1、1/14/2023温州医学院麻醉设备学教研组1麻醉设备学温州医学院 阮肖晖温州医学院附属第一医院 朱伟第八章第八章 医学气体监测医学气体监测第一节第一节 检测气体的采集检测气体的采集一、主流式气体采集一、主流式气体采集 检测传感器检测传感器位于患者气位于患者气道出口处，道出口处，直接测量通直接测量通过的呼吸气过的呼吸气流流图-1 主 流 式 气 体 采 集8气 体 监 测 仪传 感 器传 输 电 缆麻 醉 回 路二、旁流式气体采集二、旁流式气体采集 检测传感器位于检测传感器位于监测仪内监测仪内 患者气道出口处患者气道出口处接采气三通管，接采气三通管，用采气泵采集呼用采气泵采集呼吸气体送入监测吸
2、气体送入监测仪仪气 体 监 测 仪麻 醉 回 路采 气 三 通 管采 气 管图-2 旁 流 式 气 体 采 集8三、截流式气体采集三、截流式气体采集 基于旁流式气基于旁流式气体采集基础体采集基础 呼气末阻断麻呼气末阻断麻醉回路与患者醉回路与患者气道的联系，气道的联系，采集患者肺泡采集患者肺泡气体气体气 体 监 测 仪麻 醉 回 路采 气 三 通 管采 气 管图-3 截 流 式 气 体 采 集8第二节第二节 气体检测技术气体检测技术一、电化学分析技术一、电化学分析技术 氧化还原反应存在着电子传递过程，氧化还原反应存在着电子传递过程，其电量变化与参加反应的氧气含量成其电量变化与参加反应的氧气含量成
3、比例比例 可据此分析混合气体中的氧气浓度可据此分析混合气体中的氧气浓度燃烧电池燃烧电池l由金属阴极、铅阳极和电解液组成由金属阴极、铅阳极和电解液组成l检测气体中的氧气在分压梯度作用下通过电检测气体中的氧气在分压梯度作用下通过电池通透膜池通透膜l阴极：阴极：O O2 2+2H+2H2 2O+4eO+4e-4OH 4OH-l阳极：阳极：4OH4OH-+2Pb 2PbO+2H+2Pb 2PbO+2H2 2O+4eO+4e-l电池内两极间的电子传递在外电路形成的电电池内两极间的电子传递在外电路形成的电流与检测气体的氧分压成正比流与检测气体的氧分压成正比燃烧电池燃烧电池铅阳极阴极阴极电解液电解液氧气图-
4、4 氧化还原电池8金电极 使用寿命与氧气浓度和暴露时间有关使用寿命与氧气浓度和暴露时间有关 反应速度慢，不能随呼吸进行实时监反应速度慢，不能随呼吸进行实时监测测 常用于检测麻醉回路的平均氧浓度常用于检测麻醉回路的平均氧浓度 极谱电极极谱电极 由金或铂阴极、银由金或铂阴极、银/氯化银阳极、饱和氯化银阳极、饱和氯化钾电解液和气体通透膜组成氯化钾电解液和气体通透膜组成 阴极：阴极：O O2 2+2H+2H2 2O+4eO+4e-4OH 4OH-在极化电压作用下：在极化电压作用下：4OH4OH-+4KCl 4KOH+4Cl+4KCl 4KOH+4Cl-阳极：阳极：4Ag+4Cl4Ag+4Cl-4AgC
5、l+4e 4AgCl+4e-在没有极化电压（关机）的状态下，电在没有极化电压（关机）的状态下，电极不消耗，所以，使用寿命较长极不消耗，所以，使用寿命较长 反应速度较慢反应速度较慢极谱电极极谱电极氧气通透膜电解液电解液阳极阴极+-图-5 极谱氧电极8极化电压二、顺磁分析技术二、顺磁分析技术 能够传导磁力并增强周围磁场的能够传导磁力并增强周围磁场的物质称为顺磁物质物质称为顺磁物质 临床麻醉相关气体：临床麻醉相关气体：只有氧气是顺磁气体只有氧气是顺磁气体顺磁式氧气分析仪顺磁式氧气分析仪 交变磁场中设立两路流阻相同的通道交变磁场中设立两路流阻相同的通道 参比空气和测量气体以相同的流速分参比空气和测量气
6、体以相同的流速分别通过两个通道别通过两个通道 氧气分子在交变磁场作用下翻动，造氧气分子在交变磁场作用下翻动，造成气流扰动，使通道阻力增大成气流扰动，使通道阻力增大 两气体通道之间出现压差，压差大小两气体通道之间出现压差，压差大小与两路气体之间的氧气浓度差相关与两路气体之间的氧气浓度差相关 用差压换能器检测压差信号，经处理，用差压换能器检测压差信号，经处理，测得氧气浓度测得氧气浓度顺磁式氧气分析仪顺磁式氧气分析仪交变磁场交变磁场采气泵参比空气检测气体差压传感器图-6 顺磁氧气分析原理示意8信号处理电路 没有消耗，性能稳定没有消耗，性能稳定 反应速度快，可连续监测气体的氧反应速度快，可连续监测气体
7、的氧浓度浓度三、红外线分析技术三、红外线分析技术 具有两个以上元素的气体分子具有特具有两个以上元素的气体分子具有特定的红外线吸收光谱定的红外线吸收光谱 物质对红外线的吸光度与物质的浓度物质对红外线的吸光度与物质的浓度成正比成正比 通常：采用通常：采用4.3m4.3m的红外线检测的红外线检测CO2CO2 采用采用3.3m3.3m的红外线检测麻醉的红外线检测麻醉药药波 长（m）吸光度（%）20406080100COCO2345678H OO2222N图-7 医 学 气 体 的 红 外 线 吸 收 特 性8吸 入麻 醉 药主流式红外线气体监测主流式红外线气体监测 以气流通道为测量室，红外光源和光以气
8、流通道为测量室，红外光源和光电换能器直接放置在呼吸气体通路上电换能器直接放置在呼吸气体通路上 红外光源发出的红外线穿过测量室气红外光源发出的红外线穿过测量室气体体 透射光经滤光片过滤后到达光电换能透射光经滤光片过滤后到达光电换能器器 光电换能器产生的光电流与被检气体光电换能器产生的光电流与被检气体的待测组分浓度成比例的待测组分浓度成比例 检测反应速度快，易受水汽和呼吸道检测反应速度快，易受水汽和呼吸道排除物污染，影响检测精度排除物污染，影响检测精度主流式红外线气体监测主流式红外线气体监测光 电 换 能 器滤 光 片红 外 光 源患者端回路端图-8 主 流 式 二 氧 化 碳 监 测 原 理8遮
9、 光 叶 轮信 号 处 理 电 路旁流式红外线气体监测旁流式红外线气体监测 红外光源和光电换能器安装在主机内，红外光源和光电换能器安装在主机内，用采气泵将待测气体恒速泵入检测室用采气泵将待测气体恒速泵入检测室 在遮光轮片上装有若干个不同波长的滤在遮光轮片上装有若干个不同波长的滤光片，满足测量不同气体成分的需求光片，满足测量不同气体成分的需求 参比信号用于去掉非待测组分对光的吸参比信号用于去掉非待测组分对光的吸收影响收影响 可连续分别检测气体中多种组分的浓度可连续分别检测气体中多种组分的浓度 工作环境稳定，检测反应速度快，但有工作环境稳定，检测反应速度快，但有一定的延迟时间一定的延迟时间 旁流式
10、红外线气体监测旁流式红外线气体监测图-9 旁流式红外线气体测量原理8采气泵积水器检测室参比室红外光源反光镜滤光片光电换能器遮光轮至信号处理电路四、其他气体分析技术四、其他气体分析技术（一）气相色谱分析技（一）气相色谱分析技术术恒 温 箱色 谱 柱进 样 口热 导 池H2载 气 流 量 控 制记 录 仪图-11 气 相 色 谱 原 理 示 意8气相色谱分析技术气相色谱分析技术 恒流的载气（流动相）从进样口将样本恒流的载气（流动相）从进样口将样本气体携入色谱柱，由于色谱柱中的填充气体携入色谱柱，由于色谱柱中的填充材料（固定相）与不同的气体分子的粘材料（固定相）与不同的气体分子的粘滞力不同，在载气的
11、冲洗下，混合气体滞力不同，在载气的冲洗下，混合气体中的不同组分按与固定相粘滞力的大小中的不同组分按与固定相粘滞力的大小逐步分离，分别先后通过柱后的检测器逐步分离，分别先后通过柱后的检测器进行定量分析进行定量分析 固定相材料不同，适用于分析不同的气固定相材料不同，适用于分析不同的气体成分体成分 通用性强，可同时分析多种组分，分析通用性强，可同时分析多种组分，分析速度慢速度慢第三节第三节 医学气体监测的影响因素医学气体监测的影响因素 医学气体监测的影响因素医学气体监测的影响因素 大气压随海拔高度的上升而降低大气压随海拔高度的上升而降低 在不同大气压下，气体的分压与浓度在不同大气压下，气体的分压与浓
12、度的关系发生改变的关系发生改变一、气体采集方法一、气体采集方法二、海拔高度和大气压二、海拔高度和大气压l来自不同部位的气体，其检测结果具有不来自不同部位的气体，其检测结果具有不同的临床意义同的临床意义 利用红外线技术检测气体浓度时，利用红外线技术检测气体浓度时，水蒸气的红外线吸收带与二氧化碳水蒸气的红外线吸收带与二氧化碳和麻醉气体部分重叠，干扰测定和麻醉气体部分重叠，干扰测定三、水蒸气三、水蒸气四、仪器漂移四、仪器漂移l仪器的特性发生改变仪器的特性发生改变五、其它临床影响因素五、其它临床影响因素 第四节第四节 医学气体监测仪器的校准医学气体监测仪器的校准气体监测仪器的校准气体监测仪器的校准 仪
13、器漂移是客观存在的，但漂移变化仪器漂移是客观存在的，但漂移变化缓慢缓慢 通常，每月用特制的标准气体对仪器通常，每月用特制的标准气体对仪器进行一次校准，使仪器的误差在合理进行一次校准，使仪器的误差在合理的范围内的范围内 仪器校准按说明进行仪器校准按说明进行后面内容直接删除就行资料可以编辑修改使用资料可以编辑修改使用资料仅供参考，实际情况实际分析主要经营：课件设计，文档制作，网络软件设计、图文设计制作、发布广告等秉着以优质的服务对待每一位客户，做到让客户满意！致力于数据挖掘，合同简历、论文写作、PPT设计、计划书、策划案、学习课件、各类模板等方方面面，打造全网一站式需求The user can demonstrate on a projector or computer,or print the presentation and make it into a film to be used in a wider field
