麻醉设备学(阮肖晖)第八章医学气体监测.ppt

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1、2/24/2023温州医学院麻醉设备学教研组1麻醉设备学麻醉设备学温州医学院温州医学院 阮肖晖阮肖晖温州医学院附属第一医院温州医学院附属第一医院 朱伟朱伟第八章第八章 医学气体监测医学气体监测第一节第一节 检测气体的采集检测气体的采集一、主流式气体采集一、主流式气体采集n检测传感器检测传感器位于患者气位于患者气道出口处，道出口处，直接测量通直接测量通过的呼吸气过的呼吸气流流二、旁流式气体采集二、旁流式气体采集n检测传感器位于检测传感器位于监测仪内监测仪内n患者气道出口处患者气道出口处接采气三通管，接采气三通管，用采气泵采集呼用采气泵采集呼吸气体送入监测吸气体送入监测仪仪三、截流式气体采集三、截

2、流式气体采集n基于旁流式气基于旁流式气体采集基础体采集基础n呼气末阻断麻呼气末阻断麻醉回路与患者醉回路与患者气道的联系，气道的联系，采集患者肺泡采集患者肺泡气体气体第二节第二节 气体检测技术气体检测技术一、电化学分析技术一、电化学分析技术n氧化还原反应存在着电子传递过程，其电氧化还原反应存在着电子传递过程，其电量变化与参加反应的氧气含量成比例量变化与参加反应的氧气含量成比例n可据此分析混合气体中的氧气浓度可据此分析混合气体中的氧气浓度燃烧电池燃烧电池电化学分析技术电化学分析技术电化学分析技术电化学分析技术l由金属阴极、铅阳极和电解液组成由金属阴极、铅阳极和电解液组成l检测气体中的氧气在分压梯度

3、作用下通过电检测气体中的氧气在分压梯度作用下通过电池通透膜池通透膜l阴极：阴极：O O2 2+2H+2H2 2O+4eO+4e-4OH 4OH-l阳极：阳极：4OH4OH-+2Pb 2PbO+2H+2Pb 2PbO+2H2 2O+4eO+4e-l电池内两极间的电子传递在外电路形成的电电池内两极间的电子传递在外电路形成的电流与检测气体的氧分压成正比流与检测气体的氧分压成正比燃烧电池燃烧电池n使用寿命与氧气浓度和暴露时间有关使用寿命与氧气浓度和暴露时间有关n反应速度慢，不能随呼吸进行实时监测反应速度慢，不能随呼吸进行实时监测n常用于检测麻醉回路的平均氧浓度常用于检测麻醉回路的平均氧浓度 燃烧电池燃

4、烧电池燃烧电池燃烧电池极谱电极极谱电极n由金或铂阴极、银由金或铂阴极、银/氯化银阳极、饱和氯化钾氯化银阳极、饱和氯化钾电解液和气体通透膜组成电解液和气体通透膜组成n阴极：阴极：O O2 2+2H+2H2 2O+4eO+4e-4OH 4OH-n在极化电压作用下：在极化电压作用下：4OH4OH-+4KCl 4KOH+4Cl+4KCl 4KOH+4Cl-n阳极：阳极：4Ag+4Cl4Ag+4Cl-4AgCl+4e 4AgCl+4e-n在没有极化电压（关机）的状态下，电极不在没有极化电压（关机）的状态下，电极不消耗，所以，使用寿命较长消耗，所以，使用寿命较长n反应速度较慢反应速度较慢电化学分析技术电化

5、学分析技术电化学分析技术电化学分析技术极谱电极极谱电极二、顺磁分析技术二、顺磁分析技术n能够传导磁力并增强周围磁场的物质称能够传导磁力并增强周围磁场的物质称为顺磁物质为顺磁物质n临床麻醉相关气体：临床麻醉相关气体：只有氧气是顺磁气体只有氧气是顺磁气体顺磁式氧气分析仪顺磁式氧气分析仪n交变磁场中设立两路流阻相同的通道交变磁场中设立两路流阻相同的通道n参比空气和测量气体以相同的流速分别通参比空气和测量气体以相同的流速分别通过两个通道过两个通道n氧气分子在交变磁场作用下翻动，造成气氧气分子在交变磁场作用下翻动，造成气流扰动，使通道阻力增大流扰动，使通道阻力增大n两气体通道之间出现压差，压差大小与两两

6、气体通道之间出现压差，压差大小与两路气体之间的氧气浓度差相关路气体之间的氧气浓度差相关n用差压换能器检测压差信号，经处理，测用差压换能器检测压差信号，经处理，测得氧气浓度得氧气浓度顺磁分析技术顺磁分析技术顺磁分析技术顺磁分析技术顺磁式氧气分析仪顺磁式氧气分析仪n没有消耗，性能稳定没有消耗，性能稳定n反应速度快，可连续监测气体的氧浓度反应速度快，可连续监测气体的氧浓度顺磁式氧气分析仪顺磁式氧气分析仪顺磁式氧气分析仪顺磁式氧气分析仪三、红外线分析技术三、红外线分析技术n具有两个以上元素的气体分子具有特定的具有两个以上元素的气体分子具有特定的红外线吸收光谱红外线吸收光谱n物质对红外线的吸光度与物质的

7、浓度成正物质对红外线的吸光度与物质的浓度成正比比n通常：采用通常：采用4.3m4.3m的红外线检测的红外线检测CO2CO2 采用采用3.3m3.3m的红外线检测麻醉药的红外线检测麻醉药红外线分析技术红外线分析技术红外线分析技术红外线分析技术主流式红外线气体监测主流式红外线气体监测n以气流通道为测量室，红外光源和光电换能以气流通道为测量室，红外光源和光电换能器直接放置在呼吸气体通路上器直接放置在呼吸气体通路上n红外光源发出的红外线穿过测量室气体红外光源发出的红外线穿过测量室气体n透射光经滤光片过滤后到达光电换能器透射光经滤光片过滤后到达光电换能器n光电换能器产生的光电流与被检气体的待测光电换能器

8、产生的光电流与被检气体的待测组分浓度成比例组分浓度成比例n检测反应速度快，易受水汽和呼吸道排除物检测反应速度快，易受水汽和呼吸道排除物污染，影响检测精度污染，影响检测精度红外线分析技术红外线分析技术红外线分析技术红外线分析技术主流式红外线气体监测主流式红外线气体监测旁流式红外线气体监测旁流式红外线气体监测n红外光源和光电换能器安装在主机内，用采气红外光源和光电换能器安装在主机内，用采气泵将待测气体恒速泵入检测室泵将待测气体恒速泵入检测室n在遮光轮片上装有若干个不同波长的滤光片，在遮光轮片上装有若干个不同波长的滤光片，满足测量不同气体成分的需求满足测量不同气体成分的需求n参比信号用于去掉非待测组

9、分对光的吸收影响参比信号用于去掉非待测组分对光的吸收影响n可连续分别检测气体中多种组分的浓度可连续分别检测气体中多种组分的浓度n工作环境稳定，检测反应速度快，但有一定的工作环境稳定，检测反应速度快，但有一定的延迟时间延迟时间 红外线分析技术红外线分析技术红外线分析技术红外线分析技术旁流式红外线气体监测旁流式红外线气体监测四、其他气体分析技术四、其他气体分析技术（一）气相色谱分析技术（一）气相色谱分析技术气相色谱分析技术气相色谱分析技术n恒流的载气（流动相）从进样口将样本气体携恒流的载气（流动相）从进样口将样本气体携入色谱柱，由于色谱柱中的填充材料（固定相）入色谱柱，由于色谱柱中的填充材料（固定

10、相）与不同的气体分子的粘滞力不同，在载气的冲与不同的气体分子的粘滞力不同，在载气的冲洗下，混合气体中的不同组分按与固定相粘滞洗下，混合气体中的不同组分按与固定相粘滞力的大小逐步分离，分别先后通过柱后的检测力的大小逐步分离，分别先后通过柱后的检测器进行定量分析器进行定量分析n固定相材料不同，适用于分析不同的气体成分固定相材料不同，适用于分析不同的气体成分n通用性强，可同时分析多种组分，分析速度慢通用性强，可同时分析多种组分，分析速度慢第三节第三节 医学气体监测的影响因素医学气体监测的影响因素 医学气体监测的影响因素医学气体监测的影响因素n大气压随海拔高度的上升而降低大气压随海拔高度的上升而降低n

11、在不同大气压下，气体的分压与浓度的关在不同大气压下，气体的分压与浓度的关系发生改变系发生改变一、气体采集方法一、气体采集方法二、海拔高度和大气压二、海拔高度和大气压l来自不同部位的气体，其检测结果具有不来自不同部位的气体，其检测结果具有不同的临床意义同的临床意义n利用红外线技术检测气体浓度时，水蒸气利用红外线技术检测气体浓度时，水蒸气的红外线吸收带与二氧化碳和麻醉气体部的红外线吸收带与二氧化碳和麻醉气体部分重叠，干扰测定分重叠，干扰测定医学气体监测的影响因素医学气体监测的影响因素医学气体监测的影响因素医学气体监测的影响因素三、水蒸气三、水蒸气四、仪器漂移四、仪器漂移l仪器的特性发生改变仪器的特性发生改变五、其它临床影响因素五、其它临床影响因素 第四节第四节 医学气体监测仪器的校准医学气体监测仪器的校准气体监测仪器的校准气体监测仪器的校准n仪器漂移是客观存在的，但漂移变化缓慢仪器漂移是客观存在的，但漂移变化缓慢n通常，每月用特制的标准气体对仪器进行通常，每月用特制的标准气体对仪器进行一次校准，使仪器的误差在合理的范围内一次校准，使仪器的误差在合理的范围内n仪器校准按说明进行仪器校准按说明进行