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麻醉机的类型和原理是什么?


     麻醉机是通过机械回路将麻醉药送入患者的肺泡,形成麻醉药气体分压,弥散到血液后,对中枢神经系统直接发生抑制作用,从而产生全身麻醉的效果。麻醉机属于半开放式麻醉装置。它主要由药液罐、乙醚调节开关、折叠式风箱及吸、呼气单向活瓣和波纹管组成。

麻醉机

 

通用麻醉机原理图

 

吸入麻醉机的类型:

空气麻醉机
      空气麻醉机属于半开放式麻醉装置。它主要有药液罐、乙醚调节开关、折叠式风箱及吸、呼气单向活 瓣和波纹管组成。该装置轻便适用,可直接利用空气和氧气作为载气,能进行辅助呼吸和控制呼吸,满足各种手术要求。
      其工作原理是:病人在完成麻醉诱导后,将空气麻醉机与密闭式面罩或气管导管连接。吸气时,麻醉混合气体经开启的吸气活瓣进入病人体内;呼气时,呼气活瓣开启,同时吸气活瓣关闭,排出呼出的气体。当使用辅助或控制呼吸时,可利用折叠式风箱。吸气时压下,呼气时拉起,保证病人有足够的通气量。同时根据实际需要,调整乙醚开关以维持稳定的麻醉水平。
      这种装置的不足之处是乙醚浓度较低,只能作为麻醉的维持,而且乙醚的消耗量较大,易造成环境污染。

 

直流式麻醉机
      直流式麻醉机由高压氧气、减压器、流量计、麻醉药液蒸发器组成。

 

循环紧闭式麻醉机
      该装置以低流量的麻醉混合气体,经逸气活瓣(门)单向流动供给病人。呼出的气体经呼气活瓣进入CO2吸收器重复使用。其结构主要由供氧和氧化亚氮装置、气体流量计、蒸发器、CO2吸收器;单向活瓣、呼吸管路、逸气活瓣、储气囊等组成,现代的麻醉机还配备有通气机气道内压、呼气流量、呼气末CO2浓度,吸入麻醉药浓度、氧浓度监视仪、低氧报警及低氧-氧化亚氮自动保护装置。

 

结构原理:

简述
      自1846年朗宁首先应用乙醚麻醉以来,吸入麻醉已日臻完善。现代药理学的发展,科学技术的进步,特别是电子计算机技术的应用,更使现代吸入麻醉的水平大大提高。吸入麻醉易于控制、安全、有效。是当前医院进行手术时的首选。
      所谓麻醉是指使有机体全部或局部暂失去知觉,以便进行外科手术治疗的方法。麻醉的方法有多种,如针刺麻醉、注射麻醉及吸入麻醉等。目前医院使用全身麻醉的方法仍是以吸入麻醉为主。麻醉机就是利用吸入麻醉方法进行全身麻醉的仪器。
     现代麻醉机正朝着智能化、集成化系统发展,各部件组合协调、灵活、可靠,结构紧凑、合理,使用界面清晰友好,操作方便快捷。电控气体输送系统,内置式电控麻醉呼吸机,集成化呼吸回路,一体化的气体监护系统,高、低微流量的麻醉方式是现代麻醉机的最佳结合。新一代的麻醉工作站将扩展融入整个医疗系统,可与医院设备进行系统联网、沟通、定义、调整麻醉过程和记录,评估麻醉效果,提高患者护理质量,为临床医生创造一个良好的工作气氛。现代麻醉机的按结构原理可分为: 气体供应输送系统、麻醉气体挥发罐、呼吸回路、麻醉呼吸机、安全监测系统及残气清除系统。

 

气体供应输送系统
     气体供应系统包括:压缩气筒(或中心气源) 、单向阀、溢流阀、过滤器、压力表、气体压力调压器、流量计和N2O - O2 比例互锁控制装置、笑- 氧截止阀等。
麻醉机必须配备各种气源的流量计,流量计单位为L / min和mL / min (或低于2L / min 流量管) 两种读数流量管,以便于低流量麻醉实施。同时必须配备N2O - O2比例互锁控制装置,保证输出的麻醉气体氧浓度水平不低于25 %;当氧气供应不足或中断时,笑气供应自动切断。常见的N2O - O2 比例互锁控制装置、笑- 氧截止阀为机械装置,慎防失灵,在日常的使用过程中,必须注意O2、N2O 比例,检查流量计是否漏气,依靠麻醉机或其它监护系统监测呼吸回路中的O2、N2O 浓度,更可准确地测量当前麻醉机运行的情况。现代的麻醉机很多具有55L / min氧气旁路,通过应急接口可迅速直接进入呼吸回路,极大方便临床麻醉师的供氧操作。

 

麻醉气体挥发罐
麻醉气体挥发罐     

     挥发罐(又名:麻醉蒸发器,蒸发罐)是麻醉机的重要组成部分,它的质量不但标志着麻醉机的制造水平,也关系到吸入麻醉的效果与成败,直接涉及到患者的安危。
     挥发罐的基本原理是利用周围环境的温度和热源的变化,把麻醉药物变成蒸发气体,通过一定量的载气,其中一部分气体携走饱和的麻醉气体,成为有一定浓度的麻醉蒸气的气流,直接进入麻醉回路。

 

呼吸回路
      呼吸回路是麻醉机与患者相连接的联合气路装置,为患者输送麻醉混合气体,输回患者呼出气体,从而实现正常的氧气与二氧化碳气体的交换。主要由呼吸管道、CO2吸收罐、吸呼活瓣、储气囊、面罩、机控- 手控阀、排气阀、限压阀、开发/半开放阀等。由活瓣与管道形成气体的定向循环,利用CO2吸收罐中的钠石灰吸收CO2和水份,以供给患者新鲜气体。机控- 手控阀方便使用者进行手动控制或通过麻醉呼吸机进行机控的选择; 半开放阀、限压阀等可使呼吸回路灵活控制,压力限制,有利于进行自主呼吸。

 

麻醉呼吸机
麻醉呼吸机风箱

      麻醉呼吸机已经成为麻醉机必备的组成部分。由于吸入麻醉中实现机械通气,近年来发展迅猛,并且功能齐全,成人小儿组合型麻醉呼吸机小型化。
     麻醉呼吸机的驱动有气动、气动电控和电动。气动型的呼吸器属较老式的产品,单纯以压缩氧为动力源,耗氧量大,属淘汰的 呼吸器; 较新型的麻醉机配套麻醉呼吸机大多是氧气驱动,电控式的; 新近的麻醉呼吸机属内置电动电控呼吸机无需驱动器,能在断气的情况下,由大气补充进行通气,保证患者的安全; 较典型的麻醉呼吸机为气动电控式呼吸机,透明密封罩内的折叠囊内,外分别为两套气路回路,驱动气压缩折叠囊、驱使囊内麻醉气体输入患者,形成驱动气源、麻醉气流两环路系统。

 

安全监测系统
     现代麻醉机都有安全监测系统。该系统包括: 供氧不足报警、供氧不足/ 中断笑气截止装置,容量和浓度监测部分和故障报警。监测部分主要有:吸入氧浓度、呼出潮气量、气道压力、分钟通气量、呼气末CO2浓度、麻醉气体浓度。用微电脑处理和显示各项数据,并附有报警装置系统,特别是呼吸、循环、神经、肌肉监测功能都可实现,极大提高了临床使用麻醉质量和患者的安全性,提高手术的成功率。

 

残气清除系统
     残气清除系统是收集麻醉机内多余的残气和患者呼出的废气,并通过管道将其排出手术室,以免造成手术室内的空气污染。主要包括废气收集和排放装置由:调节阀、排放阀、真空发生器、管道及连接件等组成。

 

类型
     吸入麻醉是通过机械回路将麻醉药(剂)送入患者的肺泡,形成麻醉药气体分压,弥散到血液后,对中枢神经系统直接发生抑制作用,从而产生全身麻醉的效果。

 

空气麻醉机
      空气麻醉机属于半开放式麻醉装置。它主要有药液罐、乙醚调节开关、折叠式风箱及吸、呼气单向活瓣和波纹管组成。如图2-1-1所示。该装置轻便适用,可直接利用空气和氧气作为载气,能进行辅助呼吸和控制呼吸,满足各种手术要求。

 

工作原理

      麻醉最普遍的呼吸回路都是“循环系统”。两个单向活瓣使气体流入由化学方法吸收二氧化碳的循环回路中去。在此系统中,来自麻醉机的新鲜气体在二氧化碳吸收罐的下游部位和吸气单向活瓣的上游部位进入呼吸回路。进来的新鲜气体与回路系统内原有的气体混合,流过吸气单向活瓣,并且流经可重复使用或一次性使用的波纹管道到达Y 形管。病人呼出的气体流过循环系统的另一支(呼气),通过呼气单向活瓣进入储气囊。通过挤压,储气囊中产生正压,迫使已搜集的气体通过二氧化碳吸收装置。由于流入回路系统的新鲜空气要比病人和吸收剂消耗的气体多得多,因此就必须在呼气单向活瓣和二氧化碳吸收罐之间安装一个这样保险阀。当压力超过规定阈值时多余气体可以逸出。吸收罐中盛装碳酸钠石灰(钠、钾和氢氧化钙的混合物)或盛装氢氧化钡石灰(氢氧化钡、八氢水化物和氢氧化钙的混合物)。这些物质通过化学反应吸收二氧化碳,同时释放热和水(释放出的水可以湿润循环系统中的空气)。当吸收能力耗尽时,指示剂就会改变颜色。吸收罐的设计必须要便于更换吸收剂。排出过多气体用的APL 阀通常用的是一个弹簧负载阀。弹簧张力是控制回路压力的,如果病人自发呼吸,保险阀就处于打开的位置,呼吸以最小阻力吸气和呼出气流。如果病人被深度麻醉以及深度麻痹,麻醉师就可以部分或全部关上保险阀,以挤压储气囊使气体充满肺部,帮助和控制病人呼吸。从保险阀排出的废气应通过排气管引导到手术室外,以避免微量麻醉气体对手术室工作人员的健康的危害。
      病人在完成麻醉诱导后,将空气麻醉机与密闭式面罩或气管导管连接。吸气时,麻醉混合气体经开启的吸气活瓣进入病人体内;呼气时,呼气活瓣开启,同时吸气活瓣关闭,排出呼出的气体。当使用辅助或控制呼吸时,可利用折叠式风箱。吸气时压下,呼气时拉起,保证病人有足够的通气量。同时根据实际需要,调整乙醚开关以维持稳定的麻醉水平。
      这种装置的不足之处是乙醚浓度较低,只能作为麻醉的维持,而且乙醚的消耗量较大,易造成环境污染。

 

直流式麻醉机
     直流式麻醉机由高压氧气、减压器、流量计、麻醉药液蒸发器组成。如图2-1-2所示。该议器仅能提供氧气和调节吸入气体的麻醉药浓度,必须有其它装置与输出部位串联才能进行麻醉。

 

循环紧闭式麻醉机
      该装置以低流量的麻醉混合气体,经逸气活瓣(门)单向流动供给病人。呼出的气体经呼气活瓣进入CO2吸收器重复使用。其结构主要由供氧和氧化亚氮装置、气体流量计、蒸发器、CO2吸收器;单向活瓣、呼吸管路、逸气活瓣、储气囊等组成,如图2-1-3所示。
      现代的麻醉机还配备有通气机气道内压、呼气流量、呼气末CO2浓度,吸入麻醉药浓度、氧浓度监视仪、低氧报警及低氧-氧化亚氮自动保护装置。图2-1-4是一个实际的麻醉气路图。这是一个循环紧闭式麻醉回路。在进行麻醉之前,首先要给病人通一定量(一般为3~5min)的纯氧气,然后再进行麻醉操作。

 

麻醉机的组成和作用:
      麻醉机从结构上由以下几部分组成:机架 、外回路 、麻醉呼吸机 、麻药蒸发器、流量计、监护系统。 麻醉机从工作原理上由四个主要分系统构成:气体供给和控制回路系统、呼吸和通气回路系统、清除系统,以及一组系统功能和呼吸回路监护仪。某些麻醉机还有一些监护仪和报警器,以指出与心肺功能或呼吸混合气体中气体和麻醉剂浓度有关的某些生理变量和参数的数值及变化。通常生产厂家对标配产品都仅提供较少的监护和报警组合。

 

下面主要从工作原理说明麻醉机的构成和作用:
回路系统

      由于麻醉机工作时需要大量的氧气,所以通常是从医院的中央供气系统或氧气钢瓶中获得。从钢瓶输入回路的每种气体,都要通过过滤器、单向通气阀和调节器,调节器可将压力降到麻醉机合适的工作压力。中央供气系统不需要调节器,因为气体已经降到0.4MPa左右。麻醉机的合适工作压力为0.3~0.6MPa。大多数麻醉机都有氧源故障报警系统,如果氧气压力低于0.28MPa以下,机器会减少或切断其他气体的流量,并启动报警器。
在连续流动装置中的每一种气体的流量均由流量计控制,并由流量计显示出来。流量计可以是机械性的,也可以是带LCD的电子传感器。气体通过控制阀和流量计后,进入低压回路,如果需要还要通过蒸发罐,然后供给病人。好的麻醉机,笑气和氧气的流量控制机构应该是连动的,只有这样氧气与笑气的比例就永远不会降到最小值(0.25L/分)。

 

循环系统
      大多数麻醉机可提供连续流动循环的氧气和麻醉气体,称为循环系统。在这类麻醉机中,有两种主要的呼吸回路,紧闭式和半紧闭式。在紧闭式呼吸回路中,病人呼出的气体经去除CO2后,全部返回循环系统。半紧闭式中,病人呼出的气体部分进入循环系统,部分排出循环系统。在循环系统中,新鲜气体的供给流量低于1L/min称为低流量麻醉,低于0.5L/min的新鲜气体流量称为最低流量麻醉。
      手动通气要求操作者不断手动挤压储气囊使病人呼吸,在较长时间手术时,操作者不但非常疲劳,而且影响其他工作,因此常用自动呼吸机机械地使病人得以呼吸。呼吸机迫使麻醉混合气体进入病人回路和呼吸系统中,接受病人呼出的气体和新鲜气体。麻醉师可根据病人的情况调节潮气量、呼吸频率、吸呼比和分钟通气量等参数。调节通气方式来满足病人的各种需要。

清除系统

CO2吸收罐(钠石灰罐)

     又称为二氧化碳吸收系统,由1-2个CO2吸收罐(钠石灰罐)组成,罐内装有钠石灰或钡石灰,主要作CO2吸收罐用是清除病人呼出气体中的CO2。


监护与报警系统
      麻醉机根据不同的配置有一套与监护有关的装置,如用于监测气道方面、生理方面、麻醉气体浓度以及能间接反映病人麻醉深度、肌肉松弛程度的监护。
      大部分麻醉机的监护系统只配一台附有基本监护装置作为系统的平台用,监护的内容包括:气道压力、吸入潮气量、分钟通气量、呼吸频率以及相关的报警系统。所需其他的监护可单独购得,加到系统中去。
     另外,麻醉工作站还需配有麻醉信息管理系统,这套系统可接收、分析、储存与麻醉临床和行政管理有关的信息,自动采集监护仪的信息并自动生成麻醉记录单。

  

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