【麻醉機廠家】呼吸麻醉機的工作原理

時間：2021-04-19作者：江蘇藍韻凱泰醫(yī)療設備有限公司瀏覽：1454

一）蒸發(fā)器
絕大部分吸入性全身麻醉藥物都是常溫、常壓下的可揮發(fā)性液體。這類液體藥物必須轉變成氣體后才能在臨床上應用。這就需要用蒸發(fā)器將液體藥物進行蒸發(fā)，使其變成可使用的氣體麻醉藥。氣體麻醉藥便于隨著呼吸而進入到人體內，實現(xiàn)全身麻醉的目的和效果。
根據(jù)物質運動的原理，構成液態(tài)物質的分子由于內能的存在，每時每刻作無規(guī)則的相互碰撞運動。隨著溫度的升高，分子內能增加，碰撞的次數(shù)和分子的運動速度都會增加。當某些分子的內能增加到足以克服分子間的相互引力時，構成液態(tài)物質的分子就會脫離液態(tài)物質的約束而形成氣態(tài)物質。這種過程被稱為液體的汽化過程。在密閉的容器內，液體物質的汽化并不是無限制的進行下去的。它要受到容器內的壓力和溫度的雙重影響和制約。
當溫度一定時，隨著液體物質的不斷汽化，氣體分子數(shù)的不斷增多，在容器內就會產生一個隨分子數(shù)目增多而增加的壓力。當液體內的分子在容器內壓力的作用下，它的內能不足以克服這個壓力時，液體內的液態(tài)分子就不能變成氣體分子，從而達到相對平衡狀態(tài)。即氣體分子濃度相對平衡。這時的溫度叫做飽和蒸發(fā)溫度；壓力叫飽和蒸汽壓力。
當壓力一定時，隨著液體物質的不斷汽化，藥液的溫度會逐漸降低，蒸發(fā)速度變慢。當降到一定程度時，溫度也會不足以支持液體的汽化。使氣體分子濃度相對平衡。
當壓力和溫度這兩個條件中任一條件改變時，其蒸發(fā)過程又會進行，直到達到新的平衡。
蒸發(fā)器一般分為兩大類；一類叫做液面蒸發(fā)器；另一類叫做特定藥物用蒸發(fā)器。液面蒸發(fā)器是在盛有揮發(fā)性麻醉藥的容器上方空間到蒸發(fā)室通過一定量的氣體，一般是氧氣和*的混合體，也叫載體。當這部分氣體流過蒸發(fā)室時，就會變成含有飽和麻醉藥蒸汽的氣體，形成臨床上所需要的安全濃度的麻醉氣體。

液面蒸發(fā)器又分下面幾種：

1、鼓泡型蒸發(fā)器
這種蒸發(fā)器是通過一個濃度調整旋鈕改變麻醉氣體的濃度。其工作原理是：氣體通過導管3達到銅盤4，銅盤上有許多小孔，當氣體從小孔冒出時，就使藥液產生大量的氣泡，從而將飽和麻醉氣體帶出。隨著麻醉藥液的不斷蒸發(fā)，液體溫度會隨之降低，使蒸發(fā)速度變慢。即鼓泡型蒸發(fā)器的麻醉氣體濃度不易控制。

這種蒸發(fā)器是通過一個濃度調整旋鈕改變麻醉氣體的濃度。其工作原理是：氣體通過導管3達到銅盤4，銅盤上有許多小孔，當氣體從小孔冒出時，就使藥液產生大量的氣泡，從而將飽和麻醉氣體帶出。隨著麻醉藥液的不斷蒸發(fā)，液體溫度會隨之降低，使蒸發(fā)速度變慢。即鼓泡型蒸發(fā)器的麻醉氣體濃度不易控制。
2、抽吸型蒸發(fā)器
抽吸型蒸發(fā)器是乙醚蒸發(fā)器，它是將棉紗線制成的芯子浸泡在乙醚液中，通過棉芯的虹吸原理，使麻醉液面上方保持一定濃度的蒸汽。開啟調節(jié)開關，通過很小的氣體，就能將乙醚蒸汽帶給病人。棉芯的面積越大其蒸發(fā)越好，通過氣體帶出的蒸汽濃度就越高。它和鼓泡型蒸發(fā)器一樣，隨著藥液的不斷蒸發(fā)，周圍溫度降低，麻醉氣體濃度較難控制。

3、間接熱源型蒸發(fā)器
這種蒸發(fā)器是利用銅的高比熱和良好的傳熱特性，吸收環(huán)境中的熱量來供給藥液進行蒸發(fā)。目前應用較為普遍的是溫度-氣流量補償型蒸發(fā)器，如圖2-3-5所示。它的工作原理是：載氣流3通過由青銅制成的細孔圓盤1時噴出汽泡，在液面上形成大量的麻醉蒸汽，經導氣管4導出，與主氣流混合形成穩(wěn)定濃度的麻醉氣體送給病人。
由于藥液的不斷蒸發(fā)使環(huán)境溫度降低時，通過兩種不同熱膨脹系數(shù)制成的青銅盤將自動調整進入藥液氣體流量的大小，使輸出麻醉氣體的濃度得以穩(wěn)定。

（二）C02吸收器
C02吸收器主要用在緊閉式麻醉循環(huán)中，用來確保CO2氣體的重復性吸入。防止病人的CO2蓄積。一般采用來回式和循環(huán)式兩種吸收形式。其結構多為圓形，由透明塑料制成。按病人不同的年齡，吸收器的容積以（1200～2400）ml不等。吸收器內裝有4～8篩目的鈉石灰（300～2200）g，氣體間隙在（200～2000）ml。目前廣泛應用的是大容量2L的鈉石灰吸收罐。它分為上下兩個串聯(lián)使用。當上層的鈉石灰變色后（一般為粉紅色），上下層更換使用。在使用鈉石灰時，一定要將其粉末篩凈，以免使病人吸入肺中。另外，在裝罐時，一定要將吸收罐裝滿，盡量減少機械死腔，以便使對CO2的吸收充分徹底。
（三）氧失效保護閥
在吸入性全身麻醉的過程中，氧氣是病人各組織細胞以及大腦的營養(yǎng)成份。尤其是在麻醉過程中，氧氣對病人尤為重要。如果缺少氧氣，病人就會出現(xiàn)藥物中毒，甚至窒息而死。故此，在吸入性緊閉循環(huán)過程中，必須裝備有氧失效保護裝置。一旦沒有氧氣，其它氣體將自動關閉防止發(fā)生危險。一種氧氣失效保護裝置的結構如圖2-3-6（a）所示。當沒有氧氣時，由于活塞沒有受到任何壓力，不足以克服平衡彈簧的彈力使閥門頂針打開使N2O*通過；當有氧氣時，由于活塞受到氧氣壓力的作用，克服了平衡彈簧的彈力使頂針打開，*通過頂針到達循環(huán)回路，如圖2-3-6（b）。
（四）減壓閥

目前使用的減壓閥都是間接減壓閥，它將高壓氣瓶內的15MPa的壓力經減壓閥調至0.3MPa左右的恒壓，供麻醉機使用。其結構如圖2-3-7所示。
其工作原理是：從高壓氣瓶2來的氣體進入高壓腔，通過調節(jié)螺桿4將彈簧的彈力通過薄膜6傳遞給活門10，將門打開一個細小的間隙，使壓力降下來，然后送到低壓腔8輸出。

氣源
呼吸環(huán)路系統(tǒng)

蒸發(fā)器

麻醉呼吸器

( 一 ) 氣源

主要指供給氧氣和氧化亞氮 (N 2 O) 的儲氣設備，有鋼瓶裝壓縮氧氣和液態(tài)氧化亞氮，或中心供氣源。經過壓力調節(jié)器將壓力減至 343~392kPa (3.5~4kgf/cm 2 ) 后，供給麻醉機使用。通過氣體流量計調節(jié)新鮮氣流量。為使呼吸囊能快速充氣，設有快速充氧閥。

( 二 ) 蒸發(fā)器

蒸發(fā)器 (vaporizer) 為能有效地將揮發(fā)性麻醉藥液蒸發(fā)為氣體 , 并能精確地調節(jié)麻醉藥蒸氣輸出濃度的裝置。蒸發(fā)器具有藥物**性 , 如恩氟烷蒸發(fā)器、異氟烷蒸發(fā)器等。蒸發(fā)器多放置在呼吸環(huán)路之外，有獨立的旁路供氣系統(tǒng)。當開啟揮發(fā)器時，旁路氣流經過蒸發(fā)室，并攜帶麻醉藥蒸氣與主氣流混合后進入環(huán)路，使吸入濃度較為穩(wěn)定。但快速充氣時，因其不經過蒸發(fā)器，可將環(huán)路內麻醉藥稀釋而使吸入濃度降低。

( 三 ) 呼吸環(huán)路系統(tǒng)

通過呼吸環(huán)路系統(tǒng) (brmthing circle system) 將新鮮氣體和吸入麻醉藥輸送到病人的呼吸道內，并將病人呼出的氣體排出到體外。常用環(huán)路系統(tǒng)有：

1. 開放式 在開放式中，病人的呼吸并不受麻醉器械的控制，吸人或呼出的氣體都可以自由地出人于大氣之中，呼出的 CO 2 無重復吸入現(xiàn)象。

2. 半緊閉式或半開放式 病人呼出和吸人的氣體部分受麻醉器械的控制。呼吸環(huán)路中設有呼氣活瓣，但無 CO 2 吸收器。呼氣時呼出氣體可由呼氣活瓣逸出，逸出氣體量的多少，取決于活瓣的阻力和新鮮氣流量的大小。新鮮氣流量小時，仍有部分呼出氣體 ( 包括 CO 2 和麻醉氣體 ) 進人呼吸囊，再吸氣時可重復吸人，重復吸人的 CO 2 可** 1% 容積，稱為半緊閉式。若新鮮氣流量大時，大部分呼出氣體都排出到大氣中，重復吸入的 CO 2 ** 1% 容積，稱為半開放式。

3. 緊閉式 病人呼出和吸人的氣體完全受到麻醉器械的控制。因此，呼吸環(huán)路中必須設有 CO 2 吸收器。呼曲氣體通過 CO 2 吸收器將 CO 2 吸收后，部分或全部被再輸送到病人呼吸道。應用緊閉式呼吸環(huán)路，便于病人的呼吸管理，可行輔助或控制呼吸；呼出氣體中的麻醉藥可再利用，不僅顯著節(jié)省麻醉藥，而且減少環(huán)境的污染；可保持吸人氣體的溫度和濕度接近生理狀態(tài)。但結構較復雜，呼吸阻力較大。

( 四 ) 麻醉呼吸器

在麻醉期間可用呼吸器 (ventilator) 來控制病人的呼吸。呼吸器可分為定容型和定壓型兩種，可設置或調節(jié)潮氣量 (V T ) 或每分鐘通氣量 (MV) 、或氣道壓力，呼吸頻率，吸 : 呼時間比 (I:E) 等呼吸參數(shù)。有的還可設置呼氣末正壓 (PEEP) ，并可設置吸入氧濃度、每分鐘通氣量及氣道壓力的報警界限，以保證麻醉的安全性

麻醉機從結構上由以下幾部分組成： 機架 、外回路 、呼吸機 、監(jiān)護系統(tǒng)。
麻醉機從工作原理上由四個主要分系統(tǒng)構成：氣體供給和控制回路系統(tǒng)、呼吸和通氣回路系統(tǒng)、清除系統(tǒng)，以及一組系統(tǒng)功能和呼吸回路監(jiān)護儀。某些麻醉機還有一些監(jiān)護儀和報警器，以指出與心肺功能或呼吸混合氣體中氣體和麻醉劑濃度有關的某些生理變量和參數(shù)的數(shù)值及變化。通常生產廠家對標配產品都僅提供較少的監(jiān)護和報警組合。

下面主要從工作原理說明麻醉機的構成和作用：
1、氣體供給和控制回路系統(tǒng)
由于麻醉機工作時需要大量的氧氣，所以通常是從醫(yī)院的*供氣系統(tǒng)或氧氣鋼瓶中獲得。從鋼瓶輸入回路的每種氣體，都要通過過濾器、單向通氣閥和調節(jié)器，調節(jié)器可將壓力降到麻醉機合適的工作壓力。*供氣系統(tǒng)不需要調節(jié)器，因為氣體已經降到4公斤左右。麻醉機的合適工作壓力為3-6公斤。大多數(shù)麻醉機都有氧源故障報警系統(tǒng)，如果氧氣壓力**2.8公斤以下，機器會減少或切斷其他氣體的流量，并啟動報警器。
在連續(xù)流動裝置中的每一種氣體的流量均由流量計控制，并由流量計顯示出來。流量計可以是機械性的，也可以是帶LCD的電子傳感器。氣體通過控制閥和流量計后，進入低壓回路，如果需要還要通過蒸發(fā)罐，然后供給病人。好的麻醉機，*和氧氣的流量控制機構應該是連動的，只有這樣氧氣與*的比例就永遠不會降到較小值（0.25L/分）。
2、呼吸和通氣回路系統(tǒng)
大多數(shù)麻醉機可提供連續(xù)流動循環(huán)的氧氣和麻醉氣體，稱為循環(huán)系統(tǒng)。在這類麻醉機中，有兩種主要的呼吸回路，緊閉式和半緊閉式。在緊閉式呼吸回路中，病人呼出的氣體經去除CO2后，全部返回循環(huán)系統(tǒng)。半緊閉式中，病人呼出的氣體部分進入循環(huán)系統(tǒng)，部分排出循環(huán)系統(tǒng)。在循環(huán)系統(tǒng)中，新鮮氣體的供給流量**1L/min稱為低流量麻醉，**0.5L/min的新鮮氣體流量稱為較低流量麻醉。
手動通氣要求操作者不斷手動擠壓儲氣囊使病人呼吸，在較長時間手術時，操作者不但非常疲勞，而且影響其他工作，因此常用自動呼吸機機械地使病人得以呼吸。呼吸機迫使麻醉混合氣體進入病人回路和呼吸系統(tǒng)中，接受病人呼出的氣體和新鮮氣體。麻醉師可根據(jù)病人的情況調節(jié)潮氣量、呼吸頻率、吸呼比和分鐘通氣量等參數(shù)。調節(jié)通氣方式來滿足病人的各種需要。
3、清除系統(tǒng)
又稱為二氧化碳吸收系統(tǒng)，由1-2個CO2吸收罐組成，罐內裝有鈉石灰或鋇石灰，主要作用是清除病人呼出氣體中的CO2。
4、監(jiān)護與報警系統(tǒng)
麻醉機根據(jù)不同的配置有一套與監(jiān)護有關的裝置，如用于監(jiān)測氣道方面、生理方面、麻醉氣體濃度以及能間接反映病人麻醉深度、肌肉松弛程度的監(jiān)護。
大部分麻醉機的監(jiān)護系統(tǒng)只配一臺附有基本監(jiān)護裝置作為系統(tǒng)的平臺用，監(jiān)護的內容包括：氣道壓力、吸入潮氣量、分鐘通氣量、呼吸頻率以及相關的報警系統(tǒng)。所需其他的監(jiān)護可單獨購得，加到系統(tǒng)中去。
另外，麻醉工作站還需配有麻醉信息管理系統(tǒng)，這套系統(tǒng)可接收、分析、儲存與麻醉臨床和行政管理有關的信息，自動采集監(jiān)護儀的信息并自動生成麻醉記錄單。麻醉機從結構上由以下幾部分組成： 機架 、外回路 、呼吸機 、監(jiān)護系統(tǒng)。
麻醉機從工作原理上由四個主要分系統(tǒng)構成：氣體供給和控制回路系統(tǒng)、呼吸和通氣回路系統(tǒng)、清除系統(tǒng)，以及一組系統(tǒng)功能和呼吸回路監(jiān)護儀。某些麻醉機還有一些監(jiān)護儀和報警器，以指出與心肺功能或呼吸混合氣體中氣體和麻醉劑濃度有關的某些生理變量和參數(shù)的數(shù)值及變化。通常生產廠家對標配產品都僅提供較少的監(jiān)護和報警組合。





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