麻醉机

工作流程与功能单元

麻醉机的结构划分有两种方式：工作流程划分和功能单元划分。

麻醉机发展过程：弱效麻醉气体（压缩气体）→ 强效麻醉气体 → 麻醉蒸发器 → 循环回路 → 麻醉呼吸机

麻醉机基本气路

完整气路走向：气源 → 压力调节器 → 流量控制阀 → 流量计 → 蒸发器 → 防逆流活瓣 → 共同气体出口（CGO） → 呼吸回路（新鲜气体入口 → 储气囊/风箱 → CO₂吸收器 → 单向吸气阀 → Y接头 → 患者 → Y接头 → 单向呼气阀 → APL阀/呼气阀 → 废气清除系统）

气路压力系统划分

压力系统	范围	说明
高压系统	钢瓶压强或管道压强	从气源到压力调节器输入端
中压系统	约30~50psi（0.2~0.35MPa）	从压力调节器输出端到流量控制阀输入端
低压系统	接近大气压	从流量控制阀输出端到患者气道

压力调节器（减压阀）

工作原理：利用气体通过狭窄通道时的扩散减压效应，将高压气源压力降至麻醉机可安全使用的低压范围，同时维持输出压力的相对稳定。

• 钢瓶压力（~15MPa）→ 减压阀 → 额定工作气压（0.3~0.5MPa）
• 阀只能调节下游压力大小，不能调节高压

麻醉通气机 vs 呼吸治疗通气机

项目	麻醉通气机	呼吸治疗通气机
基本原理	正压送气（原理相同）	正压送气（原理相同）
输出气路	以麻醉呼吸回路为终端，不与气道直接连接	直接连接患者气道
气体去向	输出气体驱动风箱/气囊变形，间接推动回路气体	输出气体全部供给患者
空氧混合器	一般不设（输出只是患者吸入气体的一部分）	必须设（输出全部给患者，需防氧中毒）

麻醉通气机输出气路类型

类型	特点
袋箱装置（bag-in-bottle）	驱动气体与回路内气体通过风箱膜片隔离
长管驱动气路	与回路内气体接触，自动与大气压平衡
电动风箱麻醉通气机	代表：Fabius麻醉机

立式风箱（上升式）：呼气期风箱上升，存在呼气末正压（PEEP） 挂式风箱（下降式）：呼气期风箱下降，存在呼气末负压

蒸发器

• 饱和蒸气压：与液体种类有关，与液体量无关；温度升高则饱和蒸气压增大
• 强效吸入麻醉药特点：汽化热小、沸点低、饱和蒸气压高
• 蒸发器材料要求：比热大、导热率大
• 蒸发器没有关闭位——这个表述不准确。实际状态：关闭位时旁路通道仍然开放，但药液蒸发室被隔离，无麻醉药蒸气输出（仅有载气通过旁路）
• 机械式蒸发器一般为顺时针旋转为关闭
• 蒸发器输出浓度与温度补偿相关
• 蒸发器输出浓度 大于 患者实际吸入浓度（ACGO输出气体部分用于冲洗回路CO₂，稀释了吸入浓度）

泵效应（Pumping Effect）

吸气期破坏了蒸发器正常的分流比，导致输出浓度升高。

• 缩短蒸发室输入通道 → 泵效应增加
• 在蒸发器出口处安装防逆活瓣可减少泵效应
• 入口处加长螺旋管道也可缓解

压力效应（Pressure Effect）

主要由快速充氧开关引起——大量氧气快速输出，稀释了混合气体，使输出浓度降低。

蒸发器类型

• 回路内蒸发器：流阻小
• 回路外蒸发器：输出浓度不受患者呼吸气流影响、少受间歇逆压影响、不需清洗消毒

影响蒸发器输出浓度的因素：温度、震荡、麻醉药量、新鲜气体流量、大气压（环境气压降低→浓度升高，环境气压增高→浓度降低）。相对湿度不影响输出浓度。

流量控制系统

主要功能：

• 控制释放到麻醉蒸发器和麻醉回路的新鲜气体成分和流量
• 显示新鲜气体流量
• 根据需要为麻醉回路快速提供新鲜氧气
• 防止低氧混合气体的形成与输出

不属于流量控制的功能：显示麻醉药蒸气（属气体监测系统）、麻醉深度监测、二氧化碳吸收

共同气体出口（Common Gas Outlet, CGO/ACGO）

• 防逆流活瓣安放位置：蒸发器与新鲜气体出口之间
• 作用：防止麻醉回路内气体倒流；有利于流量计显示稳定

麻醉回路

Mapleson系统

回路	自主呼吸	控制呼吸	结构要点
A（Magill）	✅ 效率高	❌ 效率低	新鲜气体入口近患者端，APL阀在面罩端
B	中等	中等	新鲜气体入口近患者端，呼出气自远端排出
C	中等	中等	类似B但加储气囊
D	❌ 效率低	✅ 效率高	新鲜气体入口近患者端，呼出管远端排气
E（T管/Ayre管）	用于小儿	—	T型管结构，无储气囊、无活瓣
F（Jackson-Rees）	用于小儿	—	E管+储气囊

• Mapleson系统依靠新鲜气体冲洗CO₂，重复吸入量取决于新鲜气流量
• 结构简单、阻力小、死腔小，但新鲜气流量消耗大
• 可在半开放、半紧闭、紧闭之间游走

循环回路

组成：单向活瓣、两根波纹管（吸气臂+呼气臂）、CO₂吸收罐、APL阀、储气囊

优点：

• 可进行辅助或控制呼吸
• 可保持吸入气体温湿度接近生理状态
• 麻醉药可再利用

缺点：

• 阻力大（多个阀门、波纹管）
• 小儿麻醉存在隐患
• 连接易脱落泄漏
• 有交叉感染风险

半紧闭吸入麻醉特点：通气量 > 麻醉气体消耗量（耗气量）

CO₂吸收装置

• 钠石灰（Soda Lime）：关键吸收剂，主要成分不是 NaOH（名称有迷惑性）
• 吸收CO₂后变化：变白、变硬、产热 → 产生CaCO₃
• 钡石灰可与七氟醚反应，有起火事故风险
• 呼出气流向：呼气活瓣 → CO₂吸收罐 → 贮气囊

安全装置

麻醉机上的阀的功能分类

功能	对应阀	说明
控制气路通断	开关阀	开启或关闭气路
控制气流方向	单向阀、防逆流活瓣	确保气体单向流动
控制气流大小	流量控制阀、节流阀	调节气体流量
控制气压高低	减压阀、APL阀	调节压力（只能调下游，不能调高压）

气密性检查方法

方法	操作	适用
皂膜法	涂抹肥皂水观察气泡	定性检查漏气点
正压法	施加正压观察压力下降	检测回路密封性
负压法	产生负压观察压力回升	检测低压系统
流量计法	观察流量计浮子是否下降	快速筛查

正压泄漏试验：堵住Y型接头 → 关闭APL阀 → 快速充氧使压力升至30cmH₂O → 观察压力下降情况。手测法不是标准方法。

笑气/氧气比例控制三种机制

机制	阀门特点
25%联动比例限定控制	氧气阀与笑气阀联动，保证输出氧浓度≥25%
氧气比例监测控制器	氧气阀和笑气阀分开独立调节，纯气动原理
定量混合气体流量计	只有总流量阀和氧浓度阀（参比调节阀+笑气调节阀）

气源安全切换阀

当氧气和压缩空气两路气体中任何一路耗尽或不符合使用要求时，由另一路气体自动切换维持供气。

低氧压氧化亚氮安全切断阀

⚠️ 不能防止低氧混合气体输出！

原理：纯气动——氧压低时笑气也随之降低，混合比例不变。仅在没有氧气压力时切断笑气。

阀门开关方向

阀门类型	打开方向
减压调节阀	顺时针→打开（唯一特例）
蒸发器补液装置	逆时针→打开
蒸发器可变分流控制阀	逆时针→打开
APL阀	逆时针→打开

注意：阀只能调节下游压力大小，不能调节高压。

快速充氧开关

• 没有关闭位（瞬间开闭，不存在微开状态）
• 一定是手动，不能自动
• 关闭不严 → 持续供氧稀释混合气体 → 麻醉过浅（不是过深）
• 开关 ≠ 阀（开关只有OPEN/CLOSE，不能调节程度）

PISS（定位销安全指示系统）

• 仅适用于麻醉机上小型储气钢瓶
• 防止气源供应错误，也可防止AGCO输出错误

气源防错机制完整对比

ISO为防止气源供应错误颁布了三种标准：

标准	全称	适用接口
PISS	Pin Index Safety System（轴针安全指示系统）	小型钢瓶接口
DISS	Diameter Index Safety System（直径限定安全标准）	管道接口
NIST	Non-Interchangeable Screw Thread（不可互换螺丝接口）	管道接口

其中NIST因对现有医院气体管道系统全面改造成本高、周期长，实施难度最大，是气源供应错误难以完全杜绝的主因。

储气钢瓶

气体	国际标准（ISO）	中国标准
氧气	白色	浅蓝色
二氧化碳	—	白色
笑气	—	银灰色

• 储气钢瓶余压要求：≥ 1 MPa（不是0.1 MPa）
• 小型钢瓶4~5L/15MPa储气量：600~750 L
• 使用注意事项：所有钢瓶都应安装超压保险阀；首次使用前需预吹扫去除杂质；钢瓶不能完全耗尽，需保留余压防止回火和杂质进入；绝不能用明火检查瓶内气体

流量计

• 流量计分为电子流量计和机械流量计
• 目前临床以电子流量计为主
• 新鲜气体出口安装防逆流活瓣有利于流量计显示稳定

流量计类型

类型	工作原理	需节流件？
机械叶轮式	叶轮旋转计数	❌
电子叶轮式	叶轮旋转+电子信号输出	❌
压差式	节流件（孔板/文丘里管）前后压力差	✅
涡街式	卡门涡街原理，测量漩涡频率	❌
热丝式（热线式）	气流带走热丝热量速率	❌

叶轮式特点：较高潮气量下读数偏大（气流惯性使叶轮过冲），较低潮气量下可能偏小（叶轮需一定气流压力启动）。

压差式：唯一需要节流件的流量计类型。

影响因素：

$$流量 \propto \frac{P}{T} \quad\quad 蒸发器输出浓度 \propto \frac{T}{P}$$

情况	影响
大气压增高	指示流量高于实际
温度增高	指示流量高于实际
流量计倾斜	需区分情况
流量计漏气	流量显示降低（视漏气位置而定）

相关数值

项目	值
麻醉机外接气源额定工作气压	0.3~0.5 MPa
麻醉回路吸气/呼气通道阻力（60L/min下）	< 0.6 kPa
笑氧比例控制最低氧浓度	25%
APL阀关闭态3kPa下泄漏	≤ 50 mL/min