新型麻醉废气排放装置的设计

张博

北京大学第三医院　医学工程处，北京　100191

新型麻醉废气排放装置的设计

张博

北京大学第三医院医学工程处，北京100191

[摘要]本文阐述了一种体积小巧、安全有效并可以显示排气状态的麻醉废气排放装置的设计流程。该装置的应用使麻醉操作者能够直观地看到废气排放过程，提高了麻醉工作的安全性。

[关键词]麻醉废气；废气排放装置；排废端；大气端

0　前言

麻醉废气排放在现代手术室的建设上已成为一个突出的问题。目前手术麻醉常用吸入性麻醉药，吸入麻醉过程中会排放出麻醉废气，使手术室空气受到污染，进而使室内工作人员的身体受到影响[1-2]。为了解决麻醉废气的污染问题，我院引入了英国攀龙公司的主动式麻醉废气排放装置，其废气排放原理图，见图1。但该装置经过一段时间的使用后，其过滤网常被悬浮物堵住，使红色指示浮漂下沉，导致排废效果下降甚至排废失效，从而给麻醉机使用者带来了一定风险。单纯靠浮漂升降指示排废效果的方法不能让麻醉机使用者直观地了解废气是否真得被排走，为此我们设计了一种新型麻醉废气排放装置，可使麻醉机使用者直观地看到废气排出过程，效果较为明显。

图1　攀龙麻醉废气排放装置原理图

1　常用麻醉废气排放法

1.1直排法[3]

直接从麻醉机排废端连接一根内径＞30 mm的抗压软管，将软管的出口通向室外。此种方法虽然简便、廉价，但由于没有压力源，废气很容易滞留在软管内或有部分泄露，不适用于净化手术间。

1.2中心废气抽吸法[3]

在手术间墙壁或吊塔上，留有低压大流量的负压接口（负压的产生一般有负压泵方式和正压射流方式两种[4]），在负压接口与麻醉机排废接口间加装麻醉废气排放装置，达到排放废气的目的。这种方法目前比较流行，多用于净化手术间，优点是排废效果好、使用安全。其中麻醉废气排放装置（以下简称“排废装置”）可以分为主动式和被动式两种。

（1）主动式排废装置可以选择性地将麻醉废气排出。结构一般以三通方式为主，每个端口分别连接麻醉机排废端、排废负压端和连通大气端。工作状态：麻醉机没有废气排放时，吸空气；麻醉机排废气时，吸废气。

（2）被动式排废装置是指麻醉机排废端通过一个缓冲罐直接与负压端相连，工作时无论麻醉机排不排废气，负压一直对麻醉机起作用。若负压过大，麻醉机提供给病人的新鲜氧气及麻药会连同废气一起被吸走，导致病人给药量不足，麻醉深度不够，有很大的安全隐患。

2　设计思路

在主动式排废装置的基础上，在其废气端和大气端之间加装一个可见的活瓣。排废装置工作时，麻醉机使用者可通过观察活瓣的摆动了解废气排放过程。

排废装置主体为三通结构，3个端口A、B、C分别代表负压端、排废端、大气端，见图2。我们以B、C端口连接处为轴，加装一个可见活瓣，活瓣可以在B、C端口间摆动，达到指示排废的目的。其工作分为两个阶段：①病人吸气阶段（未排废气时），麻醉机呼气通道关闭，排废端口B相当于一个死腔，不能向A端口提供气流，即B端口处的压力Pb=0。此时，只有C端口向A端口提供气流，活瓣在C端口的气流推动下，倒向B端口并封堵该端口，C-A通道被打通，此时C端口压力Pc等于A端口压力Pa，即Pc=Pa；② 排废气阶段，麻醉机的废气端口打开，B端口处会有大量废气涌入，产生的排废压力Pb＞Pc，使活瓣倒向C端口，B-A通道被打通，开始排废气；待废气全部排空，即Pb=0时，活瓣再次倒向B端口。整个装置不断地重复上述两个阶段，从而完成排废气的过程。

图2　排废装置主体结构

3　测试验证

（1）根据上述原理利用AutoCAD和Soildworks等机械设计软件设计出了原型机并加工出实物，原型机图，见图3。然后将其安装在攀龙麻醉机上进行了验证性实验。

（2）验证过程：分别在麻醉机机控和手控模式下进行验证实验[5]。在机控模式下，将氧气流量计调至零位，即在没有新鲜气体补充的极端情况下，验证该装置是否可以正常运行。结果表明：在吸气阶段，排废装置的活瓣在负压的作用下，很快倒向了废气端口，和设计过程完全一致；在呼气阶段，活瓣迅速倒向大气端，随着废气被负压吸走，活瓣慢慢向中心靠拢，待第二次吸气开始，活瓣再次倒向废气端。将麻醉机切换到手控模式，APL阀调节至30 cmH2O，验证在正常手控模式下该装置是否有效。结果表明：活瓣可随着手捏皮囊的动作来回摆动，且摆动幅度比机控更为明显。

验证说明，该装置完全达到了设计要求，在麻醉机两种工作模式下，都能有很好的指示作用。

图3　排废装置原型机图

4　总结与讨论

新设计的麻醉废气排放装置在有效排废的基础上，为麻醉机使用者提供了一种直观的方式，使其能够更加安全地完成麻醉工作。但新的废气排放装置还存在一些问题，如不便于固定、只适用于攀龙麻醉机等问题，我们还会继续改进以完善其功能。

[参考文献]

[1] 梁以钊,黄文祥,谭宏峰,等．麻醉机废气排除装置的改进[J]．医疗装备,2007,20(5):5-6．

[2] 吴荣．浅谈麻醉机的应用管理[J]．中国医疗设备,2012,27(4):94-95．

[3] 吴竞雄,肖碧波,廖荣宗．麻醉废气排放装置的研制及临床应用[J]．医疗装备,2006,19(10):23-24．

[4] 蔡定球,潘琳,汪小海,等．新型麻醉废气清除系统的研制[J]．医疗卫生装备,2007,28(1):79-80．

[5] 王健．浅谈麻醉机的原理及其最新发展[J]．中国医疗器械信息, 2009,15(7):28-31．

作者邮箱：bysy_zb@126.com

[中图分类号]TH789

[文献标志码]B

doi：10.3969/j.issn.1674-1633.2014.04.042

[文章编号]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