khí, những bóng khi rất nhỏ (micro) có thể vẫn còn chảy đến bệnh nhân. Các bóng khí rất nhỏ đó xâm nhập và hệ tuần hoàn; tuy nhiên, hậu quả của chúng vẫn chưa được biết. Một chiến lược để hạn chế các bóng khí rất nhỏ ấy là duy trì mức máu-khí cao trong bầu tĩnh mạch. Sử dụng quả lọc đã được nhà sản xuất cho đầy dịch vào các sợi rỗng và cho thấy nó hạn chế được các bóng khí rất nhỏ ở tuần hoàn trong quá trình lọc máu.

BSCKI Nguyễn Thanh Hùng

Bài trước: Các nội dung của lọc máu đầy đủ theo KDOQI 2015

Bài tiếp theo: Tuần hoàn dịch lọc

Quay lại danh mục bài viết