Bài viết được dịch hoàn toàn từ bài:
“Advanced concepts of circle breathing systems explained.“
Chuỗi bài dịch về cấu tạo máy gây mê vòng kín bao gồm 3 bài theo thứ tự lần lượt như sau:
1. Cấu tạo cơ bản của hệ thống gây mê đường vòng và một số bộ phận bổ sung vào hệ thống đường vòng, tại đây.
2. Máy gây mê trong thông khí áp lực dương, tại đây.
3. Giải thích nâng cao về một số bộ phận của hệ thống đường vòng (nội dung của bài viết này).
Lưu ý quan trọng:
Trước khi đọc nội dung phần này, bạn cần đọc và nắm rõ phần giải thích cơ bản về hệ thống đường vòng – tại đây.
Hệ thống đường vòng liên quan đến dòng chảy của khí. Từ góc nhìn vật lý, chất khí có những tính chất tương tự như chất lỏng và tính chất của chất lỏng thì cực kỳ phức tạp.
Tuy nhiên, một số khái niệm quan trọng xoay quanh hệ thống đường vòng cần được hiểu để áp dụng đúng. Bài viết này trình bày những nội dung sau:
Vấn đề liên quan đến rise time
Điều chỉnh lưu lượng khí mới (mức lưu lượng thấp nhất có thể duy trì là bao nhiêu ?)
Thải trừ khí mê
1) Vấn đề liên quan đến “Rise time (delay)”
Trong suốt quá trình gây mê hô hấp, bạn sẽ cố gắng duy trì nồng độ khí mê ổn định. Tuy nhiên, một điều quan trọng cần nhớ khi gây mê với hệ thống đường vòng là luôn có một khoảng thời gian chậm trễ (delay) để nồng độ khí mê người bệnh hít vào (thể hiện bằng mũi tên xanh lá trên hình 1.1) đạt được bằng với nồng độ khí mê tại vị trí bình bốc hơi (thể hiện bằng mũi tên đỏ trên hình 1.1).
Lý giải cho việc chậm trễ này không đơn thuần nằm ở việc khí mê di chuyển từ bình bốc hơi đến người bệnh (hình 1.2). Lý do cho việc chậm trễ hơi phức tạp và sẽ được giải thích ở phần tiếp theo.
Để bắt đầu hiểu về khái niệm thời gian tăng (rise time) trong hệ thống đường vòng, ta bắt đầu từ việc tưởng tượng một loại khí mê mới tên là “Prasflurane” (Pras là tên rút ngắn của tác giả). Hình 1.3 thể hiện bình bốc hơi với khí mê tên Prasflurane và bình bốc hơi đang được vặn đến vị trí 2%.
Bây giờ, gắn kết bình bốc hơi Prasflurane vào hệ thống đường vòng, và vặn bình bốc hơi lên đến mức 2% (đường kẻ màu hồng tại hình 1.4 thể hiện nồng độ khí mê đang cài đặt tại bình bốc hơi). Quá trình gây mê và phẫu thuật diễn ra suôn sẻ trong một khoảng thời gian khi nống độ khí mê Prasflurane 2% (thể hiện bằng đường màu xanh dương tại hình 1.4)
Trong quá trình gây mê và phẫu thuật, tại một thì phẫu thuật gây kích thích cho người bệnh. Chính sự kích thích này làm người bệnh tỉnh và cần một độ mê sâu hơn – ngay lập tức bạn với tay văn bình bốc hơi từ 2% lên 4% (vị trí mũi tên màu đỏ tại hình 1.5). Mặc dù vậy, người bệnh sẽ tiếp tục cử động trong một khoảng thời gian ngắn! Điều này xảy ra vì với hệ thống gây mê đường vòng, sẽ cần một khoảng thời gian để nồng độ khí mê người bệnh hít vào (thể hiện bằng mũi tên màu xanh lá cây trên hình 1.5) bằng với nồng nồng độ khí mê tại vị trí bình bốc hơi (thể hiện bằng mũi tên màu đỏ trên hình 1.5). Và khoảng thời gian cần này được gọi là thời gian tăng (rise time) – nghĩa là khoảng thời gian cần để đạt được nồng độ khí mê mong muốn khi người bệnh hít vào .
Hiểu được lý do tại sao rise time kéo dài, sẽ giúp ta có những biện pháp rút ngắn được khoảng thời gian này. Để hiểu hơn về vấn đến liên quan đến rise time, đầu tiên ta cần nắm vững một số khái niệm thể hiện ở hình 1.6. (Đừng lo lắng, từng khái niệm sẽ được giải thích ngay dưới đây để bạn hiểu rõ)
1.1. Lưu lượng khí mới đi qua bình bốc hơi (fresh gas flow through vaporiser):
Hãy bắt đầu với khái niệm “lưu lượng khí mới qua bình bốc hơi” (fresh gas flow through vaporiser).
Từ các mô tả trước đây, một lượng khí mới cần được cung cấp trong hệ thống đường vòng và lượng khí mới sẽ đi qua bình bốc hơi. Bình bốc hơi cung cấp lượng thuốc mê hô hấp vào dòng khí mới khi dòng khí lưu thông qua bình (hình 1.1.2).
Để đơn giản hóa khi giải thích, đầu tiên ta cần làm rõ khái niệm lưu lượng (flow). Lưu lượng là sự chuyển động của một chất trong một đơn vị thời gian (ví dụ: mL/phút). Với mục đích mô tả rõ ràng, bạn cần tưởng tượng lượng khí cung cấp cho người bệnh trong các cốc nhỏ. Và mỗi cốc có thể tích 100mL, cụ thể trong hình 1.1.3 tổng lưu lượng là 400mL/phút.
Tương tự, hình 1.1.4 thể hiện lưu lượng khí mới là 800mL/phút.
Như đã đề cập trước đây, lưu lượng khí mới đi qua bình bốc hơi và mang theo một lượng thuốc mê (hình 1.1.5).
Dòng khí mới (fresh gas flow) từ lưu lượng kế (flow meter) đi qua bình bốc hơi (vaporiser), khi đó dòng khí đầu ra được gọi là lưu lượng khí mới đi qua bình bốc hơi (fresh gas flow through vaporiser) (hình 1.1.6).
1.2. Nồng độ khí mê (vaporiser output concentration)
Kế đến ta cần hiểu khái niệm nồng độ khí mê (vaporiser output concentration).
Vaporiser output concentration chính là nồng độ người gây mê điều chỉnh trên bình bốc hơi. Lượng khí mới khi qua khỏi bình bốc hơi thì tại đầu ra khí mê có nồng độ tương tự với nồng độ ta điều chỉnh tại bình bốc hơi.
Vậy nồng độ là gì ? Nồng độ là hàm lượng của thuốc trong một đơn vị thể tích. Ví dụ, lấy đơn vị chuẩn là cốc khí mới 100mL. Khi điều chỉnh bình bốc hơi về “1 phân tử Prasflurane/ cốc” và vì vậy khi cốc khí mới đi qua bình bốc hơi sẽ mang theo một phân tử Prasflurane trong mỗi 100mL khí mới. Tương tự, khi điều chỉnh bình bốc hơi về “2 phân tử Prasflurane/ cốc” và vì vậy khi cốc khí mới đi qua bình bốc hơi sẽ mang theo hai phân tử Prasflurane trong mỗi 100mL khí mới. (hình 1.2.3)
1.3. Lượng khí mê đầu ra (Vaporiser output quantity) :
Vaporiser output quantity là tổng lượng thuốc mê đã cung cấp cho người bệnh trong một khoảng thời gian xác định. Và vaporiser output quantity này phụ thuộc vào lưu lượng khí mới đi qua bình bốc hơi và nồng độ khí mê.
Dựa vào hình 1.3.2, lượng khí mới đi qua bình bốc hơi là 2 cốc/ phút. Nồng độ thuốc mê bốc hơi được đặt là 2 phân tử/ một cốc. Vậy lúc này vaporiser output quantity mỗi phút là là 4 phân tử. Từ đó kết luận rằng vaporiser output quantity được quyết định dựa vào lưu lượng khí mới đi qua bình bốc hơi và vaporiser output concentration.
Hình 1.3.3 dưới đây là một ví dụ khác và lần này vaporiser output quantity là 12 phân tử.
Và ta cần phải ghi nhớ rằng vaporiser output quantity KHÔNG phải là vaporiser output concentration. Nghĩa là lấy ví dụ, khi vặn bình bốc hơi lên mức 3 phân tử khí mê/ 1 cốc thì thông số này gọi là vaporiser output concentration. Với cùng một mức cài đặt bình bốc hơi là 3 phân tử khí mê/ 1 cốc và lưu lượng khí mới cung cấp là 4 cốc khí mới/ phút (tương đương 400mL) thì tổng lượng khí mê mà bình đã bốc hơi là 12 phân tử khí mê/ phút, thì 12 phân tử khí mê này là vaporiser output quantity.
Khái niệm về vaporiser output quantity là rất quan trọng và sẽ được đề cập lại trong các nội dung kế sau. Bây giờ, hãy trở lại với các khái niệm còn lại cần ghi nhớ.
1.4. Thể tích hệ thống đường vòng (Circle system volume):
Phần này sẽ bàn luận về các vấn đề liên quan đến thể tích hệ thống đường vòng.
Như bạn biết, hệ thống đường vòng là hệ thống có các dây dẫn dài, bóng dự trữ (resevoir bag), bình vôi (CO2 absorber). Và tất cả các bộ phận này của hệ thống đều làm tăng thêm một lượng thể tích và tổng lượng thể tích này tạo nên thể tích của hệ thống đường vòng. Lượng thể tích của hệ thống đường vòng này sẽ được giải thích trong bài viết này là nguyên nhân chính kéo dài rise time.
Để dễ dàng quan sát hơn, từ giờ đến hết bài, hệ thống đường vòng sẽ được thể hiện bằng hộp hình vuông màu xanh (hình 1.4.3).
1.5. Tổng lượng khí mê trong hệ thống đường vòng (Circle system quantity) :
Phần nội dung này trình bày ý nghĩa của tổng lượng khí mê trong hệ thống đường vòng.
Ở một thời điểm bất kỳ, hệ thống đường vòng luôn có một lượng khí mê nhất định. Và lượng khí mê này được gọi là “tổng lượng khí mê trong hệ thống đường vòng”. Trong ví dụ tại hình 1.5.2, tổng lượng khí mê được thể hiện là 6 phân tử.
Và trong hình 1.5.3, tổng lượng khí mê trong hệ thống đường vòng được thể hiện là 12 phân tử.
1.6. Nồng độ khí mê trong hệ thống đường vòng (Circle system concentration) :
Nồng độ khí mê trong hệ thống đường vòng phân bố theo thể tích. Nồng độ khí mê trong hệ thống đường vòng thể hiện sự phân bố nhiều hay ít của các phân tử khí mê trong hệ thống đường vòng.
Bây giờ hãy nhớ lại, khi đề cập đến khái niệm nồng độ khí mê tại bình bốc hơi (vaporiser output concentration), ta đã từng để cập rằng nồng độ (concentration) là tổng lượng thuốc mê trong một đơn vị thể tích và đơn vị thể tích đang được để cập ở đây là một cốc có thể tích 100mL.
Tương tự như vậy, ta cũng có thể sử dụng cốc 100mL để mô tả nồng độ khí mê trong hệ thống đường vòng. Đây là cách! Hãy tưởng tượng bạn cho một cốc trống vào hệ thống đường vòng và quan sát lượng khí mê được phân bổ vào trong cốc là bao nhiêu. Từ đó, thể hiện nồng độ khí mê trong hệ thống đường vòng (tương tự với cách thể hiện nồng độ khí mê tại bình bốc hơi tại mục 1.2). Lấy ví dụ như tại hình 1.6.3, ta có 8 phân tử khí mê cân bằng trong hệ thống gây mê đường vòng. Khi thả vào hệ thống gây mê đường vòng, một cốc trống 100mL thì nồng độ khí mê được thể hiện là 2 phân tử khí mê trong 100mL khí lưu thông. Và bạn cần nhớ rằng, đơn vị cốc ta đang sử dụng chỉ là một cách trực quan để bạn dễ hình dung và không phải là đơn vị dùng trên thực tế lâm sàng.
Khi tăng gấp đôi nồng độ khí mê trong hệ thống đường vòng, hãy quan sát tại hình 1.6.4 và xem nồng độ khí mê trong hệ thống đường vòng lúc này.
Từ đó ta thấy tăng lượng khí mê trong hệ thống đường vòng sẽ làm tăng nồng độ khí mê trong hệ thống đường vòng.
1.7. Nồng độ khí mê thì hít vào (Inspired concentration) :
Đây là khái niệm cuối cùng trước khi chúng ta bắt tay vào việc nói về rise time của hệ thống đường vòng. Và khái niệm này đề cập đến nồng độ khí mê mà người bệnh hít vào.
Sau cùng, ta mong muốn ước lượng được lượng khí mê mà người bệnh hít vào. Người bệnh hít vào lượng khí từ hệ thống đường vòng , nên nồng độ khí mê người bệnh hít vào tương ứng với nồng độ khí mê trong hệ thống đường vòng.
Nồng độ khí mê trong hệ thống đường vòng càng cao , nồng độ khí mê người bệnh hít vào càng cao.
2) Nguyên nhân dẫn đến rise time kéo dài:
Sau khi đã hiểu một số định nghĩa căn bản, giờ đây ta đã sẵn sàng tìm hiểu các nguyên nhân dẫn đến rise time kéo dài. Lý tưởng nhất là khi ta thay đổi nồng độ khí mê tại bình bốc hơi, ngay lập tức nồng độ khí mê người bệnh hít vào là tương tự nồng độ khí mê tại bình bốc hơi.
Trên thực tế, khi sử dụng hệ thống gây mê đường vòng, sẽ có một khoảng thời gian nồng độ thuốc mê người bệnh hít vào thay đổi chậm sau khi điều chỉnh nồng độ thuốc mê bốc hơi. VÀ khoảng thời gian thay đổi chậm (trì hoãn này) được gọi là rise time (thời gian cần để nồng độ khí mê người bệnh hít vào bằng với nồng độ khí mê tại bình bốc hơi)
Giả sử, chúng ta cần tăng nồng độ khí mê lên cao để người bệnh nhanh chóng đạt độ mê mong muốn.
Và để tăng nồng độ khí mê, ta cần tăng nồng độ khí mê bên trong hệ thống đường vòng. Trong những phần trình bày kế tiếp, ta sẽ ứng dụng những khái niệm tại mục 1. phía trên để giải thích cách tăng nồng độ khí mê.
Việc đầu tiên cần làm đó là cung cấp một lượng khí mê bằng cách cung cấp một lượng khí mới qua bình bốc hơi và chỉnh nồng độ khí mê ở bình bốc hơi đạt mức mong muốn.
Bây giờ, khí mê đã có tại vị trí bình bốc hơi và trong hệ thống đường vòng.
Lượng khí mê được cung cấp bởi bình bốc hơi sẽ đi vào hệ thống đường vòng và làm tăng lượng khí mê bên trong hệ thống đường vòng.
Việc tăng lượng khí mê đi vào hệ thống đường vòng – trong khi thể tích của hệ thống đường vòng là không thay đổi sẽ làm tăng nồng độ khí mê trong hệ thống đường vòng.
Khi này, người bệnh sẽ hít vào một nồng độ khí mê cao hơn nhờ việc tăng lượng khí mê đi vào hệ thống đường vòng.
Và bây giờ hãy quay trở lại với câu hỏi, tại sao lại có sự kéo dài rise time? Và bằng cách nào để ta có thể rút ngắn thời gian rise time này.
Xuất phát từ việc cung cấp 1 cốc khí mới 100mL mỗi phút và chỉnh nồng độ khí mê tại bình bốc hơi là 1.
Với một lưu lượng khí mới thấp “1 cốc/ 1 phút” và nồng độ khí mê của bình bốc hơi được điều chỉnh ở mức “1 phân tử / 1 cốc” và vì vậy lượng khí mê cung cấp cho hệ thống đường vòng chỉ có “1 phân tử / 1 phút”
Với một lượng khí mê được cung cấp thấp (1 phân tử khí mê mỗi phút), sẽ mất rất nhiều thời gian để hệ thống gây mê đường vòng (thể tích khá lớn) được đổ đầy với khí mê. Đây là lý do vì sao rise time có thể kéo dài với hệ thống gây mê đường vòng.
Hình 2.14 thể hiện quan hệ nguyên nhân và kết quả dẫn đến việc kéo dài rise time.
2.1. Cách giảm kéo dài rise time:
Cách để giảm kéo dài rise time là tăng lượng khí mê đi ra từ bình bốc hơi. Một lượng lớn khí mê được cung cấp bởi bình bốc hơi sẽ nhanh chóng làm tăng lượng khí mê trong hệ thống đường vòng và giảm kéo dài rise time.
Để tăng lượng khí mê đi ra từ bình bốc hơi có ba cách: một là tăng nồng độ khí mê đi ra từ bình bốc hơi, hai là tăng lượng khí mới đi qua bình bốc hơi, ba là vừa tăng nồng độ khí mê vừa tăng lượng khí mới qua bình bốc hơi.
2.2. Tăng lượng khí từ bình bốc hơi:
Cách đầu tiên tăng lượng khí mê đi ra từ bình bốc hơi là đơn thuần tăng nồng độ khí mê ra khỏi bình bốc hơi mà không tăng lưu lượng khí mới qua bình. Mặc dù số lượng cốc khí mới đi qua bình bốc hơi khá chậm (lưu lượng khí mới thấp) nhưng mỗi cốc được đổ đầy khá nhiều. Từ đó làm tăng tổng lượng khí mê đi ra khỏi bình bốc hơi, điều mà dẫn đến tăng nồng độ khí mê trong hệ thống đường vòng.
Một cách khác là tăng lượng khí mới đi qua bình bốc hơi. Mặc dù với cách này, mỗi cốc đi qua bình bốc hơi chỉ mang một lượng nhỏ khí mê nhưng với nhiều cốc đi qua bình bốc hơi trong mỗi phút hơn sẽ làm tăng tổng lượng khí mê đi vào hệ thống đường vòng.
Và cách cuối cùng là kết hợp cả tăng lượng khí mới qua bình bốc hơi và tăng nồng độ khí mê ra khỏi bình bốc hơi. Lúc này ta không chỉ có những cốc có nhiều khí mê mà còn có nhiều cốc. Và điều này dẫn đến nhanh chóng tăng tổng lượng khí mê trong hệ thống đường vòng.
Như đã trình bày, tổng lượng khí mê có thể được tăng lên bằng cách tăng lượng khí mới đi qua bình bốc hơi và tăng nồng độ khí mê ra khỏi bình bốc hơi. Tuy nhiên, việc tăng tổng lượng khí mê ra khỏi bình bốc hơi bằng cách nào đều có những vấn đề cần cân nhắc. Hai vấn đề được đề cập đến sau đây là: “chi phí khí mới đi qua bình bốc hơi” và “giới hạn nồng độ khí mê đầu ra của bình bốc hơi”.
2.3. Những vấn đề liên quan đến việc lưu lượng khí mới cao đi qua bình bốc hơi:
Việc sử dụng một lượng khí mới đi qua bình bốc hơi tạo nên một sự lãng phí nhất định.
Để hiểu rõ các vấn đề chi phí phát sinh liên quan đến lưu lượng khí mới cao, hãy quay trở lại với người bệnh đang cần hít vào một lượng khí mê với nồng độ cao. Và để đáp ứng yêu cầu này, lưu lượng khí mới tăng lên nhằm tăng tổng lượng khí mê ra khỏi bình bốc hơi.
Tuy nhiên, việc sử dụng lưu lượng khí mới cao cần phải cân nhắc các vấn đề về kinh tế. Đã được đề cập đến trước đây thì khi vượt quá một áp lực cho phép thì lượng khí thừa sẽ được thải ra bên ngoài thông qua van APL (theo mũi tên màu đỏ trong hình 2.3.3). Việc thải lượng khí dư thừa này kèm theo một lượng khí mê bốc bốc hơi sẽ mất đi mãi mãi và sẽ là một sự hao phí.
Khi sử dụng lưu lượng cao, tổng lượng khí mê trong hệ thống đường vòng sẽ cao và vì vậy lượng khí mê thải ra môi trường qua van APL cũng tăng lên. Và cần nhắc lại mục đích của hệ thống đường vòng nhằm tái sử dụng lượng khí trong hệ thống chứ không phải đào thải. Chính vì vậy, ngay khi ta áp dụng cách tăng tổng lượng khí mê bằng cách tăng tổng lưu lượng khí mới thì đã làm giảm hiệu quả kinh tế mà đúng lý hệ thống đường vòng sẽ đem lại.
2.4. Giới hạn nồng độ khí mê của bình bốc hơi (Vaporiser output concentration limit) :
Trong nội dung mục 2.3, việc sử dụng lưu lượng khí mới cao đi qua bình bốc hơi gây hao phí. Vậy câu hỏi đặt ra lúc này là tại sao không duy trì lượng khí mê thấp và thay vào đó tăng nồng độ khí mê từ bình bốc hơi để tăng tổng lượng khí mê cung cấp bởi bình bốc hơi ?
Vấn đề nằm ở các bình bốc hơi (thường liên quan đến cấu tạo hay các vấn đề liên quan đến an toàn) không thể tăng nồng độ thuốc mê vượt quá một giới hạn nhất định (nghĩa là mỗi bình bốc hơi sẽ có một giới hạn trên). Vì vậy, với một lưu lượng khí mới thấp, việc giới hạn nồng độ khí mê có thể không vận chuyển tổng lượng khí mê cần từ bình bốc hơi đến hệ thống đường vòng một cách hiệu quả và nhanh chóng.
Khi cần tăng chậm nồng độ khí mê trong hệ thống đường vòng thì kể cả với việc giới hạn nồng độ khí mê đầu ra tại bình bốc hơi, một lưu lượng khí mới thấp là vẫn đủ để duy trì độ mê mong muốn. Tuy nhiên, trong trường hợp cần tăng nhanh nồng độ khí mê trong hệ thống đường vòng, việc tăng lưu lượng khí mới có thể sử dụng để nhanh chóng đưa một lượng khí mê vào hệ thống đường vòng (bù lại giới hạn về nồng độ khí mê của bình bốc hơi).
Hãy tổng kết lại điểm nổi bật. Để tăng nồng độ khí mê thì hít vào cần tăng nồng độ khí mê trong hệ thống đường vòng. Nồng độ khí mê trong hệ thống đường vòng phụ thuộc vào tổng lượng khí mê có tại hệ thống đường vòng. Có thể tăng tổng lượng khí mê trong hệ thống đường vòng (và từ đó tăng nồng độ khí mê trong hệ thống đường vòng) bằng cách tăng tổng lượng khí mê tại đầu ra tại bình bốc hơi. Tổng lượng khí mê đầu ra tại bình bốc hơi phụ thuộc vào lượng khí mới đi qua bình bốc hơi và nồng độ mà ta cài đặt tại bình bốc hơi.
Khi cần tăng nồng độ khí mê tại thì hít vào của người bệnh, luôn có một khoảng thời gian chậm trễ trước khi nồng độ khí mê tại đầu ra của bình bốc hơi tương tự với nồng độ khí mê tại thì hít vào của người bệnh. Sự chậm trễ này xảy ra bởi lượng khí mê thoát ra khỏi bình bốc hơi sẽ bị pha loãng trong một thể tích lớn của hệ thống đường vòng.
Có thể rút ngắn rise time bằng cách tăng tổng lượng khí mê đi ra khỏi bình bốc hơi.
Tổng lượng khí mê đầu ra của bình bốc hơi có thể tăng lên bằng cách tăng lưu lượng khí mới qua bình bốc hơi và/ hoặc tăng nồng độ khí mê tại bình bốc hơi. Với một lưu lượng khí mới thấp thì kể cả với nồng độ khí mê đầu ra của bình bốc hơi đạt mức tối đa cho phép đôi khi không đáp ứng được nhu cầu tăng lượng khí mê trong hệ thống đường vòng một cách nhanh chóng. Trong trường hợp đó, cần tăng đồng thời lưu lượng khí mới qua bình bốc hơi. Với lưu lượng khí mới cao, một lượng khí mê đào thải ra ngoài qua van APL tạo nên một sự hao phí thuốc mê và thiếu hiệu quả về kinh tế.
Và điểm cuối cùng cần thẳng thắn nhắc lại là tất cả những khái niệm phía trên đều được hình dung bằng những hình ảnh khác xa thực tế. Trong thực tế lưu lượng khí mới không xuất phát từ các cốc nhỏ, Prasflurane cũng không phải là một loại thuốc mê bốc hơi có thật và nồng độ khí mê bốc hơi không phải đo bằng đơn vị “phân tử / cốc” và hệ thống đường vòng không phải một hình hộp chữ nhật. Vì vậy chắc chắn, những hình ảnh tưởng tượng này sẽ không xuất hiện trong những bài kiểm tra năng lực. Nhưng mong rằng những hình ảnh tưởng tượng đã đem lại cho bạn những góc nhìn mới xoay quanh những vấn đề trong hệ thống đường vòng.
3) Lưu lượng khí mới và chi phí:
Như đã đề cập, khi sử dụng lượng khí mới cao sẽ gây hao phí khí mê do thất thoát qua van APL.
Tuy nhiên, một lưu ý cực kỳ quan trọng rằng điều đó không đồng nghĩa với việc không bao giờ sử dụng lưu lượng khí mới cao ! Lấy một ví dụ nhỏ, đôi khi trong quá trình gây mê ta cần tăng nhanh chóng nồng độ khí mê để đưa người bệnh ngủ sâu hơn. Với tình huống này, chỉ cần tăng nồng độ phần trăm khí mê là đã đủ, nhưng trong trường hợp cần tăng nhanh nồng độ thì nên kết hợp với việc tăng lưu lượng khí mới. Nói cách khác, mục tiêu là duy trì lưu lượng khí mới càng thấp càng tốt, đôi khi nhu cầu của người bệnh trên thực tế lâm sàng sẽ khiến ta phải điều chỉnh lưu lượng xa khỏi mục tiêu đó đôi chút.
Nghĩa là sẽ vẫn phù hợp để sử dụng lưu lượng cao mặc cho tại thời điểm đó hiệu quả kinh tế sẽ giảm. Suy cho cùng ta phải đặt lợi ích của người bệnh lên trên cùng chứ không phải hiệu quả kinh tế. Tương tự trong hình 3.3, người đàn ông tận dụng vợ mình để tiết kiệm việc mua một chiếc bánh xe phía trước của máy kéo.
Ví dụ cho một tình huống cần sử dụng lượng khí mới cao là khi mới bắt đầu khởi mê (khi hệ thống đường vòng hoàn toàn chưa có khí mê).
Để làm nồng độ khí mê tăng lên nhanh chóng trong hệ thống đường vòng, ta sử dụng một lưu lượng khí mới cao qua bình bốc hơi để nhanh chóng cung cấp một lượng khí mê vào hệ thống đường vòng.
Việc sử dụng lưu lượng khí mới cao khi mới bắt đầu khởi mê làm hệ thống đường vòng ít đem lại hiệu quả kinh tế hơn khi sử dụng cho ca phẫu thuật ngắn so với ca phẫu thuật kéo dài. Hãy hình dung có hai phòng phẫu thuật đều sử dụng hệ thống gây mê đường vòng tương tự nhau. Phòng đầu tiên bạn là người gây mê và suốt ngày hôm đó chỉ có một ca phẫu thuật thực hiện kéo dài (thể hiện bằng đường biểu đồ màu xanh lá trong hình 3.6). Khi bắt đầu ca phẫu thuật này, ta sử dụng một lưu lượng khí mới cao để nhanh chóng đưa người bệnh đến độ mê sâu hơn. Và khi người bệnh đã đạt đến một độ mê ổn định hơn trong quá trình phẫu thuật, khi này ta có thể giảm lưu lượng khí mới xuống và duy trì đến khi ca phẫu thuật gần kết thúc. Bây giờ, ta đưa mắt nhìn sang phòng phẫu thuật đối diện của đồng nghiệp. Phòng phẫu thuật của đồng nghiệp phải thực hiện 6 ca phẫu thuật rất nhanh nhưng tất cả các bệnh nhân đều phải gây mê (thể hiện bằng đường biểu đồ màu hồng trong hình 3.6). Mỗi đầu ca phẫu thuật người đồng nghiệp phải sử dụng lưu lượng khí mới cao và trước khi có thể hạ lưu lượng khí mới xuống thấp để duy trì mê thì đã đến lúc cần cho người bệnh thoát mê. Và vì vậy, tổng lượng khí mới đã sử dụng cho 6 ca phẫu thuật nhanh sẽ nhiều hơn tổng lượng khí mới mà ta đã dùng cho 1 ca phẫu thuật kéo dài. Ví dụ này giúp ta thấy rõ hệ thống đường vòng đem lại hiệu quả kinh tế cao hơn khi sử dụng trong một ca phẫu thuật kéo dài.
4) Lưu lượng khí mới có thể thấp đến mức nào ?
Nhận thức rõ việc giảm tối đa lưu lượng khí mới sẽ làm giảm lượng khí mê bị đào thải qua van APL. Vậy câu hỏi lúc này là lưu lượng khí mới có thể thấp tới mức nào?
Lưu lượng khí mới có thể được giảm đến mức tối đa, nghĩa là giảm đến mức lưu lượng khí mới cung cấp vừa đủ để cung cấp lượng oxy bằng với nhu cầu tiêu thụ oxy của người bệnh. Tại mức lưu lượng thấp tối đa này, người bệnh sẽ tiêu thụ toàn bộ lượng oxy được cung cấp (mũi tên xanh dương tại hình 4.2) và không còn khí oxy tại nhánh thở ra của người bệnh (mũi tên xám tại hình 4.2).
Như đã đề cập, với lưu lượng khí mới tối thiểu, không có lượng oxy nào thoát ra ngoài thông qua van APL – nghĩa là toàn bộ lượng khí oxy cung cấp đều được người bệnh tiêu thụ hết (thể hiện bằng mũi tên màu xanh dương trên hình 4.3). Lượng CO2 người bệnh thải ra được hấp thụ toàn bộ bởi bình vôi (thể hiện bằng mũi tên màu xám trên hình 4.3). Bởi vì lượng khí mới được tiêu thụ hoàn toàn nên tại vị trí nhánh thở ra của người bệnh không có khí thoát ra ngoài qua van APL và hệ thống đường vòng lúc này là hệ thống gây mê kín hòan toàn.
Nếu giảm lưu lượng khí mới dưới mức tối thiểu, người bệnh sẽ thiếu oxy.
Và nếu lưu lượng khí mới nhiều hơn mức tối thiểu thì một lượng khí mê sẽ mất đi qua van APL.
Vậy cho đến thời điểm này, hệ thống đường vòng sử dụng lưu lượng tối thiểu là lý tưởng khi đem lại hiệu quả kinh tế.
Một điều không may là giảm lưu lượng khí mới đến mức tối thiểu sẽ luôn đi kèm với những rủi ro. Thực tế, bên cạnh việc những người bệnh khác nhau sẽ có mức độ tiêu thụ khí mê khác nhau còn có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến nồng độ khí mê trong hệ thống đường vòng như chất lượng các dụng cụ của hệ thống (bao gồm cả monitoring), kinh nghiệm của người gây mê, … Hãy tưởng tượng việc điều chỉnh nồng độ khí mê và khí mới tương tự với việc điều khiển một một chiếc máy bay.
Ngọn núi bên dưới đại diện cho giới hạn gây hại cho người bệnh. Trong trường hợp lý tưởng, ta có thể duy trì máy bay trên một đường thẳng hoàn toàn và độc lập với mặt đất (giới hạn gây hại đến người bệnh) này.
Trên thực tế lâm sàng, có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến việc duy trì khoảng cách giữa máy bay và mặt đất. Chẳng hạn như hướng gió không thể dự đoán được, người điều khiển chưa có nhiều kinh nghiệm, hoặc là máy bay (trong trường hợp này tượng trưng cho thiết bị) có một vài lỗi kỹ thuật nhỏ … Tất cả những lý do này có thể khiến cho đường bay thay đổi thất thường. Tuy nhiên, khi bay ở một độ cao tương đối xa so với giới hạn gây hại thì an toàn hơn vì không chạm đến giới hạn gây hại cho người bệnh.
Tuy nhiên ngay khi người điều khiển chọn bay gần với mặt đất (tượng trung cho việc giảm lưu lượng khí mới xuống), giới hạn an toàn lúc này sẽ giảm xuống.
Và mối lo ngại lớn nhất khi bay gần với mặt đất là với một sự mất kiểm soát nhỏ nhất cũng có thể gây hại cho người bệnh.
Một sự lựa chọn khác là bay ở một khoảng cách rất xa so với giới hạn gây hại. Tuy nhiên, việc bay rất cao tiêu tốn một lượng lớn nhiên liệu và gây hao phí lớn.
Vì vậy lý tưởng nhất khi điều khiển máy bay là chọn một độ cao không quá thấp (giảm giới hạn an toàn cho người bệnh) và không quá cao (gây hao phí).
Tương tự như máy bay, khí mê và khí mới có thể có một giới hạn giao động lớn. Lưu lượng khí mới càng thấp thì giới hạn an toàn càng thấp. Trong khi đó, một lưu lượng khí mới cao gây lãng phí khí mê. Lượng khí mới lý tưởng nhất là lượng khí mới tối thiểu dùng trong hệ thông đường vòng và có thể sử dụng một cách an toàn mà không tạo khí thải dư thừa và cũng không gây hại cho người bệnh. Và bạn có thể mong nhận được một con số cụ thể nên sử dụng để có thể duy trì lưu lượng khí mới lý tưởng như trên. Câu trả lời là không có một con số cụ thể cho lưu lượng lý tưởng này và điều chỉnh lưu lượng khí mới phụ thuộc vào quan điểm nơi làm việc của bạn ( qua các buổi tập huấn, hướng dẫn của nhà sản xuất thiết bị, …).
Điều này không đồng nghĩa với việc chống lại sử dụng lưu lượng khí mới thấp. Bạn có thể sử dụng lưu lượng khí mới thấp một cách an toàn khi: người theo dõi bệnh nhân có đầy đủ kinh nghiệm và theo dõi liên tục với hệ thống monitoring, chất lượng trang thiết bị được đảm bảo. Và cần nhấn mạnh lại một lần nữa, gây mê lưu lượng thấp có nhiều vấn đề cần quan tâm hơn việc đơn giản chỉ vặn nút điều khiển lưu lượng khí mới xuống.
5) Theo dõi khi sử dụng hệ thống đường vòng:
Nồng độ khí mê trong hệ thống đường vòng được quyết định bởi nhiều yếu tốt phức tạp và vì vậy khó có thể xác định nồng độ chính xác người bệnh đang hít vào.
Lấy ví dụ trên thực tế lâm sàng, người bệnh không đơn giản hấp thu khí mê mà ta cung cấp như đã thể hiện trên hình 5.1.
Trên thực tế, tốc độ hấp thu khí mê của người bệnh không phải luôn cố định. Và việc hấp thụ khí mê của người bệnh tuơng tự như việc một người đang đói và được ăn một món ăn yêu thích. Lấy chiếc bánh socola số 1 trong hình 5.2 làm ví dụ là món muốn được ăn và bạn là người đang rất đói, nên miếng đầu tiên bạn cắn rất nhiều (miếng bánh socola số 2). Nhưng sau khi cắn một miếng bự, bạn ít đói hơn vì thế lần cắn tiếp theo bạn cắn nhỏ lại (miếng bánh socola số 3). Và những lần sau đó, khi càng ăn khiến bạn càng no hơn nên mỗi nhát cắn sau đó ngày càng nhỏ lại (miếng bánh ssocola số 4, 5).
Và cuối cùng khi, khi bạn đã hoàn toàn no và không thể ăn thêm bất kỳ một miếng bánh nào cả. Vì vậy, theo thời gian, kích thuớc miếng bánh không còn thay đổi nữa. (hình 5.3)
Tương tự như thế với việc hấp thụ thuốc mê. Khi bắt đầu, phổi người bệnh không có bất kỳ phân tử khí mê nào và tương tự như một người đang rất đói nên tốc độ hấp thụ khí mê sẽ nhanh ở giai đoạn này.
Nhưng ngay khi người bệnh hít vào nhiều khí mê, tốc độ hấp thu giảm xuống (hình 5.5)
Nếu thời gian cung cấp khí mê tương đối dài, người bệnh có thể trở nên “no khí mê” và không cần hấp thụ thêm bất kỳ lượng khí mê nào (trên thực tế lâm sàng, người bệnh luôn cần được cung cấp một lượng khí mê duy trì bù lại sự chuyển hóa lượng khí mê đã hấp thụ).
Vì vậy, khi người bệnh đã ổn định sau gây mê, ta cần giảm lượng khí mê tại đầu ra của bình bốc hơi liên quan đến việc giảm hấp thu khí mê ở người bệnh. Và tất nhiên, trên thực tế, người bệnh không thực sự “đói khí mê”. Để có lời giải thích thực sự, bạn cần xem lại dược động học của khí mê.
Tại thời điểm này cần nhấn mạnh lại, để đảm bảo an toàn khi sử dụng hệ thống đường vòng, một việc cực kỳ quan trọng là phải đảm bảo bộ trộn khí hoạt động tốt. Như bạn đã biết, lượng khí trong hệ thống đường vòng chịu ảnh hưởng bởi một số yếu tố. Ví dụ, bạn có thể thấy tốc độ hấp thu khí mê của người bệnh thay đổi tùy thời điểm và tốc độ này khác nhau ở từng người bệnh. Tương tự, trên từng người bệnh sẽ có tốc độ hấp thụ oxy khác nhau. Thêm vào đó, nhiều yếu tố ảnh hưởng đến nồng độ khí mê đầu ra và một số yếu tố khó có thể xác định để điều chỉnh một cách chính xác. Vì vậy, việc cần có các thiết bị theo dõi thích hợp để có thể đo thông số của các loại khí trong hệ thống đường vòng là cần thiết (ví dụ: nồng độ khí mê hít vào, nồng độ khí mê thì thở ra, phân lượng oxy khí hít vào, nồng độ CO2 cuối kỳ thở ra, …).
Và tất nhiên việc có đầy đủ thiết bị để theo dõi là chưa đủ mà còn quan trọng ở yếu tố con người. Vì vậy, bạn luôn phải quan sát và điều chỉnh cho phù hợp với các yếu tố mà bạn quan sát được.
6) Hao phí:
Như đã đề cập đến những cách làm tăng nồng độ khí mê trong hệ thống đường vòng. Tuy nhiên, bây giờ là lúc kết thúc quá trình gây mê và đưa người bệnh thoát mê. Khi này, ta cần nhớ lại luôn có một khoảng thời gian chậm trễ (rise time) giữa thời điểm điều chỉnh nồng độ thuốc tê và nồng độ thuốc mê thực tế người bệnh hít vào tại cùng thời điểm đó.
Không may, cũng có một vấn đề tương tự khi cần giảm nồng độ khí mê đầu ra hoặc cả khi tắt thuốc mê. Luôn có một khoảng thời gian trì hoãn (delay) giữa thời điểm bạn vặn giảm nồng độ thuốc mê và thời điểm người bệnh hít vào nồng độ thuốc tê tương ứng. Và giai đoạn này gọi là thời gian giảm nồng độ khí mê (fall time).
Vậy cách nào để làm giảm nồng độ khí mê trong hệ thống đường vòng (và từ đó giảm nồng độ khí mê tại thì hít vào). Để hiểu về việc này, ta quay lại với một số khái niệm đã đề cập.
Bạn cần nhớ lại trong hệ thống đường vòng, luôn có một lượng khí thất thoát qua van APL và tất nhiên là kèm theo một lượng khí mê nhất định.
Và cấu trúc van APL được gắn vào hệ thống hộp đại diện cho hệ thống đường vòng. Từ hình 6.5, ta quan sát thấy luôn có một lượng khí đi vào hệ thống đường vòng và một lượng khí đi ra khỏi hệ thống đường vòng.
Lượng khí trong hệ thống đường vòng là cố định tại một thời điểm nhất định. Nghĩa là khi có một lượng khí đi vào hệ thống đường vòng sẽ có một lượng khí thất thoát ra ngoài. Hay nói cách khác là lượng khí mới đi vào đường vòng bằng với lượng khí thất thoát ra ngoài qua van APL. Nghĩa là lưu lượng khí mới đi vào hệ thống đường vòng bằng với lưu lượng khí thoát ra ngoài qua van APL.
Khí mê đi vào hệ thống đường vòng theo lượng khí mới có nồng độ tùy theo nồng độ được cài đặt theo hệ thống khí mê được cài đặt trên bình bốc hơi.
Nồng độ khí mê thất thoát ra ngoài qua van APL phụ thuộc vào nồng độ khí mê có trong hệ thống đường vòng.
Và cuối cùng, bây giờ là lúc đánh thức người bệnh và tắt hoàn toàn thuốc mê. Lúc này khí mê đi vào hệ thống đường vòng theo lượng khí mới ít hơn lượng khí mê thoát ra khỏi hệ thống đường vòng qua van APL. Vì vậy, hầu như toàn bộ lượng khí mê sẽ được đẩy ra ngoài thông qua van APL.
Khi lượng khí mới đi vào hệ thống đường vòng càng nhiều thì lượng khí mê thất thoát ra ngoài qua van APL cũng càng nhiều. Vì vậy, nồng độ khí mê ngày càng giảm đi và việc giảm nồng độ này nghĩa là nồng độ khí mê trong hệ thống đường vòng cũng giảm đi.
Khi quá trình thải khí mê ra ngoài tiếp tục, nồng độ khí mê trong hệ thống đường vòng tiếp tục giảm xuống.
Hình 6.11 thể hiện lượng cà phê trong cốc bị loại bỏ dần bởi dòng chảy của nước. Và điều này cũng tương tự với cách thuốc mê được loại bỏ khỏi hệ thống đường vòng. Trong đó khí mê tất nhiên là lượng cà phê trong cốc và lượng nước sạch được đổ thêm vào cốc tương tự với lượng khí mới được cung cấp vào hệ thống đường vòng.
Giống như cốc cà phê ở trên, trong hệ thống đường vòng, việc đào thải khí mê ra khỏi hệ thống đường vòng còn được gọi là “washing out of anaesthetic agent”.
Lượng khí mới cung cấp vào càng nhiều, tốc độ đào thải khí mê càng nhanh.
Và quá trình đào thải khí mê này là lý do cho việc luôn có một khoảng thời gian trì hoãn giữa thời điểm tắt khí mê và thời điểm khí mê bị loại bỏ hoàn toàn khỏi hệ thống đường vòng.
Đó là một số khái niệm được giải thích theo một cách đơn giản. Nên chắc chắn bạn cần hiểu thêm về dược lý của thuốc mê bốc hơi. Lấy một ví dụ nhỏ, trên thực tế lâm sàng, đào thải khí mê trong hệ thống đường vòng đựa và thời gian bán thải và thời gian hằng định (time constants) khi thở máy.
Kết thúc phần nội dung giải thích về một số khái niệm nâng cao trong hệ thống đường vòng. Việc giải thích các khái niệm này không dễ và rất thách thức để có thể giải thích nó một cách đơn giản. Mong rằng bài dịch này giúp bạn hiểu được ít nhiều các khái niệm này !
Be kind,
Phương Vũ.
11/02/2023.