四、麻醉蒸发器
麻醉蒸发器简称蒸发器，是控制挥发性麻醉药物蒸气输出的专用装置。基本功能是汽化挥发性麻醉药，控制麻醉蒸气的释放浓度。
（一）定义和分类
麻醉蒸发器分为回路内蒸发器和回路外蒸发器。安装在麻醉回路内，以患者的呼吸气流为工作气流的蒸发器称为回路内蒸发器。回路外蒸发器安装在麻醉机流量计与新鲜气体出口之间，以新鲜气体为工作气流，是目前常见的蒸发器。
目前常用蒸发器按照特定麻醉药物的理化性质设计制造，调节装置上的刻度根据实际输出浓度直接标定（如0.5%、1%、2%等），称为药物专用浓度定量型蒸发器。
（二）麻醉蒸发器工作原理
1.吸入麻醉药的饱和蒸气压和饱和浓度
密闭容器内挥发性麻醉药液态分子会逸出药液表面成为蒸气，气态麻醉药分子还会撞击液体表面重新恢复液态形式。在一定温度下，密闭容器中麻醉药分子从液相进入气相的速率与气相返回液相的速率动态平衡时，气相中麻醉药的蒸气压称为饱和蒸气压。不同麻醉药的饱和蒸气压由其本身的理化性质决定，与环境温度正相关，但不受环境气压的影响。麻醉药饱和蒸气压与容器内总压的比值为容器内的麻醉饱和浓度。麻醉药的饱和浓度与环境气压成反比，与温度成正比。
2.汽化热
又称蒸发潜热，是单位液体转变为蒸气所需要的热量。如果热能不能及时补充，液体的温度就会降低使蒸发过程减缓。汽化热小的麻醉药蒸发时药液温度变化小。汽化热大的麻醉药蒸发时消耗的热能多，药液温度下降明显，蒸发效率受到限制。
3.物质的比热
表示1克物质升高1℃所需要的热量。以卡做为热单位时，水的比热为1。比热大的物质温度不容易变化。采用高比热金属铜制做蒸发器可以减少麻醉药蒸发引起的温度变化。物质传导热的速度称为导热率。使用高导热性质的铜制做蒸发器，可以加快周围热能的吸收，有助于维持输出浓度的稳定。
4.麻醉药液在蒸发器中的汽化方法有4种原理。
（1）表面气流汽化：载气通过蒸发室将麻醉药液表面的饱和麻醉气体带出蒸发室，为了提高汽化效率多采用挥发芯扩大蒸发面积。
（2）鼓泡汽化：载气深入药液底部，通过筛状出口粉碎成小气泡通过麻醉药液，气液接触面积大，汽化效率较高。
（3）注射汽化：将麻醉药液直接注射到麻醉回路的气流通道中，同时完成药液的汽化和稀释。麻醉浓度取决于注射速率和经过的气流量。
（4）加热汽化：是通过电热器得到麻醉药纯蒸气的汽化方式，见于TEC6地氟烷蒸发器。
5.目前流行的蒸发器大都属于可变旁路蒸发器，这种蒸发器由分流控制阀和蒸发室两个部分组成。进入蒸发器的新鲜气流被分流控制阀分为两路，小部分气体通过蒸发室携带麻醉饱和气体到达蒸发器出口，称为载气。大部分气体通过旁路直接到达蒸发器出口，称为稀释气。两路气流在蒸发器输出口混合形成输出气体。分流控制阀（蒸发器浓度调节旋钮）改变稀释气流与载气流的分流比即可调节输出气体中的麻醉蒸气浓度。蒸发室是盛放挥发性麻醉药液的容器，同时也是麻醉药液的汽化场所，可变旁路蒸发器的蒸发室都采用表面气流汽化技术。
（三）影响蒸发器输出浓度的因素
蒸发器的输出浓度是在20℃、101.3kPa标准状态下校准的，某些因素会导致蒸发器输出误差。
1.大气压
环境气压增高时（如高压舱内），蒸发室内的麻醉药饱和浓度降低，使输出浓度降低。反之，在高原地区大气压较低，蒸发室内的饱和浓度升高，输出浓度增高。(https://www.daowen.com)
2.温度
温度增高时麻醉药饱和蒸气压增加，输出浓度增加。反之输出浓度降低。可变旁路蒸发器都采用改变分流的方式进行温度补偿。基本原理是利用热敏元件的变形在温度增高时降低旁路气阻，使较多的气流通过旁路，蒸发室分流减少，使输出浓度降低到校正值。温度降低时增大旁路气阻，使蒸发室分流增多，使输出浓度回升，达到稳定输出的目的。
3.蒸发器的“泵效应”
间歇正压通气时蒸发器下游的间歇气压起伏，会导致蒸发器输出浓度增加的现象称为“泵效应”。形成原理是气道压上升时，蒸发室内气体压缩。气道压降低时，蒸发室内压缩的饱和麻醉气体膨胀，通过蒸发室入口逆流到旁路中，使稀释气流也成了饱和麻醉气体，因此输出浓度明显增加。为了防止“泵效应”造成麻醉药物过量危险，现代蒸发器采用三种原理来减小“泵效应”。
（1）缩小蒸发室空间，使蒸发室内不会储存太多的压缩饱和麻醉气体，减少从蒸发室入口逆流到旁路的麻醉蒸气。
（2）采用盘管或栅栏结构延长蒸发室的入口通道，阻碍麻醉饱和气体逆流到旁路。
（3）蒸发器出口下游附加防逆活瓣，减轻气压波动对蒸发器的影响。
（四）蒸发器的安全应用
1.药物专用蒸发器误装或混入其他麻醉药，由于理化性质变化会导致输出浓度发生明显改变，还可能产生未知的化学反应和临床效应。为此要求药物专用蒸发器具有下列安全设计。
（1）明确标示麻醉药物的名称，并按照国际标准附加颜色标记（表1-4-2）。
（2）具备药物专用填充装置。通过定位销和定位槽结构防止不同药液的错误填充。
（3）具有两个以上不同药物蒸发器的麻醉机必须具有互锁装置。打开一个蒸发器后，其他蒸发器自动闭锁。
表1-4-2 药物专用蒸发器的色标规定（1SO，1998）
2.振荡可以加速药液汽化，使蒸发器的输出浓度异常增高。因此，在使用中应保持麻醉机的稳定。蒸发器倾斜超过45°可能有液态麻醉药流入蒸发器旁路，导致高浓度输出。发生这种情况后，应当在低浓度（如0.1%）条件下大气流冲洗20min以后才能使用。
（五）典型蒸发器
目前流行的DragerVapor19.1、Vapor19.3、Vapor2000蒸发器和Ohmeda Tec4、Tec5、Tec 7蒸发器虽然外观各异，都属于可变旁路、表面气流汽化、药物专用、输出浓度定量校准、变流温度补偿的回路外蒸发器。
Siemens蒸发器是一种注射汽化蒸发器，与Siemens麻醉通气机配套应用，工作气流为通气机的输出气体。
Aladin2222电控蒸发器是根据可变旁路蒸发器机械原理设计的电子控制蒸发器。其电子控制系统安装在麻醉主机内。蒸发器组件只包括蒸发室、装药装置以及气压和温度传感器。
地氟烷沸点只有22.8℃，不能使用普通的可变旁路蒸发器原理。Tec 6蒸发器是专用于地氟烷的电子加热加压蒸发器。其蒸发室恒温加热到39℃，蒸发室内地氟烷蒸气压可达1500mmHg。高压地氟烷蒸气经电子控制开关和压力调节器减压以后，由输出浓度调节阀控制地氟烷蒸气释放速率与新鲜气流汇合形成输出气体。由于Tec 6蒸发器的蒸发室工作于恒温和绝对高压条件下，输出浓度不受大气压、环境温度和泵效应的影响。