麻醉蒸發器進樣管徑、管長對于七氟醚氣體輸出濃度的影響探討

張 心 李恩有

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麻醉蒸發器進樣管徑、管長對于七氟醚氣體輸出濃度的影響探討

張 心 李恩有

目的 對可變旁路蒸發器的進樣管徑、管長對于七氟醚輸出濃度的影響情況進行分析和探討。方法 以氧氣為載氣，在溫、濕度等條件相同的情況下，通過對不同管徑、不同管長的麻醉蒸發器的七氟醚氣體輸出濃度進行檢測，將其與控制標準濃度進行比較，探討進樣管徑、管長對于麻醉氣體輸出穩定性影響因素。結果 隨著進樣管徑和長度的增加，七氟醚的實際輸出濃度也逐漸增大，且不同管徑和管長的平均實際輸出濃度與控制濃度(1%、2%、4%、8%)相比差異有統計學意義(P<0.05)。結論 在同一條件下，可變旁路麻醉蒸發器的進樣管徑、進樣管長的變化可對七氟醚輸出濃度可以產生較大影響，如何選擇最佳進樣管徑和進樣管長度對于控制麻醉氣體的準確輸出、提高麻醉的穩定性和可控性具有重大意義，本研究中的數據也為臨床麻醉儀器部件參數的選擇提供了參考。

麻醉蒸發器 管徑 管長 影響

蒸發器作為麻醉機的一部分，對于麻醉機的質量、麻醉的效果好壞和患者的治療成敗起著關鍵的作用，蒸發器是一種通過將揮發性較強的不適宜直接吸入的飽和狀態或高濃度狀態的液態麻醉藥物(如七氟醚、安氟醚等)按照控制參數轉化為臨床所需濃度條件的儀器裝置，如何使麻醉藥物的實際輸出濃度與控制濃度更為接近，提升控制的準確性是臨床麻醉中研究的熱點問題[1～4]。相關研究發現，環境中的氣壓、溫度、濕度等條件以及儀器本身的載氣種類、載氣/稀釋介質體積比、麻醉劑進樣濃度以及進樣流量等因素都能對儀器控制的準確性產生極大影響，但在臨床研究中，對于如何確定合適的進樣管徑、管長，以及探討不同管徑、管長對于實際輸出的影響未見具體報道[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、管長的選擇對于七氟醚麻醉效果的可控性及輸出準確性的影響。

原理與方法

1.研究方案：本研究以麻醉機中的可變旁路蒸發器(Vapor19.1型)為研究的對象，以氧氣為載氣，通過在保證溫度(25℃)、濕度(30%)條件相同的前提下，改變其進樣管的管徑型號和進樣管的長度，并調解輸出濃度為1%、2%、3%和4%，以PF300檢測儀分別對七氟醚實際輸出濃度進行檢測，最后將檢測值與控制值進行比較，以探討影響輸出控制的因素，并確定最佳管徑、管長的選用參數。

2.儀器原理：本研究中的可變旁路蒸發器(variable bypass vaporizer，VBV)的原理是通過閥門調節，使進樣的載氣(氧氣)按正、旁兩路的設定比例進行分流(正路為藥室載氣、旁路為稀釋載氣)，以達到精確控制氣體組分和輸出濃度的目的，因此VBV也被稱作容積蒸發器[8]。基于這個原理，溫度、濕度、分流比例、載氣的種類等無疑都會對控制產生一定的影響，而本裝置通過改變氣體分流的比例對溫度、濕度等條件的影響進行部分校正，但由于在藥室部分的載氣與麻醉蒸汽的混合的不完全性，常導致輸出值與控制值之間產生一定的誤差。

3.方法：(1)檢測儀器：研究中采用PF300檢測儀對輸出氣體濃度加以檢測，該儀器檢測的適用于氧氣、七氟醚、安氟醚和異氟醚及混合氣體濃度的測定，其在5%內的濃度范圍檢測結果具有較高的準確性和穩定性。(2)檢測標準:參照我國YY030-2000麻醉行業標準對于氣體輸出濃度的相關標準、規定和要求[9]。(3)檢測方法和檢測數據:檢測方法：①保證每次檢測外界環境條件基本相同，溫度在20℃(波動值為±3℃)、氣壓為1標準大氣壓(波動范圍不得超過±1kPa)，濕度為30%(波動在±5%)；②確保檢測的人員經過培訓并具有獨自檢測能力；③檢測時間應在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高于最低刻度10ml，并在注入后45min測試，注意注入過程中的安全防護；⑤將PF300檢測儀探頭與輸出口相接，讀取并記錄數據。檢測數據：應用上述的方法首先檢測進樣管長為30mm蒸發器中測量進樣管徑為DN15、DN20、DN25、DN32和DN40在控制濃度為1%、2%、3%、4%下的輸出濃度值(%)，后選擇準確性最高的DN25的VBV，分別測定長度為10、20、30、40和50mm的進樣管在1%、2%、3%、4%控制濃度下的輸出濃度值。

結 果

在環境、蒸發器進樣管長(測得30mm)相同的條件下，隨著管徑的增大，測得的七氟醚的實際輸出濃度也增加，并且測得濃度的平均值與相應的控制值相比，差異有統計學意義(P<0.05)，詳見表1。另外可見DN25管徑在不同控制濃度下的輸出值最準確，可作蒸發器部件選擇的參考值。

表1 不同進樣管徑蒸發器的七氟醚輸出濃度 (%)

與相應的控制濃度比較，*P<0.05

在環境、蒸發器進樣管徑(確定為DN25)相同情況下，隨著管長的增加，測得的七氟醚的實際輸出值也增加，且測得濃度的平均值與相應的控制值相比，差異有統計學意義(P<0.05，表2)。可見管長為30mm時測得的輸出實際值與控制值相比最為準確。

表2 不同進樣管長蒸發器的七氟醚輸出濃度 (%)

與相應的控制濃度比較，*P<0.05

討 論

在臨床麻醉過程中，患者若直接吸入過高濃度或飽和的揮發性麻醉藥物會對患者的神經系統和身體健康造成巨大的危害，因此，通過用稀釋氣體混合液體麻醉藥物，達到控制組分濃度，達到安全、理想的麻醉效果是常用的手段，因此麻醉蒸發器應運而生。

實際上蒸發器輸出的氣體的濃度與控制要求的濃度間常存在系統誤差，而環境因素如溫度、濕度、壓力以及儀器本身因素如載氣選擇、組分比例設置、藥物濃度和載氣流量等都引發這種系統誤差的產生[10，11]。而對針對印象實際輸出值的因素也進行了相當多的研究，如戴捷等[12]的研究中采用數值模型證實了溫度的提高利于麻醉載氣在藥室的充分混合蒸發，從而提高了控制精度。而Sezdi等[13]對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]則通過調節載氣的流量，測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。然而由于系統存在誤差，僅通過流量值的設定并不足以消除誤差、確定最佳條件和部件設計參數，僅能作為提高輸出精度的一般參考方法。而在國內外的研究中，對于蒸發器進樣管部件中的管徑、管長對于輸出精度的影響的研究極少，本研究探索了管徑、管長的選擇對于七氟醚麻醉效果的可控性及輸出準確性的影響情況。

分析測定數據可知，隨著進樣管徑和長度的增加，七氟醚的實際輸出濃度也逐漸增大，且不同管徑和管長的平均實際輸出濃度與控制濃度(1%、2%、4%、8%)相比，差異有統計學意義(P<0.05)。另外選擇DN25的管徑、30mm的進樣管長度可以使精確度最高。這是由于進樣管的管徑決定了進樣面積，而進樣管的長度則決定了進樣的流量，一般而言，在長度一定的情況下，進樣的面積越大，載氣的流量就越大，載氣與藥室氣體的混合效果越好，但若超過一定的范圍，隨著氣體阻力增大則會降低混合的充分性，導致檢測的實際濃度降低，偏離實際標準而產生誤差。而進樣管越長，則在單位時間內載氣通過的長度越長，在面積不變的情況下的流量也越大，然而若過長也會影響混合而造成實際值與控制值的偏離。因此，進樣管的長度和管徑的改變都會通過影響載氣流量情況，而在其流量的改變又能引起氣體阻力的變化進而影響輸出的精度[16]。通過本研究的研究可知30mm管長、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誤差的影響，優化了蒸發器的七氟醚的準確輸出的條件。

綜上所述，有效、安全的麻醉對于手術的順利進行、保障患者的生命安全十分重要，而在手術進行過程中，麻醉機是使用頻繁、風險系數較高的麻醉設備，而蒸發器作為麻醉質量和安全控制的重要部分，如何減小麻醉氣體輸出值與設定值的誤差對于提升麻醉效果以及降低臨床麻醉風險尤為重要。本研究結果顯示，在同一條件下，可變旁路麻醉蒸發器的進樣管徑、進樣管長的變化可對七氟醚輸出濃度可以產生較大影響，如何選擇最佳進樣管徑和進樣管長度對于控制麻醉氣體的準確輸出、提高麻醉的穩定性和可控性具有重大意義，本研究中的數據也為臨床麻醉儀器部件參數的選擇提供了參考。

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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 哈爾濱醫科大學附屬第一醫院

R614

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

2014-11-01)