疫情肆虐，波及全国，随着节后各地逐渐复工，各医院逐渐恢复门诊，择期手术也会逐渐恢复。麻醉机是目前医院手术麻醉中最常用的设备仪器，也是发生医院感染的主要因素之一。今日，与大家分享一些麻醉机相关的知识，希望能够为战疫一线的医生提供一定帮助。
现代的麻醉机形色各异，已经开发了很多不同的功能，但其最基本也是最重要功能还是辅助或控制呼吸。关于麻醉机的工作原理，细讲起来非常复杂，最核心的气路循环是麻醉机的精髓，此 通过麻醉机风箱的工作原理简单阐述整个呼吸过程。
临床上麻醉机经典控制方式为气动电控，最明显的标志就是呼吸机风箱，控制呼吸中的风箱就相当于球囊。中心供氧进入麻醉机就会被分成三股支流：新鲜气流、快速充氧、呼吸机气流；此三者相互独立，但麻醉医生能调节的气流只有新鲜气流，呼吸机气流自我调节且不参与气体交换，下图为一张麻醉机简易气路示意图。
绘图：邱飞龙
手控模式
很明显此模式下只适用于为辅助呼吸或自主呼吸，球囊及APL阀在此时才有作用；患者呼出的气体通过呼气阀进入贮气囊，且不经过二氧化碳吸收剂，当气道内压力超过APL阀设置压力时气体就会溢出，吸气时主要来自新鲜气体与贮气囊，当新鲜气体流量超过患者每分钟通气量时，就不会有重吸收。
机控模式
转换成机控模式后，每次呼吸将会有呼吸机气流与患者呼吸气流同时工作，称为双回路系统呼吸机，也即气动与电控。呼气时，呼出的气体与新鲜气混合后填满风箱，过多的气体会通过一侧的POP-OFF阀（自启压力一般默认为1～2 cmH2O）排出。吸气时，呼吸机气流进入风箱与外壳的密闭空间内，通过压力压缩驱动风箱内气体进入呼吸回路，同时一小部分气体控制POP-OFF阀处于关闭状态（如下图）。
图片来自《摩根麻醉学》
了解了工作原理，那麻醉机是怎样精准控制每一次呼吸？
事实上，通过风箱下降的读数判断患者潮气量是极其不准确的，每次控制呼吸中的潮气量差异受以下四个因素影响：
（1）呼吸机-新鲜气流连锁
我们知道整个吸气阶段呼吸机的POP-OFF阀是关闭的，这样才能保证预设的气体全部进入呼吸回路，但有一个很大的问题，这个阶段新鲜气流也一直在送气！如新鲜气体流量4 L/min，吸呼比为1:2，频率为12次/分；每次潮气量将增加来自新鲜气流的额外量=4000×0.33/12=110 ml，这个增加量称为呼吸机-新鲜气流连锁。
（2）回路顺应性
标准成人回路顺应性为5 ml/cmH2O，如回路峰压是20 cmH2O，则在吸气阶段可损耗100 ml；正由于这个原因，小儿回路设计得更加坚硬，顺应性下降至1.5～2.5 ml/cmH2O。
（3）气体压缩
在回路中驱动气体也会造成气体压缩丢失，正常情况下为潮气量的3%左右，如潮气量为500 ml，气体压缩可造成15 ml左右损失。
（4）呼吸机或患者气道漏气
此部分还包括二氧化碳气体监测时取样气体，其表现形式为漏气。
现代先进的麻醉机有很多方法减少潮气量差异。麻醉机开机自检主要是检查系统顺应性及回路漏气，通过这些结果自动调节风箱，但注意回路漏气不补偿；有些麻醉机连续监测新鲜气流量后，呼吸机自动减去呼吸机-新鲜气流连锁量，称为预先调节；有些则在吸气阀处连续监测实际潮气量，比较设置潮气量后进行调整补偿，称为反馈调节。这就是为什么小儿患者控制呼吸时，新鲜气流量明显调高后可见风箱驱动量越来越小，甚至可以基本不动。
除此以外，现在更先进的麻醉机可以实现电动电控，可仅在呼气相输送新鲜气流，从而解除呼吸机-新鲜气流连锁，达到潮气量更精确，更适合体重小的小儿患者，当然，作为最经典的气控电动麻醉机，现仍是主流。
麻醉机的几个基本问题解析
1
加大新鲜气流量为什么能快速提高吸入醚浓度及加速醚排泄？
A：在吸醚过程中，醚的蒸发受很多因素影响，如温度、流量、压力等；就像湖里的水，水蒸发形成水蒸气，主要受温度、风力、大气压等因素影响，在其他因素不变的情况下，风力越大水的蒸发越多，所以麻醉机中新鲜气流量越大，流速越快，被带走的醚越多。
在关闭吸入麻醉，需要加快排泄时，可加大新鲜气流量至6 L/min以上，可明显观察到吸入醚的浓度快速降低，这是由于重复吸入的醚被大大稀释的缘故。现代麻醉机多为半紧闭式，呼出的气体经过二氧化碳吸收后重新加入吸入气体，也即与新鲜气体混合；由于呼出的气体量是一定的，大幅度提高每分钟的新鲜气体量，复吸的醚快速下降至零，可以使吸入的纯氧快速置换血液中的醚。当然，也可以将呼出端断开，在手控模式下按快速充氧，高流量纯氧清洗管内残余醚，同时达到无重复吸入。
2
APL阀的意义？
A：APL阀只在手控呼吸时才有作用，机控呼吸时通气机通过自身的溢气阀排出多余气体。APL阀主要的作用是：（1）排泄手控呼吸时呼出的一部分气体，呼气时高于设定压力将从此阀门排泄；（2）麻醉诱导后手捏球囊控制呼吸时，保证一部分气体进入肺内形成吸气，一般此时将APL压力设定在20 cmH2O左右。
3
PetCO2的意义及调节？
A：呼吸末二氧化碳是临床麻醉工作中非常重要的一项监测项目，先了解它与动脉血二氧化碳分压（PCO2）的关系。由于二氧化碳自由扩散能力非常强，且遵循从浓度高向浓度低扩散原则，所以正常PCO2>PetCO2，正常参考范围PCO2为35~45 mmHg，PetCO2为30~40 mmHg，可以看出肺部无特殊疾患时两者保持5 mmHg左右的差值，这也是我们间接用PetCO2评价PCO2的原理。
PetCO2间接反应PCO2，也间接影响体内的酸碱平衡，需要严密检测且尽可能调整至正常（脑外手术特殊需求除外）。显然，我们无法控制CO2的产生，只有通过调节呼吸参数影响CO2的排泄，而其中最重要的就是改变肺泡的分钟通气量，且分钟通气量=Vt×f；如PetCO2升高提示通气不足，措施是加大潮气量、呼吸频率，所以可以得到：设定调节的最终目标为PetCO2为35 mmHg，当PetCO2升高（↑），调节麻醉机使潮气量增加（↑）、呼吸频率增加（↑）；当PetCO2降低（↓），调节麻醉机使潮气量减少（↓）、呼吸频率降低（↓）。除此以外，吸呼比（1：E）也可影响PetCO2，通过升高E值延长呼气时间，也可降低PetCO2，对患有阻塞性通气功能障碍的患者影响较大。调节潮气量、呼吸频率及吸呼比时，均可改变气道峰压，应综合考虑这些参数做出合理调整。
4
残气怎样被清除？
A：麻醉机中主要有两个地方会溢出废气，机控模式下通气机的溢气阀和手控模式下的APL阀，两者通过附带装置收集残气。残气清除系统分为主动型和被动性；主动型一般采用负压抽吸排出室外，被动型通过粗管道引出室外。没有残气清除系统的麻醉机，在吸醚时应尽可能减小新鲜气流量，以降低废气量，或以全凭静脉为主导。长时间暴露于卤族麻醉气体，可造成麻醉医生头痛、恶心、疲倦等不良反应，既影响工作效率与病人安全，也不利于医师身体健康。
消毒和灭菌的方法
其消毒方法是在手术室采用麻醉机内呼吸回路消毒机(简称麻醉消毒机)进行。根据消毒剂的不同有效成分，麻醉消毒机主要分为臭氧消毒机和复合醇消毒机。臭氧消毒机使用的消毒剂为臭氧混合过氧化氢。该消毒剂虽然对细菌芽孢及霉菌有非常好的杀灭效果，但对回路内铜、铝、橡胶等材质部件有明显腐蚀作用，因此不推荐使用该种消毒机。复合醇消毒机使用的消毒剂为乙醇混合氯己定，将乙醇与氯己定混合消毒液，以气压式等离子雾化分布于麻醉机内呼吸回路。使用时将麻醉机内呼吸回路与消毒机回路通过螺纹管进行对接．无需拆卸麻醉机，雾化消毒10 min，解析干燥20 min，即可完成消毒。主要特点及注意事项如下：(1)对麻醉机内呼吸回路和部件无腐蚀性，使用方便；(2)能达到中、高水平消毒效果；(3)禁止在易燃易爆场合使用；(4)建议消毒前，仔细阅读麻醉机说明书，并请麻醉机厂家技术人员指导。
其灭菌方法是将麻醉机内呼吸回路的各部件拆卸后．送医院消毒供应室进行。按照麻醉机说明书的要求，选用合适的方法。灭菌的流程包括：拆卸、清洗、消毒、灭菌、干燥、备用。注意事项如下：(1)所有部件均可用环氧乙烷灭菌；(2)耐高温、高压、耐湿的部件建议用高压蒸汽灭菌；(3)合成橡胶部件的浸泡时间不要超过15 min，以免导致膨胀或加剧老化；(4)切勿将回路氧传感器或流量传感器浸在液体中；(5)切勿将回路氧传感器或塑料材质流量传感器采用高温、高压条件下灭菌。
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