光干涉麻醉气体检测仪

　　在现代医学临床中,患者呼吸气体中氧气、二氧化碳、挥发性吸入麻醉气体含量的监测日益受到重视。在发达国家,气体监测已被列为基本监测项目。常见的检测方法有气相色谱法、氧化还原电池法、电化学极谱法、顺磁法、质谱法和红外线分析法等,而纯光学方法未见系统研究。

　　作者将国产GWJ-1A光干涉型甲烷测定器进行改造,自制成光干涉氧气、二氧化碳检测仪;将国产GWJ-2光干涉型甲烷测定器进行改造,自制成麻醉气体检测仪,无论背景呼出气体氧气含量多少,均能确测出呼吸气体中挥发性吸入麻醉气体含量,拓宽了原机的应用领域(以上三种气体检测仪统称为麻醉气体检测仪)。光干涉麻醉气体检测仪于1999年研制完毕并通过山西省科委鉴定,不但可以满足临床需要,并具有价格低廉、稳定重复性好的特点。

　　1　仪器原理

　　1·1　国产光干涉型甲烷测定仪简介

　　GWJ-1A光干涉型甲烷测定仪光学原理和测量气室结构见图1。由光源发出的光经聚光镜成平行光通过狭缝,到达平面镜O点分成Ⅰ和Ⅱ两束光,分别经过气室和折光棱镜汇聚到平面镜O′点,形成干涉光栅。干涉光栅再经一棱镜转向90°,通过望远镜系统即可在目镜刻度盘上观察光栅条纹的偏移。

　　GWJ-1A型气室长12cm,两端有光学玻璃封闭,内部隔成互不相通的三室,中间大,为测量室,两侧小,为参比室。每一气室两端各有一个与外界相通的排气口。原气室气路连接见图2。气体样本由e口吸入,通过测量气室,经b口到吸球排出。参比室分为左右两室经a,d口串联后通过f口接盘形管放空与大气压平衡。

　　GWJ-2型光学原理与GWJ-1A型相同。所不同的是:①该机气室长2.4cm;②气室分为互不相通的两室。原机测量气室的结构和连接见图3。气体样本由c口吸入,通过测量气室,经b口和吸球排出。参比室a口封闭,d口通过盘形管放空与大气压平衡并防止参比室中纯净空气成分改变。

　　两机参比室内填充纯净空气。当测量室内也为空气时,干涉条纹位置为零。如果测量室内除空气外,还有甲烷成分,则测量室的气体折光率改变,干涉条纹即发生偏移,其位移量与甲烷含量成正比。由于设计上的局限性,GWJ-1A型与GWJ-2型光干涉型甲烷测定仪只能测定空气内甲烷和二氧化碳的含量。而麻醉中患者的呼吸气体氧气含量远高于空气,而且变化范围极大,干涉光栅剧烈偏移,无法在非空气背景下完成测量。

　　1·2　光干涉型氧气检测仪改造方法

　　改造GWJ-1A型气室气路连接如图4。以一侧　原参比气室为测量室,气体样本由c口正压推入,