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麻醉通气系统的结构和原理
【摘要】麻醉通气系统是麻醉机与患者相连接的联合气路装置,对麻醉机的临床呼吸麻醉和呼吸管理起着至关重要的作用。选择不同的通气系统,患者吸入混合气体浓度可受到不同程度的影响。麻醉期间利用不同的通气系统来管理呼吸、调节吸入麻醉药浓度和剂量是临床麻醉工作的基本知识。麻醉通气系统作为麻醉机必不可少的主要组成部分,其结构、原理的合理性,组成部件的可靠性与先进性将直接推动麻醉领域和呼吸治疗领域的发展。
【关键词】麻醉通气系统;开放系统;半开放系统;循环系统;重复吸入;新鲜气流
麻醉通气系统是麻醉机与患者相连接的联合气路装置[1],作为麻醉机的重要组成部分,对麻醉机的临床呼吸麻醉和呼吸管理起着至关重要的作用。现代麻醉机可以准确地预知麻醉机输出的混合气体的成分及含量,但因选择不同的通气系统或用法不同,患者吸入混合气体浓度可受到不同程度的影响。麻醉期间利用不同的通气系统来管理呼吸、调节吸入麻醉药浓度和剂量是临床麻醉工作的基础。因此,麻醉机操作人员应对各种通气系统的结构、性能及原理熟悉了解。
完整的麻醉通气系统具有5个功能:①接受并储存来自麻醉主机的新鲜气流;②向患者提供吸入气体;③处理患者的呼出气体;④提供自主通气和控制通气条件;⑤为有关的仪器仪表提供监测信息。
麻醉通气系统的划分国际上还没有一个统一的标准。本文将麻醉通气系统划分为三大类:开放系统、半开放系统、循环系统。划分的依据是根据系统有没有重复吸入和CO2吸收装置。开放系统:没有重复吸入,没有CO2吸收装置;半开放系统:部分重复吸入,没有CO2吸收装置;循环系统:全部或部分重复吸入,有CO2吸收装置。
1 开放系统
典型的开放系统是无重复吸入活瓣,结构如图1所示。
图1 无重复吸入活瓣
该系统对控制呼吸和自主呼吸都适用,要求新鲜气流量等于患者每分钟通气量。控制呼吸时,吸气期,手挤贮气囊,活瓣右移,左门打开,右门关闭,患者吸气;呼气期,松开贮气囊,活瓣在弹簧的作用下左移,左门关闭,右门打开,新鲜气体进入贮气囊,患者呼出气体排入空气。自主呼吸时,吸气期、呼气期活瓣的移动和控制呼吸一样。特别注意自主呼吸时要将新鲜气流量调至吸气开始时保持贮气囊3/4充盈,既要避免贮气囊全膨满,也不宜新鲜气流量过低。气流过大,活瓣可在吸气位突然锁住,堵塞呼气,造成系统内压力增高。
另外,还有一些无重复吸入活瓣回路,也可属于开放系统,常见的如鱼嘴阀,其结构和原理见图2。
开放系统的优点是直接将新鲜气体送入患者气道,呼出气体排至空气中;因此,新鲜气体流量较低,吸入气和全麻醉药浓度调节迅速,结构简单。缺点是呼出气体排入空气,污染手术室,对于前面一个无重复吸入活瓣,使用不易掌握,不是贮气囊充气过涨,就是贮气囊贮气不足,新鲜气流量过大,活瓣堵塞患者排气口,大量气体冲入气道可导致气胸。
2 半开放系统
属于无CO2吸收装置的CO2冲洗气路,重复呼吸的程度取决于新鲜气流量的大小。典型的半开放系统是Mapleson通气系统。Mapleson通气系统分为a、b、c、d、e、f六类[1]。
其中,具有实际使用意义的是a、d系统。现分别对a、d二系统的功能进行分析,其余系统的功能分析方法相同。
Mapleson a系统
自主呼吸过程分析见图4。
呼气