Thiết bị đơn giản và rẻ tiền giúp bác sĩ xác định gân, ven bàn tay

Trong nghiên cứu này, nhóm các nhà khoa học trẻ Lê Huy Khanh, Nguyễn Trí Dân, Phan Ngọc Khương Cát, Trường đại học bách khoa  TP.HCM, nghiên cứu chụp hình ảnh hệ thống gân bàn tay bằng kỹ thuật chụp ảnh hồng ngoại gần (NIR). Các trạng thái chuyển động của gân bàn tay được khảo sát như co lại, xòe ra, duỗi thẳng. Trên cơ sở dữ liệu đó, nhóm nghiên cứu đưa ra đánh giá về độ tương phản giữa gân và da cho các trạng thái chuyển động trên. Ngoài ra, hình ảnh hồng ngoại gần trong nghiên cứu này còn cho phép hình dung các tĩnh mạch dưới da, lập bản đồ các tĩnh mạch bình thường và bất thường giúp chẩn đoán các bệnh lý về mạch máu liên quan.

Xác định chính xác vị trí mạch máu

Vấn đề can thiệp vào mạch máu bệnh nhân xảy ra rất thường xuyên như tiêm các loại thuốc, truyền dịch, lấy máu... Các trường hợp cấp cứu khẩn cấp đòi hỏi việc tác động vào mạch máu phải được thực hiện nhanh chóng, chính xác. Tuy nhiên việc xác định vị trí mạch máu chủ yếu dựa vào kinh nghiệm các y bác sĩ. Theo khảo sát gần đây trong khoảng 500 triệu lượt tiêm thì có khoảng 14 triệu thất bại trong lần đầu tiên. Đặc biệt là đối với bệnh nhân cao tuổi, trẻ em hoặc bệnh nhân bị bệnh béo phì... Việc thất bại trong lần tiêm tĩnh mạch đầu tiên dẫn đến việc tiêm lặp lại nhiều lần, gây ra đau đớn hay khó chịu cho bệnh nhân. Điều này đặt ra một yêu cầu cấp thiết là cần có một phương pháp nào đó giúp xác định ven dễ dàng, chính xác hơn, chứ không chỉ dựa vào kinh nghiệm của bác sĩ. Ngoài ra, khi nghiên cứu việc xác định ven bàn tay con người, nhóm tác giả nhận thấy rằng, bàn tay con người là một trong những tổ chức cơ thể phức tạp, bao gồm một mạng lưới các xương bàn tay và xương ngón tay, gân và các dây chằng, cùng với mạng lưới các mạch máu. Và do đó, đây là một bộ phận cơ thể rất dễ bị tổn thương. Theo một số nghiên cứu cho thấy, trong các tổn thương ở bàn tay, tổn thương gân chiếm tỉ lệ cao. Từ tháng 1/1993 đến 10/1996 tại bệnh viện Việt Đức có 187 bệnh nhân bị đứt gân gấp. Tại bệnh viện TW Huế trong 2 năm 2007- 2009 có hơn 50 trường hơp bị tổn thương gân gấp. 

Trong thực tế, hiện nay, để xác định mạng lưới tĩnh mạch cũng như chẩn đoán các tổn thương về gân ở bàn tay, có rất ít các thiết bị kỹ thuật được sử dụng như: máy chụp cắt lớp vi tính (CT-Computed Tomography), máy chụp cắt lớp phát xạ điện từ (PET-Positron Emission Tomography), máy chụp cộng hưởng từ (MRIMagnetic Resonance Imaging) và máy siêu âm. Tuy nhiên, những phương pháp này khá tốn kém, phức tạp, có sự ảnh hưởng nhất định tới cơ thể người và chỉ thích hợp cho việc xác định các tĩnh mạch ở sâu bên trong bề mặt da.

Công nghệ hồng ngoại gần là một công nghệ mới hiện đang được sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực y sinh học mà không sử dụng bức xạ ion hóa. Gần đây ngày càng có nhiều nghiên cứu đã được thực hiện để xác định hình ảnh ven, gân. Hình ảnh cận hồng ngoại thu được cho phép các bác sĩ hình dung được ven, gân dưới da của bệnh nhân, phát hiện các vấn đề của chúng, lập bản đồ bình thường và bất thường trong điều trị rối loạn, hoặc chẩn đoán các bệnh liên quan.

Biết rõ ràng đường đi, độ “mềm yếu” hay “đàn hồi và chắc chắn” của tĩnh mạch

Nhóm nghiên cứu thực hiện cải thiện mô hình quang học thu hình ảnh tĩnh mạch sử dụng công nghệ hồng ngoại gần, như nâng cao độ tương phản cũng như chất lượng hình ảnh tĩnh mạch, gân bàn tay thu được. Và sau đó dựa trên những hình ảnh thực nghiệm thu được ở ba phương pháp: truyền qua, tán xạ và kết hợp giữa truyền qua và tán xạ dựa vào những tiêu chí khác nhau sẽ phân tích so sánh độ tương phản giữa da và gân. Bên cạnh đó, khảo sát và so sánh độ tương phản về các trạng thái vận động của gân như: co lại, xòe ra và duỗi thẳng. Và cuối cùng, dựa trên cơ sở đó sẽ xây dựng và thiết kế mô hình thiết bị xác định hình ảnh tĩnh mạch bằng công nghệ hồng ngoại gần với giá thành thấp, mang tính cơ động cao, nâng cao khả năng xác định tĩnh mạch của bệnh nhân. Giúp đỡ y tá, bác sĩ biết được rõ ràng đường đi, độ “mềm yếu” hay “đàn hồi và chắc chắn” của tĩnh mạch, hạn chế các yếu tố bất lợi và thời gian khi tiêm cũng như tăng khả năng chẩn đoán các bệnh liên quan.

Giao diện hiển thị được viết bằng C++ chạy trên nền Linux của máy tính nhúng Raspberry Pi 3 giúp người dùng có thể quan sát hình ảnh một cách trực tiếp theo thời gian thực. Thiết bị có thể kết nối và truyền hình ảnh trực tiếp lên máy tính bảng hoặc các thiết bị di động theo thời gian thực, làm tăng độ linh động cho người sử dụng.

Kết quả nghiên cứu cho thấy, mô hình thiết bị xác định gân, ven bàn tay bằng công nghệ hồng ngoại gần (NIR) được xây dựng hoàn thiện, hoạt động tốt, đơn giản, có tính cơ động và an toàn cao với người sử dụng. Hình ảnh bàn tay được chụp bằng thiết bị này không chỉ giúp xác định được vị trí tĩnh mạch, mà còn phát hiện được hình ảnh gân một cách rõ nét, dễ dàng. Các đặc tính của hình ảnh gân như: hình dạng, vị trí ... rất phù hợp với giải phẫu gân của bàn tay. Ngoài ra, việc sử dụng phương pháp xử lý ánh để nâng cao độ tương phản giữa tĩnh mạch, gân với da làm cho chất lượng hình ảnh thu được được tăng lên đáng kể.