Наркозный аппарат

Наркозный аппарат

Наркозный аппарат. Эта конкретная машина представляет собой модель «Flow-I», произведенную компанией Maquet , подразделением Getinge Group , Гетинге , Швеция.
Тип процесса	физическое изменение
Промышленный сектор(ы)	анестезиология ( медицина )
Основные технологии или подпроцессы	испарение
Сырье	ингаляционные анестетики , главным образом закись азота и летучие анестетики
Продукт(ы)	фазовый переход сырья из жидкой фазы в газовую фазу
Основные объекты	больницы и центры амбулаторной хирургии

Анестезирующий аппарат ( британский английский ) или наркозный аппарат ( американский английский ) — медицинское устройство, используемое для создания и смешивания свежего газового потока медицинских газов и ингаляционных анестетиков с целью индукции и поддержания анестезии .

Аппарат обычно используется вместе с аппаратом искусственной вентиляции легких , дыхательной системой , аспирационным оборудованием и устройствами наблюдения за пациентом ; Строго говоря, термин «анестезиологический аппарат» относится только к компоненту, генерирующему поток газа, но современные аппараты обычно объединяют все эти устройства в один комбинированный автономный блок, который для простоты в просторечии называют «анестезиологическим аппаратом». . В развитых странах наиболее часто используемым типом является наркозный аппарат непрерывного действия , или « аппарат Бойля », который предназначен для обеспечения точной подачи медицинских газов, смешанных с точной концентрацией паров анестетика, и для непрерывной доставки их в пациенту при безопасном давлении и потоке. Это отличается от наркозных аппаратов с прерывистым потоком , которые обеспечивают подачу газа только по требованию, когда он запускается собственным вдохом пациента.

В особых обстоятельствах можно использовать более простой анестезиологический аппарат, например трехсервисный анестезиологический аппарат , упрощенную систему доставки анестезии, изобретенную для Британской оборонной медицинской службы , которая легка и портативна и может использоваться для вентиляции легких, даже когда нет медицинских газов. Это устройство имеет однонаправленные клапаны, которые всасывают окружающий воздух, который можно обогатить кислородом из баллона с помощью набора сильфонов.

История

Первоначальная концепция аппаратов непрерывного действия была популяризирована наркозным аппаратом Бойля, изобретенным британским анестезиологом Генри Бойлем в больнице Святого Варфоломея в Лондоне , Великобритания , в 1917 году, хотя аналогичные аппараты использовались во Франции и США. До этого времени анестезиологи часто носили с собой все свое оборудование, но появление тяжелых, громоздких баллонов для хранения и все более сложного оборудования для дыхательных путей означало, что в большинстве случаев это уже непрактично. называют Современные наркозные аппараты иногда до сих пор метонимически «аппаратом Бойля», и для удобства транспортировки их обычно устанавливают на антистатические колеса.

Ручной наркозный аппарат на трихлорэтилене , производства Великобритании, 1947 год. Этот аппарат был разработан для самостоятельного введения пациентом.

Многие из первых инноваций в анестезиологическом оборудовании в Соединенных Штатах, в том числе поглотитель углекислого газа с замкнутым контуром (также известный как карлик Геделя-Фореггера) и распространение такого оборудования среди анестезиологов в Соединенных Штатах, можно отнести к Ричарду фон Фореггеру и Фореггеру. Компания .

Скорость потока

В анестезии поток свежего газа представляет собой смесь медицинских газов и летучих анестетиков , которая производится наркозным аппаратом и не рециркулируется. Скорость потока и состав потока свежего газа определяет анестезиолог . Обычно поток свежего газа выходит из общего газоотводного отверстия — специального отверстия на наркозном аппарате, к которому подключена дыхательная насадка.

Формы оборудования с открытым контуром, такие как насадка Magill, требуют больших потоков свежего газа (например, 7 литров в минуту), чтобы предотвратить повторное вдыхание пациентом выдыхаемого углекислого газа. В системах с рециркуляцией (ребризером) используется натронная известь для поглощения углекислого газа в скруббере, чтобы выдыхаемый газ стал пригодным для повторного использования. Благодаря очень эффективной системе рециркуляции поток свежего газа может быть уменьшен до минимальной потребности пациента в кислороде (например, 250 мл/мин), а также добавлено немного летучих веществ, необходимых для поддержания концентрации анестетика.

Увеличение подачи свежего газа в рециркуляционную дыхательную систему может снизить расход поглотителя углекислого газа. Когда не используется ингаляционный анестетик, существует компромисс между расходом газа и использованием адсорбирующего материала, что может иметь экономические и экологические последствия.

• При анестезии с высоким потоком обеспечивается поток свежего газа, который соответствует минутной вентиляции пациента, которая обычно составляет от 3 до 6 литров в минуту у нормального взрослого человека.
• Низкопоточная анестезия обеспечивает поток свежего газа, составляющий менее половины минутной вентиляции пациента, что обычно составляет менее 3,0 литров в минуту у нормального взрослого человека.
• Анестезия с минимальным потоком обеспечивает поток свежего газа около 0,5 литра в минуту.
• Закрытая система анестезии подает поток свежего газа по мере необходимости для восполнения объема рециркулируемого газа, чтобы компенсировать потребность пациента в кислороде и анестетиках.

Анестезиологический испаритель

Анестезиологический аппарат: севофлюрана (желтый) и изофлурана (фиолетовый). справа показаны испарители

Испаритель анестетика ( американский английский ) или испаритель анестетика ( британский английский ) — это устройство, обычно прикрепляемое к наркозному аппарату, которое доставляет заданную концентрацию летучего анестетика . Он работает, контролируя испарение анестетиков из жидкости, а затем точно контролируя концентрацию, в которой они добавляются в поток свежего газа. В конструкции этих устройств учитываются различные факторы: температура окружающей среды, поток свежего газа и давление пара агента . Обычно существует два типа испарителей: пленумные и вытяжные. Оба имеют явные преимущества и недостатки. Двухконтурный парогазовый смеситель представляет собой третий тип испарителя, используемый исключительно для агента десфлурана .

Приточные испарители

Приточный испаритель приводится в действие положительным давлением и наркозного аппарата обычно устанавливается на аппарате. Производительность испарителя не меняется независимо от того, дышит ли пациент самостоятельно или находится на искусственной вентиляции легких. Внутреннее сопротивление испарителя обычно велико, но поскольку давление подачи постоянно, испаритель можно точно откалибровать для подачи точной концентрации паров летучего анестетика в широком диапазоне потоков свежего газа. Приточный испаритель — это элегантное устройство, которое надежно работает без внешнего источника питания в течение многих сотен часов непрерывного использования и требует минимального обслуживания.

Приточный испаритель работает путем точного разделения поступающего газа на два потока. Один из этих потоков проходит прямо через испаритель по перепускному каналу. Другой отводится в испарительную камеру. Газ в испарительной камере полностью насыщается летучими парами анестетика. Этот газ затем смешивается с газом в байпасном канале перед выходом из испарителя.

Типичный летучий агент, изофлюран , имеет давление насыщенного пара 32 кПа (около 1/3 атмосферы). Это означает, что газовая смесь, выходящая из испарительной камеры, имеет парциальное давление изофлурана 32 кПа. На уровне моря ( атмосферное давление около 101 кПа) это соответствует концентрации 32 %. Однако мощность испарителя обычно устанавливается на уровне 1–2%, а это означает, что через испарительную камеру необходимо пропускать лишь очень небольшую часть свежего газа (эта доля известна как коэффициент разделения). Также можно видеть, что приточный испаритель может работать только в одну сторону: если он подключен наоборот, в испарительную камеру попадают гораздо большие объемы газа, и, следовательно, могут выделяться потенциально токсичные или смертельные концентрации пара. (Технически, хотя шкала испарителя откалибрована в объемных процентах (например, 2%), на самом деле он выдает парциальное давление анестетика (например, 2 кПа)).

Производительность нагнетательного испарителя во многом зависит от давления насыщенных паров летучего агента. Это уникально для каждого агента, поэтому из этого следует, что каждый агент должен использоваться только в своем конкретном испарителе. Несколько систем безопасности, таких как система Фрейзера-Свитмана, были разработаны таким образом, что заполнение приточного испарителя неправильным агентом чрезвычайно затруднено. Смесь двух агентов в испарителе может привести к непредсказуемым результатам работы испарителя.

Давление насыщенных паров любого агента зависит от температуры, а приточные испарители предназначены для работы в определенном температурном диапазоне. Они имеют несколько функций, предназначенных для компенсации изменений температуры (особенно охлаждения за счет испарения ). Зачастую они имеют металлическую рубашку весом около 5 кг, которая уравновешивает температуру в помещении и является источником тепла. Кроме того, вход в испарительную камеру контролируется биметаллической полосой , которая пропускает в камеру больше газа по мере ее охлаждения, чтобы компенсировать потерю эффективности испарения.

Первым нагнетательным испарителем с температурной компенсацией был испаритель галотана Cyprane 'FluoTEC' , выпущенный на рынок вскоре после того, как галотан был введен в клиническую практику в 1956 году.

Вытяжные испарители

Вытяжной испаритель приводится в действие отрицательным давлением, создаваемым пациентом, и поэтому должен иметь низкое сопротивление потоку газа. Его производительность зависит от минутного объема пациента: его производительность падает с увеличением минутной вентиляции.

Конструкция вытяжного испарителя значительно проще: в целом он представляет собой простой стеклянный резервуар, вмонтированный в дыхательную насадку. Испарители с вытяжкой можно использовать с любым жидким летучим веществом (включая более старые вещества, такие как диэтиловый эфир или хлороформ , хотя использование десфлюрана было бы опасно ). Поскольку производительность испарителя очень изменчива, точная калибровка невозможна. Однако во многих конструкциях имеется рычаг, который регулирует количество свежего газа, поступающего в испарительную камеру.

Вытяжной испаритель может быть установлен в любом направлении и может использоваться в контурах, где повторное дыхание происходит , или внутри приспособления для кругового дыхания.

Вытяжные испарители обычно не имеют функций температурной компенсации. При длительном использовании жидкое средство может остыть до такой степени, что на внешней стороне резервуара может образоваться конденсат и даже иней. Такое охлаждение снижает эффективность испарителя. Один из способов минимизировать этот эффект — поместить испаритель в миску с водой.

Относительная неэффективность вытяжного испарителя способствует его безопасности. Более эффективная конструкция будет производить слишком много паров анестетика. Концентрация на выходе испарителя с отводом может значительно превышать концентрацию, производимую нагнетательным испарителем, особенно при низких расходах. Для обеспечения безопасности использования следует постоянно контролировать концентрацию паров анестетика в дыхательной насадке.

Несмотря на свои недостатки, вытяжной испаритель дешев в изготовлении и прост в использовании. Кроме того, его портативная конструкция позволяет использовать его в полевых условиях или при ветеринарной анестезии .

Двухконтурный парогазовый смеситель

Третья категория испарителей (двухконтурный парогазовый смеситель) создана специально для агента десфлюран . Десфлюран кипит при температуре 23,5 °C, что очень близко к комнатной температуре. Это означает, что при нормальных рабочих температурах давление насыщенных паров десфлюрана сильно меняется при небольших колебаниях температуры. Это означает, что возможностей обычного приточного испарителя недостаточно для обеспечения точной концентрации десфлюрана. Кроме того, в очень теплый день весь десфлюран закипит, и пациенту могут достичь очень высокие (потенциально смертельные) концентрации десфлюрана.

Испаритель десфлюрана (например, TEC 6 производства Datex-Ohmeda ) нагревают до 39°С и создают давление 194 кПа. Он монтируется на наркозном аппарате так же, как и приточный испаритель, но его функции совершенно другие. Он испаряет камеру, содержащую десфлюран, с помощью тепла и впрыскивает небольшое количество чистого пара десфлурана в поток свежего газа. Датчик . определяет поток свежего газа

После включения необходим период прогрева. Испаритель десфлюрана выйдет из строя, если пропадет электропитание. Сигналы тревоги подаются, если испаритель почти пуст. Электронный дисплей показывает уровень десфлурана в испарителе.

Стоимость и сложность испарителя десфлюрана способствовали относительной непопулярности десфлюрана, хотя в последние годы его популярность набирает обороты.

Исторические испарители

Исторически эфир (первое летучее вещество) впервые использовался в ингаляторе Джона Сноу (1847 г.), но был заменен хлороформом ( 1848 г.). Затем эфир постепенно возродился (1862–1872) с регулярным использованием Курта Шиммельбуша «маски» , наркотической маски для капания жидкого эфира. Теперь устаревшая, это была маска, сделанная из проволоки и покрытая тканью.

Давление и спрос со стороны хирургов-стоматологов на более надежный метод введения эфира помогли модернизировать его доставку. В 1877 году Клевер изобрел эфирный ингалятор с водяной рубашкой, а к концу 1899 года альтернативы эфиру вышли на первый план, главным образом, благодаря внедрению спинальной анестезии. В дальнейшем это привело к снижению использования эфира (1930–1956) из-за введения циклопропана , трихлорэтилена и галотана . К 1980-м годам испаритель анестетиков значительно усовершенствовался; последующие модификации привели к появлению множества дополнительных функций безопасности, таких как температурная компенсация, биметаллическая полоса , регулируемый по температуре коэффициент разделения и меры по предотвращению проливания.

Компоненты типичной машины

Простая схема наркозного аппарата

Регулируемый клапан ограничения давления на наркозном аппарате General Electric Datex-Ohmeda Aisys, градации давления показаны в сантиметрах водного столба.

Дыхательный контур представляет собой трубопровод, по которому дыхательные газы поступают от аппарата к пациенту и обратно, и включает в себя компоненты для смешивания, регулирования и контроля состава дыхательного газа, а также для удаления углекислого газа.

Современный наркозный аппарат включает в себя как минимум следующие компоненты:

• Подключения к трубопроводному кислороду , медицинскому воздуху и закиси азота от настенного источника питания в медицинском учреждении или к резервным газовым баллонам с кислородом, воздухом и закисью азота, прикрепленным через штыревой хомут системы безопасности с уплотнением Bodok.
• Манометры, регуляторы и перепускные клапаны для контроля давления газа во всей системе и защиты компонентов аппарата и пациента от чрезмерного повышения. Регулируемый клапан ограничения давления (обычно сокращенно называемый клапаном APL, а также клапаном выдоха, предохранительным клапаном или переливным клапаном) является частью дыхательного контура , который позволяет избыточному газу выходить из системы, предотвращая при этом попадание окружающего воздуха.
• Расходомеры, такие как ротаметры для кислорода, воздуха и закиси азота.
• Испарители для обеспечения точного контроля дозировки при использовании летучих анестетиков.
• Высокопроизводительная продувка кислородом, которая обходит расходомеры и испарители и обеспечивает чистый кислород со скоростью 30–75 литров в минуту.
• Системы контроля газов, вводимых пациентом и выдыхаемых им, включая устройство предупреждения о недостаточности кислорода.

пациента системы мониторинга частоты сердечных сокращений , ЭКГ , артериального давления и насыщения кислородом Могут быть включены , в некоторых случаях с дополнительными опциями для мониторинга углекислого газа и температуры в конце выдоха . Дыхательные системы также обычно включают в себя ручной резервуар для вентиляции в сочетании с регулируемым клапаном ограничения давления , а также встроенный механический вентилятор для точной вентиляции пациента во время анестезии.

Особенности безопасности современных машин.

Основываясь на опыте, полученном в результате анализа несчастных случаев, современный наркозный аппарат включает в себя несколько устройств безопасности, в том числе:

• сигнализация о недостатке кислорода (также известная как «Устройство предупреждения о недостатке кислорода» или OFWD). В старых машинах это было пневматическое устройство, называемое свистком Ричи, которое звучит, когда давление кислорода падает до 38 фунтов на квадратный дюйм. Новые машины имеют электронный датчик.
• Устройство отключения азота или защиты от отказа кислорода, OFPD: поток медицинской закиси азота зависит от давления кислорода. Это делается на уровне регулятора. По сути, регулятор закиси азота является «рабом» регулятора кислорода. т. е. если давление кислорода потеряно, другие газы не смогут проходить мимо своего регулятора.
• сигнализация гипоксических смесей (гипокси-защита или регуляторы соотношения) для предотвращения подачи к пациенту газовых смесей, содержащих менее 21–25% кислорода. В современных аппаратах невозможно доставить пациенту для дыхания 100% закись азота (или любую гипоксическую смесь). Кислород автоматически добавляется в поток свежего газа, даже если анестезиолог попытается ввести 100% закись азота. Регуляторы соотношения обычно работают по пневматическому принципу или соединены цепочкой (система link 25). Оба расположены на узле ротаметра, если не имеют электронного управления.
• сигналы тревоги вентилятора, которые предупреждают о низком или высоком давлении в дыхательных путях.
• блокировка между испарителями, предотвращающая случайное введение более чем одного летучего агента одновременно
• сигналы тревоги на всех вышеперечисленных физиологических мониторах
• Система безопасности Pin Index предотвращает случайное подключение цилиндров к неправильной траверсе.
• NIST (несменная винтовая резьба) или система безопасности по индексу диаметра, система DISS для трубопроводных газов, которая предотвращает случайное подключение трубопроводных газов из стены к неправильному входному отверстию на машине.
• трубопроводные газовые шланги имеют невзаимозаменяемые соединители с клапаном Шредера , что предотвращает случайное подключение шлангов к неправильной розетке.

Функции машины следует проверять в начале каждого рабочего листа на «тренировке в кабине». Машины и сопутствующее оборудование необходимо регулярно обслуживать и обслуживать.

В старых машинах могут отсутствовать некоторые функции безопасности и усовершенствования, присутствующие в новых машинах. Однако они были разработаны для работы без сетевого электричества , используя энергию сжатого газа для вентилятора и аспирационного аппарата. Современные машины часто имеют резервную батарею , но могут выйти из строя, когда она разрядится.

Современный наркозный аппарат по-прежнему сохраняет все ключевые принципы работы аппарата Бойля ( торговая марка British Oxygen Company ) в честь британского анестезиолога Генри Бойля. Однако в Индии торговая марка Boyle зарегистрирована компанией Boyle HealthCare Pvt. Ltd., член парламента Индора.

Перед каждым случаем рекомендуется проверка анестезиологического аппарата двумя людьми (в составе анестезиолога и ассистента), которая, как было показано, снижает риск 24-часовой тяжелой послеоперационной заболеваемости и смертности. Различные регулирующие и профессиональные органы разработали контрольные списки для разных стран. Машины следует очищать между случаями, поскольку они подвергаются значительному риску заражения болезнетворными микроорганизмами .

См. также

• Анестезия – состояние контролируемой с медицинской точки зрения временной потери чувствительности или сознания. Страницы с краткими описаниями целей перенаправления.
• Испаритель анестетика — медицинское устройство для подачи смеси газов жизнеобеспечения и анестезирующих газов. Страницы с краткими описаниями целей перенаправления.
• Дыхательный аппарат - оборудование, позволяющее или помогающее пользователю дышать в агрессивной среде.
• Скруббер углекислого газа - устройство, которое поглощает углекислый газ из циркулирующего газа.
• Ether Dome – Исторический хирургический амфитеатр.
• История общей анестезии
• Натронная известь – химическая смесь для поглощения углекислого газа.
• Аппарат искусственной вентиляции легких – устройство, обеспечивающее механическую вентиляцию легких.

Дальнейшее чтение

• Баумфри С., Маршалл Н. (10 ноября 2011 г.). «Понимание испарителей» . Непрерывное образование в области анестезии, интенсивной терапии и боли . 11 (6): 199–203. doi : 10.1093/bjaceaccp/mkr040 .
• Илс М., Купер, Робин (март 2007 г.). «Принципы работы испарителей анестетиков». Анестезия и интенсивная терапия . 8 (3): 111–115. дои : 10.1016/j.mpaic.2006.12.013 .
• Хан С.Э., Палайива, Э., Сагг, Б.Р., Линдси-Скотт, Д. (октябрь 1986 г.). «Испаритель анестетика, управляемый микропроцессором» . Британский журнал анестезии . 58 (10): 1161–6. дои : 10.1093/бья/58.10.1161 . ПМИД   3768229 .
• Цук Д. (сентябрь 1988 г.). «Разработка испарителя анестетиков» . Анестезия . 43 (9): 773–775. дои : 10.1111/j.1365-2044.1988.tb05754.x . ПМИД   3052161 . S2CID   31549505 .
• Шёли К. (30 марта 1989 г.). «[Опасности опрокидывания испарителей анестетиков]». Журнал Норвежской медицинской ассоциации (на норвежском языке). 109 (9): 966–7. ПМИД   2705180 .
• Эндрю Дж. Дэйви, Али Диба (25 апреля 2012 г.). Анестезиологическое оборудование Уорда . Elsevier Науки о здоровье. п. 48. ИСБН  978-0-7020-4878-4 .
• Патрик Маги, Марк Тули (январь 2005 г.). Физика, клинические измерения и оборудование анестезиологической практики . Издательство Оксфордского университета. п. 51. ИСБН  978-0-19-850859-5 .
• Баха Аль-Шейх, Саймон Стейси (2013). Основы анестезиологического оборудования4: Основы анестезиологического оборудования . Elsevier Науки о здоровье. п. 30. ISBN  978-0-7020-4954-5 .

Внешние ссылки

• Виртуальный наркозный аппарат (VAM) — бесплатная прозрачная симуляция обычного наркозного аппарата, разработанная Университетом Флориды.
• Различные симуляции, связанные с анестезией
• Учебник по виртуальной анестезии
• AnaesthesiaUK.com — ресурсы для обучающихся британских анестезиологов
• История Рихарда фон Фореггера и компании Foregger , написанная его сыном Р. Фореггером, представляет собой хронику одного из ведущих производителей и разработчиков анестезиологического оборудования в начале 20 века.
• Анестезиологическое оборудование и инструменты: определения и принципы практического использования
• Бесплатный ресурс, графически объясняющий принципы работы испарителей для анестезии, на сайте Howequipmentworks.com.
• Наркозный аппарат : презентация
• Газовая машина для анестезии Майкла П. Доша
• Прецизионные испарители на Anaesthesia.UK
• Инструкции по эксплуатации и рекомендации по техническому обслуживанию прецизионных испарителей