吸入给药系统

蒸发器
• 基本工作原理
• 下图是一种普通可变旁路式蒸发器的示意图。蒸发器的组 件包括：浓度控制转盘、蒸发室、旁路室、加药口和加药 口帽。
蒸发器
• 基本工作原理
• 来自流量计的气流进入蒸发器入口后，80%以上的气流直 接经过旁路室到达蒸发器的出口，其余20%以下的气流进 入蒸发室。进入蒸发室的气流带走一部分麻醉药，其程度 取决于温度和各种麻醉药的饱和蒸气压。在蒸发器的出口 处，共有三股气流离开蒸发室：通过旁路室的气流、通过 蒸发室的气流和吸入麻醉药气流。最终的吸入麻醉药浓度 是吸入麻醉药蒸气在总气流中所占的比例。
麻醉机
• 高压、中压回路
• 大多数Datex-Ohmeda麻醉机有一个次级氧气减压阀， 位于中压回路内氧气源的下游，将压力调节到一个精 确的水平。无论管道内氧气压力如何波动，这个减压 阀都给氧流量阀提供稳定的压力。
麻醉机
• 低压回路
• 流量控制阀是一个重要的界标，将中压回路和低压回路分 隔开来。低压回路是麻醉机的一部分，位于流量控制阀的 下游。通过调节流量控制阀，操作者可以调整进入低压回 路内的气体流量。通过一个配比系统，氧气和N2O流量控 制阀以机械或气动的方式联动，防止输出低氧混合气。气 体流过一个共同的集合管，也可能直接进入一个蒸发器， 这取决于蒸发器浓度控制转盘的设定位置，然后，新鲜气 体流向总气体出口。
麻醉机
• 次级氧气减压阀
• 大多数现代的Datex-Ohmeda麻醉工作站有一个次级氧气减 压阀。当氧供压力超出此界限时，氧气流量计仍能稳定地 输出氧气。Datex-Ohmedad的压力感受型关闭阀界限更高 一些，以确保当氧供压力出现问题时氧气流量的下降排在 其他气体之后。
麻醉机
• 流量计装置
• 流量计装置能精确地控制和量化进入总气体出口的气流。 在传统的玻璃流量计中，流量控制阀门调节进入被称为 “Thorper管”的透明锥形流量管内的气流量。在流量管内， 一个活动的指示浮标显示通过相应流量控制阀门的流量， 流量管上的刻度显示气流速度。
麻醉机
• 管道气源
• 管道气源是麻醉机的主要气源。大多数医院有中心管道系 统，能给手术室提供氧气、 N2O和空气等医用气体。中心 管道系统必须给麻醉机提供压力适当的正确气体，这样， 麻醉工作站才能正常工作。 • 气体经过管道进口接头进入麻醉机，管道进口接头是气体 专用、符合口径安全系统（DISS）的螺纹接头。DISS给医 用气体管道提供了带螺纹的不可互换的接头，将误接的危 险性降到了最低程度。接头的下游有一个止回阀，防止气 体从麻醉机向管道或空气中反流。
麻醉机
• 快速充氧阀
• 快速充氧阀可能会引起一些危险。阀门出现故障或损坏后 可能会卡在全开位置，引起气压伤。如果阀门卡在部分开 放的位置，可能会促醒患者，因为从不合格的阀门而来的 氧气会稀释吸入麻醉药。即使快速充氧阀功能正常，使用 方法不规范时也会引起这方面的问题，术中过分充氧可能 会稀释吸入麻醉药。
麻醉机
• 气动和电子报警装置
• 许多老式麻醉机有一个气动报警装置，当氧气压力下降到 设定的界限时就发出报警。当氧供压力下降到厂家设定的 界限以下时，要在5秒钟内激活中度优先级警报。电子报 警装置可以满足这个标准。
麻醉机
• 自动安全阀
• 除了氧气管道以外，在其他给流量计供气的管道中都有一 个自动安全阀，并受氧供压力所控制。当氧气压力下降时， 阀门关闭或使其他气体的供气压成比例地下降。 • Datex-Ohmeda麻醉机配备的自动安全阀被称为“压力感受 型关闭阀”。该阀门按照“门槛原则”工作，为全开全闭 型：氧供压力打开阀门，而阀门的复位弹簧可使阀门关闭。
麻醉机
• 流量计的问题
• 模糊的刻度尺
• 在流量计刻度尺的标准化和广泛应用氧气分析仪以前，至 少有两例患者死于刻度尺模糊引起的混乱。现在，这种错 误已不大可能发生了，因为现代的流量刻度尺直接标在流 量管上或流量管的右边。如果把刻度尺直接刻在流量管上， 这种混乱能降低到最低程度。
麻醉机
• 配比系统
麻醉机
• 流量计的问题
• 误差
• 即使流量计安装正确，也可能会出现误差。灰尘或静电可 以黏住浮标，使其实际流量高于或低于读数。浮标在低流 量时更容易黏住，因为此时的环形间隙更小。浮标损坏后 浮标和流量管之间的关系发生改变，使读数出现误差。呼 吸回路的反向压力可使浮标下降，使读数比实际流量低。 如果流量计放置位置不垂直，读数也会出现误差，因为流 量计倾斜后扭曲了环形间隙。
麻醉机
• 流量计装置的部件
流量控制钮
针形阀
流Байду номын сангаас控制阀
阀座
流量计
流量计部件
阀门挡块 流量管 带浮标挡块的指示浮标 刻度尺
麻醉机
• 流量计的问题
• 泄漏
• 流量计泄漏危害严重，因为流量计位于除氧气分析仪以外 所有机器安全装置的下游。玻璃流量管和金属模块之间的 环形圈接合处可以出现泄漏。玻璃流量管是麻醉机最脆弱 的气动组成部分，当出现裂缝或破裂时也会引起泄漏。虽 然普通玻璃流量管上肉眼可见的损伤常常容易被发现，但 是，细微的裂纹和碎裂常易被忽视，导致输出流量出现误 差。
By Tian Yu
• 麻醉气体输送系统由相互连通的几个部分 组成，包括麻醉机、蒸发器、麻醉呼吸回 路和废气清除系统。只有全面掌握这部分 知识，才能保障麻醉的安全实施。与气体 输送设备有关的医疗差错的诉讼虽少见但 很严重，目前仍时有发生。
麻醉机
• 普通麻醉机
• 图1是普通双气源麻醉机的结构示意图。麻醉机内部按照 压力高低可分成三个回路：高压回路、中压回路和低压回 路。高压回路起自钢瓶，止于钢瓶的初级减压阀。中压回 路起于调节后的钢瓶气源和管道气源，止于流量控制阀。 在有些厂家和特殊麻醉机设计中，有时还采用次级压力调 节器来降低自管道气源至流量阀的压力。低压回路包括流 量阀至总气体出口之间的回路。在大多数的Datex-Ohmeda 麻醉机中，低压回路包括流量管、蒸发器和一个单向止回 阀。
蒸发器
• 物理学基础 • 1. 蒸气压 • 2. 蒸发潜热 • 3. 比热 • 4. 热导率
蒸发器
• 可变旁路式蒸发器
• Datex-Ohmeda Tec 4、Tec 5和Tec 7以及North American Drager Vapor19.n和20.n属于可变旁路、拂流、温度补偿、 专用、回路外蒸发器。“可变旁路”是指调节输出浓度的 方法，当气流进入蒸发器入口后，浓度控制盘的设定位置 决定了通过旁路室和蒸发室的气流比例。进入蒸发室后， 气体从浸透了液体麻醉药的纱芯系统上流过，转变成饱和 蒸汽。“拂流”是指麻醉药的蒸发方式，与铜罐系统蒸发 器等应用的鼓泡式系统有所不同。Tec 4、Tec 5和Tec 7以 及Vapor19.n和20.n被称为“温度补偿”型，它们具有一 个自动温度补偿装置，在一个很宽的温度范围内能输出浓 度稳定的蒸气。“专用”是指每一种麻醉药都有一个专门 设计的蒸发器。“回路外”是指蒸发器安置在呼吸回路之 外。人们设计了各种旁路蒸发器来输出氟烷、恩氟烷、异 氟烷和七氟烷，但地氟烷不能使用这种蒸发器。
麻醉机
• 配比系统
• 局限性
• 配比系统并非绝对安全。在某些情况下，安装了配比系统 的机器仍可能会输出低氧混合气。
局限性
供气出错 气动或机 械故障
下游的泄漏
惰性气体 的应用
挥发性吸入 麻醉药对氧 浓度的稀释 作用
麻醉机
• 快速充氧阀
• 快速充氧阀将氧气的高压回路直接与低压回路相通，来自 快速充氧阀的气流进入蒸发器的下游或Datex-Ohmeda止回 阀的下游。弹簧加载的快速充氧阀平时出于关闭状态，当 操作者按压快速充氧按钮时，快速充氧阀就被打开，以 35-75L/min的速率向呼吸回路输送100%的氧气。 • 如果麻醉机的蒸发器和快速充氧阀之间设置了止回阀，并 且在蒸发器的下游和止回阀的上游之间有一个减压安全阀 时，快速充氧阀提供的高压氧气可用于实施喷射通气。
麻醉机
• 自动安全阀
• Drager系列的麻醉机应用的自动安全阀被称为“氧气故障 保护阀装置（OFPD）”，它是氧气压力和其他气体（如 N2O或其他惰性气体）压力的分界面。它与Datex-Ohmeda 麻醉机的氧气压力感受型关闭阀是截然不同的，因为OFPD 是按照“配比原则”而非“门槛原则”设计的，当氧供压 力下降时，所有受OFPD控制的气体压力成比例地下降。 OFPD由一个连接到弹簧加载活塞上的阀座-阀嘴装置组成。 了解这些安全装置之间的区别是很重要的。Datex-Ohmeda 麻醉机的压力感受型关闭阀是一种“全或无”型装置，而 Drager的OFPD是流量可变型配比系统。
图 1.
麻醉机
• 高压、中压回路
• 氧气和N2O都有两个供气源：管道气和钢瓶气。现代医院 里麻醉机的主要供气源是管道气。如果管道出现故障，钢 瓶气可以作为备用气源。 • 在N2O气源的下游，有一个称为自动保险阀的安全装置， 充当氧气和N2O气源之间的分界面。当氧气源压力下降时， 这个阀门关闭或成比例地减少N2O的供应。现代麻醉机都 有一个监测氧供压力的报警装置，当氧供压力下降到预先 设定的界限时，就会启动高度优先级报警。
麻醉机
• 氧供压力故障的安全装置
• 在老式的麻醉机中，氧气和N2O的气源是各自独立的，两 者之间没有气体的或机械的界面，突发的或隐蔽的氧气故 障可能会导致输出低氧混合气。2000年后的设计标准要求： 在麻醉机供气装置的设计中，无论氧供压力何时下降到厂 家设定的最低值，输出到总气体出口的氧气浓度不能低于 19%。现代麻醉机有许多安全装置，它们以级联的形式共 同发挥作用，当氧气压力下降时能把缺氧的危险降低到最 低程度。
麻醉机
• 常规流量计的物理学原理
• 打开流量控制阀门后，气体就可以 通过浮标和流量管之间的间隙，这 个间隙被称为“环形间隙”。在一 个设定的流速下，浮标在一个平衡 位置自由旋转，此时，气流对浮标 向上的作用力等于浮标的重力。当 气流变化时，浮标移动到另一个平 衡位置。在管内的所有位置浮标上 下的压降保持恒定，因此这类流量 计被称为恒压型流量计。
麻醉机
• 配比系统
• North American Drager氧气比例监控器
• North American DragerNarkomed 2A、2B、3和4型麻醉机采 用North American Drager的配比系统，即North American Drager氧气比例监控器（ORMC）。更新式的麻醉工作站 如DragerFabius GS 和Narkomed 6000采用被称为感氧比例 控制器（S-ORC）的配比系统。这两个系统本质上是相同 的。ORMC和S-ORC是启动的O2- N2O连锁系统，能保证新 鲜气氧浓度最低为25%±3%。当氧气流速小于1L/min，新 鲜气氧浓度可保持在25%以上。ORMC和S-ORC能限制N2O 气流，防止输出低氧混合气。这种系统与Datex-Ohmeda链 式-25系统的不同之处在于后者能主动增加氧气流量。
• Datex-Ohmeda链式-25比例限控系统 • 传统的Datex-Ohmeda麻醉机应用链式-25系统，该系统的 核心是O2和N2O流量控制阀的机械联动。每一个阀门既能 单独调节，又能自动调节，确保N2O ：O2流量比例不超过 3:1，最低氧浓度不低于25%。链式-25系统能自动增加氧 流量，防止输出低氧混合气。 • Datex-Ohmeda链式-25系统的一些故障已见报道，如：不 开启N2O就不能应用氧气；混合气中氧浓度过低。有关 Datex-Ohmeda Excel系列麻醉机链式-25系统故障的报道提 醒临床医师要保持清醒的认识，即这种配比系统可能会出 现故障。
麻醉机
• 低压回路
• 许多Datex-Ohmeda麻醉机的蒸发器和总气体出口之间有一 个单向止回阀，其作用是在正压通气时防止气体反流入蒸 发器，从而把下游间断的压力波动对吸入麻醉药浓度的影 响减小到最低限度。有无止回阀对术前进行泄漏实验有极 大的影响。在混合气管路中，快速充氧阀的出口位于单向 止回阀和总气体出口之间。当按压快速充氧阀时，管道气 压力通过“直捷通路”直接到达总气体出口。
麻醉机
• 钢瓶气源
• 在没有管道气源或者管道气源出现故障时，麻醉机采用储 气钢瓶作为备用气源。带有颜色标记的钢瓶通过悬挂阀座 连接到麻醉机上，每一个阀座都具备轴针安全系统 （PISS），它是防止钢瓶误接，防止某种气体意外地连接 到其他气体阀座上的保险装置。每一个钢瓶都有一个降压 阀门即减压阀，它能将钢瓶中高压不稳定的压力转变成低 压稳定的压力，从而适宜麻醉机使用。