麻醉设备学2011.ppt
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1、第一章 绪论,随着现代医学的发展,手术日趋复杂,对麻醉 及麻醉的监测要求越来越高。,麻醉设备学是麻醉医学的基础学科,手术的安全性:,麻醉气体的浓度:氧,二氧化碳,笑气,麻醉气的浓度等监测,生命体征:心跳,心电,血压,脉搏,血氧饱和度等的监测。,简单的扁桃体摘除手术,从人道原则出发全麻,全麻-诱导. 麻醉维持. 麻醉苏醒.,感觉阻滞,运动阻滞,神志阻滞.,涉及的物理、医学知识,物理知识:,气体的流动、液体的流动、压强、物态的,转换、溶解度、电子学、电学、光学、,机械学、自动控制等。,医学知识:,解剖、药理学、药物学、及各类手术知识。,开关,开关,潮气量,呼吸比,频率,气道压,频率,呼吸比,频率,
2、报警,风箱,调节旋钮,蒸发器,快速供氧,笑气压,氧气压,气道压,自动,手动,生命体征监测仪,CO2 吸 收 装 置,联动旋钮,第二章 物理基础知识,一、气体定律,实际气体定律: P(Vb)=RT (b为分子体积),理想气体定律:PV=MRT/u,P=RT/(Vb) P (P 为分子间引力),与T也有一定关系。 尤其是T低于临界温度液化,混和气体压强:P=Pi -道尔顿分压定律 P混PO2+PN2O+P麻,气体的弥散:P大 P小 O2 CO2 大气 肺泡 血液 CO2 O2 气体在液体中的溶解度:C=aP 亨利定律 (a:溶解系数) (麻醉气体在血液中的溶解度与清醒速度有关),分配系数:动态平衡
3、时, 某物质在媒介1的浓度/在媒介2的浓度 1.血/气分配系数麻醉诱导快慢 2.油/气分配系数麻醉强度有关 麻醉机的贮气囊、螺纹管是橡胶制品,甲氧氟烷的橡胶/气分配系数很大,麻醉时应注意!,1.气化 蒸发 沸腾,二.物态的变化,饱和蒸汽压,加快蒸发的方法: (1)增加表面积 (2)加强流通 (3)温度补偿 饱和蒸气压:密闭容器中,气体和液体达 到动态平衡。温度对饱和蒸气压影响很大。 可直接影响麻醉蒸发器的输出浓度! 2.液化(凝结),绝对湿度:单位体积的大气中含水的质量。 相对湿度:离饱和状态的程度 实际水气压(绝对湿度)/饱和水气压(同T) 湿化器:水容器型(加热水),凝聚性(人工鼻),雾化
4、型(喷射或超声),麻醉气体在通气道管壁的凝结会导致苏醒时间的延长! 3.湿度,三.流体的运动,(一)连续性方程 S1V1=S2V2 (二)伯努力方程 1.空吸作用:,2.皮托管: 3.层流:,4.湍流,雷诺数:,5.射流的附壁效应: 射流带走空气分子导致空气压强发生变化而出现的一种现象。 附壁 切换,临界流量:,四。光的吸收,(1)选择性吸收,光电效应,康普顿效应,电子对效应,(2)吸收规律,郎伯比尔定律,对于溶液,第三章 麻醉机,麻醉机是现代手术不可缺少的麻醉设备。其功能是:1.向病人提供氧气,2.吸入麻醉药,3.进行呼吸管理。其特点和作用:1.有防止缺氧的安全装置和警报系统,2.有精确的专
5、用蒸发器,3.备有通气机,4.备有生命体征监测仪,5.国际标准的接口和麻醉通气系统,6.麻醉残气清除系统。,一.麻醉机的基本结构 供气系统,气源,减压阀(单向阀),流 量 计,蒸发器,吸 收 装 置,吸气活瓣,呼气活瓣,贮 气 囊,螺纹管,Y形接头,面罩 气管插管,压力表,安全阀,针型阀,旁路,载气,共同气体出口,呼 吸 器,通气系统,(高压),(中压),(低压),联动装置,二:供气系统 1.气源,分:液化气体和压缩气体。采用贮气筒或中央供气系统。 (1)贮气筒(气瓶) 是贮存氧气、二氧化碳、压缩空气、麻醉气体的密闭容器。 分:筒体 阀门 保护帽 利用筒体的颜色区别不同的气体(P39) 阀门类
6、型: 膜片型阀全开全闭,接压力调节器。(大) 直接顶压型阀可通过调节阀控制输出气流。(小) (2)中央供气系统 优点:可同时供多种气体 可同时向手术室、病房、产房等供气,中心供气系统示意图,(1)轴针安全指示系统,乙烯,三:基本部件,3.压力表(压力指示器),利用气体对管壁的压力使管壁受压趋向伸直进行测量。,1.波纹管压力表(低压表) 2.波顿管压力表(高压表),3.电子压力表,压 力 应 变 片,校准及排气泡,膜片,传递杆,活动板,弹簧片,硅片,硅片,电极,塑料套,金属隔片,电 极 导 线,膜片,变压器,激光源,光检测器,光纤,膜片,4.针形阀(流量控制阀),入口,出口,针,密 封 圈,密
7、封 圈,螺帽,定位器,调节旋钮,标化盘,阀杆(具有精细螺纹),线圈,磁铁,电磁阀门,脉冲控制减压阀,连续控制流量阀,5.流量计(流量指示器),浮子,出口,进口,Vf浮子体积,Sf最大截面积, 材料比重, 气体密度,平衡时:,(1)转子流量计,(2)浮杆式流量计,(3)滑球式流量计,进气口,浮杆,出气口,进气口,出气口,滑球,(3)压力代偿型流量计,进气口,出气口,将针形阀由进气口移至出气口防止反流,(4)宽范围流量计,电子流量传感器,应变式流量传感器,压差传感器,热管式流量传感器,热丝式流量传感器,热敏元件,加热元件,体积线度仅5um,发光元件,光敏元件,叶轮,叶轮式流量传感器,涡轮,涡轮式流
8、量传感器,N2O旋钮,联动原理图,O2旋钮,关,关,开,开,6.联动装置,四. 麻醉蒸发器,能有效地蒸发麻醉药液并能精确地将麻醉药按一定浓度输入麻醉呼吸回路,一.麻醉蒸发器地原理,精确地控制麻醉药蒸气浓度,排除温度、流量、压力变化等的影响。,输 入 口,输 出 口,旁路调节阀,正路调节阀,室内麻醉药蒸气浓度:,输出口麻醉药蒸气浓度:,Va难以测定,利用上式消掉:,上式可得,要保持输出浓度稳定,必须保持:,1.饱和蒸气压Pa恒定,饱和蒸气压与温度密切相关,必须恒定温度。 2.Vc/Vb必须恒定,即分流比精确。,影响麻醉蒸发器输出浓度地因素,1.温度,外部因素:采用空调系统解决。,内部因素:蒸发导
9、致温度下降,采用温度补偿解决。,2.载气与药液接触面积的影响,为了稳定饱和蒸气压,必须提高蒸发效率。,1.用棉线或其它材料制成吸液芯。,2.将载气分散成许多细碎气泡。,3.将药液喷射成雾状。,3.大气压强的影响(低沸点的受影响较大),蒸发器的标定是在标准大气压强下校正的,4.间歇逆压的影响,1.泵吸效应:进行辅助呼吸或控制呼吸时麻醉输出浓度 高于自由流入外界大气的浓度。,蒸发室体积 远大于旁路 受逆压影响 较小,气体 大量进入导 致比例变化,麻醉药越少、载气流越低、通气压力越高、频率越高、压力下降越快、浓度预定值越低-泵吸效应越明显.,限制和消除方法:,1.减少蒸发室上方空间,增大旁路尺寸。,
10、2.在蒸发室入口采用大口径螺旋管。,3.在蒸发室出口安装低压单向阀。,4.在蒸发室出口增加阻力。,输出的绝对浓度(分子数),2.压力效应:快速充氧过程中,压力突变,导致蒸发器输出变化。,流量越大、蒸发器预定值越低-压力效应越强.,通常情况下:,泵吸效应引起的变化大于压力效应引起的变化,压力效应在高气流情况下更大一些,泵吸效应在低气流情况下更大一些,5.新鲜气流量影响,气流量不同,气阻在旁路和蒸发室的改变不一样。,设计蒸发室应解决大、小气流量时输出保持一致的问题。,1.改善蒸发效率,保证麻醉药气体饱和输出。,2.蒸发器工作在相对高压状态,加大出口气流阻。,3.确保旁路通道和载气通道气流阻一致。,
11、6.稀释气流与载气流分流比的影响,分流比取决于稀释通道与载气通道气阻比,即取决于可调节流孔。,分人工调节和温度补偿,7.载气流组成的影响,载气组份不同,其溶解性、粘性、密度等不同造成流动性能的不同。,8.麻醉药量的影响,药量多少改变蒸发面积。,9.振荡的影响,10.环路中安放位置的影响,分环路内和环路外,11.制造材料的影响,铜:物美价廉,铂银:更好 价高,制造蒸发器的材料,具备合适的比热和热传导,高比热和良好热传导,二.蒸发器结构方式,(一)蒸气流量的调节方式,1.旁路可变形(控制转盘调节型),2.实测流量型(不实用),(二)蒸发方式,1.拂过型载气流掠过液体表面,气相与液相接触面积,载气流
12、的速度,载气流距液面的距离。,2.气泡穿过型载气流通过液体产生气泡,气泡的体积和数量,药液容积,载气流速,3.注射型将麻醉药直接注射进气路,(二)温度补偿方式,1.供热型,直接加热:电子加热器,温水槽, 易破坏麻醉药成分,间接加热:环境热量铜壳药液,2.流量调节型,改变分流比稳定麻醉浓度,利用双金属片制成温度敏感阀门,膨胀膜型,电控型,传 感 器,热电偶,热电阻,PN结,石英谐振器,放 大 器,比 较 器,电 磁 阀,(三)环路中安放位置,1.环路内蒸发器(目前已不用),(1)安装在流量计与公用气体出口之间(目前基本采用),2.环路外蒸发器,(2)安装在呼吸回路与公用气体出口之间(安全性不好)
13、,易反接,输出异常,易脱管,靠近安全阀,易受排气压力影响,受呼吸影响太大,蒸发室易凝结液滴,(四)专用蒸发器,由于不同麻醉药的饱和蒸气压不同,会造成输出的很大差别。,三.典型蒸发器,1.Tec4蒸发器,旁路可变,拂过型,自动温度补偿型,吸芯棉,温度敏感片,2.Tec5蒸发器,旁路可变,拂过型,自动温度补偿型,抗IPPV组件,倾斜 开关,压力传感器,压力监测器,电子控制 组件及显 示,报警 组件,固定节流阀,可变节流阀,麻醉蒸气压力调节阀,开关阀,螺旋联锁开关,药量传感器,3.Tec6蒸发器,地氟醚专用蒸发器,旁路可变,注射式,直接加热型,4.Ohio蒸发器,安全阀,单向阀,膨胀膜式温度传感器,
14、旁路可变,掠过型, 自动温度补偿型,5.Vapor19.1蒸发器,压力补偿管,控制针形阀,旁路温控针形阀,旁路可变,掠过型, 自动温度补偿型,开关阀,6.Vapor2000蒸发器,旁路可变,掠过型, 自动温度补偿型,6.铜罐蒸发器,实测流量,气泡穿过型,7.电控蒸发器,压力传感,温度传感,流量传感,中央处理系统,旁路流量传感,流量控制,热 敏 电 阻,热 电 偶,四.连接及使用,1.串联安装,根据麻醉药地理化特性规定前后次序, 沸点高(饱和蒸气压低)安装在前级,联锁装置:,注意事项:,(二) 倾斜,定期效准。,(一) 加错麻醉药,(四) 反接,(三) 过充,(五) 控制转盘错误,用新鲜气流吹,
15、直到无麻醉药输出。,(六) 漏气,(七) 控制转盘密封不好,漏气进入新鲜气流道,(八) 损伤,安装时注意,应安装到位。,(九) 阻塞,更换时应注意。,(十) 联锁故障,二.通气系统(病人系统,回路),(一).开放系统无重复吸入系统,由无重复吸入、呼出活瓣和贮气囊组成。无 吸气与呼气的混和,无效腔仅为活瓣装置部分。,(二).MAPLESON系统无CO2吸收的CO2冲洗系统,分A、B、C、D、E五类,1.Mapleson A 系统,Magill回路:,病人,新鲜气体变流器作用 由恒流变为间隙呼吸流,麻醉气+氧气,二氧化碳,路回,病人,病人,高流量呼气末,高流量吸气末,呼气早期,中流量呼气末,病人,
16、病人,病人,小流量呼气末,自主呼吸排除CO2的效果最好,控制和辅助呼吸:废气被吸入 人体,一般不用作此功能,呼气末,病人,病人,吸气早期,病人,吸气末,2.Mapleson B 系统,Lack回路:,APL阀,接废气清除系统,新鲜气流,吸气臂 500ml,呼气臂,用作自主呼吸比Magill效果更好,一般不用为控制呼吸。,病人,2.Mapleson B 系统,作自主呼吸要求螺纹管的容量大于 潮气量,贮气囊的气体不会被吸入,无效腔气、新鲜气体、肺泡气,新鲜气体、肺泡气,用作控制和辅助呼吸要求新鲜气流是通气量的23倍,,3.Mapleson C 系统,病人,性能与B系统相同,不能将无效腔气、新鲜气、
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