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麻醉机分类及其应用发展展望

[日期:2018-01-03]   来源:河北省临床医学工程学会  阅读: 0[收藏本站]
麻醉机分类及其应用发展展望
关键字:麻醉机;分类;应用;发展;呼吸器
Keywords: anesthesia machine; classification;application;development;ventilator
摘要:本文简要回顾了麻醉机现有分类,论述了现代麻醉机各部分的结构和作用。对安全问题在麻醉机使用过程中的重要性进行了论述,并详细说明了现代麻醉机呼吸器与治疗用呼吸机的区别。对麻醉机按照所使用的气体分离装置进行分类的分类方法进行了详细论述。指出未来麻醉机会形成系统化、集约化的体系,为手术的安全保驾护航。
Abstract: This paper briefly reviews the classifications of anesthesia machine that we know and discusses the composition and the function of all parts.The importances of security problems that anesthesia machine is busy are also discussed. These differences between ventilator of modern anesthesia machine and beathing machine have been introduced in detail. According to the classification of gas separation device,a new method has been dicussed at large.For future development,anesthesia machine will form an integrated system serving for safe operation.
自从1902年世界上第一台可持续供氧的麻醉机Roth-Drager问世以来,麻醉机就开始作为一种重要的麻醉设备走入了人们的视野中。从最初的单纯靠控制氧气和麻醉剂混合量的麻醉机到现在的具备全面监测人体生理特征各项指标的麻醉系统,麻醉技术和麻醉机在这一个多世纪的时间里不停地发展、进步。
    1 分类和应用
麻醉机是通过机械回路将麻醉药送入患者的肺泡,形成麻醉药气体分压,弥散到血液后,对中枢神经系统直接发生抑制作用,从而产生全身麻醉的效果[1]。麻醉机属于半开放式麻醉装置。现今,有关麻醉机分类所提出的观点如下:按照功能和结构上进行分类,可分为全能型麻醉机、普及型麻醉机和轻便型麻醉机[2];按照流量高低分类,可分为高流量麻醉机(最低流量大多在0.5L/min以上)和低流量麻醉机(最低流量可达0.02L/min或0.03L/min);按患者年龄分类,可分为成人用麻醉机、小儿用麻醉机和成人小儿兼用麻醉机[2];按吸入方式分类,可分为空气麻醉机、直流式麻醉机和循环紧闭式麻醉机。
如此众多的分类,只有按吸入方式的分类涉及了安全问题。术前的准备、术中麻醉的质量及术者的拿权、术后术者的复苏状况,这一切都与安全两字紧密相连。所谓安全,即在使用过程中,机器的性能要稳定,以麻醉机的最基本功能来讲,主要就是两条,一个是能准确的、定量的提供麻醉药,另一个就是供氧。从麻醉药的角度来说,主要是挥发罐的选择,市场上性价比较高的挥发罐众多,能够满足市场需求。
麻醉机,准确的成为麻醉呼吸机,其主要作用是给手术术者提供适量的麻醉混合气体,同时为术者提供一定比例的氧气供应来维持术者术中体征。供氧,作为麻醉机的最基本功能之一,是由麻醉机呼吸器来完成的。麻醉机呼吸器作为麻醉机的一种重要组成部分,其性能的优劣、工作方式从工程上看直接关系到麻醉机本身的身价,而从临床上看,则关系到供氧的准确度和稳定性。
麻醉机呼吸器与治疗用呼吸机对于多数人来说可以相提并论,如气动气控、气动电控和电动电控呼吸机,虽然这样的划分在原理上是正确的,但这样的划分实在太粗糙,它混淆了一般麻醉机中的气动电控呼吸器和高档治疗呼吸机中的气动电控呼吸机存在的巨大差别。一般来讲,气动电控的治疗呼吸机其驱动气为回路气,它的高压伺服阀及控制部分是机器的灵魂,往往是厂家多少年的技术沉淀,绝非朝夕之功而能模仿,恰恰就是高压伺服阀及其控制部分完成了治疗呼吸机的准确供气。而麻醉机的气动电控呼吸器其驱动气必须与回路气分开,其分离装置几乎全是折叠皮囊,而它的驱动可以简易到是一个或数个开关电磁阀,而开关电磁阀及其相关驱动电路,相比治疗呼吸机来说都容易实现的多。当然它的驱动也可以是高压伺服阀,不过这时技术含量骤增,成本也急涨。
现在分类麻醉机,不仅要分清动力源的类型(是气动还是电动),更要分清分离装置的类型,即是折叠皮囊还是气缸。这样分类可以轻而易举地分辩出各自在实际应用上的优劣,更能了解麻醉机本身技术含量的高低。在继承上述四种分类观点的基础上,结合自身多次与各大厂商工程师沟通接触所获得的资料,发现麻醉机可按照以下分类方式进行分类。
1.1 用折叠皮囊作为分离装置的麻醉机。此类既有气动的也有电动的,可通过气囊上升方式细分为上升式和下降式。其中上升式气囊,往往都是采用气动的,无法通过机械装置实现低流量麻醉。而下降式皮囊,既有气动的也有电动,可以通过机械装置实现低流量麻醉。同时气动的耗气是电动的十倍左右,但结构可简化至极点;而电动的则是采用机械方式进行工作。由此可见,气动电控麻醉机技术含量跨度大,电动的则机械结构相对复杂。由于此类麻醉机的顺应性大是它难以克服的屏障,在实际工作中只能通过软件进行补偿。
1.2 用滚膜气缸作分离装置的麻醉机。它的优点独一无二,即系统顺应性小。它可置吸收罐于呼出回路,加上气缸本身的硬特性,其系统顺应性是折叠皮囊类的十分之一左右。另外它也很容易通过机械装置实现低流量麻醉。但它的缺点是结构最复杂,成本相对高。
由此可见,通过上述分类,便可以将麻醉机市场从成本、结构等方面进行剖析。从现今麻醉机市场上看,麻醉机的几大组成部分如:气体供应输送系统、麻醉气体挥发罐、呼吸回路、麻醉机呼吸器、安全监测系统及残气清除系统[3],除麻醉呼吸器外,其他各大组成部分均大同小异,其中气体供应输送系统负责完成气源(含氧气、压缩空气或笑气)的供应及气体之间相互的配比调整工作;麻醉气体挥发罐是麻醉机的重要组成部分,它的作用是促使液态下的吸入麻醉剂转变为气相状态,同时控制一定量的麻醉蒸气和旁气流混合成一定的比例才进入术者回路[4],在市场上,挥发罐的品牌众多,通常挥发罐的选择直接影响麻醉质量的高低;呼吸回路是负责完成术者吸入气体和呼出气体的传送工作,通过调整APL阀、PEEP阀等来调节术中需求,现今,各大麻醉机厂商较为推崇的是集成回路,它的好处较为明显的体现在集成化和紧凑化上,减少了过去由于管路之间的连接而造成的漏气和顺应性高的问题,并且大大节约了设备占用的面积,使其更加美观实用;安全监测系统是通过监测回路内压力、流量、术者呼末CO2、吸入氧浓度等完成实时监控,由于安全监测系统的全面化,已可以完成包括术者实时体征的监测功能,提供监测数据供麻醉师实时调整麻醉机参数;残气清除系统是将术者呼出的气体进行处理后,进行排空,避免对医护人员的健康造成伤害;而麻醉机呼吸器作为麻醉机的心脏,不同品牌产品之间的特点就可以通过上文中的分类方式进行区分,从而确定其成本高低和工作性能的优劣,以及在实际使用中顺应性(软件补偿前)的大小。
2 发展展望
伴随着麻醉机和麻醉技术随着时代的变迁在不断的进步,麻醉机也变得越来越智能化、人性化、集合化。它的几大组成部分进行了不同程度上的精简、集成,精细的呼吸器设计、高度集成化的呼吸回路、多功能的挥发罐、全面化的安全监测系统等,使得麻醉机技术在近几年有了突飞猛进的进步。现在由各大厂商推广的“麻醉工作站”的概念已深入人心,尤其是Drager率先推出的Zeus麻醉系统被称为“无与伦比的麻醉系统,引领麻醉技术新潮流”。麻醉工作站是一个将麻醉机的气体输送、麻醉监护以及信息记录和存储管理等多功能整合在一个平台上的一体化麻醉系统[5]。通过全面的安全监测系统将术者的心率、血压、血氧饱和度、呼末CO2、吸入CO2、呼吸频率、呼出潮气量、气道压等数据进行采集并整合起来在麻醉机上进行体现,更加方面的让麻醉师按照术者的状况实时调整麻醉机参数和麻醉剂用量,同时将麻醉机与医院的HIS系统连接起来,将其扩展融入到医院信息系统中,让医生可以随时对术中的所有状态进行全面了解,对于术后的治疗恢复有很大程度的影响。
 
[1] 黄大胜.简论麻醉机的原理和最新发展[J].医疗装备.2007.22(11):13-14
[2] 蔡东江.吴平凤.麻醉机的结构、原理与发展[J]. 中国医疗器械信息.2010.16(11):58-60.
[3] 代金贞.麻醉机关键结构及使用应注意的几个问题[J].医疗卫生装备.2007.28(9):60-61,65.
[4] 钟忠健.刘小毛. 许梅曦.林文前.麻醉机的性能与应用[J].现代医学仪器和应用.2007.19(6):36-38.
[5] 杜心才.李雪原.吴国甫.麻醉机的工作原理和进展[J].医疗卫生装备.2004.25(3):49.
 
 
 
 
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