麻醉机的结构、原理与发展

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1、麻醉机的结构、原理与发展1、引言在医疗设备中，麻醉机作为手术麻醉必不可少的医疗仪器被广泛使用，它主要功能是给手术病人吸入适量麻醉混合气体，同时供一定比例的氧气保证正常的呼吸，在实施全身麻醉的过程中，维持和监护术中病人的生命体征，保证手术安全、可靠的进行。麻醉机的性能直接关系到手术能否正常的进行，因此，设备的安全性、可靠性、精确性成为衡量麻醉机质量的重要指标，下面就麻醉机的结构和原理，以及未来的发展进行阐述。2、工作原理麻醉机在工作中首先把高压气体(空气、氧气O2、笑气N2O等)经减压阀减压，得到压力低且稳定的气体，再通过流量计、O2

2、-N2O比例调控装置调节产生一定流量和比例的混合气体，进入呼吸管路；麻醉药物经挥发罐生成麻醉蒸气，并控制所需定量的麻醉蒸气进入呼吸回路，随混合气体一起输送给术者，含麻醉蒸气的混合气体，被人体呼吸时产生的吸气负压吸入肺部，通过血液循环输送到人体各个器官，使器官在一定的时间内暂时失去知觉和各种反射，从而达到麻醉目的[1.4.5]。3、分类麻醉机的基木分类有：按功能多少、结构繁简分：全能型、普及型和轻便型；按流量高低分：高流量麻醉机，低流量麻醉机；按对象分：成人型、小儿型和成人小儿兼用型。目前国内外麻醉机常用品牌有：德国Drager、美国

3、Ohmeda、德国西门子、英国Tontro、日本FANCY、北京ACM系列、上海MHJ系列、江苏RY系列等。4、主要结构现代麻醉机的基本结构可分为：呼吸器、呼吸回路系统、麻醉气体挥发罐、供气系统、呼吸安全监测系统和残气收集系统等，见图1。4.1呼吸器在麻醉过程中，呼吸器用于辅助和控制病人呼吸，是麻醉机必需的组成部分。在现代麻醉机中，都配有机控和手控两种呼吸方式。可以通过机控/手控开关来切换。在手控方式中，呼吸回路与手控气囊接通，麻醉师通过手动按压气囊控制病人呼吸。在机控方式中，呼吸器被接入呼吸回路中，按照设定好的呼吸模式(如PCV、

4、VCV、SIMV)，和呼吸参数来帮助病人呼吸。呼吸器工作原理简单的说就是：通过机器来代替手动按压气囊，从而控制病人呼吸，见图2。呼吸器一般可分为气动气控、气动电控和电动电控三种。在这三种呼吸器中，电动电控呼吸器最精准、最稳定、更节省麻醉成本，被越来越多的高档麻醉机所采用。它的特点是无需驱动气体，能够在没有任何气体的供应情况下，依然能够像呼吸机一样精确地控制病人呼吸。4.2呼吸回路系统呼吸回路系统是麻醉机与病人相连的气路装置。它负责向病人输送麻醉混合气体，回收病人呼出的气体，并将多余的麻醉气体排入残气收集系统。主要包括：吸气阀、呼出阀

5、、APL阀、PEEP阀、CO2吸收器和呼吸管路。回路分有两种：一种为标准回路(也称立件回路)；另一种为板式回路。板式回来主要是把标准回路中的六个部件集成在一起，这样做结构紧凑，使用方便，接口较标准回路减少，有效防止漏气。美国、英国生产的麻醉机均采用板式回路，而德国生产的麻醉剂早期都采用标准回路，后期也改用了板式回路。其中包括德国DRAGERFabius和PRIMUS麻醉机。现代麻醉机的呼吸回路越趋于紧凑化和集成化，它大大缩减了管路死腔和可拆卸部件，从而降低回路阻力，提高呼吸顺应性，减少气体泄漏的可能，同时也易于拆卸、清洁和消毒。4.

6、3麻醉气体挥发罐(亦称蒸发器)挥发罐是麻醉机的重要组成部分，它的作用将麻醉药转换成麻醉蒸气并按一定量输入呼吸回路，提供带麻醉蒸气的混合气体给术者。随着微机和传感器的应用和发展，电控挥发罐逐渐应用于临床，它的结构由蒸发室和旁路室组成。技术特点是在蒸发室的出口安置了一个电子流量控制阀。这个控制阀由罐内的一个CPU控制，CPU接收到蒸发罐浓度控制盘的信息，根据蒸发室内的压力、温度传感器以及蒸发室、旁路室出口的流量计所提供的信息，同时接收气体监测所提供的信息，综合分析后精确地控制流量阀，以达到预期的吸入麻醉药浓度[2]。电子蒸发罐的使用，让

7、麻醉药浓度控制实现自动化，减少了人为误操作的可能，提高了吸入麻醉的安全性。为了避免外界温度差异造成的输出浓度波动，挥发罐普遍采用温度-气流补偿原理，其作用是不管是外界温度的波动还是挥发罐的气流量过低(<250ml/min)或过高(>15L/min)，挥发罐仍能稳定地输出麻醉蒸气。尤其是在低流量下麻醉药挥发的精确更为重要，它为实施低流量麻醉建立基本条件。如OhmedaTec4，DragerVapor19.1型蒸发器，还有DragerVapor2000型能够保证在10˚C~40˚C的精确操作[5]。质量优良的挥发罐应能做到任何位置无泄漏

8、，目前各型挥发罐常在麻药灌注口和挥发气输出口，加装各种安全装置，防止气体的泄露，保证操作人员的安全。因为各种麻醉药液的沸点、饱合蒸气压等物理特性的不同，挥发罐需为其专用设计，一般高档麻醉机都备有多个麻醉挥发罐接口，可接数个挥发罐。4.