麻醉机基本原理及其检测技术.pptx
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1、麻醉机基本原理及其检测技术麻醉机基本原理及其检测技术 1麻醉的定义和意义麻醉的定义和意义麻麻醉醉(Anaesthetic)的的广广义义定定义义是是让让病病人人全全身身或或局局部部暂暂失痛觉。失痛觉。麻麻醉醉分分全全身身麻麻醉醉和和非非全全身身麻麻醉醉。全全身身麻麻醉醉的的特特点点是是大大脑脑抑抑制制,完完全全失失去去知知觉觉,病病人人不不但但无无痛痛觉觉,就就连连怕怕觉觉、累累觉觉和和不不舒舒适适的的感感觉觉也也都都丧丧失失,并并且且病病人人也也无无任任何何自自主和不自主的反射。主和不自主的反射。全全身身麻麻醉醉的的方方法法一一般般有有吸吸入入麻麻醉醉法法和和注注入入麻麻醉醉法法之之分分。吸吸
2、入入麻麻醉醉法法是是让让病病人人吸吸入入麻麻醉醉混混合合气气体体(保保证证一一定定的的氧氧浓浓度度)以以达达到到全全身身麻麻醉醉;注注入入麻麻醉醉法法是是将将液液体体麻麻醉醉剂剂或或溶液注入病人体内以达到全身麻醉。溶液注入病人体内以达到全身麻醉。吸吸入入麻麻醉醉法法和和注注入入麻麻醉醉法法相相比比前前者者要要优优越越,因因为为吸吸入入麻麻醉醉时时麻麻醉醉气气体体吸吸入入也也有有呼呼出出,麻麻醉醉师师能能随随时时调调节混合气体的浓度,以达到改变其麻醉深度。节混合气体的浓度,以达到改变其麻醉深度。注注入入麻麻醉醉时时不不易易随随时时改改变变,如如果果麻麻醉醉过过深深或或过过浅浅不不但能影响手术,而
3、且易出现生命危险。但能影响手术,而且易出现生命危险。常用麻醉药常用麻醉药甲氧氟烷甲氧氟烷乙乙醚醚氟氟烷烷安氟醚安氟醚异氟醚异氟醚氧化亚氮氧化亚氮七氟醚七氟醚地氟醚地氟醚蒸蒸发发器器内内的的麻麻醉醉气气体体浓浓度度,实实际际上上是是一一定定温温度度下下的的饱饱和和蒸蒸气气浓浓度度,即即在在该该温温度度下下蒸蒸发发器器所所能能蒸蒸发发的的最最大大气气化化浓浓度度。例例如如,20时时蒸蒸发发器器内内异异氟氟醚醚浓浓度度高高达达32.0(/),但但是是麻麻醉醉中中需需用用的的仅仅是是0.71.5(/),因因此此必必须须经经空空、氧氧等等气气体体稀稀释释后后,才才能能送送入入病病人人呼吸道呼吸道临床上使
4、用的临床上使用的N2O是加压液化后装入贮气筒内是加压液化后装入贮气筒内的,贮气筒下部是液态的的,贮气筒下部是液态的常识:常识:2麻醉机的使用 现在的麻醉机要求能准确释放麻醉气体,现在的麻醉机要求能准确释放麻醉气体,并且能从蒸发罐中释放出准确浓度的麻并且能从蒸发罐中释放出准确浓度的麻醉蒸气,同时要保证供氧充足、排出二醉蒸气,同时要保证供氧充足、排出二氧化碳完全、呼吸阻力低、无效腔量小氧化碳完全、呼吸阻力低、无效腔量小等特点。等特点。2麻醉机麻醉机发展发展特点特点 早期的麻醉机结构比较简单,利用气压测量表、乙醚蒸发瓶、呼吸管路及一些阀门组成的机械装置,由人工进行操作通气。后来逐渐发展为挥发罐、气体
5、供应系统、残气吸附器、简易呼吸机等结构。现代麻醉机所应用:二氧化碳浓度、氧浓度、气道压力、呼吸频率、气体流量等监测和上下限报警,故障提示、术中病人各种生命体征监护和病人回路中水分加热的排除。特别是麻醉工作站的出现,它良好的用户界面,全面的病人生理参数监测,集成化的呼吸管路,高性能的呼吸器,精确的电控气体输送系统,强大的病人麻醉管理系统,均代表了现代麻醉机技术的发展方向。目前我国医院常用的麻醉机品牌有:德国Drger、芬兰Ohmeda、英国KONTRON、北京ACM、上海MHJ、江苏RY等。(1)主机内具有必备的机器功能和条件报警主机内具有必备的机器功能和条件报警(2)配有功能完善的全能呼吸器配
6、有功能完善的全能呼吸器(3)(3)装有高精度的麻醉药蒸发罐装有高精度的麻醉药蒸发罐 可以精确地选择和控制麻醉药浓度,节省麻醉药,在可以精确地选择和控制麻醉药浓度,节省麻醉药,在一台机器上可同时选配多达三种麻醉药的蒸发罐,选一台机器上可同时选配多达三种麻醉药的蒸发罐,选择更换方便,自身还有联锁装置,防止误动作。择更换方便,自身还有联锁装置,防止误动作。(4)(4)增加了各种电子和机械监护仪增加了各种电子和机械监护仪(5)(5)增加了排污、废气装置增加了排污、废气装置手术室内工作人员同处一个环境,如果不注意将会造手术室内工作人员同处一个环境,如果不注意将会造成不同程度的麻醉污染,所以应尽量减少全麻
7、醉药成不同程度的麻醉污染,所以应尽量减少全麻醉药物对工作人员的影响和对手术室的污染。物对工作人员的影响和对手术室的污染。常用含氟液体的气化参数常用含氟液体的气化参数麻醉液麻醉液体体分子量分子量沸点沸点()(101.3kPa)气化热气化热(J/ml)饱和蒸气饱和蒸气压压(kPa)(20时时)氟氟烷烷19750.2209.8(20)32.05异氟醚异氟醚184.518.5259.2(25)33.25安氟醚安氟醚184.556.5263.3(20)23.28七氟醚七氟醚200.158.6-20.9地氟醚地氟醚16823.5-89.3麻醉机的分类(一)按使用的对象来分(一)按使用的对象来分:1.成人用
8、麻醉机;2.婴幼儿用麻醉机;3.成人婴幼儿兼用型麻醉机,即成人麻醉机附有婴幼儿气路和婴幼儿呼吸机风箱。(二)按流量分(二)按流量分:1.高流量麻醉机:此类麻醉机中,O2和N2O最低流量均大于0.5L/min,只能进行高流量麻醉操作。2.低流量麻醉机:此类麻醉机中,O2和N2O最低流量均可达0.02L/min或者0.03L/min,因此,既能用作低流量麻醉,也可以进行高流量麻醉。(三)按功能多少和结构复杂程度分(三)按功能多少和结构复杂程度分:1.全能型:功能齐全,结构复杂,具备电子或电脑控制的呼吸管理系统、监测报警以及记录功能,又称麻醉工作站;2.普及型:结构功能较前者简单,但基本结构和重要部
9、件具备,使用相对简单,功能也简单;3.轻便型:具备麻醉机的基本功能,但结构简单、轻便,携带方便灵活。332 2麻醉机的基本原理麻醉机的基本原理现代麻醉机的结构:供气装置、麻醉蒸现代麻醉机的结构:供气装置、麻醉蒸发器、麻醉呼吸机、发器、麻醉呼吸机、COCO2 2吸收器、安全监吸收器、安全监测装置及其它附属装置测装置及其它附属装置 供气装置供气装置一、气源一、气源麻麻醉醉用用气气体体应应为为液液化化气气体体或或压压缩缩气气体体。在在密密闭闭容容器器内内,当当 温温 度度 为为 21(70)时时,气气 体体 的的 绝绝 对对 压压 强强 超超 过过274.59kPa(2.8kg/cm2),或或在在7
10、0(130)时时绝绝对对压压强强超超过过715.89kPa(7.3kg/cm2),或或液液化化气气在在37.81(100)时时,蒸蒸气气压压超超过过274.59kPa(2.8kg/cm2)均均属属压压缩缩气气体体。压压缩缩气气体体装在耐高压的贮气筒内或由中心供气系统供给。装在耐高压的贮气筒内或由中心供气系统供给。二、贮气筒二、贮气筒表表4-8 4-8 医用压缩气筒的颜色标记医用压缩气筒的颜色标记表表4-8 4-8 医用压缩气筒的颜色标记医用压缩气筒的颜色标记ISOISO英国英国美国美国荷兰荷兰瑞士瑞士中国中国日本日本airair黑黑/白白黑黑/白白黄黄兰兰/绿绿棕棕黑黑灰灰COCO2 2灰灰灰
11、灰灰灰灰灰黑黑铝白铝白绿绿C C3 3H H6 6桔红桔红桔红桔红桔红桔红灰灰灰(桔灰(桔红)红)C C2 2H H4 4紫紫紫紫红红浅红浅红红红/灰灰棕棕灰灰HeHe棕棕棕棕棕棕棕棕黄黄/灰灰银灰银灰灰灰N N2 2O O兰兰兰兰兰兰兰兰/灰灰绿绿/灰灰银灰银灰灰(兰)灰(兰)N N2 2黑黑黑黑黑黑黄黄绿绿黑黑灰灰O O2 2白白白白绿绿兰兰兰兰浅兰浅兰黑绿黑绿压缩气瓶缺点:供气压力较高,当温度升高或遇到强烈振动与碰撞时,会有潜在爆炸的危险,气瓶充气时会被油、水、细菌和气瓶本身污染,气体质量不能保证,更换气瓶时需要接表调压,而且需要中断供氧,操作不当会给病人带来危险。轴针安全指示系统轴针安
12、全指示系统(轭型阀轭型阀)为了防止各种气体安装时发生差错,可采用轴为了防止各种气体安装时发生差错,可采用轴针安全指示系统。其基本结构为各种贮气筒与针安全指示系统。其基本结构为各种贮气筒与麻醉机连接处的阀门接口上有两个大小不同和麻醉机连接处的阀门接口上有两个大小不同和距离不等的距离不等的“轴孔轴孔”,在麻醉机气筒口即轭头,在麻醉机气筒口即轭头(yoke)yoke)上有两个大小不同和距离不等的上有两个大小不同和距离不等的“轴针轴针”,只有在轴孔与轴针两者完全相符合时才能,只有在轴孔与轴针两者完全相符合时才能相互连接相互连接 轴针安全指示装置系统中心供气系统中心供气系统在在综综合合型型大大医医院院中
13、中常常设设有有中中心心供供气气系系统统。中中心心供供气气系系统统有有的的只只供供氧氧气气,也也有有的的供供给给多多种种(一一般般为为O2、N2O、压压缩空气缩空气)气体。气体。中中心心供供氧氧系系统统除除供供应应手手术术室室外外,还还可可输输送送至至重重症症监监测测治治疗病房、产房和急诊室等处。疗病房、产房和急诊室等处。中中心心供供氧氧系系统统由由三三部部分分组组成成,即即氧氧源源、输输送送管管道道及及墙墙式式减减压压表表和和流流量量计计。氧氧源源是是把把氧氧气气筒筒集集装装在在一一起起,并并贮贮藏藏在在专专用用房房间间内内,氧氧气气筒筒连连接接到到一一总总管管道道,装装配配一一总总压压力力表
14、,然后输出表,然后输出墙式减压表装在墙上,使用方便,输出压力为墙式减压表装在墙上,使用方便,输出压力为300-400kPa(3-4kg/cm2),一般麻醉机与通气机的驱动和使用一般麻醉机与通气机的驱动和使用压力应压力应270kPa(2.7kg/cm2)。中心供气系统中心供气系统图图4-14典型的典型的N2O或或O2中心供气系统中心供气系统压力调节器和压力表压力调节器和压力表压力调节器又称减压阀。贮气筒内气体压力很高,并且随着温度和容积的改变而变化。麻醉机需用低压稳定的气流,减压阀的作用是把贮气筒内高而变化的压力降为低而稳定的压力,供麻醉机安全使用。减压阀的结构如图 图图3-3 3-3 减压阀结
15、构原理图减压阀结构原理图r r:中间导柱;中间导柱;S1S1:中阀弹簧;中阀弹簧;D D:膜片;膜片;C C;调节钮;调节钮;M M:二级密闭室(二级密闭室(PrPr););B B:阀轴;阀轴;S2S2:膜片弹簧;一级密闭室(膜片弹簧;一级密闭室(PcPc););a a:阀座面积阀座面积压力表压力表一一般般连连接接在在气气筒筒阀阀口口与与减减压压阀阀之之间间,常常用用的的有两种类型。有两种类型。1波波纹纹管管压压力力表表:波波纹纹管管为为空空心心盲盲管管,由由柔柔韧韧、可可胀胀缩缩性性金金属属制制成成。高高压压气气流流从从气气筒筒阀阀输输出出,吹吹胀胀波波纹纹管管,由由此此带带动动指指示示针针
16、而而反反映映压压力力值值。本本表表为为低低压压性性质质的的仪仪表表,只只适适用用于于测测量量122个个大大气气压压的的低低压压小小气气筒筒压压力力,精精确确度度为为0.1。2波波顿顿管管型型压压力力表表:它它的的主主要要部部分分是是一一个个弯弯成成圆圆环环的的空空心心扁扁金金属属管管R,管管的的一一端端A是是开开口口的的经经过过直直管管和和待待测测气气体体相相通通,另另一一端端B是是能能够够自自由由活活动动的的闭闭合合端端,经经连连杆杆和和齿齿轮轮与与指指针针相相连连。当当待待测测气气体体进进入入扁扁金金属属管管后后,由由于于管管壁壁受受压压趋趋向伸直,从而带动连杆和齿轮使指针发生偏转。向伸直
17、,从而带动连杆和齿轮使指针发生偏转。例如在氧气贮气筒的减压装置上装有两个压力例如在氧气贮气筒的减压装置上装有两个压力表,一个是高压表,刻度可达表,一个是高压表,刻度可达250kg/cm2,用用于指示贮气筒内氧气的压强;另一个是低压表,于指示贮气筒内氧气的压强;另一个是低压表,刻度只有刻度只有10-20kg/cm2,用来测定减压后气体的用来测定减压后气体的压强。压强。流量计流流量量计计是是测测定定流流动动气气体体流流量量的的工工具具,可可精精确确控控制制气气源源减减压压后后的的气气体体流流量量,也也是是麻麻醉醉机机的的重重要要部部件件之之一一。分分为为进进气气口口可可变变型型及及进进气气口口固固
18、定定型型流流量量计计两种两种。一、进气口可变型流量计一、进气口可变型流量计 转子式流量计转子式流量计转子式流量计转子式流量计(mago)麻醉机通常使用的流量计属于此种。由一逐渐变麻醉机通常使用的流量计属于此种。由一逐渐变细的透明玻璃管制成细的透明玻璃管制成(称称thorpe管管),如图所示。其,如图所示。其底部直径最小,管内有一个指示器或浮子,可以底部直径最小,管内有一个指示器或浮子,可以上下自由移动,在没有气体流动时,静止于管子上下自由移动,在没有气体流动时,静止于管子底部。底部。由于玻璃管是上大下小的圆锥形,浮子停留位置越高,气体所通过的环形空隙截面积SR就越大,所以流量与浮子所在位置的高
19、度成正比。即浮子的位置越高,表示流量越大;浮子位置越低,表示流量越小。因此这种流量计常称为恒压降流量计或截面流量计。浮杆式流量计:如图3-6所示,将一根由轻质材料制成的浮杆置于下细上粗、呈圆锥形的金属管中,上端伸入刻度玻璃管中,气流通过针栓阀时将浮杆向上托起,与杆顶端平齐的刻度数即为气体流量值。图图3-63-6浮杆式流量计浮杆式流量计 图图3-7 3-7 滑球式流量计滑球式流量计 滑球式流量计:将二个空心金属小球置于一根斜置的下细上粗的刻度玻璃管中,气流自下而上输入,推动小球向上滑行,与二小球之间平齐的刻度数即气体流量值,如图3-7所示。进进气气口口固固定定型型流流量量计计 包括水柱式流量计(
20、湿性流量计)和弹簧指针式流量计两种。电电子子流流量量计计 现代麻醉机的流量计如Drger Julian 采用电子控制,数字显示,可调范围为0到1.512L/min。麻醉蒸发器麻醉蒸发器 在吸入麻醉中,现在使用的吸入麻醉药大多在吸入麻醉中,现在使用的吸入麻醉药大多数为液态,如安氟醚、异氟醚、七氟醚、地氟醚数为液态,如安氟醚、异氟醚、七氟醚、地氟醚等。因此,使用前必须对其进行气化。蒸发器等。因此,使用前必须对其进行气化。蒸发器(vaporier)vaporier)就是一种能有效地蒸发麻醉药液并能就是一种能有效地蒸发麻醉药液并能精确地将麻醉药按一定浓度输入麻醉呼吸回路的精确地将麻醉药按一定浓度输入麻
21、醉呼吸回路的装置。蒸发器的结构必须保证精确地控制麻醉药装置。蒸发器的结构必须保证精确地控制麻醉药蒸气浓度,以排除温度、流量、压力变化等因素蒸气浓度,以排除温度、流量、压力变化等因素对蒸发器的影响对蒸发器的影响 地氟醚专用蒸发器地氟醚专用蒸发器提供一个外部的热源。提供一个外部的热源。麻醉用蒸发器的设计原理麻醉用蒸发器的设计原理1、其设计是采用一些专门的结构,以排除、其设计是采用一些专门的结构,以排除温度、流量、压力等因素的影响,并精确地温度、流量、压力等因素的影响,并精确地稀释麻醉药蒸气的浓度。稀释麻醉药蒸气的浓度。2、设计蒸发器不单是加工问题,它还涉及、设计蒸发器不单是加工问题,它还涉及到药理
22、学、物理学、化学、材料力学和流体到药理学、物理学、化学、材料力学和流体力学等方面的基础知识。在影响蒸发的诸多力学等方面的基础知识。在影响蒸发的诸多因素中,一些变量间的关系不按线性规律变因素中,一些变量间的关系不按线性规律变化,也给克服这些影响带来很大困难。化,也给克服这些影响带来很大困难。麻醉蒸发器结构原理图麻醉蒸发器结构原理图稀释气稀释气(diluentgas)。在盛有挥发性麻药容器内的上方空。在盛有挥发性麻药容器内的上方空间通过一定量的气体间通过一定量的气体,这些气体称为稀释气。这些气体称为稀释气。载气载气(carriergas)一小部分气体经过调节阀流入蒸发室,携一小部分气体经过调节阀流
23、入蒸发室,携走饱和的麻醉蒸气,称为载气。走饱和的麻醉蒸气,称为载气。成分:氧、空气或上述气体和氧化亚氮的混合气体成分:氧、空气或上述气体和氧化亚氮的混合气体假假如如蒸蒸发发室室内内的的饱饱和和麻麻醉醉药药蒸蒸气气是是均均衡衡的的,输输出出为为恒恒定的。则输出浓度也应是稳定的:定的。则输出浓度也应是稳定的:蒸气浓度蒸气浓度=Pa/Pb100式中:式中:Pa是麻醉蒸气压力。是麻醉蒸气压力。Pb是大气压力。是大气压力。由由于于载载气气对对蒸蒸发发室室内内的的附附加加影影响响是是各各组组成成气气体体分分压压的的总和,根据道尔顿总和,根据道尔顿(Dalton)定律,定律,蒸气浓度蒸气浓度=Va/(Va+
24、Vc)100Va/(Va+Vc)100 输出浓度输出浓度=100=100 输出浓度输出浓度=100=100 一台输出浓度可调的、恒定的理想蒸发器一台输出浓度可调的、恒定的理想蒸发器 :蒸发室内的饱和蒸气压蒸发室内的饱和蒸气压Pa是恒定的是恒定的载气载气Vc与稀释气流与稀释气流Vb的配比是精确的的配比是精确的影响蒸发器输出浓度的因素影响蒸发器输出浓度的因素(1)温度的影响)温度的影响温温度度的的变变化化可可直直接接影影响响蒸蒸发发作作用用。在在挥挥发发性性麻麻醉醉药药连连续续蒸蒸发发过过程程中中,温温度度的的影影响响来来自自两两方方面面。一是蒸发器所在外界环境的温度。一是蒸发器所在外界环境的温度
25、。另另一一方方面面,由由于于挥挥发发性性吸吸入入麻麻醉醉药药在在不不断断蒸蒸发发过过程程中中消消耗耗热热能能,使使液液温温下下降降,这这是是影影响响蒸蒸发发器器输输出出浓浓度度的的主主要要原原因因。例例如如:蒸蒸发发1.0克克乙乙醚醚需需要要2.09J热热量量(1.5J/ml),即即需需要要300升升空空气气供供应应热热量量。所所以以,没没有有温温度度补补偿偿的的蒸蒸发发器器,药药液液温温度度会会逐逐渐渐下下降降,药药液液温温度度的的下下降降,直直接接导导致致蒸蒸发量减小发量减小(2)载气与药液接触面积的影响)载气与药液接触面积的影响蒸发过程中,可供气化的药液表面面积越大,单位时间内蒸发过程中
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