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1、 第第 34 章章 麻醉机麻醉机麻醉机是用于实施全身麻醉、供氧及进行辅助或控制呼吸。要求提供的氧及吸入麻醉药浓度应精确、稳定和容易控制。现代麻醉机除了具有气路部分的基本构件外，还配备了电子、电脑控制和监测等仪器设备，因此，对操作和管理的要求较高。高水平的麻醉医师和多功能现代麻醉机相结合，是当今麻醉的发展趋势，必将大大减少机械故障所致的意外事故发生。麻醉机按功能多少、结构繁简可分为：全能型: 结构复杂、功能齐全, 具有电子或电脑控制的呼吸管理系统、监测仪器、报警系统，有的还有自动记录系统。普及型: 结构及功能较前项简单，但仍具备基本和重要的结构和部件，如氧化亚氮自动截断装置等安全系统以及装备结构
2、和功能简单的麻醉呼吸机。轻便型: 具备麻醉机的基本功能，但结构简单、轻便、搬动灵活或携带方便。麻醉机按流量高低可分为: 高流量麻醉机: 氧及氧化亚氮最低流量大多在0.5L/min 以上，故只能进行较高流量麻醉。低流量麻醉机: 氧及氧化亚氮的最低流量可达0.020.03L/min，既可用于低流量麻醉，亦可施行高流量麻醉。麻醉机按使用对象年龄可分为: 成人用麻醉机; 小儿用麻醉机; 兼用型麻醉机: 成人麻醉机附有小儿呼吸回路和小儿呼吸机风箱。第 1 节 麻醉机的结构和原理麻醉机包括供气装置、流量计、蒸发器、通气系统、麻醉呼吸机、监测和报警装置、麻醉残气清除系统和各种附件与接头等(图 34-1)。图
3、 34-1 现代麻醉机的结构一、供气装置(一) 气源现代麻醉机一般有氧、氧化亚氮以及空气的管道进气接口，通气硬质皮管与中心供气系统或压缩气筒连接。此外，还配备相应的接口，直接与小压缩气筒联接，以供紧急时备用。1. 压缩气筒 压缩气筒亦称贮气筒或气瓶，是贮存压缩氧气、二氧化碳、压缩空气和氧化亚氮等气体的密闭容器。压缩气筒均由能抗物理因素和化学因素影响、耐高温的全钢制成，筒壁至少厚 0.94cm。压缩气筒应有一定的膨胀性，但不应超过 10%。压缩气筒分为筒体、阀门和保护帽两部分。筒体容积有 19m3 数种。为便于识别各种气体种类，避免错用，在筒体肩部必须刻有标记，包括：管理机构代号、气体化学名称符
4、号、钢筒自重、耐受压力、出厂日期、复检日期及制造工厂等。国内氧漆成浅蓝色、氧化亚氮为银灰色、二氧化碳为黑色等。筒体的顶端的气筒阀门有两种类型: 隔膜型阀: 适用于高压大气筒，为全开全关阀，必须与压力调节器连接，经减压后使用；直接顶压型阀: 适用于低压小气筒，可通过调节阀形状的大小控制输出气流。压缩气筒使用时应注意：应有完整的标签(气体种类、级别和日期)。阀门、接头、压力表等高压部分严禁接触油脂类物质。高压气筒必须连接压力调节器后才能使用；运输、贮存和使用应防震、防高温、禁忌接近火源或有导电可能的场所。为杜绝接错气源，一般采用口径和轴针安全装置。更换气源时，应仔细核对，不得任意修改接口的安全装置
5、，明显漏气时亦不得使用一个以上的垫圈，以防误用。轴针安全系统：一般用于备用小气筒的接口处。其基本结构为：在气筒阀接头上增设两个大小不同“针突“。只有在轴眼与针突两者完全相符合时，才能相互连接，由此可保证连接绝对正确。按国际统一规定，每种麻醉气体有其各自固定的轴眼和针突，此即为“轴针指数安全系统“，其划定标准为：从气筒接头出气口的中心点作一垂直纵线，再从中心点向右侧及向左侧各划一条呈 30的角线。在右侧角线上定出一个点，编号为：点开始，向左在每隔 12的角线上取一个点，这样可定出 6 个点，顺序编号为点，此即为 6 个轴眼的规定位置。依同样方法，在麻醉机进气口接头上定出相应的 6 个点，作为针突
6、的规定位置。然后，按统一规定，每一种气体从 6 个点中取其 2 个点作为它的固定不变的轴眼和针突位置，这样一共可组成 10 种不同的组合，例如氧气规定取点，氧化亚氮规定取点。2. 中心供气系统 中心供气系统有的只供氧气，也有的供给多种气体(如 O2、N2O、压缩空气)。中心供气系统由气源、贮气装置、压力调节器、输送管道、墙式压力表和流量计组成。不同气源的接口应有明显的差别，以防误接。口径安全系统：为防止麻醉机的管道气源接口接错气源，一般采用不同的接口口径系统。不同气筒除了接口口径明显不同外，接头的内蕊长度也应不同(图 34-2)。目前国内外临床使用的气源，无论来自压缩气筒或中心供气系统均采用口
7、径安全系统。图 34-2 口径安全系统3. 压力调节器 压力调节器又称减压阀。压力调节器把高压气源(中心供气或压缩气筒)内高而变化的压力降为低而稳定的压力，供麻醉机安全使用。常用有间接型压力调节器(图 34-3)，使高压气筒经减压调节，降至 0.30.4mPa(34kg)/cm2。利用调节螺杆可以调节输出气的压力。低氧压自动切断调节器定在使用氧和氧化亚氮混合气时，一旦氧压低于 0.25mPa(2.5kg)/ cm2，能自动截断氧化亚氮的输出，防止病人缺氧的一种安全装置。图 34-3 减压阀结构原理4. 压力表 压力表连接在气筒阀和减压阀之间，用以指示压缩气筒内气体压力，实际上压力表常与压力调节
8、器制成一体出厂的。有些压力调节器上装有两个压力表，一个是高压表，用于指示压缩气筒内气体的压强；另一个是低压表，用表测量减压后气体的压强。(二)流量计流量计是测定流动气体流量的工具。目前最常用的为进气口可变的悬浮转子式流量计(图 34-4)。基本结构包括针栓阀、带刻度的玻璃管和轻金属制的浮标。临床上习惯将针栓归于流量计中一起讨论。打开针栓阀，气流自玻璃管下方冲入，将浮标顶起，因浮标与玻璃管的间隙越往上越大，所以气体流量就越大或流速越快，与浮标顶面平齐的刻度数，即为气流量值。此外还有浮标式流量计、滑球式流量计、水柱式流量计和弹簧指针或流量计等，已很少采用。图 34-4 悬浮转子式流量计 图 34-
9、5 串联型流量计为了测定出更精确的流量值，近年来设计出各种“宽范围的流量计“，常用的有三种：串联型流量计：由两个浮标重量不同的流量计串联，轻浮标测低气流量，重浮标测高气量(图 34-5)。单管双刻度流量计，刻度玻璃管下段直径细，圆锥度小，供测低流量用；玻璃管上段的直径粗、圆锥大，供测高气流量用。并立型流量计，同时设置高低两个流量计和针型阀，一个为10100ml/min,另一个为 115L/min，根据需要时选择。使用进气口可变型流量计时须注意防止灰尘、油脂或水分进入流量计或堵塞进气口，否则可防碍浮标活动而影响读数的正确性；微调部件旋转时不能用力过猛，像针形阀旋拧过紧会使阀针变形，以致关闭不全而
10、漏气，读数将不准确。为防止麻醉机输出低氧性气体，除气源接口采用轴针安全系统和口径安全系统外，麻醉机还常用流量计联动装置和氧比例监控装置，以控制气体的输出比例。1. 流量计联动装置 当代的 Ohmeda 麻醉机在流量计内附有 N2O-O2 联动安全装置，该装置通过齿轮联动的力学原理起作用(图 34-6)。在 N2O 流量钮上装有一个 14 齿的齿轮，在 O2 流量钮上装有一个 28 齿的齿轮，两个齿轮之间用链条相连，因此两个流量钮按 2：1 比例联动，O2流量钮转动一圈，N2O 流量钮则转动两圈。另外，由于 N2O 源和 O2 源的限压分别为 26PSIG和 14PSIG，这样输出的 N2O-O
11、2 比例约为 3：1，而且保证了 O2 的输出浓度不低于 25%。当单独旋开 O2 流量计针形阀时，N2O 流量计关闭；当旋开 N2O 流量计针形阀时，O2 流量计开放，以确保所需氧浓度；当 O2 和 N2O 流量计均已开放，逐渐关小 O2 流量计时，N2O 也联动关小，保证吸入氧浓度，防止缺氧。图 34-6 N2O- O2 联动式安全装置2. 氧比例监控装置 在北美 Drager2A、2B、3、4 等型号的麻醉机中，装有一种氧比例监控装置，该装置由 O2 室、N2O 室和 N2O 从动控制阀及可活动横杆组成(图 34-7)。其作用原理是利用流体力学、机械及电学联合组成。气体经流量控制阀后遇一
12、定阻力器后产生回压分别作用于氧气室和氧化亚氮室的隔膜之上。两隔膜之间有横杆联动。气体回压的压差决定横杆移动方向，从而调节或关闭氧化亚氮从动控制阀。当 O2 室内气压增高时，推动横杆向左移，使得 N2O 从动控制阀打开，N2O 进入 N2O 流量计。当 N2O 流量过高时，横杆右移，N2O 从动控制阀相应关小，限制 N2O 流量，而 O2 仍然可以进入 O2 室。如果 O2 压力不足时，横杆完全右移，N2O 从动控制阀则完全关闭，从而防止缺氧发生。图 34-7 氧比例监控装置3. 局限性 即使配备了气体比例装置，若发生下列情况，麻醉机仍将输出低氧性气体，应引起注意。气源错误: 流量表联动装置和氧
13、比例监控装置只能感受和调节其内的气体压力和流量，不能识别氧源的真伪。氧浓度监测是防止这种错误的最好方法。气体比例装置故障: 联动装置和比例监控装置的各部件可能损坏，出现故障，从而输出低氧气体。其它气体的加入: 目前麻醉机的气体比例装置只限于控制氧化亚氮和氧的比例，并未考虑其他气体的加入。因此，若加入氦、氮或二氧化碳等气体于麻醉气体中，则有可能产生低氧性的气体输出。此时，强调进行氧浓度监测。流量计泄露: 流量计的相对位置的安排对于可能发生的漏气所致的缺氧有重要意义。玻璃流量管出口处常因垫圈问题发生漏气。此外，玻璃流量管是麻醉机气路部件中最易破损的部件。若存在轻微裂痕不易被察觉，使输出气流量发生错
14、误。如图 34-8A、B 所示，若空气流量管泄漏，则部分氧气将从空气管中漏出，而 N2O 流量管因处于下游位置泄漏较少，从而将导致共同输出口的 N2O 浓度过高，使病人缺氧。为此，流量管的相对位置应按图 34-8C、D 所示进行安排，即使氧流量计设为最下游下，以保证安全。但是，即使如此安排，若是氧流量计本身泄漏，缺氧的危险仍无法克服，见图 34-8E、F。图 34-8 流量计的位置安排二、蒸发器蒸发器是麻醉机提供给病人吸入麻醉药蒸气的重要装置。现代的蒸发器采用了一些专门的结构，以排除温度、流量、压力等因素的影响，并精确地稀释麻醉药蒸汽的浓度。(一)基本原理蒸发器的结构原理见图 34-9。气流(
15、O2 和 N2O)到达蒸发器时分成两部分，一部分小于 20%的气流经过蒸发器带出饱和麻醉蒸气；另一部分大于 80%的气流从旁路直接通过蒸发器，两者于出口处汇合，其间比例根据两者的不同阻力而定。浓度控制位于旁路通道或蒸发室出口处。转动浓度转盘后可引起其间阻力的改变，从而使两者汇合的比例发生变化。为了保持比较恒定的麻醉药浓度，麻醉蒸发器都应具有完善的温度补偿、压力补偿和流量控制等装置，这类蒸发器都是为特定的麻醉药设计的，不能混用，称为可变旁路蒸发器。此外，还有一种铜罐蒸发器，根据温度和麻醉药的不同，分别调节载气的和稀释气的流量，而改变输出气的麻醉药浓度，可用于各种麻醉药，称为定流量型蒸发器，临床上
16、已很少使用。图 34-9 可变旁路蒸发器原理示意图1. 影响蒸发器输出浓度的因素 理想的蒸发器应能在诸如流量、温度、逆压和载气等因素变动时保持输出麻醉药的浓度恒定不变。当前的蒸发器已接近理想的要求，但尚有下列常见的几种影响因素。(1) 大气压 大气压高则蒸发器输出浓度降低。反之，大气压低输出浓度升高。如在 1 个大气压下时输出 3%蒸气，而在 3 个大气压的高压舱内只输出 1%蒸气。(2) 流量 在流经蒸发器的流量极低或极高时，蒸发器的输出浓度可能会发生一定程度地降低。可变旁路型蒸发器在流量低于 250ml/min 时，因挥发性麻醉药蒸气的比重较大，进入蒸发室的气流压力较低，不足以向上推动麻醉药蒸汽，使输出浓度低于调节盘的刻度值。相反，当流量高于 15L/min 时，蒸发室内麻醉药的饱和及混合不能完全，而使输出浓度低于调节盘的刻度值。此外，在较高流量时，旁路室与蒸发室的阻力特性可能发生改变，导致输出浓度下降(图 34-10)。显示了三种蒸发器的流量与输出的曲线。Tec4 和 Vapor19.1 增加了纱芯
