麻醉蒸發(fā)器進(jìn)樣管徑、管長(zhǎng)對(duì)于七氟醚氣體輸出濃度的影響探討

張 心 李恩有

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麻醉蒸發(fā)器進(jìn)樣管徑、管長(zhǎng)對(duì)于七氟醚氣體輸出濃度的影響探討

張 心 李恩有

目的 對(duì)可變旁路蒸發(fā)器的進(jìn)樣管徑、管長(zhǎng)對(duì)于七氟醚輸出濃度的影響情況進(jìn)行分析和探討。方法 以氧氣為載氣，在溫、濕度等條件相同的情況下，通過(guò)對(duì)不同管徑、不同管長(zhǎng)的麻醉蒸發(fā)器的七氟醚氣體輸出濃度進(jìn)行檢測(cè)，將其與控制標(biāo)準(zhǔn)濃度進(jìn)行比較，探討進(jìn)樣管徑、管長(zhǎng)對(duì)于麻醉氣體輸出穩(wěn)定性影響因素。結(jié)果 隨著進(jìn)樣管徑和長(zhǎng)度的增加，七氟醚的實(shí)際輸出濃度也逐漸增大，且不同管徑和管長(zhǎng)的平均實(shí)際輸出濃度與控制濃度(1%、2%、4%、8%)相比差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。結(jié)論 在同一條件下，可變旁路麻醉蒸發(fā)器的進(jìn)樣管徑、進(jìn)樣管長(zhǎng)的變化可對(duì)七氟醚輸出濃度可以產(chǎn)生較大影響，如何選擇最佳進(jìn)樣管徑和進(jìn)樣管長(zhǎng)度對(duì)于控制麻醉氣體的準(zhǔn)確輸出、提高麻醉的穩(wěn)定性和可控性具有重大意義，本研究中的數(shù)據(jù)也為臨床麻醉儀器部件參數(shù)的選擇提供了參考。

麻醉蒸發(fā)器 管徑 管長(zhǎng) 影響

蒸發(fā)器作為麻醉機(jī)的一部分，對(duì)于麻醉機(jī)的質(zhì)量、麻醉的效果好壞和患者的治療成敗起著關(guān)鍵的作用，蒸發(fā)器是一種通過(guò)將揮發(fā)性較強(qiáng)的不適宜直接吸入的飽和狀態(tài)或高濃度狀態(tài)的液態(tài)麻醉藥物(如七氟醚、安氟醚等)按照控制參數(shù)轉(zhuǎn)化為臨床所需濃度條件的儀器裝置，如何使麻醉藥物的實(shí)際輸出濃度與控制濃度更為接近，提升控制的準(zhǔn)確性是臨床麻醉中研究的熱點(diǎn)問(wèn)題[1～4]。相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，環(huán)境中的氣壓、溫度、濕度等條件以及儀器本身的載氣種類(lèi)、載氣/稀釋介質(zhì)體積比、麻醉劑進(jìn)樣濃度以及進(jìn)樣流量等因素都能對(duì)儀器控制的準(zhǔn)確性產(chǎn)生極大影響，但在臨床研究中，對(duì)于如何確定合適的進(jìn)樣管徑、管長(zhǎng)，以及探討不同管徑、管長(zhǎng)對(duì)于實(shí)際輸出的影響未見(jiàn)具體報(bào)道[5～7]。七氟醚是臨床麻醉中常用的藥物，本研究生旨在探索管徑、管長(zhǎng)的選擇對(duì)于七氟醚麻醉效果的可控性及輸出準(zhǔn)確性的影響。

原理與方法

1.研究方案：本研究以麻醉機(jī)中的可變旁路蒸發(fā)器(Vapor19.1型)為研究的對(duì)象，以氧氣為載氣，通過(guò)在保證溫度(25℃)、濕度(30%)條件相同的前提下，改變其進(jìn)樣管的管徑型號(hào)和進(jìn)樣管的長(zhǎng)度，并調(diào)解輸出濃度為1%、2%、3%和4%，以PF300檢測(cè)儀分別對(duì)七氟醚實(shí)際輸出濃度進(jìn)行檢測(cè)，最后將檢測(cè)值與控制值進(jìn)行比較，以探討影響輸出控制的因素，并確定最佳管徑、管長(zhǎng)的選用參數(shù)。

2.儀器原理：本研究中的可變旁路蒸發(fā)器(variable bypass vaporizer，VBV)的原理是通過(guò)閥門(mén)調(diào)節(jié)，使進(jìn)樣的載氣(氧氣)按正、旁?xún)陕返脑O(shè)定比例進(jìn)行分流(正路為藥室載氣、旁路為稀釋載氣)，以達(dá)到精確控制氣體組分和輸出濃度的目的，因此VBV也被稱(chēng)作容積蒸發(fā)器[8]。基于這個(gè)原理，溫度、濕度、分流比例、載氣的種類(lèi)等無(wú)疑都會(huì)對(duì)控制產(chǎn)生一定的影響，而本裝置通過(guò)改變氣體分流的比例對(duì)溫度、濕度等條件的影響進(jìn)行部分校正，但由于在藥室部分的載氣與麻醉蒸汽的混合的不完全性，常導(dǎo)致輸出值與控制值之間產(chǎn)生一定的誤差。

3.方法：(1)檢測(cè)儀器：研究中采用PF300檢測(cè)儀對(duì)輸出氣體濃度加以檢測(cè)，該儀器檢測(cè)的適用于氧氣、七氟醚、安氟醚和異氟醚及混合氣體濃度的測(cè)定，其在5%內(nèi)的濃度范圍檢測(cè)結(jié)果具有較高的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。(2)檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn):參照我國(guó)YY030-2000麻醉行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于氣體輸出濃度的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)定和要求[9]。(3)檢測(cè)方法和檢測(cè)數(shù)據(jù):檢測(cè)方法：①保證每次檢測(cè)外界環(huán)境條件基本相同，溫度在20℃(波動(dòng)值為±3℃)、氣壓為1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓(波動(dòng)范圍不得超過(guò)±1kPa)，濕度為30%(波動(dòng)在±5%)；②確保檢測(cè)的人員經(jīng)過(guò)培訓(xùn)并具有獨(dú)自檢測(cè)能力；③檢測(cè)時(shí)間應(yīng)在3h以上，確保輸出氣體完全平衡；④麻醉劑在藥室中的注入量應(yīng)高于最低刻度10ml，并在注入后45min測(cè)試，注意注入過(guò)程中的安全防護(hù)；⑤將PF300檢測(cè)儀探頭與輸出口相接，讀取并記錄數(shù)據(jù)。檢測(cè)數(shù)據(jù)：應(yīng)用上述的方法首先檢測(cè)進(jìn)樣管長(zhǎng)為30mm蒸發(fā)器中測(cè)量進(jìn)樣管徑為DN15、DN20、DN25、DN32和DN40在控制濃度為1%、2%、3%、4%下的輸出濃度值(%)，后選擇準(zhǔn)確性最高的DN25的VBV，分別測(cè)定長(zhǎng)度為10、20、30、40和50mm的進(jìn)樣管在1%、2%、3%、4%控制濃度下的輸出濃度值。

結(jié) 果

在環(huán)境、蒸發(fā)器進(jìn)樣管長(zhǎng)(測(cè)得30mm)相同的條件下，隨著管徑的增大，測(cè)得的七氟醚的實(shí)際輸出濃度也增加，并且測(cè)得濃度的平均值與相應(yīng)的控制值相比，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)，詳見(jiàn)表1。另外可見(jiàn)DN25管徑在不同控制濃度下的輸出值最準(zhǔn)確，可作蒸發(fā)器部件選擇的參考值。

表1 不同進(jìn)樣管徑蒸發(fā)器的七氟醚輸出濃度 (%)

與相應(yīng)的控制濃度比較，*P<0.05

在環(huán)境、蒸發(fā)器進(jìn)樣管徑(確定為DN25)相同情況下，隨著管長(zhǎng)的增加，測(cè)得的七氟醚的實(shí)際輸出值也增加，且測(cè)得濃度的平均值與相應(yīng)的控制值相比，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05，表2)?？梢?jiàn)管長(zhǎng)為30mm時(shí)測(cè)得的輸出實(shí)際值與控制值相比最為準(zhǔn)確。

表2 不同進(jìn)樣管長(zhǎng)蒸發(fā)器的七氟醚輸出濃度 (%)

與相應(yīng)的控制濃度比較，*P<0.05

討 論

在臨床麻醉過(guò)程中，患者若直接吸入過(guò)高濃度或飽和的揮發(fā)性麻醉藥物會(huì)對(duì)患者的神經(jīng)系統(tǒng)和身體健康造成巨大的危害，因此，通過(guò)用稀釋氣體混合液體麻醉藥物，達(dá)到控制組分濃度，達(dá)到安全、理想的麻醉效果是常用的手段，因此麻醉蒸發(fā)器應(yīng)運(yùn)而生。

實(shí)際上蒸發(fā)器輸出的氣體的濃度與控制要求的濃度間常存在系統(tǒng)誤差，而環(huán)境因素如溫度、濕度、壓力以及儀器本身因素如載氣選擇、組分比例設(shè)置、藥物濃度和載氣流量等都引發(fā)這種系統(tǒng)誤差的產(chǎn)生[10，11]。而對(duì)針對(duì)印象實(shí)際輸出值的因素也進(jìn)行了相當(dāng)多的研究，如戴捷等[12]的研究中采用數(shù)值模型證實(shí)了溫度的提高利于麻醉載氣在藥室的充分混合蒸發(fā)，從而提高了控制精度。而Sezdi等[13]對(duì)于溫濕度影響輸出濃度的研究也證明確定合適的溫濕度對(duì)于提高輸出控制精確性的重要作用。在載氣流量而影響方面，Ambrisko等[14，15]則通過(guò)調(diào)節(jié)載氣的流量，測(cè)定了不同流量條件下七氟醚和異氟醚的輸出值，確定了兩種不同麻醉藥物精確的輸出值流量條件。然而由于系統(tǒng)存在誤差，僅通過(guò)流量值的設(shè)定并不足以消除誤差、確定最佳條件和部件設(shè)計(jì)參數(shù)，僅能作為提高輸出精度的一般參考方法。而在國(guó)內(nèi)外的研究中，對(duì)于蒸發(fā)器進(jìn)樣管部件中的管徑、管長(zhǎng)對(duì)于輸出精度的影響的研究極少，本研究探索了管徑、管長(zhǎng)的選擇對(duì)于七氟醚麻醉效果的可控性及輸出準(zhǔn)確性的影響情況。

分析測(cè)定數(shù)據(jù)可知，隨著進(jìn)樣管徑和長(zhǎng)度的增加，七氟醚的實(shí)際輸出濃度也逐漸增大，且不同管徑和管長(zhǎng)的平均實(shí)際輸出濃度與控制濃度(1%、2%、4%、8%)相比，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。另外選擇DN25的管徑、30mm的進(jìn)樣管長(zhǎng)度可以使精確度最高。這是由于進(jìn)樣管的管徑?jīng)Q定了進(jìn)樣面積，而進(jìn)樣管的長(zhǎng)度則決定了進(jìn)樣的流量，一般而言，在長(zhǎng)度一定的情況下，進(jìn)樣的面積越大，載氣的流量就越大，載氣與藥室氣體的混合效果越好，但若超過(guò)一定的范圍，隨著氣體阻力增大則會(huì)降低混合的充分性，導(dǎo)致檢測(cè)的實(shí)際濃度降低，偏離實(shí)際標(biāo)準(zhǔn)而產(chǎn)生誤差。而進(jìn)樣管越長(zhǎng)，則在單位時(shí)間內(nèi)載氣通過(guò)的長(zhǎng)度越長(zhǎng)，在面積不變的情況下的流量也越大，然而若過(guò)長(zhǎng)也會(huì)影響混合而造成實(shí)際值與控制值的偏離。因此，進(jìn)樣管的長(zhǎng)度和管徑的改變都會(huì)通過(guò)影響載氣流量情況，而在其流量的改變又能引起氣體阻力的變化進(jìn)而影響輸出的精度[16]。通過(guò)本研究的研究可知30mm管長(zhǎng)、DN25管徑的組合可以確保合理流量的條件，最大限度地減小了系統(tǒng)誤差的影響，優(yōu)化了蒸發(fā)器的七氟醚的準(zhǔn)確輸出的條件。

綜上所述，有效、安全的麻醉對(duì)于手術(shù)的順利進(jìn)行、保障患者的生命安全十分重要，而在手術(shù)進(jìn)行過(guò)程中，麻醉機(jī)是使用頻繁、風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)較高的麻醉設(shè)備，而蒸發(fā)器作為麻醉質(zhì)量和安全控制的重要部分，如何減小麻醉氣體輸出值與設(shè)定值的誤差對(duì)于提升麻醉效果以及降低臨床麻醉風(fēng)險(xiǎn)尤為重要。本研究結(jié)果顯示，在同一條件下，可變旁路麻醉蒸發(fā)器的進(jìn)樣管徑、進(jìn)樣管長(zhǎng)的變化可對(duì)七氟醚輸出濃度可以產(chǎn)生較大影響，如何選擇最佳進(jìn)樣管徑和進(jìn)樣管長(zhǎng)度對(duì)于控制麻醉氣體的準(zhǔn)確輸出、提高麻醉的穩(wěn)定性和可控性具有重大意義，本研究中的數(shù)據(jù)也為臨床麻醉儀器部件參數(shù)的選擇提供了參考。

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(修回日期：2014-11-17)

Effects on the Output Concentrations of Sevoflurane with Different Lengths and Pipe Sizes.

ZhangXin,LiEnyou.

TheFirstAffiliatedHospitalofHarbinMedicalUniversity,Heilongjiang150001,China

Objective To discuss the effects on the output concentrations with different lengths and pipe sizes of variable bypass vaporizer. Methods The output concentrations of different lengths and pipe sizes of variable bypass vaporizer were detected. Results Compared with concentrations controlled，the output concentrations with different lengths and pipe sizes were lower(P<0.05).Conclusion The effect of length and pipe size can affect the accuracy of output concentration of sevoflurane，the data in our research can also help in the design of variable bypass vaporizer.

Variable bypass vaporizer；Pipe sizes；Pipe length；Effects

150001 哈爾濱醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院

R614

A DOI 10.11969/j.issn.1673-548X.2015.10.045

2014-11-01)