1 ĐẶT VẤN ĐỀ Bệnh tim bẩm sinh (TBS) là bệnh hình thành trong thời kỳ bào thai. Tim người hình thành từ tuần thứ 3 đến tuần thứ 7 của thai kỳ. Trong toàn bộ quá trình đó, do những khiếm khuyết trong quá trình phát triển của tim sẽ hình thành các bệnh tim bẩm sinh, tức là những khiếm khuyết về giải phẫu sau đó sẽ dẫn đến những cái rối loạn về mặt sinh lý và sau khi trẻ sinh ra sẽ có biểu hiện bệnh. Tỷ lệ bệnh khoảng 0,5% - 0,8% trẻ sinh ra sống, tỷ lệ còn cao hơn ở những thai chết (3 – 4%), thai bị sảy (10 – 20%) và trẻ đẻ non (2%, không tính còn ống động mạch). Khoảng 40 – 50% bệnh nhân tim bẩm sinh được chẩn đoán trong tuần đầu sau sinh và khoảng 50 – 60 % được chẩn đoán trong tháng đầu. 5% trẻ trong cộng đồng tử vong mà không được chẩn đoán. Ở Việt Nam, theo các báo cáo của các bệnh viện Nhi, tỷ lệ tim bẩm sinh khoàng 1,5% trẻ vào viện và khoảng 30 - 55% trẻ vào khoa Tim mạch. Tại khoa Hồi sức sơ sinh Bệnh viện Nhi Trung Ương, theo một nghiên cứu năm 2011, tỷ lệ tim bẩm sinh là 24,2% [1]. Trong một số trường hợp, trẻ mắc bệnh tim bẩm sinh nhưng biểu hiện muộn, chỉ tình cờ được phát hiện khi khám sức khỏe hoặc khám vì bệnh lý khác. Trẻ mắc bệnh tim bẩm sinh nếu được phát hiện sớm, điều trị đúng cách có thể giúp trẻ phát triển như những trẻ cùng trang lứa, hòa nhập tốt vào xã hội. Phương pháp phát hiện tim bẩm sinh chủ yếu và chính xác nhất hiện nay là siêu âm tim. Tuy nhiên, đó là một phương pháp khó, đắt tiền và đòi hỏi phải được thực hiện bởi các bác sỹ chuyên gia tim mạch, mà thực tế tại Việt Nam thì số lượng các chuyên gia trong lĩnh vực này còn rất ít và chỉ tập trung tại một số bệnh viện tuyến trung ương cho nên tỷ lệ trẻ sinh ra trong cả nước 2 bị mắc tim bẩm sinh bị bỏ sót hoặc phát hiện muộn còn rất cao. Vì vậy việc tìm ra một phương pháp đơn giản để phát hiện sớm hơn các dị tật tim bẩm sinh là một điều vô cùng cần thiết. Trên thế giới trong 10 năm gần đây đã có rất nhiều nghiên cứu về sàng lọc tim bẩm sinh bằng máy đo bão hòa oxy qua da, cùng với sự tiến bộ trong công nghệ chế tạo máy đo độ bão hòa oxy đã cho thấy rằng đây là một phương pháp đơn giản, ít chi phí, dễ thực hiện và có hiệu quả trong việc phát hiện sớm dị tật tim bẩm sinh. Từ năm 2009, Hiệp hội Nhi khoa Mỹ (the American Academy of Pediatrics) và Hiệp hội Tim mạch Mỹ (The American Heart Association) đã đưa ra khuyến nghị rằng việc sàng lọc sớm tim bẩm sinh bằng đo bão hòa oxy qua da là rất quan trọng, đặc biệt là để xác định những trẻ sơ sinh bị dị tật tim bẩm sinh cấu trúc có liên quan với việc đóng ống động mạch, mà cụ thể là 7 tổn thương : hội chứng giảm sản tim trái, hẹp phổi, tứ chứng Fallot, bất thường trở về tĩnh mạch phổi, chuyển gốc động mạch, hẹp van ba lá, và thân chung động mạch [2]. Tại Việt Nam, việc sử dụng máy đo bão hòa oxy qua da để theo dõi liên tục cho bệnh nhân tại các khoa hồi sức cấp cứu và điều trị tích cực đã có từ lâu, đó là một phương pháp đơn giản, nhân viên y tế nào cũng có thể thực hiện được. Nhưng để sử dụng sàng lọc phát hiện sớm tim bẩm sinh thì vẫn còn đang được nghiên cứu và chưa được áp dụng rộng rãi. Vì vậy, chúng tôi tiến hành nghiên cứu này với 2 mục tiêu: 1. Nghiên cứu giá trị của đo độ bão hòa oxy qua da trong việc phát hiện sớm tim bẩm sinh ở trẻ sơ sinh. 2. Tìm hiểu một số yếu tố ảnh hưởng đến việc phát hiện sớm tim bẩm sinh bằng phương pháp đo độ bão hòa oxy qua da. 3 CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN 1.1. Độ bão hòa oxy 1.1.1. Khái niệm Khí oxy có trong khí trời. Khi chúng ta hít thở, oxy sẽ vào phổi. Máu mà thành phần quan trọng nhất của máu là Haemoglobin (Hb) sẽ vận chuyển oxy từ phổi đến các nơi cần thiết trong cơ thể để đảm bảo sự sống. Sự vận chuyển đó xảy ra khi Hb kết hợp với oxy tạo thành HbO 2 (Haemoglobine có gắn oxy). Tỷ lệ HbO 2 /(HbO 2 +Hb) gọi là độ bão hòa oxy trong máu, nói cách khác là tỷ lệ phần trăm Haemoglobine của máu kết hợp với oxy. Khi oxyhemoglobin bão hòa được đo bằng một khí máu động mạch nó được gọi là SaO 2 . Khi oxyhemoglobin bão hòa được đo không xâm lấn bởi xung oxy, nó được gọi là SpO 2 hay độ bão hòa oxy qua da. 1.1.2. Nguyên lý Oximetry về sự hấp thụ ánh sáng của máu [3] Năm 1860, người ta phát hiện ra rằng Haemoglobin là chất mang màu sắc, nó có trong hồng cầu và ảnh hưởng đến màu sắc của máu, sự hấp thụ ánh sáng nhìn thấy bởi Haemoglobin sẽ thay đổi với hàm lượng oxy trong nó. Hai dạng chủ yếu của Haemoglobin có trong máu mà ảnh hưởng nhiều nhất đối với ánh sáng là Oxyhaemoglobin (HbO 2 ) và Reducedoxyhaemoglobin (Hb), HbO 2 và Hb có quang phổ hấp thụ khác nhau với các bước sóng ánh sáng khác nhau. Về phương diện hoá học, O 2 kết hợp với Haemoglobin bên trong hồng cầu tạo nên gần như tất cả oxy trong máu (chỉ có một phần rất nhỏ nằm trong các thành phần khác của máu). 4 Nồng độ bão hòa của oxy của máu trong động mạch là một thông số được đo với Oximetry và thường được biểu diễn dưới dạng tỷ lệ phần trăm (%). Dưới điều kiện sinh học bình thường máu trong động mạch có độ bão hòa khoảng 97%, trong khi đó máu trong tĩnh mạch chỉ có độ bão hòa khoảng 75 %. Hb hấp thụ nhiều tia đỏ và hấp thụ ít tia hồng ngoại ngược lại HbO 2 hấp thụ ít tia đỏ và hấp thụ nhiều tia hồng ngoại. Do đó hệ số hấp thụ của máu đối với hai bước sóng cũng sẽ sai khác nhau nhiều nhất và mức độ sai khác phụ thuộc vào nồng độ bão hoà của oxy trong máu. Như vậy khi chiếu hai tia đỏ và hồng ngoại qua vùng cơ thể có chứa động mạch, dựa vào cường độ của các tia nhận lại có thể xác định được nồng độ bão hoà của oxy trong máu (SaO 2 ). Độ bão hòa oxy đo được bằng máy đo oxy dựa vào mạch đập (SpO 2 ) thấp hơn khoảng 3% so với độ bão hòa Oxy thực tế (SaO 2 ). Thử nghiệm đo SpO 2 nhiều lần liên tục trên 1 bệnh nhân ổn định cho thấy kết quả không khác nhau, điều này chứng tỏ SpO 2 cho một mức độ đáng tin cậy cao. Hình 1.1. Sự hấp thu bước sóng khác nhau của Hb và HbO 2 5 Phương pháp đo SpO 2 dựa vào mạch đập: Một thiết bị ở một bên của đầu dò phát ra ánh sáng đỏ (660nm) và hồng ngoại (940nm). Đầu dò (photodetecter) sẽ đặt quanh ngón tay để thu nhận ánh sáng. Dựa vào sự hấp thụ của hai loại tế bào Haemoglobin với các bước sóng khác nhau, ta xác định được thông số SpO 2 . Sau khi các cảm biến quang đã nhận được các tia sáng đỏ (Red - R) và tia hồng ngoại (Infrared - IR), tỉ lệ R/IR sẽ được đem ra so sánh với bảng tra cứu chuẩn được các nhà thiết kế máy đo dựng sẵn để chuyển đổi sang giá trị SpO2 tương ứng. Ví dụ: • Khi tỉ số R/IR bằng 0.5 thì chỉ số SpO2 là 100%. • Khi tỉ số R/IR bằng 1.0 thì chỉ số SpO2 là 82%. • Khi tỉ số R/IR bằng 2.0 thì chỉ số SpO2 là 0%. 1.2. Pulse oximetry [4],[5],[6],[7],[8] 1.2.1. Khái niệm Pulse oximetry là một phương pháp không xâm nhập để đo nhịp tim và độ bão hòa oxy trong máu động mạch. Phương pháp này có ưu điểm: • Biết kết quả ngay • Chỉ cần một thao tác đo • Cách thức đo rất đơn giản và không hề xâm phạm vào cơ thể • Độ tin cậy cao 1.2.2. Lịch sử phát minh Năm 1864, nhà vật lý và toán học người Ai-len George Gabriel Stokes đã phát hiện ra chức năng hô hấp của Haemoglobin. Năm 1867, nhà vật lý người Đức Karl von Vierordt đã phát triển các kỹ thuật và công cụ để theo dõi sự tuần hoàn của máu, sử dụng một nguồn sáng để phân biệt máu bão hòa với máu không bão hòa. 6 Năm 1898, nhà sinh lý học người Anh Halden phát hiện nguyên lý hóa học cho sự giải phóng oxy ra khỏi phức của oxy với Haemoglobin. Sau đó, nhà sinh lý học người Anh Joseph Barcoft đã sử dụng nguyên lý này để kiểm tra thành phần khí máu. Năm 1932, nhà sinh lý học người Đức L. Nicolai đã sử dụng phương pháp quang học để ghi lại sự tiêu thụ oxy trong một bàn tay. Năm 1935, thiết bị đầu tiên được phát triển bởi Carl Matthes để đo độ oxy bão hòa trong máu không xâm lấn bằng cách cho ánh sáng màu chiếu xuyên qua cơ thể với một đầu dò tai. Năm 1939, K. Matthews và F. Gross đã sử dụng phép đo ánh sáng trong việc kiểm tra dái tai. Để tránh sự hấp thụ ánh sáng bởi các mô xung quanh, các nhà khoa học đã sử dụng quang phổ kế hai bước sóng. Trong thập kỷ 1940, nhà khoa học người Anh Millikan đã sử dụng nguồn sáng 2 bước sóng để kiểm tra độ bão hòa oxy. Kỹ thuật này phát triển rất mạnh để phục vụ cho mục đích quân sự trong chiến tranh thế giới lần thứ hai. Các phi công thường phải đối mặt với tình trạng thiếu oxy trong khi bay, kỹ thuật này đã giúp theo dõi độ oxy và cứu sống rất nhiều phi công. Millikan cũng là người đưa ra khái niệm “oximeter” Hệ thống này đã trải qua nhiều thay đổi trong những năm 1940 và năm 1950 và cuối cùng được sản xuất bởi Công ty Waters. Hệ thống này được sử dụng chủ yếu trong sinh lý học, hàng không, và nghiên cứu thực nghiệm. Năm 1970, phương pháp đo này đã có thể sử dụng trong lâm sàng sau khi các nhà khoa học của công ty Hewlett-Packard phát triển một thiết bị thương mại để đo oxy ở tai. Thiết bị này được phát triển dựa trên một thiết bị của bác sĩ phẫu thuật Robert Shaw chế tạo năm 1964. Thiết bị này có thể đo độ bão hòa trong động mạch bằng cách làm nóng mô tới 41 o C để làm tăng lưu thông máu. 7 Năm 1974, Takuo Aoyagi – một kỹ sư y sinh học của công ty Nihon Kohden trong quá trình nghiên cứu về theo dõi cung lượng tim đã phát hiện ra rằng với một mức độ bão hòa oxy, sự hấp thụ của máu sẽ thay đổi theo bước sóng. Ông đề nghị đo độ bão hòa oxy bằng cách xác định sự hấp thụ của máu đối với ánh sáng nằm trong dải từ đỏ đến hồng ngoại. Phát hiện này là cơ sở để phát triển các máy đo độ oxy bão hòa hiện đại. Đến năm 1978, William New đã phát minh ra một hình mẫu (prototype). Năm 1981, công ty Biox và năm 1983, công ty Nellcor lần lượt đưa ra đưa ra các sản phẩm thương mại. Trong thập kỷ 1980, các máy đo ngày càng nhỏ gọn hơn, dễ sử dụng hơn và rẻ hơn. Năm 1987, tiêu chuẩn theo dõi trong gây mê tổng quát tại Mỹ quy định bao gồm theo dõi độ bão hòa oxy qua da. Trong thời gian cuối năm 1990, Pulse Oximeters ' thế hệ mới ' đã được giới thiệu khắc phục được những hạn chế của máy đo công nghệ cũ và nâng cao hơn tính chính xác của việc đo bão hòa oxy trong máu. Từ năm 1990 đến nay, máy đo độ bão hòa oxy dựa vào mạch đập đã được sử dụng rộng rãi trên toàn thế giới. Năm 1995, máy đo dạng finger tip, thiết bị dạng nhỏ gọn có thể đặt trên đầu ngón tay đã xuất hiện trên thị trường. Cũng trong năm này, công ty Masimo giới thiệu kỹ thuật Signal Extraction Technology (SET), giúp đo chính xác độ bão hòa oxy khi bệnh nhân chuyển động và máu lưu thông thấp. Hiện nay có rất nhiều nhà sản xuất Oximeters. Tất cả cung cấp một loạt các hộp đo oxy khác nhau với SpO 2 và đo nhịp tim, màn hình dạng sóng, báo động… Trong khi các hộp và màn hình có thể khác nhau song tất cả đều sử dụng một phương pháp tương tự để đo độ bão hòa Oxyhaemoglobin bởi hai bước sóng của ánh sáng trong phạm vi màu đỏ và hồng ngoại. 8 1.2.3. Các dạng máy đo bão hòa oxy 1.2.3.1. Máy đo bão hòa oxy thế hệ cũ – CToxi (conventional technology pulse oximetry at a glance): Cơ chế hoạt động: • Hai điốt phát sáng (LED) với các bước sóng khác nhau (ánh sáng đỏ - R và hồng ngoại - IR) • Phát ra qua lớp mạch máu dưới da, ví dụ, một ngón tay • Hb hấp thụ ánh sáng hơn ở 660 nm, HbO 2 hấp thụ ánh sáng hơn ở 910 nm. • Một đầu cảm quang đo cường độ của ánh sáng truyền qua tại mỗi bước sóng. • Bộ tách sóng quang sau đó chuyển đổi ánh sáng thành tín hiệu điện tử • Độ bão hòa oxy có nguồn gốc từ tỷ lệ giữa ánh sáng đỏ (660 nm) và hồng ngoại (940 nm) đến các máy dò • Tuy nhiên mô mềm, xương, da và máu tĩnh mạch hấp thụ ánh sáng. Do đó, đo oxy xung phải tách các thành phần không nhịp và các thành phần nhịp từ máu động mạch. • Sử dụng hệ thống chùm tia bước sóng kép để tách các thành phần không nhịp • Các thành phần nhịp được tính toán trong các bộ vi xử lý và các tỷ lệ R/IR được so sánh với các giá trị được lưu trữ trong bộ nhớ chuẩn • Giá trị SpO 2 sẽ được hiển thị, nhưng không tức thời mà là số trung bình lấy từ thời điểm 3 đến 10 giây để giúp giảm tác động biến đổi sóng áp lực do chuyển động của đối tượng đo. 9 Những hạn chế của máy đo công nghệ cũ:  Ngộ độc Cacbon monoxide (CO): CO thay thế Oxy ở vị trí gắn vào sắt trên phân tử Hb, cho nên ngộ độc CO sẽ làm tăng HbCO và giảm HbO 2 do đó sẽ làm giảm độ bão hòa oxy trong máu động mạch SaO 2 . Tuy nhiên, SpO 2 thực tế đo được lại cao hơn SaO 2 do sự nhầm lẫn về bước sóng của máy đo bão hòa oxy dựa vào mạch đập. Vì vậy, trong ngộ độc CO, SpO 2 đo bằng máy đo Oxy dựa vào mạch đập kết quả không chính xác. Khi đó, cần phải lấy máu động mạch gửi đến phòng xét nghiệm để đo SaO 2 và HbCO.  Huyết áp thấp: Mặc dù máy đo độ bão hòa oxy dựa vào mạch đập dựa trên dòng chảy của máu khi mạch đập, nhưng SpO 2 vẫn là một sự phản ánh chính xác của SaO 2 khi áp lực mạch máu giảm thấp đến 30mmHg. Mạch mờ dần cũng không ảnh hưởng đến SpO 2 đo từ ngón tay. Trong các trường hợp shock gây ra sự giảm sút nghiêm trọng ở tuần hoàn ngoại vi, SpO 2 đo ở ngón tay có thể bị nghi ngờ khi đó nên sử dụng đầu dò dán lên trán. Đầu dò này khác với đầu dò ngón tay vì nó vừa phát ra tia sáng vừa nhận về tia sáng phản xạ từ da (quang phổ kế phản xạ). Đầu dò ở trán đáp ứng nhanh hơn với sự thay đổi SpO 2 so với đầu dò ngón tay.  Thiếu máu: Thiếu máu tức là Haemoglobin trong máu giảm thấp hơn bình thường. Khi không có giảm oxy máu, máy đo oxy dựa vào mạch đập cho kết quả SpO 2 vẫn chính xác khi nồng độ Hb giảm 2 - 3g/dL. Nếu thiếu máu nghiêm trọng hơn (Hb giảm từ 5 - 9 g/dL), SpO 2 đo được sẽ thấp hơn SaO 2 khoảng 0.5%. 10  Sắc tố da: Ảnh hưởng của sắc tố da đối với SpO 2 thì khác nhau ở nhiều nghiên cứu. Ở bệnh nhân da sậm màu, trong một nghiên cứu, SpO 2 thấp giả tạo; trong khi đó, ở một nghiên cứu khác, SpO 2 cao giả tạo (SpO 2 – SaO 2 = 3.5%) khi SaO 2 thấp hơn 70%. Độ bóng của móng tay cũng ảnh hưởng ít đến SpO 2 , khi móng tay sơn màu đen hay nâu SpO 2 sẽ thấp hơn 2% so với SaO 2 , nhưng ảnh hưởng này có thể được loại bỏ bằng cách mắc đầu dò ở 2 bên của ngón tay. Yếu tố có ảnh hưởng nhất đến SpO 2 đó là xanh methylene. Nó sẽ làm giảm SpO 2 đến 65% khi tiêm xanh methylene vào tĩnh mạch. Vì rằng xanh methylene được dùng để chữa bệnh Methemoglobin cho nên không dùng SpO 2 cho các bệnh nhân bị bệnh Methemoglobin.  Tình trạng giảm thông khí: Thử nghiệm lâm sàng cho thấy SpO 2 là một dấu hiệu nhạy cho việc đánh giá tình trạng thông khí khi bệnh nhân đang thở khí trời. Khi SpO 2 (hoặc SaO 2 ) trên 90%, PaO 2 (áp lực riêng phần của Oxy trong máu động mạch) trên 60mmHg; đường cong thể hiện sự gia tăng của SpO 2 theo PaO 2 bắt đầu dẹt, và sau đó sự gia tăng mạnh của PaO 2 chỉ ảnh hưởng ít đến sự gia tăng của SpO 2 . Thở Oxy sẽ đẩy đường cong tăng của SpO 2 theo PaO 2 càng dẹt hơn (SpO 2 luôn trên 98% khi thở Oxy), từ đó dù PaO 2 có thay đổi lớn đi nữa thì cũng ít ảnh hưởng đến SpO 2 . [...]... thường trở về tĩnh mạch phổi, chuyển gốc động mạch, hẹp van ba lá, và thân chung động mạch 1.7 Tổng quan về các nghiên cứu sàng lọc tim bẩm sinh bằng đo bão hòa oxy qua da [11],[12],[13],[14],[15,[16],[17] 1.7.1 Thế giới Việc ứng dụng phương pháp đo độ bão hòa oxy qua da để phát hiện sớm dị tật tim bẩm sinh ở trẻ sơ sinh đã được nghiên cứu khoảng năm 2002- 2003, bốn nghiên cứu đã được công bố Lý do của. .. được giữ bí mật • Nghiên cứu này chỉ nhằm nâng cao chất lượng chẩn đo n và điều trị cho bệnh nhân, không có bất kỳ mục đích nào khác 34 CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 3.1 Giá trị của đo độ bão hòa oxy qua da trong phát hiện tim bẩm sinh 3.1.1 Tỷ lệ bệnh nhân nghi ngờ mắc tim bẩm sinh khi đo SpO2: Trong 7 tháng tiến hành nghiên cứu, chúng tôi tiến hành đo SpO2 cho tổng số 451 bệnh nhân, trong đó 405 bệnh... lần đo) phát hiện 2 trẻ có TBS 24 Năm 2003, Koppel và cộng sự nghiên cứu ở 11281 trẻ sơ sinh bằng đo bão hòa oxy với ngưỡng < 96% tại thời điểm 72 giờ tuổi phát hiện 3 trường hợp tim bẩm sinh Từ 2003 – 2007, nhiều nghiên cứu đã được công bố nhưng đều chưa đánh giá được hiệu quả của phương pháp Năm 2007, Thangaratinam và cộng sự đã tổng hợp 6 nghiên cứu bao gồm 35960 trẻ sơ sinh đã ước tính độ nhạy của. .. hẹp eo động mạch chủ và gián đo n quai động mạch chủ 23 Từ năm 2009, Viện Hàn lâm Nhi khoa Mỹ (AAP) và Hiệp hội Tim mạch Mỹ (AHA) đã đưa ra khuyến nghị rằng việc sàng lọc sớm tim bẩm sinh bằng đo bão hòa oxy qua da là rất quan trọng, đặc biệt là để xác định những trẻ sơ sinh bị dị tật tim bẩm sinh cấu trúc có liên quan với việc đóng ống động mạch, mà cụ thể là 7 tổn thương : hội chứng giảm sản tim trái,... pháp là 63% với ngưỡng bão hòa < 95% Tuy nhiên tính toán trong nghiên cứu này đã bỏ qua một số dị tật tim bẩm sinh quan trọng ở trẻ sơ sinh Valmari và cộng sự tổng hợp 10 nghiên cứu bao gồm 44969 trẻ đã đưa ra độ nhạy ước tính 58% Năm 2008, luận án tiến sỹ của Ane de-Wahl Granelli nghiên cứu 39821 trẻ sơ sinh Tác giả sử dụng 2 máy đo đồng thời 2 vị trí tay phải và chân, với độ bão hòa tay và chân . được nghiên cứu và chưa được áp dụng rộng rãi. Vì vậy, chúng tôi tiến hành nghiên cứu này với 2 mục tiêu: 1. Nghiên cứu giá trị của đo độ bão hòa oxy qua da trong việc phát hiện sớm tim bẩm sinh. tim bẩm sinh ở trẻ sơ sinh. 2. Tìm hiểu một số yếu tố ảnh hưởng đến việc phát hiện sớm tim bẩm sinh bằng phương pháp đo độ bão hòa oxy qua da. 3 CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN 1.1. Độ bão hòa oxy 1.1.1. Khái. rằng việc sàng lọc sớm tim bẩm sinh bằng đo bão hòa oxy qua da là rất quan trọng, đặc biệt là để xác định những trẻ sơ sinh bị dị tật tim bẩm sinh cấu trúc có liên quan với việc đóng ống động