Máy gây mê: Cấu tạo, nguyên lý hoạt động và ứng dụng trong y khoa

Máy gây mê là thiết bị không thể thiếu trong phẫu thuật hiện đại, giúp duy trì trạng thái vô cảm và ổn định chức năng sống cho người bệnh. Với khả năng kiểm soát chính xác liều lượng thuốc mê và hỗ trợ theo dõi sinh hiệu liên tục, máy gây mê đóng vai trò then chốt trong việc đảm bảo an toàn gây mê và rút ngắn thời gian hồi tỉnh. Vậy thiết bị này hoạt động như thế nào, có những loại nào và cần lưu ý gì khi sử dụng? Nội dung sau sẽ giúp bạn hiểu rõ toàn diện.

Máy gây mê là gì?

Máy gây mê là thiết bị sử dụng hệ thống khí nén, có chức năng cung cấp hỗn hợp oxy và thuốc gây mê bốc hơi cho người bệnh trong suốt quá trình phẫu thuật. Thiết bị này giúp người bệnh duy trì trạng thái vô thức nhưng vẫn hô hấp bình thường hoặc máy sẽ hỗ trợ hô hấp khi cần. Đồng thời, máy còn tích hợp hệ thống hấp thụ, loại bỏ carbon dioxide (CO₂) và các khí thải khác mà người bệnh thở ra, ngăn ngừa tình trạng tích tụ khí độc có thể gây nguy hiểm đến tính mạng.

Thiết bị gây mê xuất hiện vào năm 1917 do bác sĩ Henry Boyle chế tạo, đánh dấu bước tiến quan trọng trong kiểm soát gây mê bằng khí và oxy. Trước đó, thuốc mê thường được nhỏ lên gạc hoặc sử dụng ống hít đơn giản, dễ gây tai biến. Qua thời gian, thiết bị này được cải tiến với hệ thống bay hơi chính xác, chu trình thở kín, tích hợp máy thở và bộ theo dõi khí thở như oxy, CO₂ và nồng độ thuốc mê, giúp tăng độ an toàn và hiệu quả trong phẫu thuật.

Tại Việt Nam, do điều kiện kỹ thuật còn hạn chế, trước năm 1990, nhiều bệnh viện vẫn sử dụng phương pháp bóp bóng tay (qua mặt nạ hoặc ống nội khí quản) trong quá trình gây mê hồi sức. Việc bóp bóng thủ công yêu cầu nhân viên y tế luôn túc trực và có kỹ thuật tốt, dẫn đến nhiều bất cập trong ca mổ kéo dài và tiềm ẩn nhiều nguy cơ cho người bệnh và cả nhân viên y tế.

Cuối thế kỷ 20, máy gây mê hồi sức tích hợp máy thở dần được trang bị cho các bệnh viện tuyến trung ương và sau đó lan rộng tới tuyến tỉnh, huyện.

Cấu tạo của máy gây mê

Máy gây mê là thiết bị quan trọng trong y tế, giúp kiểm soát hô hấp và cung cấp thuốc mê cho người bệnh trong phẫu thuật. Cấu tạo của máy mê bao gồm các bộ phận chính và phụ kiện đi kèm, cụ thể như sau:

1. Các bộ phận chính của máy gây mê

Máy gây mê hiện đại là thiết bị tích hợp nhiều chức năng, gồm máy thở, máy hút và hệ thống theo dõi người bệnh. Thiết kế giúp kiểm soát chính xác quá trình gây mê và hỗ trợ hô hấp trong suốt ca phẫu thuật.

1.1. Hệ thống cung cấp khí

• Nguồn áp lực cao: Bình oxy (màu xanh da trời), bình N₂O (protoxide d’azote – màu xanh lá cây).
• Nguồn áp lực thấp: Khí dẫn từ hệ thống trung tâm phòng mổ.

1.2. Lưu lượng kế

Dùng để đo và điều chỉnh lượng khí (lít/phút). Có bóng nổi hoặc cuộn hiển thị lưu lượng khí.

1.3. Bình bốc hơi

Chứa thuốc mê dạng lỏng như sevoflurane, isoflurane…thuốc mê sẽ bốc hơi khi khí thở vào được dẫn qua bình, tạo thành hỗn hợp khí mê và đưa vào cho người bệnh qua đường hô hấp để hấp thu vào máu và đến não là cơ quan đích mà thuốc mê tác dụng. Nồng độ thuốc gây mê phụ thuộc vào lưu lượng khí đi qua.

1.4. Hệ thống hô hấp

Gồm nhiều bộ phận phối hợp giúp người bệnh nhận đúng lượng khí mê và oxy cần thiết:

• Hệ thống vòng thở kín (phổ biến) hoặc bán kín, hở (tùy ca mổ).
• Bộ hấp thụ CO₂: Dùng sôđa để loại bỏ CO₂ trong khí thở ra.
• Hai van một chiều: Ngăn khí CO₂ quay lại.
• Bộ nối chữ Y: Kết nối đường thở vào và ra.
• Túi chứa khí & van APL: Hỗ trợ thở tay, điều chỉnh áp suất tránh tăng áp lực gây tổn thương phổi.
• Van xả oxy nhanh: Cung cấp oxy khẩn cấp không qua hệ thống thuốc mê.

1.5. Máy thở tích hợp

• Hệ thống gây mê hiện đại luôn tích hợp máy thở tự động.
• Có thể điều chỉnh thể tích khí lưu thông (Vt), tần số thở, tỷ lệ I/E (thời gian hít vào/thở ra).
• Một số loại có bộ vi xử lý thông minh, hỗ trợ nhiều chế độ thở như ở ICU (thở kiểm soát thể tích, áp lực, hỗ trợ áp lực…).

1.6. Tính năng an toàn

• Báo hiệu khi áp suất oxy thấp hoặc nguồn cung bị gián đoạn.
• Tự ngắt N₂O nếu oxy giảm dưới mức an toàn (FiO₂ < 25%).
• Hệ thống cảnh báo áp lực, lưu lượng và sai lệch nồng độ khí.

2. Các phụ kiện đi kèm

2.1. Monitor theo dõi

Gắn ngoài hệ thống kiểm soát gây mê, theo dõi các chỉ số sinh tồn:

• SpO₂: Độ bão hòa oxy máu.
• EtCO₂: Nồng độ CO₂ cuối thì thở ra.
• Airway Pressure: Áp lực đường thở trong chu kỳ thở máy.

2.2. Hệ thống dự phòng (Backup System)

• Bình oxy dự phòng: Sử dụng khi nguồn trung tâm gián đoạn.
• Bộ hồi sức (túi van + mặt nạ): Đảm bảo thông khí thủ công trong tình huống khẩn cấp.

2.3. Phụ kiện khác

• Ống nội khí quản, mặt nạ gây mê: Thiết bị đảm bảo đường thở.
• Bẫy nước (Water Trap): Ngăn ngưng tụ nước làm hỏng hệ thống lưu lượng và mạch thở.

Nguyên lý hoạt động của máy gây mê

Máy gây mê là thiết bị chuyên dụng dùng để cung cấp hỗn hợp khí và thuốc mê đến người bệnh trong suốt quá trình phẫu thuật. Máy được thiết kế để tự động hóa việc pha trộn, kiểm soát và giám sát nồng độ thuốc mê, đảm bảo hiệu quả gây mê và an toàn hô hấp cho người bệnh.

Cơ chế cấp khí và thuốc mê

Máy gây mê hoạt động theo trình tự sau:

• Bước 1: Nhận khí từ nguồn. Máy kết nối với nguồn khí y tế (O₂, N₂O, không khí…) từ bình hoặc hệ thống đường ống bệnh viện. Áp suất khí được điều chỉnh xuống mức an toàn nhờ bộ điều áp.
• Bước 2: Điều chỉnh lưu lượng khí. Mỗi loại khí đi qua van và lưu lượng kế riêng để bác sĩ điều chỉnh tỷ lệ chính xác (VD: 70% O₂, 30% N₂O). Hệ thống tự động đảm bảo không bao giờ thiếu oxy trong hỗn hợp.
• Bước 3: Hòa trộn với thuốc mê. Khí đi vào bình bốc hơi, nơi một phần được dẫn qua thuốc mê lỏng và bốc hơi thành dạng khí. Sau đó, khí và thuốc mê hòa trộn thành hỗn hợp khí mê theo nồng độ đã chọn (VD: 2% sevoflurane).
• Bước 4: Đưa hỗn hợp vào cơ thể người bệnh. Hỗn hợp khí mê đi ra cổng khí chung và được dẫn qua mạch thở đến mặt nạ hoặc ống nội khí quản. Nếu cần, máy có thể kết hợp với máy thở để hỗ trợ hô hấp.

Cơ chế kiểm soát và theo dõi an toàn

Để đảm bảo hiệu quả gây mê và an toàn, hệ thống gây mê được tích hợp nhiều cảm biến và cơ chế bảo vệ:

• Cảm biến nồng độ khí: Theo dõi liên tục nồng độ O₂, CO₂ và thuốc mê.
• Cảnh báo giới hạn an toàn: Khi nồng độ O₂ xuống thấp, CO₂ tăng cao, hoặc áp suất bất thường, máy sẽ phát cảnh báo âm thanh và hình ảnh.
• Van xả O₂: Cho phép cấp nhanh O₂ tinh khiết nếu người bệnh cần hồi sức gấp.
• Hệ thống fail-safe: Ngăn không cho N₂O chảy nếu không có O₂, giúp tránh nguy cơ thiếu oxy.

Phân loại máy gây mê trong y học lâm sàng

1. Theo cấu hình

• Máy gây mê cơ bản: Gồm các bộ phận cấp khí (oxy, nitơ oxit) và van điều chỉnh lưu lượng, nhưng không có máy thở tích hợp. Người gây mê thường bóp bóng (máy bóp bóng bằng tay) để hỗ trợ hô hấp cho người bệnh. Máy kiểu này thường đơn giản, chỉ cần nguồn khí áp lực và không phụ thuộc nhiều vào điện.
• Máy gây mê tích hợp máy thở: Là máy thế hệ hiện đại, ngoài cấp khí và pha thuốc mê còn tích hợp máy thở cơ học, màn hình theo dõi, cảm biến nồng độ CO₂ và thuốc mê đầu cuối (end-tidal). Máy này cho phép hỗ trợ thở máy tự động, điều chỉnh lưu lượng và nồng độ rất chính xác. Hầu hết các phòng mổ hiện nay sử dụng loại này vì nó có thể thực hiện gây mê với thông khí áp lực, bảo đảm an toàn cho ca mổ lớn, đồng thời tích hợp nhiều chức năng theo dõi và cảnh báo.
• Máy gây mê tự động hóa (ET Control, AI-based): Là loại máy tiên tiến cho phép tự động điều chỉnh nồng độ thuốc mê và lưu lượng khí dựa trên tín hiệu phản hồi (như nồng độ thuốc mê trong hơi thở). Người gây mê chỉ cần nhập mục tiêu (ví dụ nồng độ cuối kỳ của thuốc mê), máy sẽ tự đóng mở van và bơm thuốc để duy trì mức đó. Các hệ thống điều khiển khép kín này giúp duy trì độ chính xác cao và giảm thiểu sai sót do con người đảm bảo an toàn cho người bệnh, hạn chế tiêu tốn thuốc mê, hạn chế ô nhiễm môi trường…

2. Theo hệ thống thở

• Hệ thống vòng hở (Open): Là hệ thống rất đơn giản, không có túi chứa khí (reservoir bag) và không có van một chiều. Khí tươi (oxy, thuốc mê) đi thẳng vào mặt nạ hoặc đường thở, rồi thở ra bay ra ngoài môi trường mà không được tái sử dụng, loại này thường cần lưu lượng khí cao nên gây tiêu tốn thuốc, ô nhiễm môi trường, ảnh hưởng sức khỏe nhân viên y tế.
• Hệ thống vòng bán kín (Semi-closed): Hệ thống này có túi chứa khí và van một chiều, một phần khí thở ra được lọc và tái sử dụng (đã loại bỏ khí CO₂). Hệ thống vòng bán kín gồm 2 loại: Nửa kín (người bệnh hít O₂ ít hơn 50%), nửa hở (người bệnh hít O₂ nhiều hơn 50%). Khí tươi vẫn cấp liên tục với lưu lượng tương đối cao để đẩy khí cũ ra ngoài, do đó chỉ một phần nhỏ khí thở ra được tái sử dụng. Hầu hết phòng mổ hiện đại sử dụng các hệ thống tuần hoàn một phần (circle system) vì chúng an toàn và tiết kiệm thuốc hơn.
• Vòng kín: Đây là hệ thống người bệnh tái hít hoàn toàn khí thở ra. Máy có túi chứa và van một chiều, nhưng van xả (APL) được đóng kín, nên khí thở ra sau khi được hấp thụ CO₂ sẽ được dẫn trở lại ống thở cho người bệnh hít lại. Chỉ một lượng rất nhỏ khí tươi (cung cấp oxy và điều chỉnh nồng độ thuốc) được cấp thêm để bù các chất đã tiêu thụ. Hệ thống kín tiêu thụ rất ít khí và thuốc mê, giữ ấm hơi thở tốt, nhưng cần theo dõi kỹ nồng độ khí trong máy. Trong thực tế, dùng hệ thống kín chủ yếu cho gây mê dòng thấp lâu dài (ví dụ các ca mổ kéo dài) để tiết kiệm thuốc và hạn chế khí thải, trong khi trong hầu hết ca mổ thông thường người ta vẫn dùng hệ thống tuần hoàn bán kín.

Ứng dụng thực tế của máy gây mê trong phẫu thuật

Máy gây mê đóng vai trò trung tâm trong hầu hết các ca phẫu thuật hiện đại. Nhờ vào khả năng cung cấp thuốc mê, hỗ trợ thở và giám sát các chỉ số sinh tồn, máy giúp người bệnh được phẫu thuật an toàn, không đau và ổn định trong suốt ca mổ.

• Dùng trong các phẫu thuật lớn, phức tạp: Phẫu thuật nội soi ổ bụng, phẫu thuật thần kinh – sọ não, phẫu thuật tim mạch,…
• Gây mê trong các thủ thuật nhỏ và ngoại trú: Nha khoa (nhổ răng khôn, cấy ghép implant cho người sợ đau hoặc trẻ em), tai mũi họng (nạo VA, nội soi mũi xoang), ngoại khoa nhẹ (cắt u mỡ, lấy dị vật), chẩn đoán hình ảnh (gây mê cho trẻ em khi chụp MRI, CT để nằm yên).
• Gây mê sản khoa: Trong các ca sinh mổ hoặc thủ thuật sản phụ khoa, thiết bị hỗ trợ gây mê giúp người mẹ trải qua cuộc sinh nở an toàn và không đau.

Những lưu ý khi sử dụng và bảo trì máy gây mê

Dưới đây là những lưu ý khi sử dụng và bảo trì thiết bị gây mê:

1. Yêu cầu đối với người vận hành

Việc sử dụng thiết bị kiểm soát khí mê đòi hỏi sự chính xác và tuân thủ nghiêm ngặt các quy trình an toàn. Do đó:

• Chỉ bác sĩ gây mê hoặc kỹ thuật viên gây mê được đào tạo chuyên sâu mới được phép vận hành máy.
• Kiểm tra máy trước khi sử dụng là bắt buộc, bao gồm hệ thống cung cấp khí, van an toàn, cảm biến và báo động.
• Người vận hành cần nắm vững các tình huống xử lý khi có sự cố kỹ thuật hoặc mất nguồn điện.

2. Quy trình kiểm tra, bảo trì thiết bị gây mê

Quy trình kiểm tra, bảo trì định kỳ không chỉ kéo dài tuổi thọ thiết bị mà còn đảm bảo an toàn tối đa cho người bệnh:

2.1. Kiểm tra hàng ngày trước khi sử dụng:

• Kiểm tra nguồn cung cấp khí (oxy, N₂O) và áp suất bình chứa.
• Kiểm tra rò rỉ khí toàn hệ thống bằng chức năng tự động hoặc thủ công.
• Hiệu chuẩn các cảm biến (oxy, lưu lượng, CO₂).
• Kiểm tra hoạt động của báo động và van an toàn.
• Kiểm tra bình chứa chất hấp thụ CO₂ và thay thế chất hấp thụ CO₂ nếu cần.

2.2. Bảo trì định kỳ theo khuyến cáo của hãng sản xuất:

• Vệ sinh và thay thế bộ lọc khí, đường ống thở và van một chiều.
• Hiệu chuẩn cảm biến định kỳ bằng thiết bị chuyên dụng.
• Kiểm tra và cập nhật phần mềm điều khiển nếu sử dụng máy thế hệ mới.
• Ghi nhận bảo trì theo đúng hồ sơ thiết bị y tế của bệnh viện.

2.3. Thời gian bảo trì khuyến nghị:

• Hàng ngày: Kiểm tra máy trước ca mổ.
• Hàng tuần/tháng: Vệ sinh hệ thống thở, kiểm tra rò rỉ.
• Mỗi 6-12 tháng: Bảo trì toàn diện bởi đơn vị kỹ thuật chuyên trách.

Máy gây mê hiện đại giúp kiểm soát chính xác liều lượng thuốc mê, đảm bảo an toàn tối đa trong suốt quá trình phẫu thuật. Tại Bệnh viện Đa khoa Tâm Anh, hệ thống máy gây mê được đồng bộ với thiết bị theo dõi sinh hiệu tiên tiến, hỗ trợ bác sĩ can thiệp kịp thời mọi tình huống. Nhờ đó, người bệnh hoàn toàn yên tâm về chất lượng gây mê và hồi tỉnh nhanh chóng, không biến chứng.

Máy gây mê Aisys CS₂ tại Bệnh viện Đa khoa Tâm Anh TP.HCM không chỉ thừa hưởng công nghệ ETcontrol đột phá từ GE Healthcare mà còn được “nâng tầm” bởi hệ sinh thái thông minh mang lại khả năng cải tiến liên tục:

• Tự động huy động phế nang (Alveolar Recruitment): Giúp duy trì độ giãn nở của phổi, ngăn ngừa xẹp phổi trong suốt phẫu thuật, đặc biệt quan trọng với các ca lớn như tim mạch, thần kinh hay nội soi ổ bụng.
• Gây mê lưu lượng thấp an toàn: Với phần mềm ETcontrol, Aisys CS₂ tự động cấp O₂ và thuốc mê cuối thì thở ra, đạt 90% mục tiêu EtAA chỉ trong 90 giây và duy trì nồng độ tối thiểu, giảm thiểu lượng khí thải nhà kính đến 44% và tiết kiệm thuốc mê hơn 25%.
• Giảm khối lượng công việc: Tự động thu thập dữ liệu từng hơi thở, giảm hơn 50% thao tác thủ công, hỗ trợ đội ngũ gây mê tập trung vào chăm sóc người bệnh.
• Thông khí bảo vệ phổi (LPV): Cho phép lập trình PEEP tự động, kiểm soát áp lực và thể tích lưu thông chính xác tương đương máy thở ICU, bảo vệ phổi trước biến chứng hậu phẫu.
• Kết nối và phân tích dữ liệu: Giao tiếp trực tiếp với EMR qua HL7, đồng bộ thời gian NTP, đẩy dữ liệu lên đám mây Carestation Insights™ để theo dõi real-time, phân tích xu hướng lâm sàng, vận hành và tài chính.

Với Aisys CS₂, Tâm Anh tự tin mang đến trải nghiệm gây mê an toàn, chính xác và hiệu quả, đồng thời tiên phong ứng dụng giải pháp số hóa và trí tuệ nhân tạo để nâng cao chất lượng chăm sóc người bệnh và tối ưu hóa hoạt động của toàn bộ phòng mổ.

Máy gây mê là thiết bị y tế thiết yếu trong gây mê toàn thân, giúp kiểm soát quá trình cung cấp khí mê và oxy, duy trì hô hấp, tuần hoàn ổn định. Nhờ hệ thống theo dõi hiện đại và khả năng điều chỉnh liều lượng chính xác, hệ thống kiểm soát gây mê đảm bảo an toàn tối đa cho bệnh nhân trong suốt ca phẫu thuật. Thiết bị này đóng vai trò trung tâm trong quy trình gây mê, góp phần nâng cao hiệu quả điều trị và giảm thiểu rủi ro.