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【从业必读】关于麻醉机你最好要搞懂的几个概念

2017-01-20

  

来源:微信公众号「陈小捌」    作者:陈小捌

来源:微信公众号「陈小捌」    作者:陈小捌

2017-01-20

  



我觉得还是得写点关于麻醉机的东西,不写点啥,这个梗过不去,麻醉机就这几种气体,它从哪里来?在哪里混合?如何进入呼吸回路?最后又去哪里?天天用,却搞不懂原理,很扎心!



麻醉机的基本组成


麻醉机在工作中首先把高压气体 ( 空气、氧气 O2、 笑气 N2O 等 ) 经减压阀减压,得到压力低且稳定的气体,再通过流量计、O2-N2O 比例调控装置调节产生一定流量和比例的混合气体,进入呼吸管路 。


麻醉药物经挥发罐生成麻醉蒸气,并控制所需定量的麻醉蒸气进入呼吸回路,随混合气体一起送给患者。


其主要有供气装置、蒸发器、呼吸回路、二氧化碳吸收装置、麻醉呼吸机、麻醉废气清除系统等组成。




(一)供气装置


这部分主要有气源、压力表和减压阀、流量计、配比系统组成。


手术室一般是由中心供气系统提供氧气,氧化亚氮,空气。胃肠镜室一般是钢瓶气源。这些气体在最初都是高压的,必须经过两步减压才能使用。于是就有了压力表和压力减压阀。减压阀就是把原来高压压缩气体降至可以安全使用的,恒定的低压气体,供麻醉机安全使用。一般高压气筒满筒时压力为140kg/cm²,经过减压阀后,最后降为3~4kg/cm²左右,也就是我们经常在教科书看见的0.3~0.4MPa,适用于麻醉机工作的恒定低压。


流量计能准确地控制和量化到达新鲜气体出口的气流量。现在最常见的还是悬浮转子式流量计。


打开流量控制阀后,气体可自由通过浮标和流量管间的环形间隙。设定流速,浮标在设定值位置平衡自由旋转,此时气流对浮标向上的作用力等于浮标自身重力。使用时,旋转钮不要用力过猛及悬拧过紧,否则容易导致顶针扭弯,或者阀座变形,使气体关闭不全而漏气。


为了防止麻醉机输出低氧性的气体,麻醉机还有流量计联动装置和氧比例监控装置,使新鲜气体出口输出的最低氧浓度保持在25%左右。采用的是齿轮联动的原理。在N₂O流量计钮上,俩齿轮之间用链条连接,O₂旋转一圈,N₂O旋转两圈。当单独旋开O₂流量计针型阀时,N₂O流量计保持不动;当旋开N₂O流量计时,O₂流量计随之联动;两个流量计均打开时,逐渐关闭O₂流量计,N₂O流量计也随之联动下降。




另外,不知道大家有没有观察过流量计的顺序问题,其实这也有讲究。也就是把氧流量计安装在最靠近共同出口处,万一在氧上风位发生的漏口,这样流失的大部分是N₂O或者空气,O₂损失最少。当然,它的顺序也不能保证不发生因流量计破裂所致的低氧。




(二)蒸发器


蒸发器是一种能将液态的挥发性麻醉药转变成蒸汽,并按一定量输入麻醉环路的装置。各种蒸发器型号及各特点不少,但总体的设计原理如图。


混合气(也就是O₂、N₂O、空气)进入蒸发器后分为两路,一路为不超过总量20%的小股气流,进入蒸发室带出麻醉药蒸汽;另一路为超过总气流量约80%的较大股气流量,直接进入主气道而输入麻醉环路系统。最终两路气流汇集成混合气流供病人吸入,两路气流量的分配比例取决于各路气道内的阻力,后者通过浓度控制钮进行调控。




(三)呼吸回路


现在临床上最常用的是循环回路系统,也就是CO₂吸收式系统。它可分为半紧闭型和紧闭型。半紧闭型是呼出气经过CO₂吸收剂的吸收后,有部分重复吸入;紧闭型是呼出气经过CO₂吸收剂吸收后,全部重复吸入。看看结构图,APL阀关闭为紧闭系统, APL阀打开为半紧闭系统, 2个系统实际上就是 APL阀所处的2种状态。


主要有7个部分组成:①新鲜气源;②吸入、呼出单向阀;③螺纹管;④Y型接头;⑤溢气阀或减压阀(APL阀);⑥储气囊;⑦CO₂吸收罐。吸气呼气单向阀能确保气体在螺纹管内单向流动。另外每个部件的顺利也是有讲究的,一是为了气体单向流动,二是为了防止回路内呼出CO₂的重复吸入。比起开放型呼吸回路,这种半紧闭或者紧闭型呼吸回路能允许呼吸气重复吸入,减少呼吸道水和热的丢失,也能减轻手术室污染,麻醉药的浓度也比较稳定。但是有个明显的缺点,它会增加呼吸阻力,而且呼出气容易凝集在单向活瓣上,这就需要按时及时清理单向活瓣上的水。


在此我想理清一下APL阀的作用。有几个关于它的问题想不明白。我问同学,都说不清;我之前问过老师,他也给我看了视频,一目了然。APL阀,也叫溢气阀或减压阀,英文全称是adjustable pressure limiting,无论从中文还是英文,想必大家有点明白门路了,这个是限制呼吸管路压力的阀门。手控下,如果呼吸管路内的压力高于APL的限制值,则气体就从阀门跑出来,来降低呼吸管路内的压力。想想在辅助通气时,有时候捏着皮球比较涨,就赶紧去调APL值,目的就是为了放放气,降降压力。当然这个APL值一般都是30cmH₂O。这是因为一般来说,气道峰压要<40cmH₂O,气道平均压<30cmH₂O,这样发生气胸的可能性就比较小。科室里的APL阀是通过弹簧来控制的,标有0~70cmH₂O。机控下,就没APL阀啥事了。因为气体不再通过APL阀了,它去跟呼吸机相连,系统内压力过高时会从麻醉呼吸机风箱的多余气体排放阀卸压, 以保证循环系统不会造成对患者的气压伤。但是为了安全起见,机控下也要习惯性把APL阀打到0,这样手术结束时,机控转为手控,可以看看患者有无自主呼吸,如果忘了调整APL阀,这样气体只能进入肺内了,而且皮球会越来越鼓,需要立即放气。当然,这个时候如果需要膨肺的话,就把APL阀调到30cmH₂O吧。


(四)二氧化碳吸收装置


吸收剂有钠石灰和钙石灰,还有钡石灰,这个少见。因为指示剂的不同,吸收CO₂后,颜色改变也不同。科室用的钠石灰是颗粒状,其指示剂是酚酞,新鲜时无色,耗竭后变为粉红色。早晨检查麻醉机一定不要忽略它,最好术前就更换,不要等到术中用完了才想起来更换。这错我犯过。




(五)麻醉呼吸机


与恢复室的呼吸机相比较,麻醉呼吸机的呼吸模式比较简单。所需要的呼吸机只能够改变通气量、呼吸频率和吸呼比,能运行 IPPV,基本上就能使用。人体自主呼吸的吸气期,膈肌收缩,胸廓扩张,胸内负压增大,使气道口与肺泡之间产生压力差,气体进入肺泡内。机械呼吸时,则多利用正压形成压力差,将麻醉气流压入肺泡,停止正压时借胸、肺组织弹性回缩,产生与大气压的压差,将肺泡气排向体外。因而呼吸机具备四项基本的功能,即充气、吸气向呼气转换,排出肺泡气体以及呼气向吸气的转换,依次循环往复。


如上图,驱动气与呼吸回路是互相隔离的,驱动气是在风箱盒内,而呼吸回路气体是在呼吸皮囊内。吸气时,驱动气进入风箱盒,其内的压力升高,呼吸机释放阀门首先关闭,这样气体不会进入残气清除系统,这样一来,呼吸皮囊内的麻醉用气体受到压缩,就被挤入病人气道了。呼气时,驱动气离开风箱盒,风箱盒内的压力降至大气压,但呼气先充满呼气皮囊,这是因为这个阀门里面有个小球,有重量,只有当风箱内的压力超过2~3cmH₂O时,这个阀门才会打开,也就是多于的气体才能通过它进入残气清除系统。说白了,这个上升型的风箱会产生2~3cmH₂O的PEEP(呼气末正压)。呼吸机的呼吸周期切换,有 3 种基本模式,即定容、定压及定时切换。目前多数麻醉呼吸器采用的是定容切换模式,即在吸气相时将预设的潮气量,送入病人的呼吸道直至肺泡,以完成吸气相,而后切换到预设时间的呼气相,由此构成呼吸周期,其间预设的潮气量、呼吸频率及呼吸比值是三项调整呼吸周期的主要参数。


(六)废气清除系统


顾名思义,就是处理废气的,防止手术室的污染。工作中也不大关心此项,但是,这个废气管道不能堵塞,否则气体都被挤入患者肺内了,后果可想而知。


写到这里,也就是对麻醉机有个宏观上的了解,把这几部分联系起来,动起来,就是麻醉机的工作状态了。当然,这里面还是有很多细节问题需要慢慢斟酌,能力有限,暂且不刨根问底。理论归理论,看的写的再多,总得归到工作中,还是得实际操作,毕竟说的好不如做得好。

关于麻醉机你必须搞懂的3个知识点:


半紧闭回路 VS 半开放回路


可以说,通过字面意思,很难理解「半紧闭」和「半开放」有什么区别(根本就没有区别吧!)。不用纠结了,看看现代麻醉学中是怎么定义的。


呼吸回路分4类:

  1. 开放式:呼出气体完全不被重复吸入;

  2. 半开放式:无CO2吸收装置,有部分呼出气体被重复吸入;

  3. 半紧闭式:有 CO2吸收装置,大部分呼出气体被重复吸入;

  4. 紧闭式:有 CO2吸收装置,呼出气体全部被重复吸入;


APL 阀的作用


手动通气(Man)模式:手动通气时应调整 APL 阀在合适的数值(20-30 cmH2O)。通过手捏皮球,给予正压通气,当进气时压力超过限压阀的设定值时,多余气体通过 APL 阀排出。


自主呼吸(Spont)模式:自主呼吸时应把 APL 阀调整在“全开”的状态。自主呼吸是通过胸腔的负压吸气,因此,只有在呼气相通过 APL 阀排除多余气体。


机械通气时,多余的气体经由压力缓解阀(不同于 APL 阀)排出。所以,与 APL 阀的值无任何关系。


螺纹管和死腔量的关系


答案是“螺纹管的大小、长短与死腔量无关”。


所谓的死腔就是指参与通气但未参与气体交换的那一部分,也就是 Y 型接头和气管导管的部分或面罩或喉罩的空腔。


螺纹管的顺应性(膨胀容积)和气体压缩(压缩容积)可增加无效腔,但这种效应产生的影响微乎其微注。


——2015麻醉年会知识更新


关于吸入麻醉必须知道的3个概念:


MAC值(最小肺泡浓度):能使50%的患者对标准化刺激(如切皮)无动作反应的最低吸入麻醉药肺泡浓度。


摩根麻醉学中写道:大体上1.3MAC的任何吸入麻醉药都可以抑制95%患者对伤害性刺激的动作反应;


因此,在没有麻醉深度和呼气末麻醉气体浓度监测的情况下,我们的目标就是控制吸入麻醉药的肺泡浓度(平衡状态下,麻醉药物肺泡分压=动脉分压=中枢神经系统分压)。


假设我们控制得很理想,吸入麻醉药的肺泡浓度保持在1.3MAC,那么随着时间的延长,肺泡内麻醉气体分压与血中气体分压相平衡,脑组织中药物达到一定浓度,达到我们所需要的理想麻醉状态。


血/气分配系数:麻醉气体在血中和肺泡中达到平衡时两个浓度的比值。


血/气分配系数越小,升高血中麻醉气体的分压越快,诱导越快;同样,苏醒期清除的也快。


时间常数:当容器内的气体有62.3%被新鲜气体所占据的时间称为1个时间常数。


通常需要3个时间常数,容积内95%的气体被新鲜气体混合占据,可以看做吸入麻醉药的洗入过程。


换句话说,不是你挥发罐一开到3,肺泡内的浓度就能达到3。


如果想要快速改变肺泡内的麻醉气体浓度,应增加新鲜气流量,时间常数与气流量呈反比。


——陈小捌

 END 

陈小捌是个简单认真的麻醉医生,相信持续学习的力量,用输出倒逼输入的方法,写一些独立思考的干货读书笔记。


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