Máquina de anestesia

Una máquina de anestesia ( inglés británico ) o máquina de anestesia ( inglés americano ) es un dispositivo médico que se utiliza para generar y mezclar un flujo de gas fresco de gases medicinales y agentes anestésicos inhalatorios con el fin de inducir y mantener la anestesia . ^{[ 1 ]}

La máquina se usa comúnmente junto con un ventilador mecánico , un sistema de respiración , un equipo de succión y dispositivos de monitorización del paciente . Estrictamente hablando, el término "máquina de anestesia" se refiere solo al componente que genera el flujo de gas, pero las máquinas modernas suelen integrar todos estos dispositivos en una unidad independiente combinada, que coloquialmente se denomina "máquina de anestesia" por simplicidad. En los países desarrollados, el tipo más frecuente es la máquina de anestesia de flujo continuo o " máquina de Boyle ", diseñada para proporcionar un suministro preciso de gases medicinales mezclados con una concentración precisa de vapor anestésico, y para administrarlo continuamente al paciente a una presión y un flujo seguros. Esto difiere de las máquinas de anestesia de flujo intermitente , que proporcionan el flujo de gas solo a demanda, activado por la propia inspiración del paciente.

En circunstancias especiales, se pueden utilizar aparatos de anestesia más sencillos, como el aparato de anestesia tri-servicio , un sistema simplificado de administración de anestesia inventado para los Servicios Médicos de Defensa Británicos . Este aparato es ligero y portátil, y puede utilizarse para la ventilación incluso cuando no se dispone de gases medicinales. Cuenta con válvulas unidireccionales que aspiran aire ambiente, el cual puede enriquecerse con oxígeno de una bombona mediante un fuelle.

El concepto original de máquinas de flujo continuo fue popularizado por la máquina de anestesia de Boyle, inventada por el anestesista británico Henry Boyle en el Hospital St. Bartholomew de Londres , Reino Unido , en 1917, aunque ya se utilizaban máquinas similares en Francia y Estados Unidos. ^{[ 2 ]} Antes de esto, los anestesiólogos solían llevar consigo todo su equipo, pero el desarrollo de sistemas de almacenamiento de cilindros pesados ​​y voluminosos, junto con equipos de vía aérea cada vez más sofisticados, hizo que esto dejara de ser práctico en la mayoría de los casos. Las máquinas de anestesia contemporáneas a veces todavía se denominan metonímicamente "máquina de Boyle" y suelen estar montadas sobre ruedas antiestáticas para facilitar su transporte.

Muchas de las primeras innovaciones en equipos de anestesia en los Estados Unidos, incluido el absorbedor de dióxido de carbono de circuito cerrado (también conocido como Guedel-Foregger Midget) y la difusión de dichos equipos entre los anestesiólogos dentro de los Estados Unidos, se pueden atribuir a Richard von Foregger y The Foregger Company .

En anestesia, el flujo de gas fresco es la mezcla de gases medicinales y agentes anestésicos volátiles producida por una máquina de anestesia y que no ha sido recirculada. El anestesiólogo determina el caudal y la composición del flujo de gas fresco . Normalmente, el flujo de gas fresco sale de la salida de gas común, una salida específica de la máquina de anestesia a la que se conecta el respirador. ^{[ 3 ]}

Los equipos de circuito abierto, como el dispositivo Magill, requieren altos flujos de gas fresco (p. ej., 7 litros/min) para evitar que el paciente respire su propio dióxido de carbono espirado. Los sistemas de recirculación (rebreather) utilizan cal sodada para absorber el dióxido de carbono en el depurador, de modo que el gas espirado sea apto para su reutilización. Con un sistema de recirculación muy eficiente, el flujo de gas fresco puede reducirse a los requerimientos mínimos de oxígeno del paciente (p. ej., 250 ml/min), más una pequeña cantidad de gas volátil según sea necesario para mantener la concentración del agente anestésico.

Aumentar el flujo de gas fresco a un sistema respiratorio de recirculación puede reducir el consumo de absorbente de dióxido de carbono. Existe una relación costo-beneficio entre el flujo de gas y el uso de material adsorbente cuando no se utiliza un agente anestésico inhalatorio, lo que puede tener consecuencias económicas y ambientales. ^{[ 3 ]}

• La anestesia de alto flujo suministra un flujo de gas fresco que se aproxima a la ventilación minuto del paciente, que suele ser de entre 3 y 6 litros por minuto en un adulto normal.
• La anestesia de bajo flujo proporciona un flujo de gas fresco inferior a la mitad de la ventilación minuto del paciente, que suele ser inferior a 3,0 litros por minuto en un adulto normal.
• La anestesia de flujo mínimo suministra un flujo de gas fresco de aproximadamente 0,5 litros por minuto.
• La anestesia de sistema cerrado suministra un flujo de gas fresco según sea necesario para compensar el volumen de gas recirculado y así cubrir la necesidad del paciente de oxígeno y agentes anestésicos. ^{[ 4 ]}

Un vaporizador anestésico ( inglés americano ) o vaporizador anestésico ( inglés británico ) es un dispositivo generalmente conectado a una máquina de anestesia que administra una concentración determinada de un agente anestésico volátil . Funciona controlando la vaporización de los agentes anestésicos a partir de un líquido y luego controlando con precisión la concentración en la que estos se agregan al flujo de gas fresco. El diseño de estos dispositivos tiene en cuenta las variaciones de: temperatura ambiente, flujo de gas fresco y presión de vapor del agente . Generalmente hay dos tipos de vaporizadores: de plenum y de extracción. Ambos tienen ventajas y desventajas distintas. ^{[ 5 ]} El mezclador gas-vapor de doble circuito es un tercer tipo de vaporizador utilizado exclusivamente para el agente desflurano .

Vaporizadores de plenum

El vaporizador de plenum se alimenta mediante la presión positiva de la máquina de anestesia y suele estar montado en ella. Su rendimiento no varía independientemente de si el paciente respira espontáneamente o está ventilado mecánicamente. La resistencia interna del vaporizador suele ser alta, pero gracias a la presión de suministro constante, se puede calibrar con precisión para suministrar una concentración exacta de vapor anestésico volátil en un amplio rango de flujos de gas fresco. ^{[ 5 ]} El vaporizador de plenum es un dispositivo elegante que funciona de forma fiable, sin alimentación externa, durante cientos de horas de uso continuo y requiere muy poco mantenimiento.

El vaporizador de plenum funciona dividiendo con precisión el gas entrante en dos corrientes. Una de estas corrientes pasa directamente a través del vaporizador por el canal de derivación. La otra se desvía a la cámara de vaporización. El gas en la cámara de vaporización se satura completamente con vapor anestésico volátil. Este gas se mezcla con el gas del canal de derivación antes de salir del vaporizador.

Un agente volátil típico, el isoflurano , tiene una presión de vapor saturado de 32 kPa (aproximadamente 1/3 de atmósfera). Esto significa que la mezcla de gases que sale de la cámara de vaporización tiene una presión parcial de isoflurano de 32 kPa. A nivel del mar ( la presión atmosférica es de aproximadamente 101 kPa), esto equivale a una concentración del 32 %. Sin embargo, la salida del vaporizador se suele ajustar al 1-2 %, lo que significa que solo una pequeña proporción del gas fresco necesita pasar por la cámara de vaporización (esta proporción se conoce como relación de división). También se puede observar que un vaporizador de plenum solo funciona en una dirección: si se conecta en sentido inverso, entran volúmenes mucho mayores de gas en la cámara de vaporización y, por lo tanto, se pueden suministrar concentraciones de vapor potencialmente tóxicas o letales. (Técnicamente, aunque el dial del vaporizador está calibrado en porcentaje de volumen (por ejemplo, 2 %), lo que realmente suministra es una presión parcial del agente anestésico (por ejemplo, 2 kPa)).

El rendimiento del vaporizador de plenum depende en gran medida de la presión de vapor saturado del agente volátil. Esta presión es única para cada agente, por lo que cada uno debe utilizarse únicamente en su vaporizador específico. Se han diseñado varios sistemas de seguridad, como el sistema Fraser-Sweatman, para que sea extremadamente difícil llenar un vaporizador de plenum con el agente incorrecto. Una mezcla de dos agentes en un vaporizador podría provocar un rendimiento impredecible.

La presión de vapor saturado de cualquier agente varía con la temperatura, y los vaporizadores de cámara están diseñados para operar dentro de un rango de temperatura específico. Cuentan con diversas características para compensar los cambios de temperatura (especialmente el enfriamiento por evaporación ). Suelen tener una camisa metálica de aproximadamente 5  kg, que se equilibra con la temperatura ambiente y proporciona calor. Además, la entrada a la cámara de vaporización está controlada por una tira bimetálica que permite el paso de más gas a medida que la cámara se enfría, para compensar la pérdida de eficiencia de la evaporación.

El primer vaporizador de cámara con compensación de temperatura fue el vaporizador de halotano Cyprane 'FluoTEC' , que salió al mercado poco después de que el halotano se introdujera en la práctica clínica en 1956.

Vaporizadores históricos

Históricamente, el éter (el primer agente volátil) se utilizó por primera vez en el inhalador de John Snow (1847), pero fue reemplazado por el cloroformo (1848). Posteriormente, el éter resurgió lentamente (1862-1872) gracias a su uso regular mediante la "máscara" de Curt Schimmelbusch , una máscara para la narcosis que utilizaba éter líquido por goteo. Actualmente en desuso, se trataba de una máscara hecha de alambre y cubierta de tela.

La presión y la demanda de los cirujanos dentales por un método más fiable para administrar éter contribuyeron a modernizar su administración. En 1877, Clover inventó un inhalador de éter con camisa de agua, y a finales de 1899 surgieron alternativas al éter, principalmente debido a la introducción de la anestesia espinal. Posteriormente, esto provocó el declive del uso del éter (1930-1956) debido a la introducción del ciclopropano , el tricloroetileno y el halotano . En la década de 1980, el vaporizador anestésico había evolucionado considerablemente; las modificaciones posteriores dieron lugar a una serie de características de seguridad adicionales, como la compensación de temperatura, una tira bimetálica , una relación de división ajustada a la temperatura y medidas antiderrame.

El circuito respiratorio es el sistema de conductos por el que fluyen los gases respiratorios desde la máquina hasta el paciente y viceversa, e incluye componentes para mezclar, ajustar y controlar la composición del gas respiratorio, así como para eliminar el dióxido de carbono.

Una máquina de anestesia moderna incluye como mínimo los siguientes componentes: ^{[ 2 ]}

• Conexiones a oxígeno canalizado , aire medicinal y óxido nitroso ( N₂O ) desde un suministro de pared en el centro de salud, o cilindros de gas de reserva _de oxígeno , aire y óxido nitroso conectados mediante un yugo de sistema de seguridad de índice de pasador con un sello Bodok.
• Manómetros, reguladores y válvulas de alivio para controlar la presión del gas en todo el sistema y proteger los componentes de la máquina y al paciente de aumentos excesivos. Una válvula limitadora de presión ajustable (comúnmente abreviada como válvula APL, también conocida como válvula espiratoria, válvula de alivio o válvula de descarga) forma parte del circuito respiratorio y permite que el exceso de gas salga del sistema, impidiendo al mismo tiempo la entrada de aire ambiente. ^{[ 9 ]}
• Caudalímetros como rotámetros para oxígeno, aire y óxido nitroso.
• Vaporizadores para un control preciso de la dosis al usar anestésicos volátiles.
• Un lavado con oxígeno de alto flujo, que evita los caudalímetros y vaporizadores para proporcionar oxígeno puro a 30-75 litros/minuto.
• Sistemas para monitorizar los gases que se administran al paciente y que este exhala, incluido un dispositivo de advertencia de fallo de oxígeno.

Se pueden incorporar sistemas para monitorizar la frecuencia cardíaca , el ECG , la presión arterial y la saturación de oxígeno del paciente , en algunos casos con opciones adicionales para monitorizar el dióxido de carbono al final de la espiración y la temperatura . ^{[ 2 ]} También se suelen incorporar sistemas de respiración , que incluyen una bolsa reservorio manual para la ventilación en combinación con una válvula limitadora de presión ajustable , así como un ventilador mecánico integrado, para ventilar con precisión al paciente durante la anestesia. ^{[ 2 ]}

Basándose en la experiencia adquirida a partir del análisis de percances, la máquina de anestesia moderna incorpora varios dispositivos de seguridad, entre los que se incluyen:

• Una alarma de fallo de oxígeno (también conocida como «Dispositivo de advertencia de fallo de oxígeno» o OFWD). En las máquinas más antiguas, se trataba de un dispositivo neumático llamado silbato Ritchie, que sonaba cuando la presión de oxígeno descendía a 38 psi. Las máquinas más modernas cuentan con un sensor electrónico.
• Dispositivo de protección contra fallos de oxígeno o de suministro de óxido nitroso (OFPD): el flujo de óxido nitroso medicinal depende de la presión de oxígeno. Esto se controla mediante un regulador. En esencia, el regulador de óxido nitroso es un "dependiente" del regulador de oxígeno; es decir, si se pierde la presión de oxígeno, los demás gases no pueden circular a través de su regulador.
• Alarmas de mezcla hipóxica (protectores de hipoxia o controladores de relación) para evitar que se administren al paciente mezclas de gases con menos del 21-25 % de oxígeno. En los equipos modernos, es imposible administrar óxido nitroso al 100 % (o cualquier mezcla hipóxica) al paciente para que respire. El oxígeno se añade automáticamente al flujo de gas fresco, incluso si el anestesiólogo intenta administrar óxido nitroso al 100 %. Los controladores de relación suelen funcionar mediante el principio neumático o mediante un sistema de cadena (link 25). Ambos se ubican en el conjunto del rotámetro, a menos que sean controlados electrónicamente.
• Alarmas del respirador, que advierten sobre presiones bajas o altas en las vías respiratorias.
• Sistemas de bloqueo entre los vaporizadores que impiden la administración inadvertida de más de un agente volátil simultáneamente.
• alarmas en todos los monitores fisiológicos mencionados anteriormente
• El sistema de seguridad Pin Index evita que los cilindros se conecten accidentalmente a la horquilla incorrecta.
• El sistema de seguridad NIST (rosca no intercambiable) o sistema DISS (índice de diámetro) para gases de tuberías, que evita que los gases de la tubería se conecten accidentalmente a la entrada incorrecta de la máquina.
• Las mangueras de gas para gasoductos tienen conectores de válvula Schrader no intercambiables , lo que evita que las mangueras se conecten accidentalmente a la toma de corriente equivocada.

Al inicio de cada operación, se deben verificar las funciones de la máquina mediante un simulacro en cabina. Las máquinas y los equipos asociados deben recibir mantenimiento y revisiones periódicas.

Las máquinas más antiguas pueden carecer de algunas de las características de seguridad y mejoras presentes en las más modernas. Sin embargo, fueron diseñadas para funcionar sin conexión a la red eléctrica , utilizando gas comprimido para el ventilador y el sistema de succión. Las máquinas modernas suelen tener batería de respaldo, pero esta puede fallar cuando se agota.

La moderna máquina de anestesia conserva todos los principios de funcionamiento clave de la máquina de Boyle ( marca registrada de British Oxygen Company ) en honor al anestesista británico Henry Boyle. Sin embargo, en India, la marca «Boyle» está registrada a nombre de Boyle HealthCare Pvt. Ltd., Indore, Madhya Pradesh.

Diversos organismos reguladores y profesionales han formulado listas de verificación para diferentes países. ^{[ 10 ]} Las máquinas deben limpiarse entre casos, ya que presentan un riesgo considerable de contaminación con patógenos . ^{[ 11 ]}

• Anestesia – Estado de pérdida temporal de la sensibilidad o la conciencia controlada médicamente. Páginas que muestran descripciones breves de los destinos de redireccionamiento. 
• Vaporizador anestésico : dispositivo médico para suministrar una mezcla de gases anestésicos y de soporte vital. Páginas que muestran descripciones breves de los objetivos de redirección. 
• Equipo de respiración : Equipo que permite o ayuda al usuario a respirar en un entorno hostil. 
• Depurador de dióxido de carbono : dispositivo que absorbe el dióxido de carbono del gas circulante. 
• Ether Dome : anfiteatro quirúrgico en Boston. 
• Antecedentes de anestesia general
• Cal sodada – Mezcla química para absorber dióxido de carbono 
• Ventilador – Dispositivo que proporciona ventilación mecánica a los pulmones. 

• Boumphrey S, Marshall, N. (10 de noviembre de 2011). "Comprendiendo los vaporizadores" . Educación continua en anestesia, cuidados intensivos y dolor . 11 (6): 199– 203. doi : 10.1093/bjaceaccp/mkr040 .
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• Hahn CE, Palayiwa, E, Sugg, BR, Lindsay-Scott, D (octubre de 1986). "Un vaporizador anestésico controlado por microprocesador" . British Journal of Anaesthesia . 58 (10): 1161– 6. doi : 10.1093/bja/58.10.1161 . PMID 3768229 . 
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• Máquina de Anestesia Virtual (VAM) : una simulación de realidad transparente y gratuita de una máquina de anestesia genérica de la Universidad de Florida.
• Diversas simulaciones relacionadas con la anestesia
• Libro de texto de anestesia virtual
• AnaesthesiaUK.com — recursos para anestesiólogos en formación en el Reino Unido
• Historia de Richard von Foregger y la empresa Foregger : escrita por su hijo, R. Foregger, esta página web narra la historia de uno de los principales fabricantes y desarrolladores de equipos de anestesiología a principios del siglo XX.
• Equipos e instrumentos de anestesia: definiciones y principios de uso práctico.
• Recurso gratuito que explica gráficamente los principios de los vaporizadores de anestesia en howequipmentworks.com
• Máquina de anestesia : una presentación
• La máquina de gases anestésicos por Michael P. Dosch
• Vaporizadores de precisión en Anaesthesia.UK
• Instrucciones de funcionamiento y pautas de mantenimiento para vaporizadores de precisión