麻醉通氣系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和原理

1、<p>　　麻醉通氣系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和原理</p><p>　　【摘要】 麻醉通氣系統(tǒng)是麻醉機(jī)與患者相連接的聯(lián)合氣路裝置，對麻醉機(jī)的臨床呼吸麻醉和呼吸管理起著至關(guān)重要的作用。選擇不同的通氣系統(tǒng)，患者吸入混合氣體濃度可受到不同程度的影響。麻醉期間利用不同的通氣系統(tǒng)來管理呼吸、調(diào)節(jié)吸入麻醉藥濃度和劑量是臨床麻醉工作的基本知識。麻醉通氣系統(tǒng)作為麻醉機(jī)必不可少的主要組成部分，其結(jié)構(gòu)、原理的合理性，組成部件的可靠性與

2、先進(jìn)性將直接推動麻醉領(lǐng)域和呼吸治療領(lǐng)域的發(fā)展。 </p><p>　　【關(guān)鍵詞】 麻醉通氣系統(tǒng)；開放系統(tǒng)；半開放系統(tǒng)；循環(huán)系統(tǒng)；重復(fù)吸入；新鮮氣流 </p><p>　　麻醉通氣系統(tǒng)是麻醉機(jī)與患者相連接的聯(lián)合氣路裝置［1］，作為麻醉機(jī)的重要組成部分，對麻醉機(jī)的臨床呼吸麻醉和呼吸管理起著至關(guān)重要的作用?，F(xiàn)代麻醉機(jī)可以準(zhǔn)確地預(yù)知麻醉機(jī)輸出的混合氣體的成分及含量，但因選擇不同的通氣系統(tǒng)或用法

3、不同，患者吸入混合氣體濃度可受到不同程度的影響。麻醉期間利用不同的通氣系統(tǒng)來管理呼吸、調(diào)節(jié)吸入麻醉藥濃度和劑量是臨床麻醉工作的基礎(chǔ)。因此，麻醉機(jī)操作人員應(yīng)對各種通氣系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、性能及原理熟悉了解。 </p><p>　　完整的麻醉通氣系統(tǒng)具有5個功能：①接受并儲存來自麻醉主機(jī)的新鮮氣流；②向患者提供吸入氣體；③處理患者的呼出氣體；④提供自主通氣和控制通氣條件；⑤為有關(guān)的儀器儀表提供監(jiān)測信息。 </p>

4、<p>　　麻醉通氣系統(tǒng)的劃分國際上還沒有一個統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。本文將麻醉通氣系統(tǒng)劃分為三大類：開放系統(tǒng)、半開放系統(tǒng)、循環(huán)系統(tǒng)。劃分的依據(jù)是根據(jù)系統(tǒng)有沒有重復(fù)吸入和CO2吸收裝置。開放系統(tǒng)：沒有重復(fù)吸入，沒有CO2吸收裝置；半開放系統(tǒng)：部分重復(fù)吸入，沒有CO2吸收裝置；循環(huán)系統(tǒng)：全部或部分重復(fù)吸入，有CO2吸收裝置。 </p><p><b>　　1 開放系統(tǒng) </b></p

5、><p>　　典型的開放系統(tǒng)是無重復(fù)吸入活瓣，結(jié)構(gòu)如圖1所示。 </p><p>　　圖1 無重復(fù)吸入活瓣 </p><p>　　該系統(tǒng)對控制呼吸和自主呼吸都適用，要求新鮮氣流量等于患者每分鐘通氣量?？刂坪粑鼤r，吸氣期，手?jǐn)D貯氣囊，活瓣右移，左門打開，右門關(guān)閉，患者吸氣；呼氣期，松開貯氣囊，活瓣在彈簧的作用下左移，左門關(guān)閉，右門打開，新鮮氣體進(jìn)入貯氣囊，患者呼出氣體排

6、入空氣。自主呼吸時，吸氣期、呼氣期活瓣的移動和控制呼吸一樣。特別注意自主呼吸時要將新鮮氣流量調(diào)至吸氣開始時保持貯氣囊3/4充盈，既要避免貯氣囊全膨滿，也不宜新鮮氣流量過低。氣流過大，活瓣可在吸氣位突然鎖住，堵塞呼氣，造成系統(tǒng)內(nèi)壓力增高。 </p><p>　　另外，還有一些無重復(fù)吸入活瓣回路，也可屬于開放系統(tǒng)，常見的如魚嘴閥，其結(jié)構(gòu)和原理見圖2。 </p><p>　　開放系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是直接

7、將新鮮氣體送入患者氣道，呼出氣體排至空氣中；因此，新鮮氣體流量較低，吸入氣和全麻醉藥濃度調(diào)節(jié)迅速，結(jié)構(gòu)簡單。缺點(diǎn)是呼出氣體排入空氣，污染手術(shù)室，對于前面一個無重復(fù)吸入活瓣，使用不易掌握，不是貯氣囊充氣過漲，就是貯氣囊貯氣不足，新鮮氣流量過大，活瓣堵塞患者排氣口，大量氣體沖入氣道可導(dǎo)致氣胸。 </p><p><b>　　2 半開放系統(tǒng) </b></p><p>　　

8、屬于無CO2吸收裝置的CO2沖洗氣路，重復(fù)呼吸的程度取決于新鮮氣流量的大小。典型的半開放系統(tǒng)是Mapleson通氣系統(tǒng)。Mapleson通氣系統(tǒng)分為a、b、c、d、e、f六類［1］。 </p><p>　　其中，具有實(shí)際使用意義的是a、d系統(tǒng)?，F(xiàn)分別對a、d二系統(tǒng)的功能進(jìn)行分析，其余系統(tǒng)的功能分析方法相同。 </p><p>　　2.1 Mapleson a系統(tǒng) </p>

9、<p>　　2.1.1 自主呼吸 過程分析見圖4。 </p><p>　　呼氣期，呼出氣和新鮮氣一起進(jìn)入貯氣囊，當(dāng)貯氣囊充滿后壓力排氣閥打開。如新鮮氣流量較高，則患者呼出氣完全排除。吸氣期，排氣閥始終關(guān)閉。如新鮮氣流量較高，則患者無明顯重復(fù)吸入。新鮮氣流量不低于每分鐘通氣量的70%即可滿足要求，重復(fù)吸入很少，排除CO2效果好，效率高。 </p><p>　　2.1.2 控制

10、呼吸 過程分析見圖5。呼氣期，對應(yīng)貯氣囊放松狀態(tài)，系統(tǒng)內(nèi)保持低壓狀態(tài)，排氣閥始終關(guān)閉，無氣體排出，患者呼出氣(包括無效腔氣及肺泡氣)全部停留在螺紋管中，如患者潮氣量大，一部分呼出氣甚至流入貯氣囊內(nèi)。吸氣期，擠壓貯氣囊，系統(tǒng)內(nèi)壓力升高，排氣閥打開。吸氣早期，在管道內(nèi)壓力上升至足以使排氣閥打開之前，滯留在螺紋管內(nèi)的患者呼出氣隨新鮮氣體一起就已進(jìn)入患者呼吸道，被重復(fù)吸入，待排氣閥打開后，則一部分呼出氣隨新鮮氣一起進(jìn)入肺內(nèi)，一部分呼出氣隨新鮮

11、氣從排氣閥排出。從以上分析可知，a系統(tǒng)用于控制呼吸，重復(fù)吸入嚴(yán)重，一部分新鮮氣被排除，效率低。只有新鮮氣流量≥3倍每分鐘通氣量時，CO2重復(fù)吸入才能在允許范圍內(nèi)。 </p><p>　　所以Magill a系統(tǒng)只用于自主呼吸，自主呼吸時排除CO2效果最好。 </p><p>　　2.2 Mapleson b系統(tǒng) </p><p>　　2.2.1 自主呼吸 過程

12、分析見圖6。 </p><p>　　圖6 Mapleson b系統(tǒng)自主呼吸功能分析 </p><p>　　呼氣期，患者呼出氣體與新鮮氣體混合，一起流入螺紋管，流向遠(yuǎn)端的排氣閥，進(jìn)入貯氣囊。貯氣囊充滿后，排氣閥打開，混合氣體由排氣閥排出，至呼吸結(jié)束，仍留存一部分呼出氣。吸氣期，排氣閥關(guān)閉，患者吸入新鮮氣體及留存在螺紋管內(nèi)的呼出氣與新鮮氣的混合氣體，重復(fù)吸入比a系統(tǒng)嚴(yán)重，效率比a系統(tǒng)低。新鮮

13、氣流量是每分鐘通氣量的2至3倍，才能使PaCO2維持正常水平。新鮮氣流量越大，浪費(fèi)也越大，效率就越低?；蛴霉接嬎闼栊迈r氣流量，成人為100 ml/（min·kg）。因此，b系統(tǒng)自主呼吸重復(fù)吸入嚴(yán)重，效率低。 </p><p>　　2.2.2 控制呼吸 過程分析見圖7。 </p><p>　　首先必須旋緊排氣活瓣，否則不能加壓通氣，不能形成吸氣期。 </p>

14、<p>　　圖7 Mapleson b系統(tǒng)控制呼吸功能分析 </p><p>　　呼氣期，患者呼出氣體流進(jìn)入螺紋管，同時新鮮氣體也進(jìn)入螺紋管，在呼氣中止期新鮮氣流持續(xù)流入螺紋管，推動前面的氣體流向遠(yuǎn)端的排氣閥和貯氣囊。排氣閥在呼氣期始終關(guān)閉。吸氣期，擠壓貯氣囊，由于新鮮氣入口靠近患者端，所以新鮮氣體可就近首先流入患者呼吸道，同時由于系統(tǒng)內(nèi)壓力升高，排氣閥打開，系統(tǒng)內(nèi)患者的呼出氣、無效腔氣、新鮮氣和系統(tǒng)

15、內(nèi)原存有的氣體混合而成的新的混合氣體，在貯氣囊和新鮮氣體雙重推動下，從排氣閥排出。重復(fù)吸入少，通氣效率高。 </p><p>　　因此，半開放系統(tǒng)使用時排出患者呼出的CO2是依靠新鮮氣流來沖洗的。優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單，阻力小，死腔小，不用鈉石灰，無體熱滯留。缺點(diǎn)：消耗新鮮氣流量大，患者呼吸道干燥，功能單一，使用時需公式計算等。 </p><p><b>　　3 循環(huán)系統(tǒng) </b

16、></p><p>　　3.1 系統(tǒng)基本構(gòu)成 新鮮氣體入口、CO2吸收器、吸氣活瓣、呼氣活瓣、貯氣囊、APL閥、吸氣波紋管、呼氣波紋管、三通接頭、面罩、壓力表等。以上各部件按順序組成環(huán)路，組成應(yīng)遵循以下原則：①單向活瓣必須位于患者和貯氣囊之間，貯氣囊在環(huán)流系統(tǒng)的吸氣管和呼氣管之間（遠(yuǎn)離患者端）；②新鮮氣體入口不應(yīng)放在患者和排氣活瓣之間的環(huán)流系統(tǒng)上；③排氣活瓣不應(yīng)放在患者和呼氣活瓣之間的環(huán)流系統(tǒng)上［1］。

17、圖8為常見的循環(huán)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)氣路圖。 </p><p>　　圖8 循環(huán)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)氣路圖 </p><p>　　3.2 循環(huán)系統(tǒng)有2種工作狀態(tài) 緊閉和半緊閉狀態(tài)。APL閥關(guān)閉為緊閉狀態(tài)，系統(tǒng)內(nèi)壓力不可卸，APL閥打開為半緊閉狀態(tài)，系統(tǒng)內(nèi)壓力高于APL預(yù)設(shè)壓力時向外卸壓。之前人們通常將循環(huán)系統(tǒng)的2個工作狀態(tài)劃分為麻醉通氣系統(tǒng)的2個系統(tǒng)：緊閉系統(tǒng)和半緊閉系統(tǒng)，這樣劃分的2個系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)完全一樣，

18、APL閥關(guān)閉為緊閉系統(tǒng)，APL閥打開為半緊閉系統(tǒng)，2個系統(tǒng)實(shí)際上就是APL閥所處的2種狀態(tài)，因此這種劃分是不恰當(dāng)?shù)摹?</p><p>　　3.3 循環(huán)系統(tǒng)的工作氣路 呼氣期，患者呼出氣經(jīng)呼氣螺紋管、呼氣活瓣與逆行的新鮮氣流在貯氣囊內(nèi)混合，一旦貯氣囊充滿，環(huán)流系統(tǒng)內(nèi)壓力升高至APL閥打開（注意，此時為系統(tǒng)的半緊閉狀態(tài)，緊閉狀態(tài)APL閥永遠(yuǎn)打不開），一部分呼出氣體經(jīng)排氣閥排出。逆行的新鮮氣流可加速呼出氣的排出。

19、吸氣期，一部分呼出氣體經(jīng)CO2吸收器排除CO2后，又隨新鮮氣流一起被吸入。 </p><p>　　循環(huán)系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)：吸入麻醉藥濃度和含量較穩(wěn)定，保持呼吸道濕度和熱量，殘余氣體可用管道通至手術(shù)室外，減少手術(shù)室的污染。不足之處：增加呼吸阻力，環(huán)流系統(tǒng)內(nèi)吸入全麻藥濃度變化緩慢，新鮮氣流量低于1.2 L/min時，吸入氧濃度不穩(wěn)定。 </p><p>　　麻醉初期手動擠壓貯氣囊時，APL閥關(guān)閉，系統(tǒng)

20、處于緊閉工作狀態(tài)，由于新鮮氣體大于患者實(shí)際耗氣量，系統(tǒng)內(nèi)壓力會越來越高，壓力過高時應(yīng)及時將APL閥打開，系統(tǒng)轉(zhuǎn)為半緊閉工作狀態(tài)以卸壓，壓力降低后再關(guān)閉APL閥轉(zhuǎn)為全緊閉狀態(tài)，手動期間重復(fù)以上操作。當(dāng)啟動麻醉通氣機(jī)時，麻醉機(jī)進(jìn)入自動狀態(tài)，APL閥必須關(guān)閉，系統(tǒng)內(nèi)壓力過高時會從麻醉通氣機(jī)風(fēng)箱的多余氣體排放閥卸壓，以保證循環(huán)系統(tǒng)不會造成對患者的氣壓傷。 </p><p>　　新鮮氣體入口連接麻醉機(jī)主機(jī)共同氣體出口。 &

21、lt;/p><p>　　CO2吸收器中裝填的吸收劑通常是堿石灰，堿石灰主要由5%的NaOH和95％的Ca（OH）2組成，利用堿石灰與CO2起化學(xué)反應(yīng)，以清除患者呼出氣體中的CO2。 </p><p>　　呼吸活瓣主要作用是控制系統(tǒng)內(nèi)氣體單向流動，保證吸氣氣流和呼出氣流分路，是呼吸功能正常進(jìn)行的關(guān)鍵部件之一。 </p><p>　　螺紋管、貯氣囊和面罩都是橡膠或塑料制品，

22、是麻醉機(jī)中的易損件，連接接口按國際統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，都是Φ22 mm、錐度1∶40的內(nèi)錐。貯氣囊的主要作用是輔助或控制呼吸，緩沖新鮮氣流，便于觀察患者的呼吸，便于麻醉氣體和氧的充分混合，可使萎縮肺膨脹。在選用這些部件時應(yīng)特別注意橡膠/氣的分配系數(shù)，防止對選用的吸入麻醉藥的吸附作用。 </p><p>　　三通接頭連接患者端同時應(yīng)采用2種國際標(biāo)準(zhǔn)，Φ22mm、錐度1∶40的外錐和Φ15mm、錐度1∶40的內(nèi)錐。 </

23、p><p>　　壓力表顯示循環(huán)系統(tǒng)內(nèi)的壓力。 </p><p>　　以上3種通氣系統(tǒng)各有其優(yōu)缺點(diǎn)，在選用上應(yīng)根據(jù)具體情況決定。我國目前麻醉機(jī)的通氣系統(tǒng)普遍采用循環(huán)系統(tǒng)。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，麻醉機(jī)整體水平也在不斷的發(fā)展提高，麻醉通氣系統(tǒng)作為麻醉機(jī)必不可少的主要組成部分，其結(jié)構(gòu)、原理的合理性，組成部件的可靠性與先進(jìn)性將直接推動麻醉領(lǐng)域和呼吸治療領(lǐng)域的發(fā)展。 </p><p&