Đại học Bách Khoa Hà Nội Đồ án tốt nghiệp .BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO CỘNG HÒA XÃ HÔI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI Độc lập - Tự do - Hạnh phúc NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ và tên sinh viên : Phan Anh Tuấn Số hiệu sinh viên: 20073209 Khoá: 52 Viện : Điện tử - Viễn thông Ngành: Điện tử y sinh 1. Đầu đề đồ án: Nghiên cứu tìm hiểu máy xét nghiệm huyết học CELL DYN 3700 2. Các số liệu và dữ liệu ban đầu: …………………………………… …………………………………………… …… ………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………….… ……………………… ………………………………………………………………………………………………. 3. Nội dung các phần thuyết minh và tính toán: ……………………………………………………………………………………………………………… …. …………………………………………………………………………………………………………………………………… …. …………………………………………………………………………………………………………………………………… … ….……………………………………………………………………………………………………………………… 4. Các bản vẽ, đồ thị ( ghi rõ các loại và kích thước bản vẽ ): ……………………………………………………………………………………………………………………… …. ………………………………………………………………………………………………………………………… ………. ………………………………………………………………………………………………………………………………. 5. Họ tên giảng viên hướng dẫn: ……………………………………………………… ………………… 6. Ngày giao nhiệm vụ đồ án: ………………………………………………….………… 7. Ngày hoàn thành đồ án: ……………………………………………………………………… ……… Ngày tháng năm Chủ nhiệm Bộ môn Giảng viên hướng dẫn Sinh viên đã hoàn thành và nộp đồ án tốt nghiệp ngày tháng năm Cán bộ phản biện Đại học Bách Khoa Hà Nội Đồ án tốt nghiệp BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI BẢN NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ và tên sinh viên: Phan Anh Tuấn Số hiệu sinh viên : 20073209 Ngành: Điện tử y sinh Khoá: 52 Giảng viên hướng dẫn: Th.S Phạm Phúc Ngọc Cán bộ phản biện: 1. Nội dung thiết kế tốt nghiệp: 2. Nhận xét của cán bộ phản biện: Ngày tháng năm Cán bộ phản biện ( Ký, ghi rõ họ và tên ) Phan Anh Tuấn Điện Tử Y Sinh –K52 Page Đại học Bách Khoa Hà Nội Đồ án tốt nghiệp LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành đồ án tốt nghiệp này, em xin chân thành cảm ơn đến thầy Phạm Phúc Ngọc đã tận tình hướng dẫn chỉ bảo trong suốt quá trình thực hiện. Em cũng xin gửi lời cảm ơn đến các anh làm ở phòng vật tư bệnh viện E đã cho em được thực tập, có cơ hội tiếp xúc với các loại máy móc y tế. Cảm ơn các thầy, các cô ở trường đại học bách khoa Hà Nội đã ân cần chỉ dạy dẫn bước cho em trong suốt quá trình học tập. Sau cùng em xin được gửi lời cảm ơn tới gia đình ,bạn bè, tập thể lớp điện tử y sinh K52 đã giúp đỡ ,góp ý trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu và hoàn thành đồ án tốt nghiệp. Phan Anh Tuấn Điện Tử Y Sinh –K52 Page Đại học Bách Khoa Hà Nội Đồ án tốt nghiệp TÓM TẮT ĐỒ ÁN Công việc chẩn đoán là mắt xích quan trọng để giúp đỡ và chữa trị cho bệnh nhân. Trong đó xét nghiệm là một trong các bước cơ bản giúp cho việc chẩn đoán được tốt hơn. Ở Việt Nam hiện nay, vấn đề quá tải ở các bệnh viện lớn là thường xuyên xảy ra. Chính điều đó đã gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến việc điều trị của người bệnh. Vấn đề cấp thiết cần đặt ra ở đây là phải chẩn đoán nhanh gọn, chính xác giúp đem lại hiệu quả cao. Đề tài này nhằm giới thiệu về một dòng máy xét nghiệm huyết học tân tiến đang được sử dụng tại nhiều bệnh viện lớn ở Việt Nam ,đó là máy huyết học tự động CELL DYN 3700 do hãng Abbott sản xuất. CELL DYN 3700 là một trong những máy phân tích huyết học ứng dụng nhiều kỹ thuật mới nhất hiện nay. Với kết quả chính xác cao , khả năng hiển thị 25 thông số công thức máu với năng suất xử lý 90 mẫu/giờ CELL DYN 3700 đáp ứng rất tốt các nhu cầu hiện nay. Với mục đích nghiên cứu tìm hiểu sâu về một dòng xét nghiệm huyết học cụ thể, qua đó có được các kiến thức tổng hợp và thực tế giúp cho việc phát triển các kĩ năng công việc trong tương lai, đồ án sẽ gồm các nội dung chính sau đây : Lý thuyết sinh hóa về máu Nguyên lý đo trong máy CELL DYN 3700 Cấu tạo của thiết bị Quá trình cài đặt và vận hành thiết bị Bảo dưởng và sửa chữa CELL DYN 3700 Phan Anh Tuấn Điện Tử Y Sinh –K52 Page Đại học Bách Khoa Hà Nội Đồ án tốt nghiệp MỤC LỤC Phan Anh Tuấn Điện Tử Y Sinh –K52 Page Đại học Bách Khoa Hà Nội Đồ án tốt nghiệp MỤC LỤC HÌNH ẢNH MỤC LỤC BẢNG CHƯƠNG 1. LÝ THUYẾT SINH HÓA VỀ MÁU : Khái niệm máu : Máu là một tổ chức di động được tạo thành từ thành phần hữu hình là các tế bào (hồng cầu, bạch cầu, tiểu cầu) và huyết tương. Chức năng chính của máu là cung cấp các chất nuôi dưỡng và cấu tạo các tổ chức cũng như loại bỏ các chất thải trong quá trình chuyển hóa của cơ thể như khí carbonic hay axit lactic. Máu cũng là phương tiện vận chuyển của các tế bào và các chất khác nhau giữa những tổ chức và cơ quan trong Phan Anh Tuấn Điện Tử Y Sinh –K52 Page Đại học Bách Khoa Hà Nội Đồ án tốt nghiệp cơ thể. Các rối loạn về thành phần cấu tạo của máu hay ảnh hưởng đến sự tuần hoàn bình thường của nó có thể dẫn đến rối loạn chức năng của nhiều cơ quan khác nhau. Một người trung bình có từ 4 đến 5 lít máu. Máu tập chung nhiều ở cơ cỡ khoảng 40 %, ở phổi khoảng 6.5 % và ở thận là khoảng 7.5%. Thành phần cấu tạo của máu : Hình 1.1 Thành phần cấu tạo của máu Thành phần cấu tạo của máu gồm có huyết tương và huyết cầu trong đó huyết cầu chiếm khoảng 40-45% thể tích máu. 1.1. Thành phần hóa học của huyết cầu : 1.1.1. Hồng cầu : Hồng cầu trưởng thành, lưu thông trong máu là tế bào không có nhân. Ở điều kiện tự nhiên nó có hình đĩa lõm 2 mặt, đường kính khoảng 7,2mm, bề dày ở ngoại vi là 2mm, ở trung tâm là 1mm. Thể tích một hồng cầu là 83mm 3 (83femtolit). Nhờ có tính đàn hồi tốt mà hồng cầu dễ dàng thay đổi hình dạng khi đi qua các mao mạch. Diện tích bề mặt hồng cầu lớn (do Phan Anh Tuấn Điện Tử Y Sinh –K52 Page Đại học Bách Khoa Hà Nội Đồ án tốt nghiệp có hai mặt lõm), vì vậy khi hồng cầu biến dạng màng hồng cầu không bị căng và vỡ ra. Nếu tính diện tích toàn bộ màng hồng cầu trong cơ thể cộng lại, có thể lên đến 3000m 2 . Hình 1.2 Hình dạng của hồng cầu Hồng cầu có từ 57 -68% là nước. Hemoglobin chiếm khoảng 28 %. Còn lại là số ít các chất vô cơ ,enzym, protein, lipid ,ure. Thời gian sống của hồng cầu là từ 120 đến 130 ngày Hồng cầu có một cấu trúc đặc biệt với nhiều thành phần khác nhau. Nó gồm một nền do protein và lipid tạo nên. Đa số lipid đều kết hợp với protein tạo thành lipoprotein. Trong nền còn có glucose, clorua, phosphat Nền và màng chiếm 2 -5% trọng lượng hồng cầu. Giữa các mắt của nền có hemoglobin. Hai thành phần quan trọng nhất của hồng cầu được nghiên cứu nhiều đó là màng hồng cầu và hemoglobin. Màng hồng cầu mang nhiều kháng nguyên nhóm máu. Hemoglobin là thành phần quan trọng trong sự vận chuyển khí của máu. Người trưởng thành, ở máu ngoại vi có 3,8. 10 12 hồng cầu/lít (đối với nữ); 4,2.10 12 hồng cầu/lít (đối với nam). Trẻ mới sinh, ở ngày đầu số lượng hồng cầu rất cao (5,0 x10 12 hồng cầu/lít). Sau đó, do hiện tượng tan máu, số lượng hồng cầu giảm dần. Trẻ em dưới 15 tuổi có số lượng hồng cầu thấp hơn người trưởng thành 0,1 - 0,2.10 12 hồng cầu/lít. Số lượng hồng cầu ổn định ở tuổi trưởng thành.Số lượng hồng cầu tăng lên sau bữa ăn, khi lao động thể lực, sống ở trên núi cao 700 - 1000m, khi ra nhiều mồ hôi, bỏng mất huyết tương, trong bệnh đa hồng cầu, bệnh tim bẩm sinh Số lượng hồng cầu giảm lúc ngủ, khi uống nhiều nước, cuối kỳ hành kinh, sau đẻ, đói lâu Phan Anh Tuấn Điện Tử Y Sinh –K52 Page Đại học Bách Khoa Hà Nội Đồ án tốt nghiệp ngày, ở nơi có phân áp oxy cao, các loại bệnh thiếu máu, suy tuỷ, nhiễm độc, chảy máu trong, chảy máu do vết thương Hemoglobin (Hb) là 1 protein màu, phức tạp thuộc nhóm chromoproteid màu đỏ, có nhóm ngoại là hem. Hb là thành phần chủ yếu của hồng cầu, chiếm 28% và tương ứng với 14,6g trong 100 ml máu Hb gồm 2 phần: hem và globin. Mỗi phân tử Hb có 4 hem và 1 globin. Nó được tạo thành từ 4 dưới đơn vị. Mỗi dưới đơn vị là 1 hem kết hợp với globin. Globin có cấu trúc là các chuỗi polypeptid. Ở người lớn, 4 chuỗi polypeptid giống nhau từng đôi một: 2 chuỗi a và 2 chuỗi b. Các dưới đơn vị liên kết với nhau bằng liên kết yếu: liên kết ion, liên kết hydro, tạo nên cấu trúc bậc 4 của phân tử Hb (hình 3.2). Ở chuỗi polypeptid của mỗi dưới đơn vị có 1 hốc chứa hem. Trung tâm của phân tử Hb có 1 hốc rỗng gọi là hốc trung tâm (hình 3.3). Hốc trung tâm tiếp nhận phân tử 2,3 diphosphoglycerat (2,3 DPG) và sự kết hợp của hốc trung tâm với 2,3 DPG có vai trò điều hoà ái lực của Hb với 0xy. Thành phần thứ 2 của Hb là hem. Sắc tố hem thuộc loại porphyrin là những chất có khả năng kết hợp với nguyên tử kim loại. Hem ở người là porotophyrin IX kết hợp với Fe ++ . Hem có 4 nhân pyrol liên kết với nhau bằng cầu nối menten (-CH=). Vòng porphyrin có gắn các gốc metyl (-CH 3 ) ở vị trí 1, 3, 5, 8; các gốc vinyl (-CH=CH 2 ) ở vị trí 2,4; các gốc propionyl (-CH 2 - CH 2 - C00H) ở vị trí 6,7. Fe ++ gắn với đỉnh phía trong của nhân pyrol bằng hai liên kết đồng hoá trị và hai liên kết phối trí và với globin qua gốc histidin . Hemogobin khác nhau ở phần cấu tạo globin. Hb của thai nhi là HbF. Globin của HbF gồm hai chuỗi a và hai chuỗi g. Hb của người lớn là HbA. Globin của HbA gồm hai chuỗi a và hai chuỗi b (vị trí thứ 3 của chuỗi b là glutamin được thay bằng threonin ở chuỗi g). Hb của bệnh nhân mắc bệnh thiếu máu có hồng cầu hình lưỡi liềm là HbS (HbB) vị trí thứ 6 của chuối b là valin được thay bằng glutamin. Loại hồng cầu này rất Phan Anh Tuấn Điện Tử Y Sinh –K52 Page Đại học Bách Khoa Hà Nội Đồ án tốt nghiệp dễ vỡ khi qua mao mạch nhỏ. HbC và HbD là các Hb bình thường gặp ở một số chủng tộc người Châu Phi. Bình thường người Việt có Hb là 14,6g (đối với nam) và 13,3g (đối với nữ) trong 100ml máu. Đếm số lượng hồng cầu và định lượng Hb là những xét nghiệm quan trọng trong đánh giá sự thiếu máu, thiếu máu đẳng sắc (giá trị hồng cầu =1), thiếu máu ưu sắc (giá trị hồng cầu >1) và thiếu máu nhược sắc (giá trị hồng cầu <1). Hemoglobin kết hợp với oxy tạo thành oxyhemoglobin (Hb0 2 ). Khả năng kết hợp lỏng lẻo và thuận nghịch tạo điều kiện cho việc Hb nhận oxy ở phổi rồi vận chuyển đến mô giải phóng oxy cho tế bào. Oxy kết hợp với Hb ở phần Fe ++ của hem. Mỗi Hb có 4 hem, mỗi hem có 1Fe ++ . Như vậy về mặt lý thuyết một phân tử Hb có thể kết hợp bão hoà với 4 phân tử oxy. Thực tế trong cơ thể điều này rất khó xảy ra vì không bao giờ có sự bão hoà 100% Hb0 2 . Sự kết hợp giữa oxy với Fe ++ xảy ra như sau: Khi một phân tử oxy gần tới Fe ++ (do oxy khuyếch tán từ phế nang vào máu, từ máu vào trong hồng cầu) thì cùng một lúc xảy ra hai mối liên kết: Fe ++ -0 2 - và Fe ++ -N + - (nitơ của nhóm imidazol). Lúc này oxy mang điện tích âm vì nhận điện tử của nitơ. Fe ++ lúc này trở thành một acid yếu. Vì một lý do nào đó mà không có mối liên kết Fe ++ -N + -, lúc này oxy không liên kết với Fe ++ mà lại nhận điện tử của Fe ++ , Hb chuyển thành methemoglobin, làm cho Hb mất khả năng vận chuyển oxy. Imidazol định hướng trên bề mặt hem là nguyên nhân tạo ra mối liên kết Fe ++ -N + - . Sự kết hợp và phân ly Hb0 2 chịu ảnh hưởng của p0 2 , pC0 2 , pH, nhiệt độ máu. Hemoglobin kết hợp với carbonic tạo thành carbohemoglobin (HbC0 2 ). Đây cũng là một phản ứng thuận nghịch. Sự kết hợp xảy ra ở mô, sự phân ly xảy ra ở phổi. Carbonic kết hợp với Hb ở nhóm amin của globin nên gọi là phản ứng các carbamin. Carbonic được vận chuyển ở dạng HbC0 2 không nhiều, chỉ chiếm 6,5% tổng số C0 2 vận chuyển trong máu. Hemoglobin kết hợp với carbonmonocid tạo thành Carboxyhemoglobin (HbC0). HbC0 rất bền vững và không còn khả năng vận chuyển oxy vì ái lực của Hb với C0 rất Phan Anh Tuấn Điện Tử Y Sinh –K52 Page [...]... 18 fL ± 1.0 hay 6.0% RETIC% 0 – 30 % ± 1.1 hay 7.0% Phan Anh Tuấn Điện Tử Y Sinh –K52 Page Đại học Bách Khoa Hà Nội Đồ án tốt nghiệp CHƯƠNG 3 CẤU TẠO MÁY XÉT NGHIỆM CELL DYN 3700 Hình 3.1 Máy xét nghiệm huyết học Cell Dyn 3700 Hình 3.2 Sơ đồ hệ thống trong máy xét nghiệm huyết học Cell Dyn 3700 Cell Dyn 3700 gồm có 2 khối chính là khối xử lý mẫu và trạm dữ liệu Về hệ thống xử lý mẫu chia làm 2 hệ thống... các hoạt động khác Phan Anh Tuấn Điện Tử Y Sinh –K52 Page Đại học Bách Khoa Hà Nội Đồ án tốt nghiệp CHƯƠNG 2 CÁC NGUYÊN LÝ ĐO TRONG MÁY CELL DYN 3700 Các Phương pháp đo được sử dụng trong máy CD 3700 Có 4 hệ thống đọc riêng rẽ trên máy CD3700 để cho ra các thông số huyết học • WOC: đo tổng số tế bào bạch cầu và 5 thành phần bạch cầu bằng phương pháp đo quang • WIC: đo tổng số tế bào bạch cầu bằng phương... Anh Tuấn Điện Tử Y Sinh –K52 Page Đại học Bách Khoa Hà Nội Đồ án tốt nghiệp Hình 2.1 Công nghệ trở kháng trong Cell Dyn 3700 Phương pháp đếm bằng trở kháng trong CD 3700 sử dụng bộ đếm thời gian bảo đảm thể tích dịch pha loãng tế bào được đếm trong một thời gian nhất định và phát hiện các trường hợp tắt nghẽn hay có bọt khí trong hệ thống máy trong quá trình đếm CD 3700 sử dụng đo lượng sáng để điều chỉnh... để cho ra một kết quả cuối cùng Phan Anh Tuấn Điện Tử Y Sinh –K52 Page Đại học Bách Khoa Hà Nội Đồ án tốt nghiệp Hình 2.12 Chọn kết quả khi đo HGB Phan Anh Tuấn Điện Tử Y Sinh –K52 Page Đại học Bách Khoa Hà Nội Đồ án tốt nghiệp 2.4 Các dung dịch chạy máy CD 3700 : CD 3700 dùng hóa chất kín Có 4 loại dung dịch được sử dụng trong máy Các dung dịch này cần được bảo quản ở nhiệt độ phòng, tránh ánh nắng... trộn đều Bơm nhu động WOC chuyển hỗn dịch máu từ buồng trộn đến WOC Flow Cell (hệ thống đo các thành phần bạch cầu) Một dòng dung dịch Sheath được dẫn tới Flow Cell Xilanh đo WOC bơm 72 µl hỗn dịch máu vào dòng Sheath Hỗn dịch máu được dẫn truyền thành một dòng hẹp theo nguyên tắc thủy động học Một dòng laser được cố định trên Flow Cell Khi dòng hỗn dịch máu phân cắt tia laser, tia sáng bị tán xạ bởi... rửa tự động của máy : Các kim hút mẫu được tự động rửa bằng Diluent Buồng trộn WIC và buồng trộn RBC/PLT được rửa bằng Diluent Buồng trộn WOC được rửa bằng dung dịch Sheath Thước đo WIC và RBC/PLT được rửa bằng Detergent Hệ thống đếm HGB được rửa bằng Detergent Phan Anh Tuấn Điện Tử Y Sinh –K52 Page Đại học Bách Khoa Hà Nội Đồ án tốt nghiệp 2.6 Các thông số máu mà máy xác định được : CD 3700 xác định... hấp thụ nhiều ánh sáng hơn Hình 2.11 Nguyên lý đo HGB Ở đây CD 3700 sử dụng một buồng đo huyết sắc tố gồm một đèn LED, một buồng chứa dung dịch mẫu cần đo Hemoglobin, bộ đo cường độ ánh sáng với kính lọc là 540nm Dưới tác dụng của Lyse, hồng cầu trong mẫu phẩm bị phá vỡ và phóng thích HGB HGB tác dụng với Lyse tạo ra chất tạo màu Máy CD 3700 đo màu ở bước sóng 540nm và cho biết nồng độ HGB 5 giá trị... tẩy (DETERGENT) : Là hỗn hợp làm sạch đầu đọc quang học giúp tạo chỉ số tham chiếu bằng 0 cho quá trình đọc HGB Giúp hình thành mặt khum của chất lỏng trong thước đo WIC và RBC/PLT Làm sạch buồng đọc WIC, thước đo WIC, buồng đếm RBC/PLT, thước đo RBC/PLT, hệ thống đo HGB giúp giảm thiểu sự hình thành bọt khí Phan Anh Tuấn Điện Tử Y Sinh –K52 Page Đại học Bách Khoa Hà Nội Đồ án tốt nghiệp 2.4.4 Dung dịch... ra và nó rơi vào cụm đơn nhân Phan Anh Tuấn Điện Tử Y Sinh –K52 Page Đại học Bách Khoa Hà Nội Đồ án tốt nghiệp Các cụm tế bào lympho nằm trong cụm lớn , thấp nhất Basophils rơi phía trên và hơi ở bên phải của tế bào lympho Các bạch cầu mono rơi trên các cụm tế bào lympho và basophils 2.3 Nguyên lý đo huyết sắc tố ( HGB) : CD 3700 sử dụng quang phổ hấp thụ để đo lượng HGB Hấp thụ quang phổ đo nồng... cầu : Chiếm khoảng 1% thành phần của huyết cầu Tiểu cầu là tế bào không nhân, có chức năng chính là tham gia vào quá trình đông máu.tiểu cầu có dạng nhỏ, tròn, đường kính trung bình cỡ khoảng 2 μm Số lượng trung bình của tiểu cầu trong máu là 250 đến 750.106 /lit Thành phần chủ yếu gồm có Protein (57%) ,lipid ( 19%) và một lượng nhỏ Glucid 1.2 Thành phần hóa học của huyết tương : Nước chiếm khoảng 92% . dòng máy xét nghiệm huyết học tân tiến đang được sử dụng tại nhiều bệnh viện lớn ở Việt Nam ,đó là máy huyết học tự động CELL DYN 3700 do hãng Abbott sản xuất. CELL DYN 3700 là một trong những máy. 52 Viện : Điện tử - Viễn thông Ngành: Điện tử y sinh 1. Đầu đề đồ án: Nghiên cứu tìm hiểu máy xét nghiệm huyết học CELL DYN 3700 2. Các số liệu và dữ liệu ban đầu: …………………………………… ……………………………………………. Page Đại học Bách Khoa Hà Nội Đồ án tốt nghiệp CHƯƠNG 2. CÁC NGUYÊN LÝ ĐO TRONG MÁY CELL DYN 3700 Các Phương pháp đo được sử dụng trong máy CD 3700 Có 4 hệ thống đọc riêng rẽ trên máy CD3700 để