麻醉通氣系統(tǒng)的結構和原理

1、<p>　　麻醉通氣系統(tǒng)的結構和原理</p><p>　　【摘要】 麻醉通氣系統(tǒng)是麻醉機與患者相連接的聯(lián)合氣路裝置，對麻醉機的臨床呼吸麻醉和呼吸管理起著至關重要的作用。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)作為麻醉機必不可少的主要組成部分，其結構、原理的合理性，組成部件的可靠性與

2、先進性將直接推動麻醉領域和呼吸治療領域的發(fā)展。 </p><p>　　【關鍵詞】 麻醉通氣系統(tǒng)；開放系統(tǒng)；半開放系統(tǒng)；循環(huán)系統(tǒng)；重復吸入；新鮮氣流 </p><p>　　麻醉通氣系統(tǒng)是麻醉機與患者相連接的聯(lián)合氣路裝置［1］，作為麻醉機的重要組成部分，對麻醉機的臨床呼吸麻醉和呼吸管理起著至關重要的作用?，F代麻醉機可以準確地預知麻醉機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、調節(jié)吸入麻醉藥濃度和劑量是臨床麻醉工作的基礎。因此，麻醉機操作人員應對各種通氣系統(tǒng)的結構、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)一的標準。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)。劃分的依據是根據系統(tǒng)有沒有重復吸入和CO2吸收裝置。開放系統(tǒng)：沒有重復吸入，沒有CO2吸收裝置；半開放系統(tǒng)：部分重復吸入，沒有CO2吸收裝置；循環(huán)系統(tǒng)：全部或部分重復吸入，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)是無重復吸入活瓣，結構如圖1所示。 </p><p>　　圖1 無重復吸入活瓣 </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。控制呼吸時，吸氣期，手擠貯氣囊，活瓣右移，左門打開，右門關閉，患者吸氣；呼氣期，松開貯氣囊，活瓣在彈簧的作用下左移，左門關閉，右門打開，新鮮氣體進入貯氣囊，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)內壓力增高。 </p><p>　　另外，還有一些無重復吸入活瓣回路，也可屬于開放系統(tǒng)，常見的如魚嘴閥，其結構和原理見圖2。 </p><p>　　開放系統(tǒng)的優(yōu)點是直接

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節(jié)迅速，結構簡單。缺點是呼出氣體排入空氣，污染手術室，對于前面一個無重復吸入活瓣，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，具有實際使用意義的是a、d系統(tǒng)?，F分別對a、d二系統(tǒng)的功能進行分析，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入貯氣囊，當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，排氣閥始終關閉。如新鮮氣流量較高，則患者無明顯重復吸入。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，對應貯氣囊放松狀態(tài)，系統(tǒng)內保持低壓狀態(tài)，排氣閥始終關閉，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。吸氣期，擠壓貯氣囊，系統(tǒng)內壓力升高，排氣閥打開。吸氣早期，在管道內壓力上升至足以使排氣閥打開之前，滯留在螺紋管內的患者呼出氣隨新鮮氣體一起就已進入患者呼吸道，被重復吸入，待排氣閥打開后，則一部分呼出氣隨新鮮氣一起進入肺內，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，重復吸入嚴重，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重復吸入才能在允許范圍內。 </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，流向遠端的排氣閥，進入貯氣囊。貯氣囊充滿后，排氣閥打開，混合氣體由排氣閥排出，至呼吸結束，仍留存一部分呼出氣。吸氣期，排氣閥關閉，患者吸入新鮮氣體及留存在螺紋管內的呼出氣與新鮮氣的混合氣體，重復吸入比a系統(tǒng)嚴重，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，浪費也越大，效率就越低。或用公式計算所需新鮮氣流量，成人為100 ml/（min·kg）。因此，b系統(tǒng)自主呼吸重復吸入嚴重，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，患者呼出氣體流進入螺紋管，同時新鮮氣體也進入螺紋管，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端的排氣閥和貯氣囊。排氣閥在呼氣期始終關閉。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)內壓力升高，排氣閥打開，系統(tǒng)內患者的呼出氣、無效腔氣、新鮮氣和系統(tǒng)

15、內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：結構簡單，阻力小，死腔小，不用鈉石灰，無體熱滯留。缺點：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（遠離患者端）；②新鮮氣體入口不應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)結構氣路圖。 </p><p>　　圖8 循環(huán)系統(tǒng)結構氣路圖 </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閥關閉為緊閉狀態(tài)，系統(tǒng)內壓力不可卸，APL閥打開為半緊閉狀態(tài)，系統(tǒng)內壓力高于APL預設壓力時向外卸壓。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)，其結構完全一樣，

18、APL閥關閉為緊閉系統(tǒng)，APL閥打開為半緊閉系統(tǒng)，2個系統(tǒng)實際上就是APL閥所處的2種狀態(tài)，因此這種劃分是不恰當的。 </p><p>　　3.3 循環(huán)系統(tǒng)的工作氣路 呼氣期，患者呼出氣經呼氣螺紋管、呼氣活瓣與逆行的新鮮氣流在貯氣囊內混合，一旦貯氣囊充滿，環(huán)流系統(tǒng)內壓力升高至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閥永遠打不開），一部分呼出氣體經排氣閥排出。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：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室外，減少手術室的污染。不足之處：增加呼吸阻力，環(huán)流系統(tǒng)內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際耗氣量，系統(tǒng)內壓力會越來越高，壓力過高時應及時將APL閥打開，系統(tǒng)轉為半緊閉工作狀態(tài)以卸壓，壓力降低后再關閉APL閥轉為全緊閉狀態(tài)，手動期間重復以上操作。當啟動麻醉通氣機時，麻醉機進入自動狀態(tài)，APL閥必須關閉，系統(tǒng)內壓力過高時會從麻醉通氣機風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主機共同氣體出口。 &

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起化學反應，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，是呼吸功能正常進行的關鍵部件之一。 </p><p>　　螺紋管、貯氣囊和面罩都是橡膠或塑料制品，

22、是麻醉機中的易損件，連接接口按國際統(tǒng)一標準，都是Φ22 mm、錐度1∶40的內錐。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特別注意橡膠/氣的分配系數，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采用2種國際標準，Φ22mm、錐度1∶40的外錐和Φ15mm、錐度1∶40的內錐。 </

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