小流量紧闭麻醉装置的设计与应用-王景阳.doc

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小流量紧闭麻醉装置的设计与应用

上海市长海医院麻醉科王景阳

（200433）

［摘要］目的：

介绍自行设计的小流量紧闭麻醉装置，将来或可促进临床更多应用小流量紧闭麻醉。

方法：

按小流量紧闭麻醉的要求，从结构上加以改变，使能供应与患者需要相应的麻醉药与氧量，如自呼吸回路外输入氧气，机械通气时采用下降式折叠风箱，并加下端开口的储气管等。

结果：

通过临床初步试用，证明该装置安全可行。

结论：

自行设计的小流量紧闭麻醉装置原理新颖、结构简单、用药量少、对环境污染小，安全可行，该装置当有助于二十一世纪小流量紧闭麻醉更多地应用。

［关键词］小流量紧闭麻醉　全身麻醉麻醉装置

DesignandapplicationofMinimal-flowclosedanesthesiadevice

WangJingyangDepartmentofanesthesiology,theChanghaiHospital

Shanghai200433,China

［Abstract］Object:

Adetaileddescriptionofourowndesignedminimal-flowclosedanesthesiadevice,whichcouldbeusedmoreinclinicalanesthesia.method:

Accordingtorequirementofminimalflow-closedanesthesia,inprovedandmodifiedtheconstructionoftheordinarysystem,suchasO2inletchangedandadescendingbellowsadoptedetc.Results:

thedesignedminimal-flowclosedanesthesiadevicecanbeusedsafelyafterpreliminaryclinicalpracticeinanesthesia.Conclusion:

Thedesignedminimal-flowclosedanesthesiadevicewithnewprinciple,simpleconstruction,leastairborneenviromentalpollutionandiseasytocopewiththepatient’sup-takeandmetabolicneedsofO2aswellasanesthesticsItcanbesafelyusedandmightbeusefultopushaheadtheminimal-flowclosedanesthesiaasabettermodeofgeneralanesthesiainthefuture.

［Keywords］minimal-flowclosedanesthesiaanestheticsdevice,generalanesthesia

过去全身麻醉，多用单一麻醉药诱导和维持麻醉，用于小流量紧闭麻醉的挥发器位于呼吸回路内（VIC,vaporizerinsidecircuit）受患者呼吸影响难以精确调控吸入麻醉药蒸气浓度，故现采用高或中流量，将蒸发器置于呼吸回路外（VOCvaporizeroutsidecircuit）的半紧闭系统，至今仍为世界各国普遍应用，考虑到紧闭麻醉具有更多的优越性，如氧气流量计上的变化可了解氧摄取情况，保留口才热量及水份，用药经济，特别是减少环境污染的危害，在近代监测麻醉的发展与进步，低流量或小流量紧闭麻醉已得到更多的研究和应用[1、2]。

事实上，大多新型国内外先进麻醉机，于静脉麻醉药、镇痛药辅佐下，基本上都能做到小流量紧闭麻醉，只是真正以吸入挥发性麻醉药为主的小流量紧闭麻醉装置仍有待开发。

荷兰研发的Physioflex小流量紧闭机械通气麻醉装置，结构复杂，价格昂贵，且仍存在隐患，至今未能得到普及。

1．小流量紧闭麻醉装置

小流量紧闭麻醉装置的两个主要问题是装置难以保持密闭（不过25ml/min可以接受）及难以适应患者对药物和O2代谢的需要。

作者于二十世纪90年代即设计有原理新颖、结构较简单和具有可行性的小流量紧闭麻醉装置（见图1），曾发表于“美国中华外科杂志”[4]及《中华医学研究》[5]。

并由河南新乡市医院设备厂投入试制，样机在我院经作者本人直接参与实施了小流量紧闭麻醉的手术患者3例，证明该装置的可行性和某些特殊性。

1、O2入口2、回路外三路开关3、下端开口的储气管4、单向阀

5、折迭风箱6、驱动气7、回路内三路开关8、储气囊9、吸入阀

10、呼出阀11、微机注液泵12、钠石灰13、用于机械通气

14、O2改为回路内输入15、机械通气16、自主或手法扶助呼吸

图1小流量紧闭麻醉装置设计原理示意图

由图1可见机械通气时，所用风箱系下垂式，这是为了功能上的需要。

为此在呼吸回路内设置有显示气道压改变的压力表，一旦麻醉回路内气体有所泄漏，气道压可立见下降，不难及时发现和防止。

在设计上具有最大特点是O2由一般麻醉机的回路内输入改为回路外输入，外加末端开放的储气管，从而能自动调控患者所需氧量。

即患者需氧多少就供给多少，万一供氧中断，空气籍风箱下垂产生的负压，立即被储气管的开放端吸入，不致即刻发生缺氧，反之，万一供给的氧流量超大，大量氧可由储气管末端开口外逸，不致发生肺气压伤，而且两者均不影响小流量紧闭麻醉和机械通气的照常进行，转动三路开关2，可改变氧流量由回路外转向回路内输给，转动三路开关7，使回路与储气囊相通，停止机械通气，即可用作自主呼吸或手控呼吸的通常麻醉机。

为了安全，术中当配备有ETCO2、SPO2、ECG和BP四项基本监测，如有吸入和呼出麻醉浓度监测当更好，小流量紧闭麻醉可能发生的缺O2、CO2貯积和CO中毒等危害，就可完全避免。

2．小流量紧闭麻醉的实施

2．1.小流量指的是气流量为250-500ml/min；500-1000ml/min为低流量，1-2L/min为中等流量，是目前临床全麻时常用流量，2-4L/min为高流量，＞4L/min为极高流量，偶而用于麻醉开始的吸氧去氮或小流量紧闭麻醉开始用于加快填充肺功能残气量和呼吸回路空间所需。

2.2时间常数

麻醉一开始，就完全紧闭是很困难的，因为体内摄取麻醉气体，一开始不是很大量，而是由零起步，只有在肺功能残气量和回路空间填充完成后，才达到最高度。

而后逐渐减少直至体内摄取按吸入浓度及心输出量而定，其中浓度是主要因素。

在吸入一定浓度下，随着时间的推移体内摄取量变化不大，因而可以紧闭法维持麻醉。

所需时间通常以时间常数计[6]，时间常数=容积（V）/气体流量（F），设用气体B去改变一个容积中的气体A浓度，第一个时间常数只能改变63%的气体A浓度，第二个时间常数可增加B气体浓度至86%，第三个时间常数后，气体B的浓度可达95%。

目前麻醉机呼吸回路空间在5000-6000ml左右，加上肺功能残气量3000ml，共约8000-9000ml，内原含空气，如用9000ml/minO2流量，则9000/9000=1分钟的时间常数，因此要达到95%的改变，需要三个时间常数即3×1=3分钟，才能使麻醉回路中及肺功能残气量空间内充满O2（达95%），当改用3000ml/minO2流量则9000/3000=3分钟，三个时间常数就需3×3=9分钟才能使所有空间充满95%的O2。

如麻醉开始用3000ml/min含有2%异氟醚麻醉蒸气去填充，就需8-9分钟才能使肺泡膜前面的空间填充到接近95%的2%异氟醚浓度。

由此可知，小流量紧闭麻醉开始9-15分钟，得用设定麻醉浓度的高流量蒸气去填充所有空间，填充完成后进行紧闭，而后给设定的麻醉药单位剂量维持麻醉。

2.3定量给药及时间平方根法则

2.3.1定量给药

在某一设定的吸入浓度被摄取的麻醉药蒸气量即为体内摄取量。

为满足全身组织摄取所需的麻醉药量得以维持恒定，需动脉血药浓度（Ca）乘上产生Ca所需的心输出量（Q）（Ca×Q），填充量与维持量均与CaQ相关。

全身组织摄取所需维持量亦即单位剂量（2CaQ），填充所有空间量通常以3L/min的气流量给约3倍2CaQ的麻醉药蒸气量。

填充后，于各时间间隔加给单位剂量（2CaQ）即可维持麻醉恒定。

2.3.2时间平方根法则

全身组织摄取所需量与lowe氏所述的时间平方根相关，指的是麻醉药摄取率，或跨肺泡膜的速度，亦称摄取分数。

麻醉气体摄取率与时间t平方根的反比成线性关系，即Ca×Q×√t.在心输出量不变下，其与既定时间间隔（时间平方根之间），摄取的麻醉药蒸气量是相等的，第1个平方根（√1）时间间隔为0-1分钟，第2个平方根（√4）时间间隔为1-4分钟，第3个平方根（√9）时间间隔，4-9分钟内，分别摄取的药量相同，即所谓时间平方根法则[7]，因而维持量可简单按12、22、32、42……，各时间间隔内，以微泵滴入麻醉药液一个单位剂量（2CaQ）即可。

2.3.3体内摄取量的计算：

在全麻下，因为麻醉回路和肺功能残气量及肺泡膜的存在，麻醉气体的体内摄取量，完全随麻醉气体本身的血液溶解度（即血/气分配系统）和心输出量而异，尤其是随吸入麻醉气体浓度的增减而改变，在吸入一定浓度下，体内摄取量可按下公式计算：

2CaQ=fMAC×λB/G×Q，MAC为肺泡气最低有效浓度，B/G为血气分配系数，Q为心输出量，可按2×kg3/4公斤体重或2×（0.3×kg+3）计算。

设病人体重为50kg，给1.3MAC异氟醚麻醉（1MAC的异氟醚为1.2Vol%），故算得单位剂量：

2×1.3×1.2×1.48×2（0.3×50+3）

2CaQ=--------------------------------------=0.8ml液体异氟醚

200（1ml液体异氟醚挥发的气量）

而后按12、22、32、42……各时间间隔滴入异氟醚液体0.8ml（单位剂量），于呼吸回路的呼气侧，就可满足病人代谢与维持麻醉的需要。

当然，于麻醉开始9-15分钟应给3-4个单位剂量的高流量麻醉蒸气去填充回路及肺功能残气量的空间。

3．作者参与样机试用3例报告

例1男，68岁，体重：

50kg，ASA：

Ⅱ级，因食道癌行食道中段切除术，肺、肝、肾等功能正常，心电图示左室高电压，ST及T段轻度改变，实施1.3MAC异氟醚小流量紧闭麻醉，开始以高流量（3L/min）于9min内滴入单位剂量×3，即0.8×3=2.4ml，后于各时间间隔滴入1单位剂量0.8ml以维持，O2流量为500ml/min，整个手术过程平稳，ETCO2在36以内，SPO2一直维持在100%，心率：

61-71次/min，BP：

146/74mmHg左右，机械通气潮气量设定500ml/次，手术共2.5h，用去液体异氟醚10ml左右，效果良好。

例2，男性，44岁，直肠癌手术，体重75kg，心肺肝肾功能均基本正常，麻醉开始同样以小流量下（500ml/min）给1.3MAC异氟醚单位剂量1.2ml液体异氟醚，开始15min以高流量3000ml/min滴入3个单位剂量，1.2×3=3.6ml异氟醚液体气化后充填所有空间，平稳后以一个单位剂量1.2ml，分别于各时间间隔滴入，呼吸回路呼气侧维持麻醉。

术中血压110/54mmHg左右，心率：

71-95之间，ETCO2在37.5以内，SPO299-100%。

手术历时3h，用去液体异氟醚20ml左右，整个过程平稳。

与第1例不同的是本患者于T12-