麻醉学吸入麻醉技术的设备

麻醉学吸入麻醉技术的设备

一、麻醉机简介

麻醉机是实施吸入麻醉技术不可缺少的设备，其发展过

程为提供高质量吸入麻醉管理的关键。它从简单的气动装置

发展至晚近相当完善的麻醉工作站，从单一送气系统发展至

复合型监控反馈系统，使吸入麻醉技术也因此向更加高效、

安全、可控的方向发展。

（一）麻醉机基本组成部件

1.气源

现代麻醉机一般都含有氧气、N20的进气管道，甚至根

据需要提供空气进气口。

（1）压缩气筒：压缩气筒是活动式的气体来源，一般

医院均有氧气、N20、C02,以及空气等压缩气筒。压缩气筒

要求有完整的标签明确说明所贮气体，应有不同的接头阀门,

称为轴针系统，可防止在连接过程中出现错误；同时，气筒

出口应有压力调节器，以调整进出气筒的气体压力。

（2）中心供气系统：多数医院均已有中心供气系统，

主要是氧气，目前国内亦有较多医院设N20中心供气系统。

中心供气系统可提供连续、稳定的供气，但必须时刻保证其

压力及流量充足、准确，以免造成意外。

（3）压力调节器：也称减压阀，通过减压阀可向通气

回路提供低而稳定的压力，一般保证压力在0.3〜0.4mPa。

(4)压力表：是连接在气筒阀和减压阀之间的压力提

示装置，所指示的是压缩气筒内的压力。

2.流量计装置

流量计可精确控制进入气体出口的气流。常用的流量计

有悬浮转子式和串联型流量计。打开气源后，可调节旋钮,

气体通过流量管，使活动的指示浮标显示，可得知通过流量

控制阀门的流量，流量管上的刻度提示气流速度。

3.流量控制阀门

由流量控制钮、针形阀、阀座和阀门挡块组成，处于麻

醉机的中压系统与低压系统之间。调节流量控制阀门可调节

进入气道的气体流量。在含有两种气体流量计时，可通过配

比方式，以机械或联动方式对氧气和N2O流量进行自动调节,

防止因气体流量过大而发生缺氧。

4.CO2吸收装置

为循环紧闭式麻醉必配装置，内装有碱石灰，可直接吸

收气道回路中的C02,在吸收时发生化学反应，同时使指示

剂发生颜色变化。在麻醉通气过程中，若碱石灰过于干燥,

可增加一氧化碳以及化合物A的生成，需予以注意。

5.麻醉气体回收装置

麻醉气体排放可污染手术室内空气，对医护人员产生不

良影响。因此，在麻醉通气系统的末端，一般装有麻醉废气

回收装置，并可通过管道排放至手术室外。

6.麻醉蒸发器

麻醉机中蒸发器是实施吸入麻醉的主要部件，一般装有

2〜3种不同吸入麻醉药的专用蒸发器，并以串联形式相连,

但中间装有可防止同时开启的连锁装置。现代麻醉机可排除

温度、流量、压力等因素的影响，即所谓温度、流量、压力

自动补偿，能精确地稀释和控制吸入麻醉药的蒸汽浓度。

(二)麻醉蒸发器的类型及使用

1.常用类型

(1)可变旁路蒸发器：如Datex-0hmedaTec4、Tec5和

Tec7,NorthAmericanDragerVaporl9.n和20.n等。可变旁

路是指调节输出药物浓度的方法，此类蒸发器通过浓度控制

盘的设定决定进入旁路室和蒸发室的气流比例，从而决定输

出饱和蒸汽的浓度。适用气体为氟烷、恩氟烷、异氟烷和七

氟烷。

(2)地氟烷蒸发器：如Datex-0hmedaTec6,为地氟烷

的专用蒸发器。由于地氟烷的MAC是其他麻醉气体的3〜4

倍，沸点接近室温，因此需使用专用的抗高压电加热蒸发器

控制其蒸发。

(3)盒式蒸发器：如Datex-OhmedaAladin。其属于电

控蒸发器，可用于氟烷、异氟烷、恩氟烷、七氟烷和地氟烷

等5种麻醉药。该蒸发器采取独特的蒸发器系统，可识别不

同气体的药盒，采取不同的蒸发方式使输出浓度均达到要求,

是目前较先进的麻醉蒸发器。

2.影响蒸发器输出的因素

（1）气体流速：当气体流速过高（＞15L/min）或者过

低（＜250mL/min）时，均会降低输出气体浓度。

（2）温度：温度可影响麻醉药物的挥发。目前的麻醉

蒸发器均有温度补偿系统，可保证蒸发器内温度时刻达到气

体蒸发的条件。

（3）间歇性反压力：正压通气以及快速充气时可产生

“泵吸效应”，称为间歇性反压力，最终可使麻醉气体的输

出浓度高于浓度控制钮设定值。尤其在高频率通气、高吸气

峰压、呼气相压力快速下降时，此种效应影响更大。

（4）载气成分：由于N20在含氟麻醉气体中的溶解度

高于氧气，因此，在混合输送气体时可相应产生浓度变化，

在调整输出气体浓度刻度时需考虑此影响。

3.使用注意事项

专用蒸发器只可装专用药液，不可斜放；药液不可加入

过多或过少，避免溢出或引起输出浓度过低；气流太大或者

突然开启可导致药液进入呼吸环路；浓度转盘不能错位，否

则可引起浓度不准确；使用前要进行漏气检查，以免泄漏，

在进行漏气检查时需打开蒸发器。

二、麻醉通气系统

麻醉通气系统亦即麻醉呼吸回路，提供麻醉混合气体输

送给患者。同时，息者通过此系统进行呼吸，不同麻醉通气

系统可产生不同麻醉效果以及呼吸类型。

（一）Mapleson系统

（1）属于半紧闭麻醉系统，有A〜F六个类型（图4T）,

其系统及各部件简单。A〜F各系统中多种因素，如新鲜气流

量、分钟通气量、通气模式（自主呼吸/控制呼吸）、潮气量、

呼吸频率、吸/呼比、呼气末停顿时间、最大吸气流速、储

气管容积、呼吸囊容积、面罩通气、气管插管通气、C02采

样管位置等，均可影响C02的重吸收。目前MaplesonA、B、

C系统已经很少用，D、E和F系统仍广泛应用，其中D系统

最具代表性。

（2）Bain回路为MaplesonD的改良型，可用于自主呼

吸及控制呼吸，具有轻便、可重复使用等优点，当新鲜气流

量达到分钟通气量的2.5倍时可防止重复吸入。

（二）循环回路系统

1.循环回路

循环回路为目前最常用的麻醉通气系统，具有贮气囊和

呼出气的部分或全部重复吸入。重复吸入的程度依赖于回路

的设计以及新鲜气流量大小，可分为半开放型、半紧闭型和

紧闭型。在紧闭回路系统中，新鲜气流量等于患者气体的总

消耗量，呼吸机的安全阀和减压阀处于关闭状态，所有C02

被全部吸收。

2.循环回路的优点

吸入气体浓度十分稳定，呼出气体中的水分和热量丢失

少，减少了麻醉气体对手术室的污染。

3.循环回路的缺点

由于循环回路的构造比较复杂，各个接头处容易出现泄

漏、错接、堵塞等意外。而一旦阀门发生故障，可带来相当

大的危险，回路可能堵塞或重复吸入。因此在循环回路中，

必须定时检查各种设置、接头以及患者通气情况。

三、吸入麻醉气体的浓度和深度监测技术

在进行吸入麻醉时，对吸入麻醉药与气体的浓度监测是

保证以及提高吸入麻醉安全性的重要手段。

（一）吸入麻醉药以及相关气体的浓度监测

1.红外线气体分析仪

红外线气体分析仪是临床中最为常用的吸入麻醉药监

测设备，其以特定波长的红外线照射待测定气体，透过的红

外光强度与被测物质浓度成反比，当其被红外光检测器检出

并与已知参照气体比较后即可计算出被测物质的百分比浓

度。可分为主流型和旁流型，主流型只能测定C02和02的

浓度，而旁流型则可测定所有常用挥发性麻醉气体、02、N20

和C02浓度。加装滤光轮的分析仪每个呼吸周期可进行数百

次测量，实现实时更新监测波形及读数。但此类分析仪受多

种因素干扰，易产生误差，在分析数据时必须排除监测气体

中其他气体成分及水蒸气等干扰。由于其反应时间相对慢,

当呼吸频率过快时可影响吸入与呼出的浓度检测值。

2.质谱仪

质谱仪测量范围广，反应时间短，使用方便，为相当理

想的气体浓度监测仪，其根据质谱图提供的信息进行多种物

质的定性和定量分析，可测定02、C02、N2、N20、挥发性麻

醉气体以及抗气等气体成分。可分为共享型和单一型。前者

可安装于中央室，经管道系统与若干周围站相连，使用轮流

阀在不同时间采集不同患者的呼吸气体，以满足同时监测若

干患者的需要；单一型体积小，移动灵活，可对某一患者进

行连续监测。使用质谱仪时，需注意其对麻醉气体的监测可

能有所偏离；同时，样气经测量后不再返回回路，需补充新

鲜气体流量；在发丝气栓或气管插管等需观测患者呼吸气体

浓度的突然变化时，间隔时间过长。

3.气相色谱仪

气相色谱仪利用以气相作为流动相的色谱技术，根据各

色谱峰的出现位置、峰高、峰下面积，再经标准气样校正即

可得到样品中各种成分的浓度。具有高灵敏度、高选择性、

高效能、通用性强、重复性好、所需样品量少等优点，但由

于不能用于连续监测，临床应用较少。

4.拉曼散射气体分析仪

拉曼散射气体分析仪由氮覆激光光源、检测室、光学检

测系统和电子系统纽成，待测气体被送入仪器，在检测室内，

激光与气体相遇产生散射，并且每一波长的散射光子数均与

某一被测气体浓度相关，光电二极管探测出光子后转换成电

流，通过对电流的计算可得知各气体成分的浓度。该分析仪

可同时进行多种气体的浓度测定，启动快，反应时间短，准

确性高，可进行实时监测，使用简单。缺点为体积和重量均

大于红外光分析仪，进行测量后可使回路内N2浓度增高，

并不能检测氮气、氢气和含气，且气体中含有N20也影响其

他气体的检测。

5.压电晶体振荡式气体分析器

当吸入麻醉药被该分析器中的一块振荡晶体表面的液

体层吸收后，其质量的增加会改变晶体的振动频率，由此引

起的电流变化与吸入麻醉药的浓度成正比，借此可得知麻醉

药的浓度。其准确性高，N20、乙醇等对吸入麻醉药的浓度

测定影响小，预热快。但不能测定02、C02、N2和N20浓度，

也不能区别各种挥发性麻醉药，当吸入混合麻醉气体时，其

读数接近各药物浓度之和。

（二）吸入麻醉深度的监测技术

麻醉深度监测复杂且标准难以统一，在临床麻醉中，对

术中患者的意识、疼痛、体动以及自主反应的监测一直是麻

醉科医生判断麻醉深度的指标。在长久的研究过程中，目前

较公认的能切实反应麻醉深度的指标为脑电监测（包括双频

谱指数、炳、Narcortrend）,诱发电位监测（包括脑干听觉

诱发电位、中潜伏期听觉诱发电位、听觉诱发电位指数、事

件相关电位）和脑成像技术（包括PET和功能磁共振成像）。

四、废气清除系统

施行吸入麻醉过程中会产生一定量的废气，包括麻醉气

体的原形及其代谢产物，此类废气在手术室中达到一定浓度

时，可对医护人员产生不利影响。目前虽尚无足够的数据证

明麻醉废气影响生殖、促发肿瘤等，但清除废气仍是手术室

中值得关注的重要问题。

（一）传统的废气清除系统的组成

1.废气收集系统

麻醉废气从APL阀或呼吸机的排气孔排出，这些多余的

废气通常由特定的装置集合后进入输送管道。

2.输送管道

负责将废气输送至处理中心，输送管道的通畅是预防回

路内压力增高的首要问题。一般要求管道尽量短，且具备一

定硬度，防止扭曲。

3.中间装置

中间装置的作用是防止系统中出现过度的负压或正压，

必须具备正压及负压释放功能，根据负压与正压释放的方式,

可分为开放式中间装置以及闭合式中间装置。开放式中间装

置与大气相连，需要一个储气室，其压力释放孔位于储气室

顶端，储气室及负压吸引的大小决定整个装置的排放效率。

闭合式中间装置通过阀门与大气相通，必须具备正压排气通

道，避免出现下游受压等情况时系统内出现过高压力，造成

气压伤。闭合式装置中若采取主动式负压吸引，则尚需使用

负压进气阀，避免系统内过度负压。

4.废弃排放系统

负责将废气从中间装置输送至处理装置。

5.废气处理装置

分为主动式和被动式，目前常使用负压吸引的主动式处

理装置。如前所述，主动式系统的中间装置中，必须使用负

压进气阀以及储气囊，并且需根据常用气流量的大小进行负

压大小的调节。而被动式则依靠废气本身的压力将废气排出

系统之外，必须具各正压排气阀。

(二)废气清除系统中存在的问题

(1)废气清除系统增加麻醉机的复杂性，对麻醉机的

性能提出更高的要求。

(2)所增添的管道设计以及系统的运转增加麻醉管理