Анестезиологический аппарат ( британский вариант английского языка ) или анестезиологический аппарат ( американский вариант английского языка ) — это медицинское устройство, используемое для создания и смешивания свежего газового потока медицинских газов и ингаляционных анестетиков с целью индукции и поддержания анестезии . [1]
Машина обычно используется вместе с аппаратом искусственной вентиляции легких , дыхательной системой , отсасывающим оборудованием и устройствами для мониторинга пациента ; строго говоря, термин «анестезиологический аппарат» относится только к компоненту, который генерирует поток газа, но современные машины обычно объединяют все эти устройства в один объединенный отдельно стоящий блок, который для простоты в разговорной речи называют «анестезиологическим аппаратом». В развитом мире наиболее часто используемым типом является анестезиологический аппарат непрерывного потока или « машина Бойля », которая предназначена для обеспечения точной подачи медицинских газов, смешанных с точной концентрацией анестезирующего пара, и для непрерывной доставки этого пациенту при безопасном давлении и потоке. Это отличается от анестезиологических аппаратов прерывистого потока , которые обеспечивают поток газа только по требованию, когда они запускаются собственным вдохом пациента.
В особых случаях могут использоваться более простые анестезиологические аппараты, такие как анестезиологический аппарат triservice, упрощенная система доставки анестезии, изобретенная для британских медицинских служб обороны , которая легкая и портативная и может использоваться для вентиляции даже при отсутствии медицинских газов. Это устройство имеет однонаправленные клапаны, которые всасывают окружающий воздух, который может быть обогащен кислородом из баллона с помощью набора мехов.
Первоначальная концепция машин непрерывного потока была популяризирована анестезиологическим аппаратом Бойля, изобретенным британским анестезиологом Генри Бойлем в больнице Святого Варфоломея в Лондоне , Великобритания , в 1917 году, хотя подобные машины использовались во Франции и Соединенных Штатах. [2] До этого времени анестезиологи часто носили все свое оборудование с собой, но развитие тяжелых, громоздких баллонных хранилищ и все более сложного оборудования для дыхательных путей означало, что это больше не было практично в большинстве случаев. Современные анестезиологические аппараты иногда все еще называют метонимически «машиной Бойля», и обычно они установлены на антистатических колесах для удобства транспортировки.
Многие из ранних инноваций в области анестезиологического оборудования в Соединенных Штатах, включая поглотитель углекислого газа замкнутого цикла (также известный как Guedel-Foregger Midget), и распространение такого оборудования среди анестезиологов в Соединенных Штатах можно приписать Рихарду фон Фореггеру и компании Foregger.
В анестезии поток свежего газа представляет собой смесь медицинских газов и летучих анестетиков , которая производится анестезиологическим аппаратом и не подвергается рециркуляции. Скорость потока и состав потока свежего газа определяются анестезиологом . Обычно поток свежего газа выходит из общего газового выхода, специального выхода на анестезиологическом аппарате, к которому подключена дыхательная насадка. [3]
Формы оборудования открытого контура, такие как насадка Magill, требуют высоких потоков свежего газа (например, 7 литров/мин), чтобы предотвратить повторное вдыхание пациентом собственного выдыхаемого углекислого газа. Рециркуляционные (рециркуляторные) системы используют натронную известь для поглощения углекислого газа в скруббере, так что выдыхаемый газ становится пригодным для повторного использования. С очень эффективной системой рециркуляции поток свежего газа может быть уменьшен до минимальной потребности пациента в кислороде (например, 250 мл/мин), плюс немного летучего, если необходимо поддерживать концентрацию анестетика.
Увеличение потока свежего газа в рециркуляционную дыхательную систему может снизить потребление абсорбента углекислого газа. Существует компромисс между расходом газа и использованием адсорбирующего материала, когда не используется ингаляционный анестетик, что может иметь экономические и экологические последствия. [3]
Анестезиологический испаритель ( американский английский ) или анестетический испаритель ( британский английский ) — это устройство, обычно присоединяемое к анестезиологическому аппарату, которое подает заданную концентрацию летучего анестетика . Он работает, контролируя испарение анестетиков из жидкости, а затем точно контролируя концентрацию, в которой они добавляются в поток свежего газа. Конструкция этих устройств учитывает изменение: температуры окружающей среды, потока свежего газа и давления паров агента . Обычно существует два типа испарителей: пленумные и вытяжные. Оба имеют свои преимущества и недостатки. [5] Двухконтурный газово-паровой блендер — это третий тип испарителя, используемый исключительно для агента десфлурана .
Испаритель plenum приводится в действие положительным давлением от анестезиологического аппарата и обычно устанавливается на аппарате. Производительность испарителя не меняется независимо от того, дышит ли пациент спонтанно или находится на искусственной вентиляции легких. Внутреннее сопротивление испарителя обычно высокое, но поскольку давление подачи постоянно, испаритель можно точно откалибровать для подачи точной концентрации летучих паров анестетика в широком диапазоне потоков свежего газа. [5] Испаритель plenum — это элегантное устройство, которое надежно работает без внешнего питания в течение многих сотен часов непрерывного использования и требует очень небольшого обслуживания.
Испаритель plenum работает, аккуратно разделяя входящий газ на два потока. Один из этих потоков проходит прямо через испаритель в обходном канале. Другой отводится в испарительную камеру. Газ в испарительной камере полностью насыщается летучими парами анестетика. Затем этот газ смешивается с газом в обходном канале перед тем, как покинуть испаритель.
Типичный летучий агент, изофлюран , имеет давление насыщенных паров 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 составляет около 101 кПа) это удобно соответствует концентрации 32 %. Однако выход испарителя обычно устанавливается на уровне 1–2%, что означает, что только очень небольшую часть свежего газа необходимо отводить через испарительную камеру (эта доля известна как отношение разделения). Также можно увидеть, что испаритель пленума может работать только в одну сторону: если он подключен наоборот, в испарительную камеру поступают гораздо большие объемы газа, и, следовательно, могут быть доставлены потенциально токсичные или смертельные концентрации пара. (Технически, хотя циферблат испарителя откалиброван в объемных процентах (например, 2%), на самом деле он обеспечивает парциальное давление анестетика (например, 2 кПа)).
Производительность испарителя plenum во многом зависит от давления насыщенных паров летучего агента. Это уникально для каждого агента, поэтому следует, что каждый агент должен использоваться только в своем собственном испарителе. Было разработано несколько систем безопасности, таких как система Фрейзера-Свитмена, поэтому заполнение испарителя plenum неправильным агентом чрезвычайно затруднено. Смесь двух агентов в испарителе может привести к непредсказуемым результатам работы испарителя.
Давление насыщенного пара для любого агента меняется в зависимости от температуры, и испарители plenum предназначены для работы в определенном диапазоне температур. Они имеют несколько функций, предназначенных для компенсации изменений температуры (особенно охлаждения испарением ) . Они часто имеют металлическую рубашку весом около 5 кг, которая уравновешивается с температурой в помещении и обеспечивает источник тепла. Кроме того, вход в испарительную камеру контролируется биметаллической полосой , которая впускает больше газа в камеру по мере ее охлаждения, чтобы компенсировать потерю эффективности испарения.
Первым испарителем пленум с температурной компенсацией стал испаритель галотана Cyprane «FluoTEC» , выпущенный на рынок вскоре после того, как галотан был введен в клиническую практику в 1956 году.
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 выход падает с увеличением минутной вентиляции.
Конструкция испарителя с вытяжкой намного проще: в целом это простой стеклянный резервуар, установленный в дыхательной насадке. Испарители с вытяжкой могут использоваться с любым жидким летучим веществом (включая старые вещества, такие как диэтиловый эфир или хлороформ , хотя было бы опасно использовать десфлуран ). Поскольку производительность испарителя настолько изменчива, точная калибровка невозможна. Однако многие конструкции имеют рычаг, который регулирует количество свежего газа, поступающего в испарительную камеру.
Вытяжной испаритель может быть установлен как по кругу, так и использоваться в контурах, где происходит повторное дыхание , или внутри кольцевой дыхательной насадки.
Вытяжные испарители обычно не имеют функций температурной компенсации. При длительном использовании жидкий агент может остыть до точки, когда 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 испарителя с вытяжкой способствует его безопасности. Более эффективная конструкция производила бы слишком много анестезирующего пара. Выходная концентрация испарителя с вытяжкой может значительно превышать концентрацию, производимую испарителем с вытяжкой, особенно при низких потоках. Для наиболее безопасного использования следует постоянно контролировать концентрацию анестезирующего пара в дыхательной насадке.
Несмотря на свои недостатки, испаритель с вытяжкой дешев в производстве и прост в использовании. Кроме того, его портативная конструкция означает, что его можно использовать в полевых условиях или при ветеринарной анестезии .
Третья категория испарителей (двухконтурный смеситель газа и пара) была создана специально для агента десфлурана . [5] Десфлуран кипит при 23,5 °C, что очень близко к комнатной температуре. Это означает, что при нормальных рабочих температурах давление насыщенных паров десфлурана сильно меняется при небольших колебаниях температуры. Это означает, что характеристики обычного испарителя plenum недостаточны для обеспечения точной концентрации десфлурана. Кроме того, в очень теплый день весь десфлуран закипит, и очень высокие (потенциально смертельные) концентрации десфлурана могут достичь пациента.
Испаритель десфлурана (например, TEC 6 производства Datex-Ohmeda) нагревается до 39°C и нагнетается до 194 кПа. [6] Он устанавливается на анестезиологическом аппарате таким же образом, как и испаритель plenum, но его функция совершенно иная. Он испаряет камеру, содержащую десфлуран, используя тепло, и впрыскивает небольшие количества чистого пара десфлурана в поток свежего газа. Датчик считывает поток свежего газа. [5]
После включения требуется период прогрева. Испаритель десфлурана выйдет из строя, если отключится питание от сети. Если испаритель почти пуст, раздается звуковой сигнал. Электронный дисплей показывает уровень десфлурана в испарителе.
Дороговизна и сложность испарителя десфлурана стали причиной его относительно низкой популярности, хотя в последние годы он приобретает все большую популярность.
Исторически эфир (первый летучий агент) впервые был использован в ингаляторе Джона Сноу (1847), но был вытеснен использованием хлороформа (1848). Затем эфир медленно возродился (1862–1872) с регулярным использованием через «маску» Курта Шиммельбуша , наркозную маску для капания жидкого эфира. Теперь устаревшая, это была маска, сделанная из проволоки и покрытая тканью.
Давление и спрос со стороны стоматологов на более надежный метод введения эфира помогли модернизировать его доставку. В 1877 году Кловер изобрел эфирный ингалятор с водяной рубашкой, и к концу 1899 года альтернативы эфиру вышли на первый план, в основном из-за введения спинальной анестезии. Впоследствии это привело к снижению использования эфира (1930–1956) из-за введения циклопропана , трихлорэтилена и галотана . К 1980-м годам испаритель анестетика значительно эволюционировал; последующие модификации привели к появлению множества дополнительных функций безопасности, таких как температурная компенсация, биметаллическая полоса , регулируемое по температуре соотношение разделения и меры по предотвращению проливания.
Дыхательный контур представляет собой трубопровод, по которому дыхательные газы поступают от аппарата к пациенту и обратно, и включает в себя компоненты для смешивания, регулировки и контроля состава дыхательного газа, а также для удаления углекислого газа.
Современный анестезиологический аппарат включает в себя как минимум следующие компоненты: [2]
Могут быть включены системы для мониторинга частоты сердечных сокращений пациента , ЭКГ , артериального давления и насыщения кислородом , в некоторых случаях с дополнительными опциями для мониторинга конечного уровня углекислого газа и температуры . [2] Также обычно включаются дыхательные системы , включая ручной резервуарный мешок для вентиляции в сочетании с регулируемым клапаном ограничения давления , а также встроенный механический вентилятор для точной вентиляции пациента во время анестезии. [2]
На основе опыта, полученного в результате анализа несчастных случаев, современный наркозный аппарат включает в себя несколько устройств безопасности, в том числе:
Функции машины должны проверяться в начале каждого рабочего списка в "кабинном учении". Машины и связанное с ними оборудование должны регулярно обслуживаться и ремонтироваться.
В старых машинах могут отсутствовать некоторые функции безопасности и усовершенствования, имеющиеся в новых машинах. Однако они были разработаны для работы без электросети , используя энергию сжатого газа для вентилятора и отсасывающего аппарата. Современные машины часто имеют резервную батарею , но могут выйти из строя, когда она истощается.
Современный наркозный аппарат по-прежнему сохраняет все основные принципы работы аппарата Бойля ( торговая марка British Oxygen Company ) в честь британского анестезиолога Генри Бойля. Однако в Индии торговая марка «Boyle» зарегистрирована в Boyle HealthCare Pvt. Ltd., Indore MP.
Перед каждым случаем рекомендуется проводить предварительную проверку анестезиологического аппарата двумя лицами (анестезиологом и ассистентом), что, как было показано, снижает риск тяжелой послеоперационной заболеваемости и смертности в течение 24 часов. [8] Различные регулирующие и профессиональные органы разработали контрольные списки для разных стран. [9] Аппараты следует очищать между случаями, поскольку они подвергаются значительному риску заражения патогенами . [10]
