吸入麻醉气体的浓度和深度监测技术

三、吸入麻醉气体的浓度和深度监测技术

在进行吸入麻醉时,对吸入麻醉药与气体的浓度监测是保证以及提高吸入麻醉安全性的重要手段。

(一)吸入麻醉药以及相关气体的浓度监测

1. 红外线气体分析仪

红外线气体分析仪是临床中最为常用的吸入麻醉药监测设备,其以特定波长的红外线照射待测定气体,透过的红外光强度与被测物质浓度成反比,当其被红外光检测器检出并与已知参照气体比较后即可计算出被测物质的百分比浓度。可分为主流型和旁流型,主流型只能测定CO2和O2的浓度,而旁流型则可测定所有常用挥发性麻醉气体、O2、N2O和CO2浓度。加装滤光轮的分析仪每个呼吸周期可进行数百次测量,实现实时更新监测波形及读数。但此类分析仪受多种因素干扰,易产生误差,在分析数据时必须排除监测气体中其他气体成分及水蒸气等干扰。由于其反应时间相对慢,当呼吸频率过快时可影响吸入与呼出的浓度检测值。

2. 质谱仪

质谱仪测量范围广,反应时间短,使用方便,为相当理想的气体浓度监测仪,其根据质谱图提供的信息进行多种物质的定性和定量分析,可测定O2、CO2、N2、N2O、挥发性麻醉气体以及氙气等气体成分。可分为共享型和单一型。前者可安装于中央室,经管道系统与若干周围站相连,使用轮流阀在不同时间采集不同患者的呼吸气体,以满足同时监测若干患者的需要;单一型体积小,移动灵活,可对某一患者进行连续监测。使用质谱仪时,需注意其对麻醉气体的监测可能有所偏离;同时,样气经测量后不再返回回路,需补充新鲜气体流量;在发生气栓或气管插管等需观测患者呼吸气体浓度的突然变化时,间隔时间过长。

3. 气相色谱仪

气相色谱仪利用以气相作为流动相的色谱技术,根据各色谱峰的出现位置、峰高、峰下面积,再经标准气样校正即可得到样品中各种成分的浓度。具有高灵敏度、高选择性、高效能、通用性强、重复性好、所需样品量少等优点,但由于不能用于连续监测,临床应用较少。

4. 拉曼散射气体分析仪

拉曼散射气体分析仪由氦氖激光光源、检测室、光学检测系统和电子系统组成,待测气体被送入仪器,在检测室内,激光与气体相遇产生散射,并且每一波长的散射光子数均与某一被测气体浓度相关,光电二极管探测出光子后转换成电流,通过对电流的计算可得知各气体成分的浓度。该分析仪可同时进行多种气体的浓度测定,启动快,反应时间短,准确性高,可进行实时监测,使用简单。缺点为体积和重量均大于红外光分析仪,进行测量后可使回路内N2浓度增高,并不能检测氦气、氩气和氙气,且气体中含有N2O也影响其他气体的检测。

5. 压电晶体振荡式气体分析器

当吸入麻醉药被该分析器中的一块振荡晶体表面的液体层吸收后,其质量的增加会改变晶体的振动频率,由此引起的电流变化与吸入麻醉药的浓度成正比,借此可得知麻醉药的浓度。其准确性高,N2O、乙醇等对吸入麻醉药的浓度测定影响小,预热快。但不能测定O2、CO2、N2和N2O浓度,也不能区别各种挥发性麻醉药,当吸入混合麻醉气体时,其读数接近各药物浓度之和。

(二)吸入麻醉深度的监测技术

麻醉深度监测复杂且标准难以统一,在临床麻醉中,对术中患者的意识、疼痛、体动以及自主反应的监测一直是麻醉科医生判断麻醉深度的指标。在长久的研究过程中,目前较公认的能切实反应麻醉深度的指标为脑电监测(包括双频谱指数、熵、Narcortrend)、诱发电位监测(包括脑干听觉诱发电位、中潜伏期听觉诱发电位、听觉诱发电位指数、事件相关电位)和脑成像技术(包括PET和功能磁共振成像)。