麻醉机的发展趋势

麻醉机的发展趋势

现代麻醉学经过150余年的发展，目前已成为临床医学的重要组成部分。麻醉机也随着麻醉学和电子技术的发展而不断发展，现今已成为麻醉医师施行麻醉的必备工具。

自1901年，德国人Johann-Heinrichger及他的儿子制成世界上第一台简单的麻醉机,以后经科技和医务人员的共同努力,麻醉机的功能不断完善,技术含量不断提高,从较简单的麻醉机到现代麻醉机,直至目前的麻醉工作站。

麻醉机的基本组成包括：气体流量计，吸入和呼出阀门，报警装置以及麻醉残气清除系统等。其中麻醉呼吸机，挥发罐，呼吸功能监测装置为其核心组成部分，在任何一种麻醉机上都是必不可少的，本文就此介绍一下它们的发展及趋势。

一、麻醉呼吸机从手动到电动电控活塞，涡轮式呼吸机的发展

麻醉呼吸机俗称“麻醉机的心脏”，由此可见它在麻醉机中的重要性。但是之前进行吸入麻醉时都是通过减压阀对高压气体（氧气）进行减压以后直接输送给患者的，当时只是考虑将氧气简单地提供给患者以便维持其生命，后来发现利用这种方法给患者输送气体一方面输送量控制不准确，另一方面还存在压力不够的情况。所以在第一台麻醉机上采用了手动皮囊的方法，就是通过医生用手在麻醉过程中挤压皮囊来输送气体给患者，这就是最初意义上的“麻醉呼吸机”，准确的说法应该是“人力麻醉呼吸机”。

随着麻醉机在临床上的应用的不断推广，医生们发现通过手动皮囊给患者输送气体虽然通过不断的使用和经验的积累，医生能通过手动挤压给患者输送较准确的潮气量，但同时也发现由于需要在麻醉过程中不停地挤压，所以不能很好地观察患者的情况或者需要多位医生同时工作才能保证麻醉的实施，这样的效率实在太低。1911年出现了世界上第一台具有机械通气功能的麻醉机，随着它的问世，医生们就可以从单调乏力的劳动中解脱出来，有更多时间关注患者。尽管这样，但此时的机械通气功能在准确度和使用的简便方面还是不够的，因此在1946年研发出了Model“D”麻醉机，它带有控制面板，可用以控制所有功能部件，这样大大提高了麻醉机的操作方便程度；之后在1952发布了全球第一台自动控制，容量控制的呼吸机“Pulmomat”并在1959年生产出了第一台电动压缩机驱动的呼吸机Spiromat5000实现了对潮气量，呼吸频率以及吸呼比的准确自动控制，初步完成了麻醉呼吸机的自动化，大大提高了医生的工作效率和患者的安全性。

随着麻醉学的不断发展，麻醉呼吸机也不断发展成熟，逐渐形成了有气动、气动电控和电动电控三种类型，当前主要以气动电控和电动电控为主导。气动电控麻醉呼吸机是最传统的，常使用密闭室中的风箱作为呼吸机的储气部件，呼吸风箱有上升型和下降型。由于下降型风箱在管道脱开时，风箱的上下活动无异常表现，甚至容量监测装置亦无异常表现，因此目前已较少使用；而上升型风箱在管道发生脱开时，将不再充盈并容易被发现，所以目前得到了广泛的应用。

随着临床上对于通气精确度要求的不断提高，1988年出现了第一台电动电控的麻醉呼吸机DIVAN，它使用活塞作为储气部件，活塞由高精度的机械装置驱动，因此开创了“潮气量精确输送”的里程碑，同时由于电动电控的麻醉呼吸机无需高压氧气作为驱动气体，所以大大节约了高压气体的使用量；还有就是电动活塞可在气源失供的情况下抽吸周围空气加压输送给患者，一改传统麻醉呼吸机在无高压气体的情况下就不能正常工作的先河，在麻醉机领域独树一帜，为患者的安全提供了更多的保证。

随着小儿麻醉的不断发展，压力控制通气在临床上的应用越来越普遍，麻醉呼吸机也研发出了压力控制通气模式（PCV），这样对于如何精确控制麻醉呼吸机提出了更高的要求。临床上的需求是不断发展的，现在已经把持续通气治疗的概念引入了麻醉过程，因此必须面对在传统麻醉中不会遇到的如何处理患者的自主呼吸的问题。为了满足日益增长的临床需求，麻醉呼吸机可需要更上一层楼。通过不断的研发和投入，已经开发出了最新一代的涡轮式麻醉呼吸机，由于它是一种纯压力源的驱动装置，所以以此为基础可开发出更加先进的通气模式，如Autoflow，BIPAP，APRV等多种能兼容患者自主呼吸并能在术中进行肺保护的高级通气模式，使麻醉机的实际应用范围不断扩大，能适用于原来不能涉足或控制欠佳的麻醉领域。这是麻醉界公认的发展趋势，就是使麻醉机尽可能地应用于包括新生儿甚至早产儿在内的所有患者，还有就是尽可能地应用于所有需要全麻的手术。

二、麻药输送从滴麻药，挥发罐，以至革命性电子喷射麻药的发展

1842年美国乡村医生Long使用乙醚吸入麻醉给病人做颈部肿物手术成功，这标志着麻药第一次真正用临床实践。之后，1831年分别由Vonliebig、Guthrie和Sanbeiren发现了氯仿；1844年Wells在自己拔牙时吸入氧化亚氮获得成功；1846年麻省总医院成功地为一例大手术施用乙醚麻醉成功；1960年出现氟烷，乙醚结束其100年历史；1963年Terrell合成异氟醚后经Krantz和Dobking等动物实验后于1966年应用于临床；1968年Regan合成七氟醚后经临床实验观察后用于临床；1990年Jones首先在临床上应用地氟醚。

随着麻醉药物的不断被发现和应用于临床，麻醉机在麻药的存储和输送上也是在逐渐发展的。1902年，出现了第一个用于氧－氯仿麻醉的氯仿滴注器Reich，它通过调节刻度盘来控制氯仿的每分钟的滴数以达到控制麻药输送量的目的，第一次建立了“定量麻醉”的概念，为现代挥发罐的发展奠定了基础。随着乙醚在临床上应用的不断普遍，1934年诞生了全球第一个麻醉挥发罐“ether”。但既氟烷出现后，乙醚退出了历史舞台，1960年研发出了高精度的氟烷挥发罐Vapor，并用于麻醉机。它的使用是首先人为观察检测到的温度，再对照麻药的浓度-温度曲线，之后通过准确地调节气体流量，来维持相对稳定的麻药输出浓度。虽然操作必须经多步的人为操作且很复杂，但Vapor是真正意义上高精度的（温度代偿）挥发性麻药挥发罐。为了进一步保持恒定的输出麻醉药浓度以及更便于使用，通过在挥发罐的设计、制作材料以及标定方面的持续研究和改进，使之渐渐都具有了完善的温度补偿、