麻醉机的结构原理和应用

麻醉机的结构、原理和应用 一、麻醉机主要部件及工作气路 现在麻醉机种类很多，但基本结构相同。主要组成部件有：供气装置、流量计 、蒸发器、通气系统、专用通气机、监测和报警装置、麻醉残气清附除系统和各 种附件与接头等。其结构和工作气路如图 4-1所示。 压缩气体（作为载气）经减压阀减压（ 34kg/cm2)， 通过流量调节阀调至所需 流量，然后输送到麻醉蒸发器，得到含一定浓度麻醉蒸汽的混合气体输送到贮气囊 内，由麻醉医师用手挤压贮气囊，将囊内的混合气体（包括新鲜气体和病人呼出气 体）经 CO2吸收器排除 CO2 ， 吸入活瓣送入病人呼吸道。病人呼出气体，经呼出活 瓣，部分或全部回到贮气囊，再重复进行上述过程。 二、麻醉通气系统 （一）无重复吸入系统 由无重复吸入活瓣、螺纹管及贮气囊 组成。无重复吸入活瓣由吸入和呼出 两个活瓣构成。由贮气囊提供的新鲜 气流经吸入活瓣吸入，呼出气流经呼 出活瓣排至大气或排残气装置。 （ 二） Mapleson系统 1.A系统 magill回路 功能分析： 自主呼吸：呼气阀在近端， 靠近呼气道，呼出气可就近 排出，较少的流入螺纹管， 只要新鲜气流足够大，重复 吸入少，效率高。 控制呼吸：呼气阀在吸气相 早期打开，呼出气留存在螺 纹管内与新鲜气混合严重， 一部分重复吸入，效率低。 Lack回路 2.D系统 功能分析： 自主呼吸：排气阀在远端，呼出气与新鲜气的 混合气经螺纹管流向贮气囊。贮气囊充满后又 排气阀排出，吸气时，病人吸入新鲜气体及螺 纹管内留存气体。重复吸入较 A严重。 控制呼吸：呼气相排气阀不打开，呼出气留存 在螺纹管内。吸气相早期排气阀打开，新鲜气 可就近流入病人呼吸道，而呼出气在新鲜气推 动下则很快由排气阀排出，重复吸入少，效率 高。 为 A系统的变形结构，呼出气通过同心圆内 管至排气阀排出。外管腔为吸入臂，容量 500ml， 相当于潮气量。 长 1.5m， 外管径 30mm,连接于麻醉机的接口 上，获得新鲜气流。 新鲜气流 58ml kg -1 min -1即足。 bain回路 bain回路为 D系统的改良型。外管为 呼气管，长 1.8m， 直径 22mm。 内管为吸气管，内径约 7mm。 自主呼吸：新鲜气流量大于 1.52倍 每分钟通气量，可避免 CO2重复 吸入。 控制呼吸：成人只要 CO2生成量正常 ，按 70mlkg -1 min -1计算新鲜 气流量，可维持 CO2分压在正常 范围。 小结：半开放系统，用新鲜气流冲洗 CO2,不使用 CO2吸收器， 结构简单，不会产生体热滞留，阻力小，无效腔小。缺点是 ，消耗新鲜气流量大，病人呼吸道干燥，功能单一，使用时 要按公式计算。 1.组成部件：螺纹管（二支） ，单向活瓣（两个），排气活 瓣，贮气囊， CO2吸收器，新 鲜气流入口。 2.组成原则： 1）单向活瓣必须 位于病人和贮气囊之间，贮气 囊在环流系统的吸气管和呼气 管之间； 2）新鲜气流入口不应 放在排气活瓣和病人之间的环 流系统上； 3）排气活瓣不应放 在病人和吸气活瓣之间的环流 系统上。 3.工作气路：呼气相：病人呼出气经呼气活瓣流入呼气管在进入贮气囊之前 于逆行的新鲜气流汇合，同时进入贮气囊，一旦贮气囊充满，环流系统压力 上升至足以使排气阀打开，一部分呼出气从排气阀排出。 吸气相：一部分呼出气经 CO2吸收器排除 CO2， 随新鲜气一起经吸气管流入 呼吸道，到吸气末期，新鲜气体充满吸气管。 优缺点： 1）全麻药的浓度较稳定。 2）能保持呼吸道的湿度和热量。 3）增 加呼气阻力。 （三）半闭式 CO2吸收回路 （四） 紧闭式 CO2吸收回路 半紧闭通气系统在新鲜气流输入减少到不能使排气活瓣打开，就变成紧闭 式通气系统。 优点：改进湿化，无污染，减少热量损失，节省新鲜气流和全麻药。 三、麻醉蒸发器 功能： 1）有效的蒸发麻醉药； 2）能够精确的控制麻醉蒸汽的输出浓度 。 1.基本原理： 最简单的麻醉蒸发器是盛有挥发性吸入麻醉 药容器内的上方空间通过的一定量的气体， 可以是氧、空气或上述气体和氧化亚氮的混 合气体，这些气体称为稀释气体（ Diluent gas ）， 一小部分气体经过调节阀流入蒸发室， 携走饱和的麻醉蒸汽，称为载气（ Carriergas） 。 稀释气流与载气流在输出口处汇合，成为 含有一定百分比浓度麻醉蒸汽的气流，直接 进入麻醉回路如图 4-15。 假设蒸发室内的饱和麻醉药蒸汽是均衡的，输出为恒定的，则输出浓度也应 是稳定的： 蒸汽压浓度 %=Pa/Pb100% （ 1） 式中： Pa是麻醉药蒸汽压力； Pb是大气压力。由于载器对蒸发室内的附加影 响是各组成气体分压的总和，根据道尔顿（ Dalton） 定律，式（ 1）则为： 蒸汽浓度 %=Va/(Va+Vc) 100% （ 2） 式中： Va是麻醉药蒸汽的容积； Vc是载气的容积，蒸发器是通过旁路气体对 上述气体浓度进行稀释，因此，蒸发器输出口的麻醉药浓度为： 输出浓度 %=Va/(Va+Vb+Vc) 100% （ 3） 式中： Vb是经过旁路的稀释气流的容积。但式（ 3）中的 Va在实际中是不可 能测到的，因此，式（ 3）也就没有实际使用价值，故需从式（ 1）和式（ 2 ）中求得 Va， 将结果代入式（ 3），即可算得： 输出浓度 %=(Vc Pa)/ Vb(Pb Pa)+Vc Pb 100% （ 4） 分析上述公式，一台输出浓度可调的，恒定的理想蒸发器，必 须是： 1）蒸发室内的饱和蒸汽压 Pa是恒定的； 2）载气 Vc和稀 释气流 Vb的配比是精确的。 2.影响蒸发器输出浓度的主要因素 1）温度： 蒸发是吸热过程，随着蒸发过程的进行，液态麻醉药本身的 温度必然降低，温度的降低，必然导致蒸发量减少，输出浓 度降低，所以一台没有温度补偿的蒸发器输出浓度是不稳定 的。 2）载气与药液的接触面积 接触面积约大，单位时间内的蒸发量就越多；反之，则少。 为提高蒸发效率必须增大药液与载气的接触面积，方法如下 ： 3）间歇逆压和泵吸效应 原因： 吸气相：由于出口处压力高，破坏了载气和稀 释气流的配比。 呼气相：压力突然降低，一部分携带麻醉药载气到流 入旁路通道。 克服方法： 尽可能增大旁路通道。 在蒸发室入口处接一段螺旋形长管。 在蒸发室出口处装一低压的单向阀。 载气流量大，稀释气流量小，输出浓度大。 载气流量小，稀释气流量大，输出浓度小。 现代蒸发器用温度敏感阀自动调节。 4）稀释气流与载气的配比 3.蒸发气的结构方式 1）蒸汽流量的调节 蒸发室出来的饱和蒸汽由稀释气流调节成一定浓度。按稀释气流的通路方 式分为： 可变旁路型 来自气源的总气流，经过蒸发器时被分为两部分，一部分经旁路直接到达 出口处，为稀释气流，另一部分则经阀门进入蒸发室，为载气流。携带麻 醉蒸汽的载气流与稀释气流在蒸发器出口处汇合，形成含有一定浓度的麻 醉药蒸汽，进入麻醉回路。 定流量型 此型蒸发器以控制载气流量为特点，整体由 三部分组成： a） 蒸发器主体配一温度计， 以指示蒸发室的温度； b） 流量计，指示载 气流量； c） 蒸发气环路控制阀。 稀释气流不通过蒸发器，在蒸发器外与携带 麻醉蒸汽的载气混合。 2）蒸发方式的调节 蒸发方式是指载气流过蒸发室时所采用的通路形式。 载气流过蒸发室时携走的麻醉蒸气的多少决定于蒸发效率。 蒸发效率是指蒸发室内麻醉蒸气离开饱和状态的远近，若蒸发室内的蒸 汽是饱和蒸汽则称蒸发效率为 100% 气流拂过型 载气从液态麻醉药上方通过。 蒸发效率决定于： a)气相液相按触面积； b)载气流速； c)载气流距液面 高度。