Nghiên cứu thiết kế công cụ hỗ trợ quá trình co bóp của tim

Hiện nay, số lượng người mắc bệnh suy tim ngày càng gia tăng (tỉ lệ 1-2% dân số thế giới bị suy tim). Đây là

một vấn đề đáng báo động và mang tính thời sự. Bên cạnh đó, chi phí cho mỗi đợt điều trị nội trú của bệnh

nhân suy tim khoảng 25 triệu đồng - là khoản chi phí tương đối cao đối với nhiều gia đình ở Việt Nam. Gần

đây, có một vài loại thiết bị hỗ trợ bệnh nhân suy tim đã được chế tạo và thương mại hóa. Tuy nhiên, những

thiết bị này phải nhập khẩu và có giá thành rất đắt (từ 900 triệu đồng trở lên), chưa tính chi phí cấy ghép

thiết bị, điều trị và dùng thuốc. Do vậy, việc nghiên cứu, thiết kế một công cụ hỗ trợ quá trình co bóp của tim

là rất cần thiết. Bài báo này trình bày việc nghiên cứu, thiết kế công cụ hỗ trợ quá trình co bóp của tim. Kết

quả của nghiên cứu được thử nghiệm với tim giả - là tim được nhóm nghiên cứu chế tạo bằng vật liệu

silicon.

pdf 6 trang phuongnguyen 120
Bạn đang xem tài liệu "Nghiên cứu thiết kế công cụ hỗ trợ quá trình co bóp của tim", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên

Tóm tắt nội dung tài liệu: Nghiên cứu thiết kế công cụ hỗ trợ quá trình co bóp của tim

Nghiên cứu thiết kế công cụ hỗ trợ quá trình co bóp của tim
Tạp chí Khoa học và Công nghệ 145 (2020) 027-032 
27 
Nghiên cứu thiết kế công cụ hỗ trợ quá trình co bóp của tim 
Designing Tool for Supporting the Heart Contraction Process 
Dương Trọng Lượng*, Nguyễn Thái Hà 
Trường Đại học Bách khoa Hà Nội – Số 1, Đại Cồ Việt, Hai Bà Trưng, Hà Nội, Việt Nam 
Đến Tòa soạn: 12-02-2020; chấp nhận đăng: 25-09-2020 
Tóm tắt 
Hiện nay, số lượng người mắc bệnh suy tim ngày càng gia tăng (tỉ lệ 1-2% dân số thế giới bị suy tim). Đây là 
một vấn đề đáng báo động và mang tính thời sự. Bên cạnh đó, chi phí cho mỗi đợt điều trị nội trú của bệnh 
nhân suy tim khoảng 25 triệu đồng - là khoản chi phí tương đối cao đối với nhiều gia đình ở Việt Nam. Gần 
đây, có một vài loại thiết bị hỗ trợ bệnh nhân suy tim đã được chế tạo và thương mại hóa. Tuy nhiên, những 
thiết bị này phải nhập khẩu và có giá thành rất đắt (từ 900 triệu đồng trở lên), chưa tính chi phí cấy ghép 
thiết bị, điều trị và dùng thuốc. Do vậy, việc nghiên cứu, thiết kế một công cụ hỗ trợ quá trình co bóp của tim 
là rất cần thiết. Bài báo này trình bày việc nghiên cứu, thiết kế công cụ hỗ trợ quá trình co bóp của tim. Kết 
quả của nghiên cứu được thử nghiệm với tim giả - là tim được nhóm nghiên cứu chế tạo bằng vật liệu 
silicon. 
Từ khóa: Tim, co bóp, suy tim, bệnh nhân. 
Abstract 
Currently, the number of people with heart failure is increasing (1-2% of the world's population). This is an 
alarming problem and a topical topic. Besides, the cost for each treatment of heart failure inpatients is about 
VND25 million - a relatively high cost for many families in Vietnam. Recently, there are several types of 
devices support heart failure patients have been manufactured and commercialized. However, these devices 
are imported and very expensive, from VND900 million or more, and not including the cost of 
transplantation, treatment, and medication. Therefore, researching and designing a tool for supporting 
contractility of the heart is essential. This paper presents the research and design of a tool for supporting the 
contractility of the heart. The results of this study were tested on a fake heart made by silicon material. 
Keywords: Heart, contraction, heart failure, patient. 
1. Đặt vấn đề 
*Bệnh suy tim hiện đang là gánh nặng của toàn 
cầu, số lượng người bị suy tim chiếm 1-2% dân số thế 
giới, tỉ lệ người mắc suy tim tăng theo độ tuổi ở cả 
nam và nữ [1]. Ở Việt Nam, tuy chưa có số liệu thống 
kê chính thức, nhưng ước tính có khoảng trên 1 triệu 
người mắc bệnh suy tim. Đáng chú ý là 50% bệnh 
nhân suy tim tử vong trong vòng 5 năm, chi phí điều 
trị cho bệnh nhân suy tim tương đối cao do tỷ lệ nhập 
viện cao và chất lượng cuộc sống thấp. Chi phí cho 
mỗi đợt điều trị nội trú của bệnh nhân suy tim lên đến 
25 triệu đồng [1]. Đây là khoản chi phí tương đối cao 
đối với nhiều gia đình ở Việt Nam. Gần đây, một số 
thiết bị, công cụ hỗ trợ bệnh nhân suy tim đã được 
nghiên cứu, thiết kế và chế tạo và thương mại hóa có 
thể kể đến như thiết bị hỗ trợ tâm thất (ventricular 
assist device VAD). VAD đầu tiên được nghiên cứu, 
thiết kế chế tạo và cấy ghép thành công cho bệnh 
nhân vào năm 1966 do Dr. Michael E. DeBakey thực 
hiện [2]. Cho đến nay, VAD có tên là HeartMate III 
do hãng Thoratec sản xuất nhỏ gọn, và khá hoàn 
* Địa chỉ liên hệ: Tel: (+84) 967008876 
 E-mail: [email protected] 
chỉnh về công nghệ. Một thiết bị khác cũng có mặt 
trên thị trường hiện nay đó là thiết bị hỗ trợ bệnh 
nhân suy tim sử dụng phương pháp vành giằng tim 
[3]. Một thiết bị nữa có tên là thiết bị hỗ trợ bệnh 
nhân suy tim sử dụng phương pháp ống tay robot 
mềm [4]. Tuy nhiên, những thiết bị, công cụ này có 
giá thành rất đắt (từ 900 triệu đồng trở lên), chưa tính 
chi phí cấy ghép thiết bị, điều trị và dùng thuốc. Do 
vậy, việc nghiên cứu, thiết kế một công cụ hỗ trợ quá 
trình co bóp của tim là rất cần thiết tại Việt Nam. 
Bài báo này trình bày việc nghiên cứu, thiết kế 
công cụ hỗ trợ quá trình co bóp của tim. Kết quả của 
nghiên cứu được thử nghiệm với tim giả - là tim được 
nhóm nghiên cứu chế tạo bằng silicon. Bố cục của bài 
báo được chia thành các nội dung chính gồm phần 
giới thiệu, phần phương pháp thiết kế, phần kết quả 
và bàn luận, cuối cùng là kết luận. 
2. Phương pháp luận 
Suy tim và một số vấn đề liên quan đến suy tim 
Suy tim là khi tim bị giảm khả năng giãn để 
nhận máu (suy tim tâm trương) hoặc giảm khả năng 
co bóp (suy tim tâm thu), dẫn đến giảm lượng máu 
Tạp chí Khoa học và Công nghệ 145 (2020) 027-032 
28 
cần thiết đi nuôi cơ thể và ứ trệ máu ở phổi và ngoại 
biên [5]. 
Nguyên nhân của suy tim [5]: Sự tổn thương cơ 
tim chính là nguyên nhân gây ra suy tim. Một số căn 
nguyên sau đây có thể khiến cho cơ tim bị tổn 
thương: 
Bệnh động mạch vành: Là bệnh lý xảy ra khi 
động mạch cấp máu cho tim bị hẹp, do các mảng xơ 
vữa hoặc do sự co thắt mạch, dẫn đến tim bị thiếu 
oxy, gây đau thắt ngực. 
Điển hình là nhồi máu cơ tim: Các cơn nhồi máu 
cơ tim xảy ra khi động mạch vành bị tắc nghẽn đột 
ngột, ngăn chặn sự lưu thông máu đến các tế bào cơ 
tim, làm tổn thương cơ tim và khu vực không được 
cấp máu đó sẽ không thể hoạt động bình thường. 
Bệnh cơ tim: Tổn thương cơ tim còn bắt nguồn 
từ nhiều nguyên nhân khác ngoài các vấn đề về động 
mạch hoặc lưu thông máu, chẳng hạn như tình trạng 
nghiện rượu, hút thuốc lá lâu ngày hoặc sử dụng ma 
túy. 
Những bệnh lý mạn tính khiến tim hoạt động 
quá sức: Bao gồm bệnh tăng huyết áp, bệnh van tim 
(như hở van tim), bệnh tuyến giáp (như cường giáp), 
suy thận, đái tháo đường hoặc các khiếm khuyết ở 
tim, đây đều có thể là nguyên nhân dẫn đến suy tim. 
Bên cạnh đó, bệnh nhân mắc đồng thời các bệnh kể 
trên có nguy cơ mắc suy tim cao hơn. Bệnh nhiễm 
trùng, nhiễm độc ảnh hưởng đến cơ tim. 
Triệu chứng lâm sàng của suy tim trái, phải và 
toàn bộ: 
Suy tim phải: bao gồm các nguyên nhân gây cản 
trở trên đường tống máu, tăng gánh nặng và tổn 
thương trực tiếp cơ tim thất phải. 
Suy tim trái: Gồm các nguyên nhân gây ra cản 
trở trên đường tống máu, tăng gánh nặng và tổn 
thương cơ tim thất trái. 
Công cụ hỗ trợ quá trình co bóp của tim bao 
gồm 4 khối chính: Khối nguồn, bộ phận hỗ trợ co bóp 
tim, khối thu nhận tín hiệu và điều khiển quá trình co 
bóp tim, khối hiển thị. 
 Khối nguồn: Cung cấp nguồn điện cho toàn bộ 
thiết bị 
Sơ đồ cấp nguồn cho toàn bộ thiết bị được thể 
hiện như hình 2. 
 Bộ phận hỗ trợ co bóp tim: Đây là phần quan 
trọng nhất của các nghiên cứu trên thế giới nói chung 
và của nghiên cứu này nói riêng. Nhóm tác giả đã đưa 
ra một số ý tưởng để thiết kế, chế tạo bộ phận hỗ trợ 
co bóp tim này cụ thể: 
Ý tưởng 1: Thiết kế một màng bao quanh quả 
tim và bộ phận cơ học là dạng các cánh tay nhỏ tác 
dụng trực tiếp lên bộ phận màng bao quanh tim để tạo 
ra lực ép lên tim nhằm hỗ trợ quá trình co bóp của 
tim. 
Để điều trị bệnh suy tim, ngoài việc điều chỉnh 
lối sống, điều trị bằng thuốc; các bác sỹ chuyên khoa 
tim mạch còn dùng các kỹ thuật cao như cấy máy tái 
đồng bộ thất trái (CRT), cấy máy khử rung tự động 
(ICD), thiết bị hỗ trợ thất trái (LVAD), ghép tim, và 
gần đây nhất là tim nhân tạo toàn bộ. Các kỹ thuật 
này chưa được thực hiện một cách rộng rãi ở Việt 
Nam do cần phải có trang thiết bị và trình độ kỹ thuật 
chuyên sâu, và nhất là do chi phí còn rất cao so với 
khả năng kinh tế của người bệnh. Sơ đồ khối của 
công cụ hỗ trợ quá trình co bóp của tim được nhóm 
nghiên cứu đề xuất được thể hiện trong hình 1. 
Tuy nhiên, ý tưởng này có một số nhược điểm 
đó là khoang ngực cơ thể nhỏ việc đưa thiết bị vào cơ 
thể là khó thực hiện, cánh tay co bóp khó lựa chọn vật 
liệu để triển khai do trong cơ thể người cần tránh 
nhiễm trùng khi tiếp xúc và có thời gian sử dụng lâu 
dài. 
Hình 1. Sơ đồ khối của công cụ hỗ trợ quá trình co bóp của tim 
Chu kỳ 
điện tim 
 cơ bản 
Arduinno 
Mosfet đóng ngắt 
Van điều khiển áp 
suất đầu vào 
Van 
đóng 
ngắt 
khí ống 
bóp 
LCD 16 x 4 
Bộ phận 
co bóp 
tim 
 220 VAC 
 Bơm khí 
nén
Khối thu nhận và điều khiển 
12 VDC 
24 VDC 
Khối nguồn 
Khối hiển thị Chú thích 
Đường tín hiệu 
Đường nguồn 
Chu kỳ tim 
Đường khí nén 
Tạp chí Khoa học và Công nghệ 145 (2020) 027-032 
29 
a)
b) 
Ý tưởng 2: Thiết kế bộ phận bao tim tương tự ý 
tưởng 1, bộ phận tác dụng lực bằng các dây quấn luồn 
vào bên trong bộ phận bao tim và sử dụng động cơ 
bên ngoài để quấn hoặc thả dây tạo lực ép lên tim. 
Nhưng ý tưởng này có nhược điểm là các đường dây 
bao tim khi bệnh nhân di chuyển sẽ gây ảnh hưởng 
lớn đến các cơ quan khác trong cơ thể người. Bên 
cạnh đó nếu trường hợp dây bị kẹt trong cơ thể người 
là rất nguy hiểm. 
Hình 2. Sơ đồ cấp nguồn cho toàn bộ công cụ hỗ trợ 
quá trình co bóp của tim 
Ý tưởng 3: Thiết kế bộ phận bao tim tương tự ý 
tưởng 1, bộ phận tác dụng lực bằng các ống quấn 
quanh bộ phận bao tim; các ống này sử dụng dung 
dịch hoặc khí để làm căng các ống tạo ra lực tác 
dụng. Ưu điểm của ý tưởng này là khí hoặc dung dịch 
sẽ an toàn với cơ thể hơn so với các phương pháp 
khác. Nhưng vẫn tồn tại nhược điểm đó là đảm bảo 
nguồn cung cấp khí hoặc dung dịch ổn định. Nếu là 
dung dịch cần đảm bảo an toàn với cơ thể không gây 
rò rỉ. Nếu là khí cần chú ý tới áp suất đẩy vào bên 
trong các ống. Nhóm tác giả lựa chọn ý tưởng 3. Như 
vậy, bộ phận hỗ trợ co bóp tim có các thành phần 
chính gồm bộ phận bao tim, bộ phận cung cấp áp lực 
(máy nén khí) và các ống dãn nở tạo lực tác dụng trực 
tiếp lên tim. Sơ đồ khối thể hiện đường di chuyển của 
khí nén trong bộ công cụ hỗ trợ tim co bóp được thể 
hiện như trong hình 3. 
Hình 3. Sơ đồ khối thể hiện đường di chuyển của khí 
nén trong bộ công cụ hỗ trợ tim co bóp 
Các ống dãn nở ở đây được nhóm tác giả chế tạo 
từ vật liệu silicon dạng lỏng đổ bằng khuôn. Silicon 
sau khi khô rất mềm, chắc chắn và rất co giãn, có thể 
kéo dài gấp nhiều lần kích thước ban đầu của nó mà 
không bị rách và sẽ trở lại hình dạng ban đầu mà 
không bị biến dạng. Để bảo vệ các ống dãn nở này 
tránh dãn tới mức mà không thể đàn hồi lại hoặc bị 
nổ, các tác giả sử dụng dây lưới có dạng như hình 4. 
Hình 4. Hình dạng dây lưới bọc ống dãn nở 
Trong quá trình nghiên cứu thử nghiệm, các ống 
dãn nở thử nghiệm được đúc với đường kính bên 
trong thành ống là 5mm; chiều dài ống 30cm và độ 
dày ống là 2mm vì với độ dày như này thì áp lực của 
ống chịu đựng tốt và quá trình đúc ống dễ dàng hơn 
so với ống có độ dày 1mm. Hình 5 thể hiện ống dãn 
nở được đúc bằng silicon lỏng và sau đó được bọc 
lưới để bảo vệ. 
Hình 5. Ống dãn nở được đúc bằng silicon lỏng (a); 
và sau đó được bọc lưới (b) 
Bộ phận bao tim: 
Để có quả tim người phục vụ cho nghiên cứu, 
thử nghiệm trong lĩnh vực y khoa cũng như trong 
những nghiên cứu như này quả là một vấn đến hết 
sức khó khăn. Chính vì vậy, nhóm tác giả đã đưa ra ý 
tưởng chế tạo tim giả bằng vật liệu silicon. 
Thiết kế bao tim có thể bắt chước chức năng 
sinh học phức tạp của tim đó là sự co bóp tim. Để có 
thể tạo thành bộ phận bao quanh quả tim tiếp xúc trực 
tiếp với thành quả tim, nhóm nghiên cứu đã đúc bộ 
phận bao tim bằng Silicon lỏng dựa trên khuôn mẫu 
được thiết kế bằng phần mềm Solidworks sau đó 
đuộc in 3D. Hình 6 thể hiện bộ phận bao tim được 
đúc bằng silicon lỏng. 
Hình 6. Bộ phận bao tim được đúc bằng silicon lỏng 
Sau khi thiết kế bộ phận bao tim và các ống dãn 
nở, nhóm nghiên cứu thực hiện công việc cố định các 
ống dãn nở theo đường tròn và đường xoắn ốc để tạo 
thành bộ phận co bóp như trong hình 7. 
Nguồn điện áp 
220VAC 
Máy bơm khí nén Khối nguồn tổ ong 
220VAC - 24VDC 
Module Mosfet Module nguồn 
12VDC 
Van đóng ngắt 
khí nén Vi điều khiển 
Bộ điều khiển 
 áp suất 
2
2
0
 V
A
C
2
4
V
D
C
2
4
V
D
C
2
2
0
 V
A
C
2
4
V
D
C
5V
D
C
1
2
V
D
C
Máy bơm 
khí nén 
Bộ điều 
khiển áp 
suất 
Van đóng 
ngắt khí 
nén 
Các ống 
dãn nở 
Tạp chí Khoa học và Công nghệ 145 (2020) 027-032 
30 
Hình 7. Các ống dãn nở được cố định xung quanh bộ 
phận bao tim trước khi đổ silicon 
Quá trình đổ silicon để cố định các ống dãn nở 
xung quanh bộ phận bao tim được thể hiện trong hình 
8. 
Hình 8. Quá trình đổ silicon cố định các ống dãn nở 
xung quanh bộ phận bao tim 
Hình 9. Hình ảnh bên trong bộ phận hỗ trợ co bóp 
tim 
 Khối thu nhận tín hiệu và điều khiển quá trình co 
bóp tim: 
Khối này thực hiện điều khiển quá trình co bóp 
bằng các xung dựa trên chu kì tim cơ bản; thu nhận 
tín hiệu từ bộ điều khiển áp suất thông qua vi xử lý để 
điều chỉnh áp suất như mong muốn và cung cấp tín 
hiệu để hiển thị lên màn hình. Sơ đồ khối chi tiết của 
khối này được thể hiện trong hình 10. Bộ điều khiển 
áp suất khí nén tạo ra áp lực để ép lên thành tim. Đây 
là một yếu tố rất quan trọng, nên việc điều khiển một 
cách chính xác áp suất khí là sự ưu tiên hàng đầu. Khí 
nén được cung cấp bởi bộ điều khiển khí nén 
ITV1050-212BL của hãng SMC -Nhật, áp suất đầu ra 
của bộ điều khiển này có thể điều chỉnh theo dải cố 
định và được hiển thị trên màn hình. Đầu ra của bộ 
điều áp ITV có một cảm biến áp suất. Cảm biến này 
được sử dụng để đo áp suất khí nén đầu ra, cũng 
chính là áp suất đặt lên các ống dãn nở. Bộ điều khiển 
áp suất sử dụng nguồn cung cấp 24Vdc. Đầu ra máy 
nén khí có thể được điều khiển bằng điện tử với dải 
điệp áp điều khiển từ 0-5Vdc. 
Hình 10. Sơ đồ khối chi tiết của khối thu nhận tín 
hiệu và điều khiển quá trình co bóp tim 
Module DAC (digital to analog converter) PCF 
8591 [6] được sử dụng để chuyển tín hiệu số từ vi 
điều khiển thành tín hiệu analog nhằm điều khiển bộ 
điều áp ITV. Module này có 8bit nên có thể điều 
khiển 28= 256 mức với dải áp suất từ 0,0005- 0,9 
(MPa). 
Các van đóng mở khí nén để điều khiển thời 
điểm đóng ngắt khí khác nhau, để đóng mở khí nén, 
nhóm tác giả sử dụng 2 cụm 4 van điện từ loại 3/2 (3 
cửa 2 vị trí), loại này được điều khiển chủ yếu bằng 
cuộn coil điện từ, van có chức năng đóng mở và xả (1 
cổng vào, 1 cổng ra, 1 cổng xả), chỉ sử dụng hơi khí 
nén, thường được dùng để điều khiển xi lanh khí nén 
1 chiều (loại tác động đơn). Để điều khiển quá trình 
hoạt động của toàn bộ hệ thống trong nghiên cứu này, 
chúng tôi sử dụng Vi điều khiển Arduino UNO R3 
[7]. Module này được sử dụng phổ biến tại Việt Nam, 
giá thành không đắt, đặc biệt, nó hỗ trợ giao tiếp 
I2C/TWI với các thiết bị khác. Để có thể sử dụng 
xung PWM đóng ngắt cho nhiều van khí nén khác 
nhau và thời gian đáp ứng nhanh chóng, nhóm tác giả 
đã sử dụng 4 module mosfet nhằm điều khiển cho hệ 
thống 8 van khí nén tín hiệu đầu vào là các xung 
PWM tỉ lệ chu kì xung là 25% với chu kì là 0,8s . 
 Khối hiển thị: 
Chu kỳ tim 
cơ bản 
Vi điều khiển 
Arduino UNO R3 
Module DAC Mosfet 
Module giao 
tiếp hiển thị 
I2C 
Bộ điều khiển 
áp suất 
Các van khí 
nén 
Màn hình 
hiển thị LCD 
Tạp chí Khoa học và Công nghệ 145 (2020) 027-032 
31 
Trong nghiên cứu này, chúng tôi sử dụng màn 
hình LCD 16x4 để hiển thị kết quả đo được. 
3. Kết quả và bàn luận 
Trên cơ sở lý thuyết, phương pháp luận mà các 
tác giả đã nghiên cứu và thực hiện; khối thu nhận tín 
hiệu và điều khiển quá trình co bóp tim đã được các 
tác giả cụ thể hóa bằng các mạch cứng và các module 
được kết nối với nhau và được thể hiện như trong 
hình 11. Hình ảnh bộ công cụ hỗ trợ quá trình co bóp 
của tim được thể hiện trong hình 12. 
Hình 11. Mạch cứng và các module của khối thu 
nhận tín hiệu và điều khiển quá trình co bóp tim 
Hình 12. Bộ công cụ hỗ trợ quá trình co bóp của tim 
Để tiến hành thử nghiệm, các tác giả đã sử dụng 
nước sạch thay cho máu để đưa vào tim giả và sử 
dụng ống nghiệm để đo thể tích nước (thể tích nhát 
bóp của tim) ở đơn vị ml với đường kính ống là 
14mm. Ta có thể tính được thể tích nhát bóp của tim 
(thể tích máu mà mỗi lần tim đẩy đi tới các bộ phận 
của cơ thể người) qua công thức tính thể tích hình trụ: 
  =     (1) 
Trong đó:  = 3.14; R là bán kính ống nghiệm; h là 
chiều cao ống. 
Các bước tiến hành thử nghiệm 
Bước 1: Kết nối ống khí của máy khí nén, các ống 
dãn nở với bộ phận thu nhận và điều khiển 
Bước 2: Bật công tắc nguồn 
Bước 3: Điều chỉnh áp suất bằng nút bấm 
Bước 4: Ghi chép số liệu áp suất được hiển thị trên 
màn hình LCD và chiều cao cột nước trong 10 phút 
co bóp. 
Nhóm tác giả tiến hành nhiều thí nghiệm, mỗi 
thí nghiệm 2 lần đo, mỗi lần đo cách nhau khoảng 10 
phút, bắt đầu từ giá trị áp suất khí nén nhỏ nhất là 
0.01 Mpa để tìm ra thể tích nhát bóp của tim. Ở người 
trưởng thành, thể tích nhát bóp của tim khoảng từ 
60ml đến 100ml với chu kỳ tim là 0.8s tương ứng với 
nhịp đập của tim là 75 nhịp/ phút [8]. 
Số liệu thử nghiệm đo được và tính toán thể tích 
nhát bóp trung bình qua công thức được thể hiện 
trong bảng 1. 
Bảng 1. Bảng số liệu thử nghiệm đo thể tích nhát bóp 
thực tế 
4. Kết luận 
Qua quá trình nghiên cứu, bước đầu nhóm tác 
giả đã thiết kế chế tạo được bộ công cụ trợ quá trình 
co bóp của tim. Do nghiên cứu này thử nghiệm trên 
tim người - đây là điều kiện thử nghiệm rất khó khả 
thi nên chúng tôi đã chế tạo tim giả bằng silicon để 
thử nghiệm dựa trên nguyên lý hoạt động, một số đặc 
điểm và chức năng chính về mặt y học của tim. Nhóm 
tác giả đã thực hiện nghiên cứu, thiết kế và chế tạo bộ 
công cụ hỗ trợ quá trình co bóp của tim tại phòng thí 
nghiệm của bộ môn Kỹ thuật y sinh - Trường Đại học 
Bách Khoa Hà Nội. Trong tương lai gần, các tác giả 
Thí 
nghiệm 
Lần 
đo 
Áp 
suất p 
(Mpa) 
Chiều 
cao 
ống h 
(cm) 
Thể tích nhát 
bóp tính toán 
trung bình qua 
công thức 
V1 (ml) 
Thể tích 
nhát 
bóp đo 
được 
V2 (ml) 
1 
1 
0,01 
5 
8,2 
8 
2 5,6 7 
2 
1 
0,03 
11,4 
18,2 
17 
2 12,2 15 
3 
1 
0,04 
18 
28,5 
27 
2 19,1 29 
4 
1 
0,06 
23 
36,2 
36 
2 24 38 
5 
1 
0,08 
33,4 
50,0 
50 
2 32,5 52 
6 
1 
0,1 
37,3 
57,7 
57 
2 37,6 59 
7 
1 
0,11 
42,1 
65,4 
65 
2 42,9 63 
8 
1 
0,14 
47,5 
73,9 
70 
2 48,5 74 
9 
1 
0,15 
51 
77,7 
77 
2 50 79 
Giá treo tim giả 
Tim giả và 
các ống dẫn 
khí dãn nở 
Bộ phận thu nhận tín 
hiệu và điều khiển quá 
trình co bóp tim 
Chiều cao cột nước 
h (cm) 
Tạp chí Khoa học và Công nghệ 145 (2020) 027-032 
32 
sẽ phát triển đề tài này theo hướng tích hợp các linh 
kiện thành mạch tổ hợp cỡ nhỏ, thiết kế các cảm biến 
áp suất và cảm biến lưu lượng cỡ nhỏ, thu nhỏ thiết bị 
để bước đầu có thể thử nghiệm trên động vật chẳng 
hạn như lợn,. 
Tài liệu tham khảo 
[1]. 
chuyen-mon-menuleft-33.html 
[2]. https://en.wikipedia.org/wiki/Ventricular_assist_device 
[3]. Christopher J. Payne, Isaac Wamala, Daniel Bautista-
Salinas, Mossab Saeed, David Van Story, “Soft 
robotic ventricular assist device with septal bracing 
for therapy of heart failure”. Science robotics, 22 
November 2017, pp. (1-11) 
[4]. Ellen T. Roche, Markus A. Horvath, Isaac Wamala, 
Soft robotic sleeve supports heart function. Science 
Translational Medicine, 18 Jan 2017, pp. (1-11) 
[5]. https://www.vinmec.com/vi/tin-tuc/thong-tin-suc-
khoe/nguyen-nhan-va-cac-phuong-phap-dieu-tri-hieu-
qua-benh-suy-tim/ 
[6]. https://www.nxp.com/docs/en/data-
sheet/PCF8591.pdf 
[7].  
[8]. Phạm Khuê, Lê Huy Liệu, Nguyễn Văn Xang, Nội 
khoa cơ sở, tập 1, Nhà xuất bản y học Hà Nội, năm 
2012. 

File đính kèm:

  • pdfnghien_cuu_thiet_ke_cong_cu_ho_tro_qua_trinh_co_bop_cua_tim.pdf