01 早期的通氣系統(tǒng)

為了第一次公開乙醚麻醉演示,，Morton用了一個特殊構(gòu)造的玻璃瓶,，銜接一個面罩。在英國,，John Snow開發(fā)了一種新型的乙醚吸入器,，并全力進(jìn)行乙醚麻醉實(shí)踐。他的裝置用了活瓣避免重復(fù)呼吸,。盡管他也就二氧化碳吸收的方法進(jìn)行了實(shí)驗(yàn),，但是他沒能最終使其成為臨床上有用的技術(shù),。

隨著氯仿的應(yīng)用,，幾種吸入器被開發(fā)來使用這種麻醉藥。Ferdinand Junker研制了一種簡單的吸入器,，由一個連接有進(jìn)氣管的裝有液態(tài)氯仿的瓶子,，麻醉醫(yī)生可通過手泵擠壓空氣進(jìn)入,，和一個接向面罩的出氣管組成。通過幾次改良,，Junker提高了吸入器的安全性,，但在美國它極少被使用。

在John Snow后英國最有影響力的麻醉醫(yī)生Joseph T. Clover研制了幾種實(shí)施氧化亞氮,、乙醚和氯仿麻醉等裝置,。這種Clover囊可儲有超過6升的空氣，氯仿蒸發(fā)的濃度大約是4%,。通過調(diào)節(jié)面罩上的真空管允許空氣稀釋氯仿來獲得更低的濃度,。

1912年,，Augustus Vernon Harcourt聰明的應(yīng)用了一種裝置避免了高濃度氯仿的吸入問題。此裝置是幾種可使吸入空氣通過一個由小蠟燭加熱的蒸發(fā)器的吸入系統(tǒng)之一,。氯仿雙頸瓶裝有液態(tài)氯仿,，兩個珠子依賴于液體的溫度在瓶中上下移動。

1914年,，Dudley Buxton在他的書中描述了幾種氯仿吸入裝置,。這種早期通氣裝置長期應(yīng)用的問題是潛在的缺氧和部分呼出二氧化碳的復(fù)吸。

其他類型的麻醉機(jī)是通過吹入法提供麻醉,。通過頂端位于氣管隆突附近的一個小的導(dǎo)管傳送空氣,、乙醚或氯仿。這些不依賴呼吸運(yùn)動氧合的持續(xù)流量機(jī)的出現(xiàn),，是基于Samuel Melzer和John Auer的工作,，他們證實(shí)在動物上使用這種機(jī)器是安全的。這種機(jī)器解決了胸科手術(shù)期間氣胸和呼吸困難的問題,。1911年C. A. Elsberg記述了他的持續(xù)流量機(jī),，并經(jīng)過了幾次改良。流行的Shipway機(jī)型是Francis E. Shipway給英國喬治五世國王進(jìn)行肋骨切除和膿胸引流術(shù)麻醉時使用的?，F(xiàn)在回顧起來,，很明顯這些持續(xù)流量機(jī)不能去除呼吸過程中產(chǎn)生的二氧化碳，最終麻醉機(jī)應(yīng)發(fā)展成為來回呼吸氣體的進(jìn)出都通過一個氣管內(nèi)導(dǎo)管來進(jìn)行的,。

02 壓縮氣體和減壓閥門

在現(xiàn)代麻醉機(jī)的設(shè)計里,，氣體在金屬氣罐里的壓縮是一個重要的因素。費(fèi)城的S.S. White和倫敦的Messrs. Coxeter兩位制造商早在1885年即生產(chǎn)了壓縮氧氣和氧化亞氮,。壓縮機(jī)的開發(fā)使得可以不需要笨重的低壓罐來進(jìn)行長時間的麻醉通氣,。Frederick Hewitt設(shè)計的使用氧氣和氧化亞氮混合氣的第一臺麻醉機(jī)有兩個氧化亞氮罐和一個氧氣罐，一起通過一雙關(guān)軛流入大的呼吸囊,。在面罩附近的活塞可調(diào)節(jié)氧濃度,，他通常將氧濃度調(diào)至5%-8%。他嘗試用增加氧供的辦法治療發(fā)紺,、呼吸急促和不規(guī)則呼吸,、鼾癥等。

減壓閥的發(fā)明歸功于明尼阿波利斯的麻醉醫(yī)生Jay Albion Heidbrink,。他觀察到當(dāng)氣體從開放的高壓罐釋放時,，高壓常常使罐口關(guān)閉。他設(shè)計了一種閥,，能將高壓罐的壓力減低成工作壓力,，并將這種閥安裝到他的Heidbrink麻醉機(jī)上。

James T. Gwathmey和H. Edmund G. Boyle對早期的麻醉機(jī)進(jìn)行了進(jìn)一步的改良,，主要是通過通氣泡的加熱水槽來評估氣流量,。Boyle機(jī)用一個流量儀監(jiān)測通過乙醚的氧氣所產(chǎn)生氣泡的多少來評估揮發(fā)器的流量,。Heibrink進(jìn)一步改良了流量計，用一顛倒的浮子放在一邊帶有刻度的錐形管里,。這種轉(zhuǎn)動的浮子,，又叫做轉(zhuǎn)子流量計，在邊上有傾斜的溝,，可引起旋轉(zhuǎn),。它們能比球形或不轉(zhuǎn)動的浮子更準(zhǔn)確。1908年Karl Kuppers介紹了轉(zhuǎn)子流量計,，并在1910年首次用于麻醉機(jī),。

03 二氧化碳的吸收

20世紀(jì)上半葉麻醉醫(yī)生一天不僅能去一家醫(yī)院工作，可能一天得隨身帶著通氣系統(tǒng)和藥品去幾家醫(yī)院,。因此,，可以理解可攜帶性和廢氣的排放是需要優(yōu)先考慮的因素。這一時期的一項(xiàng)改良是使通氣系統(tǒng)能吸收呼出的二氧化碳,。

19世紀(jì)曾進(jìn)行過幾次二氧化碳吸收方法的嘗試,，但未收到預(yù)期效果。John Snow和Alfred Coleman嘗試著保存通過非呼吸活瓣逸出到大氣的麻醉氣體,。Coleman發(fā)明了將呼出氣通過熟石灰來吸收二氧化碳的裝置,，回收后的氣可繼續(xù)用于麻醉。

1905年,，F(xiàn)ranz Kuhn記述了吸收呼出二氧化碳的堿石灰，但是他的報道沒有引起關(guān)注,。Dennis Jackson報道了以堿石灰吸收方法可用最少的乙醚消耗來維持動物幾小時的穩(wěn)定麻醉,。在實(shí)驗(yàn)過程中，給予動物額外的氧氣來滿足代謝需要,，而麻醉氣體被重復(fù)吸入,，這樣可以使體溫和氣道濕度得到更好的維持。

1923年,，愛荷華州Sioux市的一位麻醉醫(yī)生Ralph Waters與Jackson建立了聯(lián)系,，他設(shè)計制造了一種用于臨床的堿石灰罐。這種罐與一根呼吸用的軟管連接,，這種裝置用起來很不方便,，但還是得到了廣泛的應(yīng)用。這種堿石灰罐也開啟了Waters的學(xué)術(shù)生涯,。他后來成為20世紀(jì)上半葉麻醉學(xué)領(lǐng)域最著名的人物之一,。

1930年，Brian C. Sword對這種罐進(jìn)行了改進(jìn),，他把它固定在一個可移動小車的底盤上,，有兩根軟管直接與氣相連,，分別用于氣體的進(jìn)出。

04 可控的揮發(fā)器

由于更多有效的揮發(fā)性麻醉藥的使用,，仔細(xì)地控制吸入氣體濃度變得十分重要,。為了解決這個問題，Lulen Morris發(fā)明了銅質(zhì)的揮發(fā)罐來蒸發(fā)液體麻醉藥,。它的優(yōu)點(diǎn)在于當(dāng)麻醉藥蒸發(fā)時,，液態(tài)麻醉藥溫度幾乎沒有變化。目前的蒸發(fā)器可用于所有吸入麻醉藥,，包括氟烷,、異氟烷、恩氟烷,、地氟烷及七氟烷?，F(xiàn)代麻醉設(shè)備還具有凈化系統(tǒng)，可將手術(shù)室中外漏的麻醉蒸汽及氧化亞氮降至最低,。盡管仍有爭議,，但已有研究證實(shí)，每天暴露于低濃度的麻醉藥蒸汽中,，會產(chǎn)生一些有害的副作用,。

05 ICU的通氣機(jī)

Fell-O Dwyer裝置是最早的通氣機(jī)，誕生于1892年,。早在1896年它被用于阿片中毒患者的呼吸支持,。Rudolph Matas是新奧爾良的一名外科醫(yī)生，他對美國早期局麻的發(fā)展起到了關(guān)鍵的推動作用,。他也是最早在胸外科手術(shù)中使用Fell-O Dwyer通氣機(jī)的醫(yī)生之一,。

在脊髓灰質(zhì)炎流行期間，數(shù)千名患者因?yàn)槭褂肈rinker呼吸機(jī)而存活下來,，這種呼吸機(jī)被稱為“鐵肺”,，是一種包繞患者整個軀體，頭頸部在機(jī)外,，促使氣體進(jìn)出肺部的負(fù)壓裝置,。

1934年一種叫做Spiropulsator的瑞典通氣機(jī)面世，1947年E. Trier Moerch對其進(jìn)行了改進(jìn),。這種通氣機(jī)使用一個活塞泵傳送固定體積的氣體,。如今通氣機(jī)已成為麻醉機(jī)的一個組成部分，通過直接將氣體壓入堅固的含有風(fēng)箱的容器中將肺膨脹,。20世紀(jì)50年代早期丹麥麻醉學(xué)家Bjorn Ibsen提出了ICU的概念,，以治療脊髓灰質(zhì)炎的患者，并引導(dǎo)“鐵肺”到現(xiàn)代通氣機(jī)的轉(zhuǎn)變,。從此,，ICU成為現(xiàn)代醫(yī)院的重要部分,，麻醉醫(yī)生也積極參與了其日常工作。