吴琦 杜梅青 卜慧敏 类维富
山东大学齐鲁医院麻醉科(250012)
血液中吸入麻醉药分压是反映吸入麻醉效能的最好的可测量指标。目前测定血液中吸入麻醉药分压多采用顶空法，方法是将待测血样与空气平衡后采用气相谱仪测定空气中药物分压进而推算出血中药物分压。这种方法需要具备气相谱仪，其价格昂贵，测定周期长。本研究采用麻醉科常规监测仪器－麻醉气体监护仪代替气相谱仪，结合二次平衡顶空法，建立了一种不需特殊仪器的床旁测定吸入麻醉药血中分压的方法。
1 材料和方法
1.1 仪器设备
麻醉气体监护仪：型号CAPONMAC ULTIMA，Datex-Ohmeda公司生产。
万用表：型号VC9898+，深圳市维希特科技有限公司生产，此表具有峰值保持功能，便于测量电压信号的峰值。
SHZ-C水浴振荡器：常州诺基仪器有限公司产。
小型氧气钢瓶：规格 4L，北京神鹿产
10ml玻璃注射器、硅油、医用塑料三通、烧瓶：标称容量10L。
安氟醚：上海雅培制药有限公司生产，批号78184TL。
异氟醚：上海雅培制药有限公司生产，批号675625U。
文件管理系统七氟醚：日本丸石制药株式会社，批号8515。
1.2 麻醉气体监护仪的设置 由于麻醉气体监护仪正常工作模式时无法关闭其抽气泵抽，我们采用其GAS SERVICE工作模式，进入此模式的步骤如下[1]，
（1）开机后持续按压麻醉气体监护仪前面板任意功能键，进入START UP菜单，
（2）按下屏幕右侧的“3”键，进入SERVICE MENU 菜单
（3）按下屏幕右侧的“1”键，进入GAS SERVICE工作模式
在此模式下，按下屏幕右侧的“1”键，可以打开抽气泵排空检测气路内的残留气体，为样品注入做准备，再按一下“1”键，可以关闭抽气泵，使注入的待测气体停留在检测气路内便于稳定的读数。
1.3 麻醉气体监护仪模拟输出端口的测量 CAPONMAC ULTIMA麻醉气体监护仪后面板的serial & analog I/O端口的1脚和17脚之间的输出电压(单位V)正好是麻醉药分压值（单位%）。将VC9898+型万用表调到2V电压测量档，黑、红表笔分别连接到serial & analog I/O口的1脚和17脚，按下万用表的PK-H键，万用表屏幕上将锁定待测电压的峰值，也就是待测麻醉气体的峰值。此值可达四位有效数字的精度。
1.4 标准气样的配制 选用标称容量10L的烧瓶，上配锡箔纸包裹的橡胶塞，采用蒸馏水充满称重法测量盖紧橡胶塞后的内部容量，橡胶塞穿入装有塑料三通的金属针头，将烧瓶抽成负压后注入精密称重的液态吸入麻醉药，与大气压平衡，配成标准气样，标准气样的浓度按照理想气体状态方程计算[2]： Cg0 =药物剂量×22.4×(273+室温)／273／药物分子量／烧瓶容积×100%
其中药物剂量单位为g，室温单位为℃，环境气压可用麻醉气体监护仪GAS SERVICE界面显示的气压值，单位为mmHg。烧瓶容积单位为L。
将配置气样倍比稀释。取两个气密性良好的10ml玻璃注射器，重新校准容量刻度后硅脂封闭针栓针筒间隙，用一个塑料三通将二者连接(文献报道[3]和预实验证明真空硅脂、塑料三通对检测结果影响很小，可忽略)。一个玻璃注射器抽取标准气样10ml，另一个玻璃注射器抽取空气回归热螺旋体10ml，反复推抽两个注射器针栓，使注射器中的气体充分混匀，配成0.5倍标准气样浓度的气样，反复进行上述操作，配制0.25，0.125，0.0625，0.03125倍标准浓度的气样。
1.5 建立气体浓度-电压回归方程 打开麻醉气体监护仪并进入GAS SERVICE工作模式，每次注入气样前先打开抽气泵5min排空内部管道气体，然后记录模拟输出口的电压作为基础电压。将上述浓度的5ml气样逐次缓慢注入麻醉气体监护仪，注入过程中注意气路压力不要超过环境气压20mmHg，同时从模拟输出端口测量17脚输出电压峰值读数。此峰值读数减去气体注入前的基础电压作为该气样对应的的电压变化峰值。建立安氟醚、异氟醚、七
氟醚气体浓度-电压变化峰值的回归方程。
1.6回收率测定方法
1.6.1 二次平衡顶空法测定吸入麻醉药血中分压 按照配制标准气样的方法在10L烧瓶中配制已知浓度的气样，将10ml空白抗凝血注入烧瓶中室温下平衡2h配成待测血样[4]。10ml注射器硅脂封闭、连接塑料三通后抽取待测血样3.5ml，然后抽取6.5ml空气，关闭三通并置于水浴振荡器中30min（因第六套幼儿广播体操10L烧瓶无法放入恒温水浴中，待测血样只能在在常温下配制，所以水浴温度也调整到同一温度），然后将注射器内5ml气体注入麻醉气体监护仪，按照前述方法记录电压变化峰值U1，并迅速将注射器内空气全部推空，排出部分血液，仅保留3ml血液。再抽取7ml空气并关闭三通。同样置于水浴振荡器中30min，将注射器内5ml气体注入麻醉气体监护仪，同样记录电压变化峰值U2。将U1、U2作为y值带入相应药物的浓度-电压变化峰值回归方程反推出一次、二次血气平衡后的气体浓度Cg1、Cg2，然后按照下述公式得到待测血样的吸入麻醉药浓度计算值（Cb）[5]:
Cb= Vg2×Cg1×Cg2/ Vb2/( Cg1- Cg2)+ Vgl×Cg1/ Vb1
公式中，Vgl和Vb1分别是第一次平衡时注射器中气体体积和血液体积(m1)；Vg2和Vb2分别是第二次平衡时注射器中气体体积和血液体积(ml)；Cg1和Cg2分别是第一次和第二次平衡后注射器内气样药物浓度(%)。
1.6.2 根据血气分配系数（λ）得到所配置的血中麻醉药分压Cb0。 由于二次平衡法同时可以测定吸入麻醉药的血/气分配系数λ[3]，计算方法如下：
λ =
配制待测血样的气样药物浓度Cg0乘以λ就得到血中药物分压Cb0：
Cb0 = Cg0 × λ
万科深蓝Cb与Cb0相比较即可得到回收率。
2 结果
2.1 三种药物气体浓度-电压的回归结果见图1、2、3.异氟醚、七氟醚药物气体浓度-电压的相关系数均达到0.9999，只有安氟醚稍低，为0.9998。
2.2 分别配制与4%、2%、1%、0.5%、0.25%、0.125%气态安氟醚、异氟醚、七氟醚平衡的血液，按照前述回收率测定方法操作，计算平均回收率（n=6）分别为96.53%、97.27%、97.74%。
2.3 三种吸入麻醉药的六个浓度梯度均按照同样的方法测定6次，六次之间安氟醚、异氟醚、七氟醚的回收率的RSD分别为1.63%、1.82%、1.24%聚四氟乙。
3 讨论
已经明确呼气末浓度不能较准确地反映血液中麻醉药浓度[6]，也不能准确地反映麻醉深度。血中麻醉药浓度是可测量药物浓度中反映麻醉效能最好的指标，但目前大量的文献研究仍采用呼气末浓度进行吸入麻醉药研究，原因在于呼气末浓度可以采用麻醉科普遍配备的麻醉气体监护仪进行快速的床旁测量，而测定吸入麻醉药则对仪器设备要求较高。传统的测定血中吸入麻醉药分压的方法需要使用气相谱仪，目前只有少数科研单位配备气相谱仪，配套的气体采样器也不是气相谱仪的标准配制，需要单独采购。目前血中吸入麻醉药分压监测采用的顶空法中气相谱仪其实仅是一个气态药物浓度测量工具，而麻醉气体监护仪正是一个专用的气体浓度测量工具。完全可以代替气相谱仪的作用。
麻醉气体监护仪的显示屏上只能读取两位有效数字。而临床上吸入麻醉药的常用浓度在1-2%，这个范围内两位有效数字可能带来5%-2.5%误差，所以直接从麻醉气体监护仪屏幕上读取气体浓度误差较大，本研究从麻醉气体监护仪的模拟输出口获得测量值，可获得4位有效数字的读数，大大减小了测量误差。
麻醉气体监护仪用于吸入麻醉药浓度测量需要达到一定的精度要求，从气体样品的气体浓度-电压变化峰值回归方程来看，异氟醚、七氟醚药物气体浓度-电压的相关系数均达到0.9999，只有安氟醚稍低，为0.9998。但均高于文献报道的应用气相谱仪时的0.9996[7]，说明麻醉气体监护仪测定麻醉气体浓度的准确性高于气相谱仪。原因可能在于气相谱仪测定物质浓度的原理较复杂，气体进样环节、谱柱分离环节、火焰检测环节均可能引入误差，可能致使后续测定结果出现较大误差，而麻醉气体监护仪基于麻醉气体吸收特定波长红外光的Beer-Lambert原理，气样不需分离直接检测，环节较少，因而影响因素也较少，这可能是麻醉气体监护仪检测准确性高于气相谱仪的原因。
从相关文献来看，一般采用气相谱仪进行血中吸入麻醉药分压测量的回收率在96%～102%左右直流断路器[5][7][8]，测量的误差主要源于样品的预处理阶段，很多学者认为在血液平衡过
程中、抽取血液时、二次平衡法抽取、排除气体过程中都不可避免有误差产生[8]。从气体样品的气体浓度-电压变化峰值回归方程来看，麻醉气体监护仪引入的误差远小于样品预处理阶段的误差。在顶空法血中吸入麻醉药分压测量中麻醉气体监护仪代替气相谱仪基本不影响测量误差。且无论在临床上还是实验中，吸入麻醉药血液浓度往往和患者呼气末药物浓度相联系，而患者的呼气末浓度只能通过麻醉气体监护仪测得，就此而论，应用同一台机器检测比应用两台更为准确、方便。
在测定回收率时，配制已知浓度的血样较困难。100ml空白血样配成临床浓度也只需放入数微升的液态吸入麻醉药，称重、移液操作中的丢失会带来很大的误差。我们采用10L已知浓度气样与10ml空白血样平衡的方法配制已知浓度血样，由于气体体积是液体的1000倍，可以认为平衡前后气体药物浓度基本不变，在后续的测定过程中同时获得血样的血/气分配系数λ，就可以计算出待测血样的“真实浓度”[8]。
综上所述，采用麻醉气体监护仪作为气相浓度测定装置结合二次顶空法原理麻醉测定血中吸入麻醉药分压不需要特殊设备，可以降低检测费用，节约时间，甚至可以床旁监测。其准确性也高于应用气相谱仪的方法。
参考文献
[1] CAPONMAC ULTIMATM Operator’s, rev 08. Manual Datex-Engstrom Division, Instrumentarium Corp.
[2] 刘进. 微量注射泵替代吸入麻醉药挥发罐的研究. 中华麻醉学杂志, 1990, 10: 262-264.
[3] 周建新, 刘进. 注射器两次平衡法同时测定三种吸入麻醉药的血／气分配系数. 中华医学杂志, 1998, 1: 72-78.
[4] Wagner PD, Naumann PF, Lavaruso RB. Simultaneous measurement of eight foreign gases in blood by gas chromatography. J Appl Physiol, 1974: 36:600–5.
[5] 李胜德, 朱洪芹, 刘进. 气相谱法测定吸入麻醉药液相浓度.泰山医学院学报, 2005, 26: 153-153.
[6] Carpenter RL, Eger EI II. Alveolar-to-Arterial-to-Venous Anesthetics Partial Pressure Differences in Humans[J]. Anesthesiology, 1989, 70: 630-635.
[7] 郑方, 金立德, 刘骥, 等. 应用气相谱平衡法测定血中挥发性麻醉药浓度. 中华麻醉学杂志, 1982, 2: 136-138.
[8] Smith MA, Sapsed-Byrne SM, Lockwood GG. A new method for measurement of anaesthetic partial pressure in blood. Br J Anaesth, 1997, 78: 449-52.
