Các nhà nghiên cứu của Viện Công nghệ Georgia đang phát triển thiết bị tìm ven (tĩnh mạch) nhỏ có thể giúp nhân viên y tế tiêm thuốc hoặc truyền dịch chính xác và nhanh hơn. Theo T.J. Becker trình bày trong Bản tin Research Horizons của Viện Công nghệ Georgia mới đây, điều này đặc biệt quan trọng trong trường hợp cứu chữa bệnh nhân bị hôn mê, vì mỗi giây đều rất quan trọng đối với tính mạng. Các vết thâm tím, vết bỏng và một số tổn thương khác của cơ thể thường gây khó khăn khi tìm ven và tiêm thuốc hoặc dịch truyền để cứu sống bệnh nhân. Độ sâu và góc độ là yếu tố quan trọng để tìm ven. Thậm chí, ngay cả khi tìm thấy ven ở bề mặt da, ven rất dễ bị mất đi khi bạn tìm cách chọc kim tiêm vào ven.
Trong Chương trình nghiên cứu của Viện Công nghệ Georgia, với sự hỗ trợ của Hãng Thiết bị Y tế Reynolds Medical Inc., nhóm nghiên cứu phát triển một thiết bị theo dõi (Monitor) cầm tay, di động, không lớn hơn một cái bút máy. Nguyên lý hoạt động của thiết bị dựa trên cơ sở Hiệu ứng Doppler, tuy nhiên, thay vì sử dụng tín hiệu vi ba giống như trong các hệ thống kiểm tra tốc độ của xe hơi, kỹ thuật này sử dụng cách tiếp cận tương tự, nhưng thu nhận thông tin từ sự truyền các sóng của mạch. So với da và mô tĩnh, máu là chất chuyển động, vì vậy, các sóng siêu âm phản xạ từ mạch máu có các đặc trưng khác nhau hình thành nên các sóng siêu âm được truyền đi, cung cấp thông tin 3 chiều quan trọng về vị trí của mạch máu.
Ở các bệnh viện có các thiết bị siêu âm tinh tế để theo dõi đánh giá tim, van, mạch máu để nghiên cứu sự lưu thông của máu nói chung. Tuy nhiên, mục đích của chương trình của Viện Công nghệ Georgia là cung cấp thiết bị có thể sử dụng trong và ngoài bệnh viện và giá chỉ bằng một phần của thiết bị trong bệnh viện. Theo Peter Roger, Giáo sư Trường Kỹ thuật Cơ khí của Viện Công nghệ Georgia, mặc dù việc sử dụng công nghệ Doppler không phải là mới, khía cạnh mới của thiết bị tìm ven là thiết kế của hệ thống, tạo cho thiết bị tính kinh tế và khả năng di động.
Thiết bị tìm ven hai bộ phận
Thiết bị mới, đang được đăng ký sáng chế, có thiết kế hai bộ phận. Một bộ phận là phần tái sử dụng được chứa các linh kiện điện tử và các linh kiện xử lý tín hiệu, còn bộ phận kia chứa hộp bộ ghép bỏ đi được chứa vật phản xạ và thanh dẫn hình kim. Thanh dẫn hình kim song song với chùm âm thanh được truyền bởi bộ chuyển đổi trong bộ phận tái sử dụng được.
Các kỹ sư cho biết, khi nhân viên y tế di chuyển thiết bị dọc theo cánh tay hoặc chân của bệnh nhân, bộ chuyển đổi phát ra chùm âm thanh nhỏ, kích thước bằng ruột bút chì vào vật phản xạ. Vật phản xạ sẽ dẫn sóng siêu âm vào da của bệnh nhân theo một góc nhỏ. Thiết bị có thể xác định hướng của dòng máu lưu thông để phân biệt động mạch và tĩnh mạch. Khi thiết bị phát hiện thấy tĩnh mạch sẽ đưa ra tín hiệu báo và nhân viên y tế sẽ đưa kim vào. Các nhà phát triển thông báo, sau những kết quả nghiên cứu ở “mô ảo”, họ bắt đầu áp dụng thiết bị để sử dụng cho người.
Tuy nhiên, theo Kỹ sư Francois Guillot của trường Kỹ thuật Cơ khí, đây là một nhiệm vụ phức tạp. Một lý do là các nhà nghiên cứu muốn sử dụng các cấu phần rất đơn giản để giảm chi phí thiết bị. Không giống thiết bị siêu âm lớn ở bệnh viện, thiết bị tìm ven chỉ tập trung vào một vùng cơ thể rất nhỏ. Điều này có nghĩa là chùm âm thanh phải nhỏ hơn và để có thiết kế hiệu quả chỉ có một lượng năng lượng nhỏ bằng khoảng mười phần nghìn các sóng được truyền phát tán từ tĩnh mạch. Vì vậy, sẽ bị hạn chế về việc năng lượng được đưa vào hoặc lấy ra bao nhiêu. Các vấn đề về chi phí, kích thước và năng lượng đã hạn chế các nhà nghiên cứu sử dụng cảm biến đơn giản, hạn chế kiểu xử lý tín hiệu để có thể tránh được các tác dụng phụ.
Tiến bộ
Các thành viên của dự án đã đạt được tiến bộ về mục tiêu thiết kế. Theo Cornell Reynolds, Nhà sáng lập Hãng Reynolds Medical, hệ thống mới sẽ nhanh hơn và độ tin cậy cao hơn so với thiết bị tìm ven sẵn có hiện nay xác định vị trí ven bằng ánh sáng hoặc dải nhiệt. Dự báo hệ thống siêu âm Doppler sẽ có nhiều ứng dụng trong lĩnh vực y tế, như dịch vụ cấp cứu, phòng cấp cứu của bệnh viện, nhà nuôi trẻ sơ sinh và các hoạt động quân sự. Tuy nhiên, Reynolds cũng cho biết, hệ thống thiết bị này chưa đáp ứng được trong một số điều kiện y học khó khăn. Ví dụ, tiêm ven đặc biệt khó ở bệnh nhân bị mất nước vì mạch máu của họ không có thể tích bình thường. Tuơng tự như vậy, vì bệnh nhân bệnh tim có nhịp đập không chuẩn, khó xác định được vị trí ven của họ. Cũng khó tìm ven ở những người béo phì hoặc người trẻ tuổi vì mạch bị một lớp mỡ bao phủ. Ngoài ra, ngoài tốc độ, độ chính xác của kỹ thuật sẽ làm cho việc chữa trị cho bệnh nhân ở bệnh viện cần truyền dịch hoặc sử dụng các liệu pháp về huyết học được dễ dàng hơn.
Ngoài trọng tâm của chương trình hiện nay chú trọng vào các ứng dụng y học, không có gì đáng ngạc nhiên khi công nghệ có thể có giá trị trong tương lai đối với các ứng dụng không thuộc lĩnh vực y học nhờ tận dụng lợi ích của hệ thống theo dõi di động, không đắt.
(Technology Forecasts, 3/2006)
************************