Các nhà khoa học Mỹ đã có thể chế tạo được phổi nhân tạo có thể đảm nhận tốt các chức năng của một lá phổi bình thường, trực tiếp xử lý không khí, chứ không như các thiết bị thở nhân tạo khác chỉ hoạt động được với oxi. Các nhà nghiên cứu đã chế tạo được một thiết bị mô phỏng cấu tạo và hoạt động của lá phổi người, nó hoàn toàn phù hợp với cơ quan hô hấp, gồm nhiều mạch máu bằng silicon có các kích thước khác nhau, nối với nhau bằng các nhánh, giống như hệ mạch máu trong phổi. Độ dày nhỏ nhất cuả mạch máu không vượt quá 1/4 chiều dày của sợi tóc người.
Kích thước của bộ phổi nhân tạo này hoàn toàn trùng khít vớí các bộ phận khác trong cơ thể. Tuy vậy, nó bảo đảm được sự trao đổỉ khí tốt hơn cơ quan hô hấp tự nhiên từ 3 đến 5 lần. Vì có cùng kích thước nên phổi nhân tạo có thể ghép vào chỗ cuả lá phổi mà nó sẽ thay thế trong cơ thể người và làm việc một cách hài hoà với tim nên không cần có sự hỗ trợ của bất cứ môtơ phụ nào.
Hệ thống được sử dụng để tuần hoàn máu động mạch ngoài cơ thể, mỗi thiết bị của hệ thống và Mô đun cảm biến đều chứa đựng phần mềm cho phép truyền và nhận thông điệp nhanh chóng thông qua Mạng điều khiển vùng (CAN).
Hệ thống tuần hoàn ngoài cơ thể
Hệ thống cho phép sự linh hoạt sau cho người sử dụng:
- Chọn số và kiểu của thiết bị, Mô đun cảm biến
- Dễ dàng thêm và Mô đun cảm biến khi cần
- Kết nối Mô đun tới bất kể điểm kết nối nào của Bệ hệ thống
- Cho phép trao đổi thông tin giữa Cảm biến và thiết bị
- Cho phép chọn kiểu đáp ứng của Bơm và Kẹp tĩnh mạch với các điều kiện báo động, cảnh báo.
Hệ thống trang bị hệ thống mạng trong, mạch điện tử, Nguồn, Ắc Qui, Kết nối nguồn và thông tin và Bảo vệ mạch điện. Bệ máy có 2 cặp bánh xe, mỗi cặp có 3 vị trí khóa để điều khiển di chuyển của hệ thống:
- Hệ thống có sẵn các cổng chuyên dụng kết nối tới các Bơm, cổng kết nối với các Mô đun, cổng kết nối tới Màn hình điều khiển trung tâm, cổng kết nối tới đèn soi phổi.
- Hệ thống sử dụng một màn hình điều khiển trung tâm có giao diện đồ họa cơ thể bệnh nhân với Độ phân dải cao và là màn hình màu – chạm để tổ chức thông tin hệ thống, theo dõi và xử lý dữ liệu, ngoài ra còn để điều khiển các Bơm và Kẹp tĩnh mạch.
- Hệ thống cho phép thiết lập cấu hình của các chương trình chạy máy khác nhau và lưu lại để sử dụng. Trong khi cài đặt chương trình chạy máy, bác sĩ chạy máy có thể định nghĩa cài đặt thiết bị.
- Màn hình điều khiển trung tâm hiển thị và cho phép theo dõi các Báo động, Cảnh báo, lỗi hoặc các thông điệp trạnh thái của hệ thống, hiển thị chúng trên màn hình theo thứ tự ưu tiên. Màn hình này cũng cho phép khởi động các chức năng điều khiển tự động như tự tạo dòng theo nhịp, tự động duy trì Áp lực, tự đồng duy trì tốc độ dòng máu, tự động chuyển liều dung dịch liệt tim theo thời gian hoặc theo thời gian.
- Có thể đặt Mật khẩu để hạn chế truy nhập vào chương trình chạy máy và màn hình tạo cấu hình.
Tuần hoàn ngoài cơ thể là gì?
Tuần hoàn ngoài cơ thể là một kỹ thuật nhằm thay thế tạm thời chức năng tim và phổi khi cần phải thực hiện các ca phẫu thuật sửa chữa hoặc thay thế các cấu trúc tim mạch hoặc mạch máu lớn trong cơ thể.
Tuần hoàn ngoài cơ thể (Cardiopulmonary bypass – CPB) được thực hiện nhờ vào các máy tim phổi nhân tạo và phải được điều khiến bởi các bác sĩ và kỹ thuật viên chuyên ngành, có nghiệp vụ chuyên môn cao.
CPB là một hệ thống nửa kín, có thể thay thế hoàn toàn chức năng tim phổi của bệnh nhân nhờ vào hệ thống bơm phối hợp với hệ thống trao đổi khí được nối với bồn chứa ống dẫn, cannula và tim của bệnh nhân. Hệ thống này sẽ tạo ra sự thay đổi về sinh lý trong cơ thể mà sự thay đổi này được kiểm soát có chủ động như huyết áp động mạch, huyết áp tĩnh mạch hệ thống, áp lực tĩnh mạch phổi, các thành phần trong máu, áp lực riêng phần CO2, O2, N2 và thân nhiệt. Từ đó dẫn đến các phản ứng tự điều chỉnh và tự bảo vệ cơ thể của bệnh nhân.
Tuần hoàn ngoài cơ thể có thể thay thế hoàn toàn hoặc hỗ trợ một phần hoạt động của hệ tim phổi, hoặc cũng có thể là thay thế hoàn toàn nhưng đặt cùng lúc nhiều cannula ở nhiều vị trí khác nhau kết hợp với ngừng tuần hoàn tạm thời.
Cấu tạo hệ thống máy tim phổi nhân tạo
Một hệ thống tuần hoàn ngoài cơ thể gồm:
- Ống Cannula, là thông tiếp cận mạch máu
- Ống dẫn máu có tráng phủ heparin để tránh làm đông máu trong quá trình hoạt động.
- Màng trao đổi oxy: Được cấu tạo bởi hàng ngàn các sợi rỗng cho phép các tế bào hồng cầu đi vào và tiếp xúc gần với khí lưu thông.
- Bơm máu: Có thể là dạng bơm trục lăn hoặc bơm ly tâm, các nghiên cứu đã chỉ ra dùng bơm ly tâm sẽ thích hợp hơn đối với hệ tuần hoàn ngoài cơ thể do nó ít gây tan máu hơn bơm trục lăn.
- Bộ trao đổi nhiệt nhằm giữ ấm cho máu khi nó đi qua hệ thống tuần hoàn ngoài cơ thể, tránh xảy ra hiện tượng mất nhiệt khi dòng máu ngoài cơ thể lớn.