新型麻醉廢氣排放裝置的設計

張博

北京大學第三醫院　醫學工程處，北京　100191

新型麻醉廢氣排放裝置的設計

張博

北京大學第三醫院醫學工程處，北京100191

[摘要]本文闡述了一種體積小巧、安全有效并可以顯示排氣狀態的麻醉廢氣排放裝置的設計流程。該裝置的應用使麻醉操作者能夠直觀地看到廢氣排放過程，提高了麻醉工作的安全性。

[關鍵詞]麻醉廢氣；廢氣排放裝置；排廢端；大氣端

0　前言

麻醉廢氣排放在現代手術室的建設上已成為一個突出的問題。目前手術麻醉常用吸入性麻醉藥，吸入麻醉過程中會排放出麻醉廢氣，使手術室空氣受到污染，進而使室內工作人員的身體受到影響[1-2]。為了解決麻醉廢氣的污染問題，我院引入了英國攀龍公司的主動式麻醉廢氣排放裝置，其廢氣排放原理圖，見圖1。但該裝置經過一段時間的使用后，其過濾網常被懸浮物堵住，使紅色指示浮漂下沉，導致排廢效果下降甚至排廢失效，從而給麻醉機使用者帶來了一定風險。單純靠浮漂升降指示排廢效果的方法不能讓麻醉機使用者直觀地了解廢氣是否真得被排走，為此我們設計了一種新型麻醉廢氣排放裝置，可使麻醉機使用者直觀地看到廢氣排出過程，效果較為明顯。

圖1　攀龍麻醉廢氣排放裝置原理圖

1　常用麻醉廢氣排放法

1.1直排法[3]

直接從麻醉機排廢端連接一根內徑＞30 mm的抗壓軟管，將軟管的出口通向室外。此種方法雖然簡便、廉價，但由于沒有壓力源，廢氣很容易滯留在軟管內或有部分泄露，不適用于凈化手術間。

1.2中心廢氣抽吸法[3]

在手術間墻壁或吊塔上，留有低壓大流量的負壓接口（負壓的產生一般有負壓泵方式和正壓射流方式兩種[4]），在負壓接口與麻醉機排廢接口間加裝麻醉廢氣排放裝置，達到排放廢氣的目的。這種方法目前比較流行，多用于凈化手術間，優點是排廢效果好、使用安全。其中麻醉廢氣排放裝置（以下簡稱“排廢裝置”）可以分為主動式和被動式兩種。

（1）主動式排廢裝置可以選擇性地將麻醉廢氣排出。結構一般以三通方式為主，每個端口分別連接麻醉機排廢端、排廢負壓端和連通大氣端。工作狀態：麻醉機沒有廢氣排放時，吸空氣；麻醉機排廢氣時，吸廢氣。

（2）被動式排廢裝置是指麻醉機排廢端通過一個緩沖罐直接與負壓端相連，工作時無論麻醉機排不排廢氣，負壓一直對麻醉機起作用。若負壓過大，麻醉機提供給病人的新鮮氧氣及麻藥會連同廢氣一起被吸走，導致病人給藥量不足，麻醉深度不夠，有很大的安全隱患。

2　設計思路

在主動式排廢裝置的基礎上，在其廢氣端和大氣端之間加裝一個可見的活瓣。排廢裝置工作時，麻醉機使用者可通過觀察活瓣的擺動了解廢氣排放過程。

排廢裝置主體為三通結構，3個端口A、B、C分別代表負壓端、排廢端、大氣端，見圖2。我們以B、C端口連接處為軸，加裝一個可見活瓣，活瓣可以在B、C端口間擺動，達到指示排廢的目的。其工作分為兩個階段：①病人吸氣階段（未排廢氣時），麻醉機呼氣通道關閉，排廢端口B相當于一個死腔，不能向A端口提供氣流，即B端口處的壓力Pb=0。此時，只有C端口向A端口提供氣流，活瓣在C端口的氣流推動下，倒向B端口并封堵該端口，C-A通道被打通，此時C端口壓力Pc等于A端口壓力Pa，即Pc=Pa；② 排廢氣階段，麻醉機的廢氣端口打開，B端口處會有大量廢氣涌入，產生的排廢壓力Pb＞Pc，使活瓣倒向C端口，B-A通道被打通，開始排廢氣；待廢氣全部排空，即Pb=0時，活瓣再次倒向B端口。整個裝置不斷地重復上述兩個階段，從而完成排廢氣的過程。

圖2　排廢裝置主體結構

3　測試驗證

（1）根據上述原理利用AutoCAD和Soildworks等機械設計軟件設計出了原型機并加工出實物，原型機圖，見圖3。然后將其安裝在攀龍麻醉機上進行了驗證性實驗。

（2）驗證過程：分別在麻醉機機控和手控模式下進行驗證實驗[5]。在機控模式下，將氧氣流量計調至零位，即在沒有新鮮氣體補充的極端情況下，驗證該裝置是否可以正常運行。結果表明：在吸氣階段，排廢裝置的活瓣在負壓的作用下，很快倒向了廢氣端口，和設計過程完全一致；在呼氣階段，活瓣迅速倒向大氣端，隨著廢氣被負壓吸走，活瓣慢慢向中心靠攏，待第二次吸氣開始，活瓣再次倒向廢氣端。將麻醉機切換到手控模式，APL閥調節至30 cmH2O，驗證在正常手控模式下該裝置是否有效。結果表明：活瓣可隨著手捏皮囊的動作來回擺動，且擺動幅度比機控更為明顯。

驗證說明，該裝置完全達到了設計要求，在麻醉機兩種工作模式下，都能有很好的指示作用。

圖3　排廢裝置原型機圖

4　總結與討論

新設計的麻醉廢氣排放裝置在有效排廢的基礎上，為麻醉機使用者提供了一種直觀的方式，使其能夠更加安全地完成麻醉工作。但新的廢氣排放裝置還存在一些問題，如不便于固定、只適用于攀龍麻醉機等問題，我們還會繼續改進以完善其功能。

[參考文獻]

[1] 梁以釗,黃文祥,譚宏峰,等．麻醉機廢氣排除裝置的改進[J]．醫療裝備,2007,20(5):5-6．

[2] 吳榮．淺談麻醉機的應用管理[J]．中國醫療設備,2012,27(4):94-95．

[3] 吳競雄,肖碧波,廖榮宗．麻醉廢氣排放裝置的研制及臨床應用[J]．醫療裝備,2006,19(10):23-24．

[4] 蔡定球,潘琳,汪小海,等．新型麻醉廢氣清除系統的研制[J]．醫療衛生裝備,2007,28(1):79-80．

[5] 王?。疁\談麻醉機的原理及其最新發展[J]．中國醫療器械信息, 2009,15(7):28-31．

作者郵箱：bysy_zb@126.com

[中圖分類號]TH789

[文獻標志碼]B

doi：10.3969/j.issn.1674-1633.2014.04.042

[文章編號]1674-1633(2014)04-0111-02

收稿日期：2013-07-18修回日期：2013-09-02

Design of New-Type Emission Device of Anesthetic Exhaust

ZHANG Bo
Department of Medical Engineering, Peking University Third Hospital, Beijing 100191, China

Abstract：This paper introduces the design process of a safe and effective emission device with compact size of anesthesia exhaust which can display exhaust condition. The anesthetist can intuitively observe the emission process of anesthesia exhaust with the application of the device, which has improved the anesthesia safety.

Key words：anesthesia exhaust; exhaust emission device; exhaust emission side; atmosphere side