麻醉机原理与发展趋势

麻醉机原理与发展趋势

傅守勇, 帅训军, 孙 丽, 万效梅

( 青岛市市立医院, 山东 青岛 266011)

[ 摘 要] 本文详细阐述了麻醉机的发展史、结构原理与以后的发展趋势。 [ 关键词] 麻醉; 麻醉气体; 麻醉蒸发器; 麻醉工作站; 麻醉信息管理 [ 中图分类号] R197. 39

[ 文献标识码] B

[ 文章编号] 1007- 7510( 2003) 12- 0033- 03

Princi le and develo ment trend of anesthesia a

p p

FU Shou- yong, SH U AI Xun- jun, S U N Li, WAN Xiao - m ei

pp

aratus

( Qingdao M unicipal H ospit al , Qingdao S handong 266011, Ch in a)

Abstract: T his a er m ainl describes t he hist or , st ru cture and rinci le of th e modern anest hesia a

p p p y y p

its developm en t t rend. Key words: anesth esia ; anaest hetic

anesth esia g as; anesth esia canister;

anest hesia w orkstation; in form ation

aratus as w ell as

pp

m an ag em en t of

[ 收稿日期] 2003- 05- 12

[ 修回日期] 2003- 08- 06

科学技术的不断发展, 使得麻醉机的发展不仅成为可能, 且计算机在麻醉机上的应用成为现实, 成为麻醉机是否现代化的一个显著特征。同时, 麻醉信息管理在临床上的重要性越来越受到医务人员的重视。本文结合麻醉机的原理结构、国内外现状、发展趋势及现代麻醉工作站的技术特点做一阐述。

1 历史回顾

1901 年, 德国人H ein nich Drag er 及他的儿子用氧气和氯气制成世界上第一台简单的麻醉机, 以后经过科技和医务人员的不断努力, 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普及性的麻醉机, 现代麻醉机, 直至麻醉工作站。今天, 麻醉机已发展成世界几大著名品牌。如德尔格( Drag er) 、

得恩- 欧美达 (Datex- Ohm eda) 、西门子 (Siem ens)、

英国的 T ontr on 等品牌的麻醉机。

2 麻醉机原理及结构

基本结构见图 1, 麻醉机的主要结构包括通气装通气装置

通气装置包括气源、压力表、压力调节器、流量

置, 麻醉蒸发器, 麻醉呼吸机和麻醉环路等。

计、O 2 与 N 2O 比例调节装置、快速充氧开关等。氧气 ( O 2 ) 、氧化亚氮( N 2O ) 和空气通常为中央供气, 麻醉

机也有贮气筒备用。中央供气压力约为 3. 5kg / cm 2

, N 2O 在贮气筒内被压缩为液态, 一直保持约

52. 5k g / cm 2 的压力, 直到氧化亚氮耗尽为止。贮气筒

内氧气进入麻醉机流量计前, 由压力调节器将压力降为

1. 0 至 1. 75k g / cm 2。气体经流量计输送至标准

刻度、专用麻醉药物、温度补偿、双路可变的蒸发器,然后, 麻醉混合气体流出共同气体出口。而氧气快速充气开关使

O 2 不流经流量计, 直接流出气体出口。流量计可精确测

量流向共同气体出口的气体流量。

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图 1 麻醉机的基本结构图

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麻醉蒸发器( 挥发罐)

现代麻醉机的蒸发器为双路可变蒸发器

调性排气活辩、贮气囊和 CO 2 吸收器等。环路既有优 点亦有缺点。优点: 节省新鲜气体; 湿化改善; 节省热 效, 可引起严重故障; 环路系统通过化学反应吸收 C O 2, 产生水和热量, CO 2 吸收剂有指示剂, 吸收剂失 效时, 指示剂颜色改变。

麻醉残气排出系统

麻醉残气排出系统的作用是收集残气, 并将残气 排出手术室外, 可减少手术室污染, 但增加了麻醉机 塞时, 呼吸系统正压过高。手术室残气污染的主要因 素有麻醉方法和装置漏气。

安全监测装置

麻醉机从简单的呼吸装置发展成为结构复杂、计 国国家试验与设备标准协会 ( Am erican So ciet y fo r 生产的麻醉工作站必须具备监测特殊参数的装置, 并 C O 2 浓度; 麻醉药浓度; 吸入氧气浓度; 血氧饱和度浓 度; 血压; 心电等。报警有高、中、低等报警。自动和手 病人安全, 尤其麻醉工作站, 病人的各种生理参数均 可在大屏幕上按需显示, 并可根据需要设置所需参数 上下限值。如西门子的创新 K ION 麻醉机, 提供连续

( V ar iable by pass v apor izer) 、标准刻度、温度补偿及 量; 减轻手术室污染。缺点: 设计复杂; CO 2 吸收剂失 位于回路外。蒸发器顶端的浓度控制旋钮决定通过旁 路和蒸发室的气流分配比。进入蒸发室的气流带出饱 和麻醉蒸发气体, 稀释气流与载气流在输出口回合, 成为含有一定比例的混合麻醉气体, 进入麻醉回路。 温度补偿装置有利于在较大温度范围内维持稳定的 蒸发器输出浓度。因温度对蒸发浓度是有影响的。蒸 置最大安全液面; 自动锁定装置等。加药盖松弛为 麻醉蒸发器泄漏的常见原因。

在 DAT E X- OH M E DA T EC 6 麻醉机中, 有为 地氟醚专设蒸发器, 地氟醚需用专用蒸发器及专门设 成份也影响蒸发器的麻醉药输出浓度与蒸发器浓度 钮刻度浓度, N 2O 为载气时, 蒸发气输出浓度比设定 经济型麻醉机中, 采用新一代的 Drag er 挥发罐 ) V apor 2000 。它可以在任何位置完全禁闭。易于运 环境下精确操作。

麻醉呼吸机

麻醉呼吸机具有典型的时间转换特点, 一般以电

发器的安全保证要求: 麻醉药专用蒸发器; 加药池设 的复杂性。残气排出系统易引起危险, 如清除系统阻

计的加热器, 为地氟醚蒸发创造好的环境。同时, 载气 算机控制、功能齐全的现代麻醉机到麻醉工作站。美 旋钮刻度值。O 2 为载气时, 蒸发器的输出浓度接近旋 T esting M ater ials St andards, AST M S) 规定, 今后 浓度值低 20% 。在 Dr ag er 公司生产的 Fa bius 2000 拥有必要的报警系统。监测参数一般包括: 气道压力;

输, 无需事先排空, 安全、简单。可保证在任何恶劣的 动报警。现在, 麻醉机在这一方面做得较完善, 以保证

机、压缩气体为动力。而最近国外生产的麻醉机, 内置 监护。西门子的 INF IN IT Y 具有无限生理监护系 电动电控呼吸机, 无需驱动气, 能在断气的情况下, 由 统。它的无间断生理监护概念, 节省了时间, 保证了生 大气补充进行通气, 保证病人安全。如西门子的 上, 置于一清洁塑料室内, 内含麻醉气体。呼气期间,

理信息的不间断。如 S C5000、SC 7000、SC 9000XL 醉机在医务人员开机时若参数设置不对则机器报警,

SC 3000 等。典型的呼吸机, 风箱固定在麻醉呼吸回路 等。若病人被监护参数超出所设限值则报警, 有的麻 驱动气输送入室内, 压缩风箱。风箱常用 O 2 作驱动 并给出提示, 直至正确设置了参数, 以此保证机器可 气, 因吸入 O 2 浓度易于提高。呼气期间, 驱动气排入 靠、安全为病人服务。 室内, 病人被动吸气时, 风箱重新充满。

呼吸机也可出现危险, 其常见危险因素有: 麻醉 环路与病人未连接或连接错误; 输送压力过高; 呼吸 机排气阀故障; 驱动机制故障。

麻醉环路麻醉环路介于麻醉机、共同气体出口之 间, 麻醉环路的功能为将麻醉气体和氧气输送给病

3 国内外现状

由于种种原因, 麻醉机生产, 在我国起步较晚, 档 次较低, 主要用于中、小型医院。现在我国麻醉机的质 量有了较大提高。目前国产麻醉机主要有上海、北京、 深圳、江苏等厂家。厂家较多规模较小。功能先进的、 质量佳、市场占有率较高的麻醉机仍被国外品牌占

人, 并将 C O 2 排出。环路系统包括新鲜气体入口、吸气 领。国外目前生产的高档麻醉机, 如 DAT EX - 和呼气单项活辩、吸气和呼气罗纹管、Y 型联接管、可 OH M EDA A estiv a/ 5 7900, 带有工作站, 具有模块

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化, 小型化、智能化, 屏幕界面友好、易于操作, 具有

报警装置、友好的人机对话界面、模块化、智能化、

人机对话, 独有的潮气量自动补偿技术及地氟醚麻醉罐

小型化, 操作简单化是不够的。以后的麻醉机应能用较小的麻醉药量达到相同效果, 能适应病人各项参数的变化在工作期间自动做相应调整, 能在较短的时间内使病人进入状态。挥发器旋钮开关由电子控制阀所代替, 麻醉循环回路精确设计, 保证气密性, 使之达到对人的无限生理监视, 麻醉管理信息系统将于医院的管理信息系统联网, 提高效率, 利于统计学研究, 降低成

本 , 提高社会效益。总之, 将来的麻醉机将一切以人为

本 , 朝着简单化、小型化、智能化、信息化和集成化方

技术, 联网等功能; Drag er M edica l 公司新近推出的

FABI U S GS 是一个崭新的麻醉工作站解决方案。设计上采用了全新的模块化平台概念, 通过软件升级不断扩展功能, 其麻醉呼吸机性能卓越, 它的电动电控呼吸机无需消耗驱动气体; 西门子的 SC 3000 中央站,具有 IN FI N IT Y 监护系统、具有目前唯一能选择所有呼吸模式的仪器, 可与网络完美结合。西门子提供 I NF IN IT Y 以太域网, 把一些终端设备, 如呼吸机、麻醉机、床旁监护仪等通过接口与网络连接, 并且通过接口和医院临床信息系统连接, 达到信息共享。这几大麻醉厂家生产的以上几款机型基本反应现代麻醉领域的水平, 它们目前已达到了相等完美的地步。

向发展。

[ 参考文献] [ 1] 郭丹 . 当今麻醉领域

的新潮流- 麻醉工作站[ J] . 中国医

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未来发展

尽管现代麻醉工作站已经达到了相当完美的地

步, 但仍有待改进的地方, 对于未来的麻醉工作站, 仅

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[ 2] 刘俊杰 . 现代麻醉学[ M ] . 北京: 人民卫生出版社,

1999.

疗器械杂志, 2003, 27( 1) .

m

有可靠的气体输送, 能选择所有的呼吸模式、安全的

T E RA SON 公司生产 T E RA SON 2000 型 B 超, 是

市场上首先利用计算机完成超声成像的系统, 主要特点在于专有的 CDP( Ch arg e do m ain pr ocessing ) 技

术。它由三部分组成: 标准 PC; 建立在超声软件基础上的 T er aso ncs M icr osoft W indo w s; Sm ar tPro be。其 PC 系统参数: W indo w s 2000 OS ; 10GB 硬驱; 425M B RA M ; CDRW 驱动器; Sm ar tPro be 只要通过一个 RS232 以太网并联端口即可和任何手提电脑相连接, 它长 19. 30cm( 7. 6inches) ; 宽 6. 98cm ( 2. 75inch es) ; 高 4. 95cm( 1. 95inches) ; 重平均 280g ( 10oz) , 小巧轻便。此仪器基本属于第二种虚拟仪

仪器, 往往一台虚拟仪器 ( 一台计算机及必要的少量硬件加上相应的软件) , 就等于若干种传统仪器。因此, 它体积小功能多, 特别适用野外抢险救灾、太空站等场合。

随着大规模专用集成电路设计( AS IC) 技术和

可编程逻辑器件技术, 以及专用数字信号处理芯片 ( 高 DS P) 技术的发展, 及医学专用高性能测试模块 OE M 器件生产技术的进步; 总线技术的进步; 计算机技术的进步; 虚拟仪器软件平台及开发技术的进步; 虚拟仪器的发展会越来越完善。

[ 参考文献] [ 1] 赵茂泰. 智能仪器

原理及应用[ M] . 北京: 电子工业出版

器。T ERASO N 2000 可显示二维图像、三维以及所有多普勒模式, 功能较齐全。

由于虚拟仪器是以软件为主, 所以其生产成本将远远低于传统仪器的成本, 其应用的广泛性也是传统仪器所不能相提并论的, 无论是床边检查、手术室、急诊室, 还是个人诊所、远程医疗, 乃至野外抢险救灾、战场、太空等各种场合, 其效率和集成性远胜于传统

社, 1999.

[ 2] 袁光华. 超声诊断仪技术进展与操作应用[ M ] . 北京: 北

京医科大学、中国协和医科大学联合出版社, 1990.

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