面向助理的最新小动物麻醉指南：挥发罐原理、笑气与麻醉人员安全
Niamh Clancy, Dip AVN (SA) DipHE CVN DipVN PGCert VetEd FHEA RVN
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挥发罐的工作原理
挥发罐能够提供安全而有效的吸入麻醉剂浓度。吸入剂在室温下主要是液体，因此在动物吸入之前需要汽化。
饱和蒸汽压
要了解挥发罐的工作原理及其重要性，我们必须先了解SVP。以气态存在的液体分子统称为蒸汽。蒸汽由高动能分子组成，这些分子打破松散的键并逸出到液体表面。离开液体和返回液体的分子数量都是随机的，直到重新进入液体的分子数量与离开液体的分子数量相同，此时意味着挥发已达到平衡，且蒸汽已完全饱和。通常只能在密闭容器中实现这一过程。这种蒸汽会给其周围环境施加压力（就像天气湿度高时给人带来的沉重感觉），即蒸汽压。此阶段的蒸汽压是该液体温度下的最大值即SVP。SVP 形成的直观原理如图所示。
SVP形成的直观示意图
在开放容器中，液体表面发生蒸发，有足够的能量使分子逸出。在密闭容器中，当返回液体表面的分子数量和逸出分子数量相等时即达到平衡。液体表面此时充满蒸汽，从而产生压力。
SVP会影响药物的麻醉效果。例如，20℃时七氟烷的SVP为160 mmHg，此时有21%的七氟烷被气化。这个百分比对动物来说是致命的，因此我们需要通过挥发罐稀释蒸汽并使麻醉剂达到安全吸入浓度。分流麻醉气体可以达到稀释的效果。一股气流进入挥发罐后被蒸汽所饱和，而另一股气流则进入旁路室。每个分支的气流量可由挥发罐的控制盘决定。灯芯、挡板以及液体表面冒泡可以辅助增加液相与气相的接触面积。
大多数挥发罐都是正压挥发罐，蒸馏挥发罐的使用率正在下降。这是因为动物经鼻吸入的麻醉剂百分比与每分钟通气量（MV）直接相关。随着动物的MV降低，它们吸入的麻醉剂也会减少；若 MV增加，它们吸入的麻醉剂也会增加，而这一过程很容易导致设置的吸入剂量和动物实际吸入剂量不相符。
最常用的是柱状挥发罐，可通过麻醉机的后杆切换至正压。这种挥发罐可在一定范围内提供恒定可控的麻醉浓度。图显示了挥发罐的基本工作原理。由此可见，一部分气体通过腔室中的液体，一部分通过旁路室。通过旁路室的气体不会影响麻醉剂的吸入量，且进入旁路室的气体量取决于设定值。对于这样的简单系统，挥发罐中麻醉剂的吸入量可能会受到以下因素的影响：
（1）流过挥发罐腔室的气体比例。流过腔室的气体越多，麻醉剂吸入量越高。
（2）麻醉剂的SVP。
（3）气体总流量。流速越低，气体在挥发罐中停留的时间越长，吸收的蒸汽就越多，直到饱和。相反，高流速意味着达到饱和的时间更短。
（4）载运气体的组成。
（5）腔室内的液体量。腔内液体越多，气体就会更靠近液面，此时更多液体会蒸发。
（6）挥发罐内液体的温度。如果温度升高，将增加挥发罐的气体输出量。
挥发罐工作原理的简化示意图
大多数现代挥发罐要复杂得多，并有以下补偿机制：
（1）温度。金属外壳充当热量的储存器和导体。当挥发罐冷却时，旁路室中的恒温器关闭，因此，减少通过旁路的气体并向挥发罐内的主室充入更多气体，将增加挥发罐气体输出量。
（2）腔室内液位。灯芯通过毛细作用使麻醉剂上升，这意味着麻醉剂液体位置的变化不会影响气体输出量。
（3）流量补偿。进入挥发罐的气体被迫采取绕行路线，从而在较长时间内保持接近灯芯。这减少了低流量对输出的影响。
（4）挡板。有些挥发罐有挡板，可以防止设备倾斜时麻醉剂倒流到旁路室。
大多数现代挥发罐可以提供浓度在0.25至15 L/min之间的麻醉剂。不同的挥发罐具有不同的机制，以防止外部因素影响挥发罐流量。产品手册中有关于这些机制的详细解释。
现代挥发罐内部的工作原理
地氟烷
地氟烷的沸点接近室温，很容易挥发，必须加热以保持蒸汽状态。有些挥发罐可将液体加热至 39 °C，使其保持恒定蒸汽状态。随后挥发罐在特定部位将地氟烷蒸汽与新鲜气流混合至所需的地氟烷分压。该挥发罐必须插入电源以维持该温度。这种挥发罐的成本非常昂贵，因此在兽医学中并不常用。
地氟烷挥发罐
挥发罐在麻醉机后杆上的位置
如果麻醉机可以在其后杆上安装两个挥发罐，那么最易挥发的麻醉剂应放置在上方，即最靠近流量计的位置。麻醉剂的挥发性由其 SVP与效力（最低肺泡有效浓度） 的比率决定。与异氟烷相比，七氟烷被认为是最易挥发的，因此应始终放在上方位置。这最大限度地减少了挥发罐造成的环境污染。
关键填充系统
大多数现代挥发罐都具有填充系统，可防止错误的麻醉剂被分配到错误的挥发罐中。该系统还可以减轻环境污染。用于地氟烷、异氟烷和七氟烷的填充系统分别如图所示。
虽然异氟烷仍然使用玻璃瓶，但七氟烷和地氟烷都使用防毒瓶以增加安全性。异氟烷的填充装置需要用户自己连接至挥发罐，这可能会导致更多麻醉剂的意外溢出，并且很容易丢失，需要用户购买新的配件。七氟烷和地氟烷的填充系统被锁定在挥发罐上，麻醉剂的意外溢出往往更少。
地氟烷的关键填充系统
异氟烷的关键填充系统
七氟烷的关键填充系统
笑气
一氧化二氮（N2O）是一种气态吸入剂，储存在钢瓶中以供使用，不需要挥发罐。过去十年来，N2O在兽医学中的使用急剧减少。这可能是因为它可造成环境污染同时会危害人员健康，也包括目前临床中有多种镇痛药物可获得。由于它很少用于麻醉，下面只是一些用法总结。
（1）用作镇痛剂，也可减少所需的吸入性麻醉剂。
（2）在小动物中，N2O的最低肺泡有效浓度为200%，因此不能单独使用，必须与氧气结合使用。
（3）使用时会产生第二气体效应。当两种麻醉剂同时使用时会出现这种情况。N2O在血液中的溶解度远高于氧气或氮气，因此机体一开始会吸收大量N2O，同时少量氮气离开血液进入肺泡。于是第二种挥发性物质在肺泡中的浓度会增加，从而随着肺泡和血液之间浓度梯度的增加而增加输送量。这种效应对于提高麻醉剂吸收速度或快速改变麻醉深度非常重要。这种效果对于氟烷（目前已不用于临床）非常重要，但对于地氟烷或七氟烷并不重要，因为这些药物已经具有快速起效作用。
（4）N2O必须始终与氧气一起使用，以避免低氧血症。
（5）N2O最大浓度为新鲜气流的 65%，其余 35%则需是氧气。
优点和临床用途
l 第二气体效应
l 镇痛
缺点
（1）镇痛效果不佳，主要起辅助作用；
（2）会产生贫血等副作用；
（3）N2O关闭后，患者必须补充氧气（100%），保持10 分钟，以防止低氧血症。与第二种气体效应相反，大量N2O从血液进入肺泡，会稀释肺泡中的氧气浓度，从而导致低氧血症。
（4）有气胸或胃扩张的患者应避免使用N2O，因为N2O会使可充气腔内气体聚积。例如，如果动物患有气胸，给予N2O后，N2O的积累会增加气胸的程度。
（5）怀孕动物禁止使用N2O，因为它会导致胎儿畸形。
麻醉废气与人身安全
使用吸入性麻醉剂时人身安全应始终放在首位。兽医工作人员若吸入麻醉废气可能会导致各种问题：
头痛；疲劳；自然流产；生育问题；轻微先天性畸形；白血病和淋巴瘤；肝肾疾病；继发于中性粒细胞凋亡的免疫系统异常。
长期大量接触后，会发生更严重的负面影响。由此可见持续监测和限制兽医人员接触的重要性。
麻醉剂暴露监测
应每年监测个人对吸入性麻醉剂的暴露情况，可借助相关仪器测量并评估。需佩戴一整天仪器，然后检测仪器送回专业实验室后确定暴露水平。最大暴露水平⻅表。
暴露限制措施
可通过以下措施防止意外接触吸入性麻醉剂：
（1）使用净化装置；
（2）施加合适的气管导管套囊压力；
（3）避免使用吸入性诱导麻醉；
（4）每次麻醉前检查麻醉机和呼吸系统；
（5）确保挥发罐定期校准；
（6）在将动物与麻醉机分开之前，应清除呼吸系统中所有剩余的吸入性麻醉剂（挤压气囊将废气排至清除系统）。
当然我们还应该记住，如果有麻醉剂溢出，应在溢出物上铺上猫砂或其他吸收材料，并尽快打开窗户，房间内不要留人。
兽医护士在临床实践中可能每天都会使用麻醉机和挥发罐，但人们对这些仪器如何发挥作用的了解并不多。了解麻醉相关仪器对动物影响有助于提供更安全的麻醉，从而降低死亡率或发病率。
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