CHƯƠNG 1. LÝ THUYẾT VỀ TÍN HIỆU THỞ 1.1 Giải phẫu và sinh lý học về hệ hô hấp Hệ hô hấp có vai trò quan trọng trong việc duy trì sự sống. Với chức năng trao đổi khí, giúp cung cấp khí O2 lên các cơ quan như tim và não (đây là hai cơ quan liên quan đến vận hành và nuôi sống cơ thể). Cơ thể sống luôn luôn đòi hỏi được cung cấp O2 để sử dụng trong quá trình chuyển hoá chất và chuyển hoá năng lượng, đồng thời đào thải CO2 (một sản phẩm của quá trình chuyển hoá) ra ngoài cơ thể nhằm duy trì một sự hằng định tương đối của nồng độ O2 và CO2 trong nội môi.
Cơ thể đơn bào có thể trao đổi trực tiếp với môi trường, nhận O2 từ môi trường và thải CO2 trực tiếp ra ngoài môi trường. Cơ thể đa bào, đặc biệt với cấu trúc phức tạp như cơ thể con người thì các tế bào không thể trao đổi trực tiếp O2 và CO2 với môi trường bên ngoài, mà chúng phải thông qua một bộ máy chuyên biệt để cung cấp O2 và đào thải CO2, đó là bộ máy hô hấp [2,4]. Cùng với hệ tiêu hóa và hệ tuần hoàn, hệ hô hấp đóng một vai trò quan trọng trong cơ thể người. Hệ hô hấp đảm nhiệm việc lấy O2 từ môi trường bên ngoài để cung cấp cho mọi hoạt động sống của cơ thể người [3].
Theo cấu tạo, nhiệm vụ và chức năng các nhà giải phẫu phân chia hệ hô hấp thành hai phần: đường hô hấp trên và đường hô hấp dưới.1 Hệ hô hấp gồm hai phần: Đường hô hấp trên và đường hô hấp dưới [3] 3 Đường hô hấp trên (trên nắp thanh quản) gồm: mũi, hầu, họng, xoang, thanh quản. Chức năng của đường hô hấp trên là lấy không khí bên ngoài cơ thể, làm ẩm, sưởi ấm không khí và lọc không khí trước khi đưa vào phổi. Đường hô hấp dưới (dưới nắp thanh quản) gồm: khí quản, cây phế quản, phế nang, màng phổi, phổi,… Chức năng của đường hô hấp dưới là thực hiện lọc không khí và trao đổi khí.1 Hệ hô hấp trên 1.1 Mũi Cấu tạo: là bộ phận đầu tiên có chức năng đưa không khí đi qua để vào phổi [3]. Cấu tạo của mũi gồm 3 phần: – Mũi ngoài: phần mũi chính giữa mặt, bao gồm 1 khung xương sụn được phủ bằng mặt ngoài và niêm mạc ở mặt trong.
– Ổ mũi: vách chia thành 2 ngăn, mỗi ngăn thông ra mặt lỗ mũi trước, liên tiếp với tỵ hầu qua lỗ mũi sau và có 4 thành. Phần trước của mỗi ngăn ổ mũi là tiền đình mũi, da phủ tiền đình mũi có lông và tuyến nhầy để cản bụi. – Các xoang cạnh mũi: các hốc ở trong các xương xung quanh ổ mũi bao gồm xoang hàm trên, xoang trán, xoang bướm và các tiểu xoang sàng. Chúng mở vào ổ mũi, được lót bằng một lớp niêm mạc liên tiếp với niêm mạc của ổ mũi.
Chức năng: dẫn khí, làm sạch và sưởi ấm trước khi vào phổi, là cơ quan khứu giác.2 Hầu Hầu là một ống cơ và sợi được phủ bởi niêm mạc, dài chừng 12-14cm, đi từ nền sọ tới đầu trên của thực quản [3]. Vị trí: hầu nằm trước cột sống cổ, nó mở thông ở phía trước vào ổ mũi, ổ miệng và thanh quản Cấu tạo: gồm 3 phần: – Phần mũi (tỵ hầu): phần cao nhất, liên tiếp với lỗ mũi sau, trên nóc có amidan vòm, hai thành bên có loa vòi eustachi [35] thông lên hòm nhĩ và hố rosenmuler [34]. – Phần miệng (khẩu hầu): phía trên thông với họng mũi, phía dưới thông với họng thanh quản, phía trước mở thông với khoang miệng. Thành sau của 4 khẩu hầu liên tiếp với thành sau họng mũi và bao gồm các lớp niêm mạc, cân và các cơ khít họng.
– Phần thanh quản (thanh hầu): giới hạn từ ngang tầm xương móng đến miệng thực quản, có hình như cái phễu với miệng mở to, thông với khẩu hầu, đáy phễu là miệng thực quản. Ngoài ra, quanh hầu còn có các tổ chức lympho tạo thành một vòng bao quanh gọi là vòng waldeyer [33]. Chức năng: là phần quan trọng bảo vệ các tác nhân từ bên ngoài vào cơ thể. Chức năng nuốt đưa thức ăn xuống miệng thực quản.3 Thanh quản Thanh quản được cấu tạo bởi những sụn nối với nhau bằng các dây chằng và các màng khớp giữa các sụn được vận động bởi các cơ [3].
Vị trí: thanh quản nằm ở phần đường dẫn khí nằm giữa hầu và khí quản, nằm lộ ở phần trước cổ, đối diện với các đốt sống cổ III, IV, V và VI. Cấu tạo: Khung sụn: – Sụn thượng thiệt hay còn gọi là sụn nắp thanh quản, nằm cao phía trước lỗ trên của thanh quản, là sụn đơn, hình chiếc lá mà cuống lá dính vào góc giữa hai mảnh sụn giáp, khi hạ xuống sẽ đậy thanh quản lại. – Sụn giáp: là sụn đơn gần giống quyển sách mở ra sau, phía trên có sụn nắp thanh quản. – Sụn nhẫn: là một sụn đơn, hình nhẫn, nằm dưới sụn giáp.
– Sụn phễu: bao gồm hai sụn, nằm ở bờ trên mảnh sụn nhẫn. Ngoài ra còn có sụn sừng là đôi sụn nhỏ nằm ở đỉnh hai sụn phễu. Các cơ thanh quản: bao gồm 3 nhóm cơ chính: – Nhóm cơ làm hẹp thanh môn: cơ phễu nắp thanh hầu, cơ phễu ngang và chéo, cơ giáp phễu, cơ nhẫn phễu bên. – Nhóm cơ làm rộng thanh môn: cơ giáp nắp thanh hầu, cơ nhẫn phễu sau.
– Nhóm cơ làm căng và chùng dây thanh âm: cơ thanh âm, cơ nhẫn giáp. Chức năng: thanh quản có chức năng chính là phát âm, lời nói phát ra do luồng không khí thở ra tác động lên thanh quản, sự căng và vị trí của các nếp thanh âm có ảnh hưởng đến tần số âm thanh.4 Các màng và dây chằng Màng giáp móng nối sụn giáp với xương móng; màng giáp nhẫn nối sụn giáp với sụn nhẫn; dây chằng nhẫn phễu nối sụn nhẫn với sụn phễu [3]. Cấu trúc trong của thanh quản được lát bằng các tế bào biểu mô trụ, đi từ bờ tự do dây thanh là tế bào malpighi [3].2 Hệ hô hấp dưới 1.1 Khí quản Vị trí: là một ống dẫn khí hình lăng trụ nối tiếp từ dưới thanh quản ngang mức đốt sống cổ 6 với hệ phế quản của phổi. Ở đoạn cuối nó phân chia làm 2 đoạn nối với 2 phế quản chính khí quản phải và trái.
Ở ngang mức đốt sống ngực 4 hoặc 5 nó thuộc hệ hô hấp dưới [3]. Khí quản và phế quản cấu tạo bằng những vòng sụn, nhờ đó đường dẫn khí luôn rộng mở không khí lưu thông dễ dàng [3]. Cấu tạo: – Ống sụn khí quản dài khoảng 11–13 cm, có hình ống tròn, phía sau hơi bẹt, đường kính 1,8 cm. Gồm 16 – 20 vòng sụn hình chữ C, nối với nhau bằng các dây chằng vòng, tạo nên sự liên kết đàn hồi.
Sụn khí quản có tác dụng chống đỡ duy trì đường hô hấp luôn trong trạng thái mở để quá trình hô hấp được tiến hành bình thường. Khoảng hở phía sau các sụn được đóng kín bằng các cơ trơn khí quản, tạo nên thành màng. – Mặt trong khí quản có niêm mạc che phủ. Lớp này có chứa các hạch tổ chức limphô riêng rẽ và được lợp bởi một lớp biểu mô rung có khả năng chuyển động từ trong ra ngoài.
– Dưới niêm mạc là tấm dưới niêm mạc được tạo bởi tổ chức liên kết, bên trong có nhiều sợi chun, tuyến, các mạch máu, bạch mạch và thần kinh. – Nhìn vào trong lòng, ở nơi phân đôi của khí quản nổi gờ lên ở giữa, gọi là cựa khí quản. Nhìn từ trên xuống, cựa khí quản hơi lệch sang bên trái. – Chức năng: chức năng chính là dẫn khí và ngoài ra còn có các chức năng khác: – Điều hòa lượng không khí đi vào phổi.
– Làm tăng khả năng trao đổi khí ở phổi.2 Phế quản Vị trí: một ống dẫn khí, nối tiếp phía dưới khí quản, ở ngang mức đốt sống ngực 4, 5 sau đó phân chia thành các nhánh nhỏ đi sâu vào trong phổi tạo thành cây phế quản [3]. Cấu tạo: phế quản được chia làm 2 phần: – Phế quản chính phải gồm: 10 phế quản phân thùy, chia ba nhánh lớn là phế quản thùy trên, phế quản thùy giữa và phế quản thùy dưới. Tương ứng với phổi phải có 3 thùy là: thùy trên, thùy giữa, thùy dưới. – Phế quản chính trái cũng gồm: 10 phế quản phân thùy, chia hai nhánh lớn là phế quản thùy trên và phế quản thùy dưới, ứng với phổi trái có 2 thùy: thùy trên và thùy dưới.
Chức năng: – Chức năng lọc không khí trước khi đưa đến các phế nang – Chức năng dẫn khí 1.3 Phổi Cấu tạo: phổi của người bao gồm có 2 lá phổi, được cấu tạo bởi các thùy. Thông thường, phổi trái thường nhỏ hơn phổi phải. Phổi có hình thể gồm mặt ngoài, mặt trong và màng phổi [3]. Chức năng: trao đổi khí O2 và CO2.
Quá trình trao đổi khí này diễn ra trên toàn bộ mặt trong các phế quản và phế nang có niêm mạc bao phủ với lớp nhung mao rất mịn luôn rung chuyển để đưa các vật lạ ra ngoài. Không chỉ có tế bào phổi mà 2 tế bào biểu mô và tế bào nuôi mô hỗ trợ giúp sức chức năng duy trị sự sống. Bằng cách tạo ra hàng rào ngăn nước và phân tử protein đi quá nhiều mô ké. Tham gia vào quá trình chuyển hóa và tổng hợp nhiều chất quan trọng [3,4].2 Nguồn gốc của tín hiệu thở Tín hiệu thở thu được là nhờ quá trình hô hấp của cơ thể, tín hiệu thở đồng bộ với quá trình hô hấp [4,5].
Tín hiệu thở đặc trưng cho đặc điểm hô hấp của mỗi người, dùng tín hiệu thở để phát hiện các bất thường của quá trình hô hấp. Hô hấp là chuỗi các sự kiện dẫn đến việc trao đổi oxy và carbon dioxide giữa khí quyển và các tế bào cơ thể. Cứ sau 3 đến 5 giây, các xung thần kinh kích thích 7 quá trình thở, hoặc thông khí, di chuyển không khí qua một loạt các lối đi vào và ra khỏi phổi và sau đó là quá trình trao đổi khí. Trao đổi khí xảy ra tại hai vị trí trong cơ thể: trong phổi, nơi oxy được lấy và carbon dioxide được giải phóng ở màng hô hấp, và tại các mô, nơi oxy được giải phóng và carbon dioxide được thu thập [4].
Hô hấp bên ngoài là sự trao đổi khí với môi trường bên ngoài, và xảy ra trong phế nang của phổi [3,4]. Hô hấp bên trong là sự trao đổi khí với môi trường bên trong, và xảy ra trong các mô. Sự trao đổi khí thực tế xảy ra do sự khuếch tán đơn giản.