手術台の患者を想像してみてください。その生命は、洗練された機械、つまり麻酔換気装置によって維持されています。送られる一呼吸、調整される圧力は、患者の安全と術後の回復に不可欠です。しかし、生命を守るために、高性能で信頼性の高い麻酔換気装置をどのように選べばよいのでしょうか？この記事では、麻酔換気装置の歴史的発展から最先端技術、作動原理、臨床応用まで、あらゆる側面を掘り下げ、情報に基づいた意思決定を支援します。
1846年、初期の麻酔は単純な気化器に依存しており、患者は麻酔ガスを吸入するために自発的に呼吸する必要がありました。今日、麻酔換気装置は高度に発展した自動化されたデバイスへと進化しました。1917年にCoxetersが開発したHEG Boyle麻酔器から、1945年にBleaseが発明したPulmoflator自動陽圧換気装置、そして現在ではDrägerやDatex-Ohmedaなどの企業が製造するICUレベルの換気機能を備えた統合麻酔ワークステーションまで、麻酔換気装置は目覚ましい変革を遂げてきました。
最新の麻酔換気装置は、洗練されたコンピュータ制御システムと呼吸回路の数々の改良を特徴とし、複雑な状態の患者に対する高度な換気サポートを可能にしています。以下では、新しい換気装置の分類、作動原理、換気モード、呼吸回路の改良点、および換気装置の使用に関連する潜在的なリスクについて探求します。
麻酔換気装置は、さまざまな方法で分類できます。これには、作用機序による分類が含まれます。
最新の麻酔換気装置は、電源、駆動機構、回路タイプ、サイクリング機構、およびベローズタイプによっても分類できます。
電源には、圧縮ガス、電気、またはその両方の組み合わせが含まれます。古い空気圧換気装置は空気圧電源のみを必要としましたが、最新の電子換気装置は電気または電気と圧縮ガスの組み合わせを必要とします。
ダブル回路換気装置は、最新の麻酔ワークステーションで最も一般的です。これらは、カセットスタイルのベローズ設計を特徴とし、加圧された駆動ガスがベローズを圧縮し、患者に換気を送達します。例としては、Datex-Ohmeda 7810、7100、7900、および7000、ならびに北米Dräger AV-EおよびAV-2+などがあります。
ピストン換気装置（例：Apollo、Narkomed 6000、Fabius GS）は、圧縮ガスの代わりにコンピュータ制御モーターを使用して呼吸ガスを送達します。これらのシステムは、患者と駆動ガス用の別々の回路ではなく、単一の患者ガス回路を備えています。
ほとんどの麻酔換気装置は時間サイクル式であり、制御された機械換気を提供します。吸気相はタイミングデバイスによって開始されます。古い空気圧換気装置は流体タイミングを使用していましたが、最新の電子換気装置はソリッドステートタイミングを使用し、時間サイクル式で電子制御されています。
呼気中のベローズの動きの方向によって、その分類が決まります。上昇（立位）ベローズは呼気中に上昇し、下降（吊り下げ）ベローズは下降します。ほとんどの最新の麻酔換気装置は上昇ベローズを使用しており、これはより安全です。切断の場合、上昇ベローズは収縮し、再充填されませんが、下降ベローズは動き続け、呼吸システムに室内の空気を吸い込む可能性があります。一部の新しいシステム（例：Dräger Julian、Datascope Anestar）は、安全のためにCO₂無呼吸アラームが統合された下降ベローズを使用しています。
これらの換気装置は、透明な剛性プラスチックチャンバーに収容されたベローズで構成されています。ベローズは、呼吸ガスと駆動ガスの間のインターフェースとして機能します。吸気中、駆動ガス（45〜50 psiの加圧酸素または空気）がチャンバー壁とベローズの間の空間に送達され、ベローズを圧縮し、麻酔ガスを患者に送達します。呼気中、呼吸ガスが流れ込むとベローズが再拡張し、余分なガスはスカベンジングシステムに排出されます。上昇ベローズ設計は、本質的に2〜4 cm H₂Oの呼気終末陽圧（PEEP）を作成します。
ピストン換気装置（例：Apollo、Narkomed 6000、Fabius GS）は、電動モーターを使用して呼吸回路内のガスを圧縮し、機械的吸気を生成します。剛性ピストン設計により、1回換気量の正確な送達が可能になり、コンピュータ制御により、同期性間欠的強制換気（SIMV）、圧制御換気（PCV）、および圧サポート換気（PSV）などの高度な換気モードが可能になります。
換気装置を使用する場合、調整可能な圧力制限（APL）バルブは、回路から機能的に取り外すか、分離する必要があります。バッグ/換気装置スイッチはこれを実現します。「バッグ」モードでは、換気装置は除外され、自発的/手動換気が可能になります。「換気装置」モードでは、呼吸バッグとAPLバルブは回路から除外されます。一部の新しい機械は、換気装置の電源を入れると、APLバルブを自動的に除外します。
新鮮ガスデカップリングは、ピストンまたは下降ベローズ換気装置を備えた一部の新しい麻酔ワークステーションの機能です。従来のサークルシステムでは、新鮮ガス流量は回路に直接結合され、送達される1回換気量が増加します。デカップリングを使用すると、新鮮ガスは吸気中にリザーバーバッグに転換され、呼気までガスが蓄積されます。これにより、過剰な新鮮ガス流量による体積外傷または気圧外傷のリスクが軽減されます。例としては、Dräger Narkomed 6000およびFabius GSなどがあります。
初期の麻酔換気装置は、ICU換気装置よりも単純で、換気モードが少なかったです。しかし、重症患者が手術を受けることが増えるにつれて、高度なモードの需要が高まっています。最新の麻酔器は、現在、多くのICUスタイルの換気モードを組み込んでいます。
すべての換気装置はVCVを提供し、一定の流量でプリセットされた体積を送達します。ピーク吸気圧は、患者のコンプライアンスと気道抵抗によって異なります。一般的な設定：
PCVでは、吸気圧は一定であり、1回換気量は異なります。流量は、吸気初期に設定圧力を達成するために最初は高く、その後、圧力を維持するために減少します（減速流量パターン）。PCVは、腹腔鏡下肥満手術での酸素化を改善し、新生児、妊婦、および急性呼吸窮迫症候群の患者に最適です。
この新しいモードは、PCVと1回換気量の目標を組み合わせたものです。換気装置は、減速流量を使用して、低圧で均一な1回換気量を送達します。最初の呼吸は、患者のコンプライアンスを決定するためにボリュームコントロールされ、その後の呼吸はそれに応じて吸気圧を調整します。
SIMVは、患者の努力と同期した保証された呼吸を送達し、強制呼吸の間に自発呼吸を可能にします。これは、麻酔薬（例：麻酔薬、神経筋遮断薬）が呼吸数と1回換気量に影響を与える全身麻酔に役立ちます。SIMVは、ボリュームコントロール（SIMV-VC）または圧制御にすることができます。
PSVは、全身麻酔下での自発呼吸の維持に役立ち、特に声門上気道（例：喉頭マスク気道）を使用する場合に役立ちます。呼吸作業を軽減し、吸入麻酔薬によって引き起こされる機能的残気量の減少を相殺します。一部の換気装置は、自発的な努力が停止した場合に無呼吸バックアップ（PSV-Pro）を提供します。
例としては、Datex-Ohmeda S/5 ADUがあり、Yピースに「D-Lite」流量/圧力センサーを備えたマイクロプロセッサ制御の空気圧ダブル回路上昇ベローズを使用し、DrägerのNarkomed 6000、Fabius GS、およびApolloワークステーションは、新鮮ガスデカップリングを備えたピストン駆動シングル回路換気装置を使用しています。
切断アラームは重要であり、使用中に受動的にアクティブ化する必要があります。ワークステーションには、少なくとも3つの切断アラームが必要です。低ピーク吸気圧、低呼気1回換気量、および低呼気CO₂。その他のアラームには、高ピーク圧、高PEEP、低酸素供給圧、および負圧が含まれます。
一般的な問題には、呼吸回路の切断、換気装置-新鮮ガス流量の結合（高新鮮ガス流量による1回換気量とピーク圧の上昇）、高気道圧（気圧外傷または血行動態的障害のリスク）、ベローズアセンブリの問題（リークまたは誤動作）、1回換気量の不一致（回路コンプライアンスまたはリークによる）、電源障害、および偶発的な換気装置のシャットオフなどがあります。
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