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技术进步也导致了与一氧化二氮一起使用的气体机器的发展。这些设备包含了最初为其他应用设计的各种组件，但极大地提高了麻醉机的性能和安全性。在德国，1906年，Franz Kuhn设计了一种闭路麻醉机，带有两个用于吸收二氧化碳的碱石灰罐和用于引导气体流动的阀门。这台由Dräger公司制造的机器被称为Kuhn-Dräger麻醉机，并允许应用正压通气。然而，由于担心氯仿和碱石灰之间可能发生相互作用，这台设备的使用受到限制[37]。
1908年，Karl Küppers发明并申请了气体流量转子流量计的专利，使医生能够更精确地调节气体。1910年，Maximiliam Neu设计了一种提供一氧化二氮和氧气的设备，并配备了一个转子流量计来测量每种气体的流量（图11）。然而，这种麻醉机的高成本限制了它的发展[38]。
（转载自Best Practice & Research Clinical Anaesthesiology ，第15卷（3）。M. Goerig，J. Schulte am Esch，一氧化二氮的历史——特别提到它在德国的早期使用，331-338。版权所有 （2001），经Elsevier许可。）
在美国，Elmer McKesson引入了一种在麻醉期间按需提供气流的新概念，并在1910年提出了一种用于麻醉气体管理的间歇性流量装置（图12）。这是第一台具有由患者呼吸调节的自动切换功能的麻醉机。有了这个设备，气流只在病人吸气时流动，在病人呼气时停止，这大大节省了麻醉气体和医用气体。该设备能够单独或组合使用一氧化二氮、氧气和乙醚[39]。
两年后的1912年，Cotton和Boothby在波士顿开发了一种麻醉机，可提供不间断的麻醉气体和氧气。此外，还采用了一种视觉测量气体流量的新方法。这种方法被称为“气泡瓶”，包括将每种气体分别通过玻璃混合罐中的水（因此它们也被称为湿式流量计或水流量计）。气体通过水中的气泡率用于估计每种气体的流量和比例[40,41]。Cotton和Boothby仪器随后被用作制造其他麻醉机的原型，例如Crile和Teter在1912年在伦敦举行的第27届国际医学大会上提出的那个麻醉机。美国麻醉医师协会的第一任主席James Tayloe Gwathmey出席了这次会议，H.Edmund G.Boyle博士等人也出席了，他后来制造了其他麻醉设备，修改和改进了Cotton和Boothby的初始麻醉机模型[42]。
Gwathmey于1912年在Minneapolis（美国一个城市）展示了他的麻醉机（图13）。该设备结合了Cotton和Boothby的水流量计，由Foregger公司于1914年制造，允许单独或通过旋塞阀组合使用氧气、一氧化二氮和乙醚。此外，它还调节吸入麻醉气体的比例，并配有灯来加热气体[42,43,44]。
（O：氧气调节阀；O2:：氧气罐；N2O：一氧化二氮罐；观察气泡瓶。来自Gwathmey JT的原始图像。纽约：阿普尔顿；1914 年。）
不久之后，1915年，在St. Louis（美国）DE Jackson制造了一台麻醉机，该机器包含一个闭合回路以重复使用呼出的气体，从而降低了麻醉成本。此外，它还包含一个二氧化碳吸收剂，由一种水合钠和水合钙的溶液组成，呼出的气体可以通过它。除了氧气外，该机器还可以使用一氧化二氮、氯乙烷、乙醚、氯仿或溴乙烷等麻醉气体，还包括一个充当空气泵的小型电动机[45]。
对气体机的日益接受和促进气道控制的材料的不断发展，促成了基于气管内吹气的麻醉机出现。在英国，1916年，Shipway制造了一种能够吹入“温暖麻醉蒸汽”的设备，并在《柳叶刀》上发表的一篇文章中强调了这种给药方式的优势[46]。
一年后，即1917年，Boyle从Gwathmey的基本模型开发了他的麻醉机，并于1918年在伦敦皇家医学会展出。最初的设计是由一个盒子形式的木结构组成，它起到的作用是作为一个框架，有两个横杆悬挂着压缩气体钢瓶（两个氧气瓶和两个一氧化二氮），一个乙醚蒸发器和一个水流量计（来自Cotton和Boothby设备的气泡瓶）。此外，这台机器有一个压力计来测量钢瓶中的压力、减压阀和一个酒精灯（以防止一氧化二氮冻结并因此阻塞钢瓶）。Boyle麻醉机，最初由Coxeter和Sons制造，随后被英国氧气公司收购（图14），技术改进见表1[47,48]。
（左：第一个模型，木框架，1917年。右：1958模型，金属结构。气瓶和压力调节器固定在工作台的框架上。上部是旋转异构体和蒸发器。转载自瓦特OM。Boyle麻醉机演变，1917-67。1968年麻醉，经 Wiley & Sons 许可。）
表 1 Boyle麻醉机的演变。
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1920 |
添加氯仿蒸发器 |
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1921～1924 |
加入水二氧化碳吸收系统 |
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1926年 |
引入旁路控制以调节乙醚/氯仿的量 |
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1927年 |
增加二氧化碳流量计 |
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1930 |
在蒸发器中包含柱塞装置 |
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1931～1933 |
干式流量计替代水流量计 |
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1937年 |
用流量计代替干式流量计 |
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1941年 |
在Boyle的EMS模型中加入“Coxeter-Mushin Mark I”圆形吸收器单元。 |
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1952年 |
在气体连接中加入不可互换的插头。 |
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1958年 |
在气体连接中加入Bodok密封[46,47]。 |
与第一个版本的Boyle麻醉机同时代的是英国Geoffrey Marshall设计的麻醉机，他在 1917年向Coxeter公司展示了他自己设计的供应一氧化二氮、氧气和乙醚使用的麻醉机（受Gwathmey的装置的启发），Coxeter公司决定制造这台机器，并在第一次世界大战的最后阶段成为皇家陆军医疗队的标准麻醉设备。然而，Marshall并没有公布他的发明，而参加过Marshall机器演示的Boyle也做了一些细微的修改，并将其作为自己的设备进行了展示[49]。
1921年，按照Shipway建议的路径，Magill推出了他的第一台用于在热空气中向气管吹入乙醚的设备，这是一种便携式设计，深受麻醉师的好评，他们习惯性地在巡回工作的基础上工作。这些最初的设计在1923年到1932年之间得到了连续的修改，并结合了气体流量计，使一氧化二氮和氧气的联合管理成为可能[50,51]。
1924年，Ralph Waters引入了使用颗粒来吸收二氧化碳[52]。基于Jackson在1915年提出的闭环回路，Brian C. Sword于1930年设计了一种麻醉机，它结合了第一个通过水化颗粒吸收二氧化碳的闭环回路，该颗粒由50%氧化钙和50%氢氧化钠组成，这些颗粒被装入罐中，也可作为呼出气体的脱水剂[53]。
在蒸发器的发展中，20世纪的两个时刻尤为重要。1937年，Macintosh第一次去西班牙旅行期间，观察到令人遗憾的麻醉状态，促使他设计了一种可在不利情况下使用的便携式乙醚吸入器。在联系了来自柏林的物理学家Epstein以及其他化学和生理学专家后，他设计了被称为牛津蒸发器的产品（图15）。该设备将乙醚保持在恒定的高温下，从而提供连续的高浓度乙醚蒸气，使操作员能够根据机器上标记的刻度，提供预定浓度的麻醉气体。牛津蒸发器有三个同心罐，最里面的一个装满了400cc的热水；中间的一个是密封的罐，含有1300克水合氯化钙晶体；最外层罐充满了乙醚。这种设计使乙醚保持恒定的温度，因此罐内的蒸汽压也保持恒定。此外，蒸发器配备了一个连接管，使氧气的管理成为可能[54,55]。
图15 牛津蒸发器
（图片由澳大利亚墨尔本的 Geoffrey Kaye 麻醉历史博物馆提供。注册号 4724。经许可转载。）
1952年取得了另一项重大进展，当时Lucien Morris推出了一种用于液体麻醉剂给药的新型蒸发器。在那之前，可用的蒸发器是由玻璃制成的，并将部分气流转移到要蒸发的液体上，以调节最终浓度。然而，这种方法只提供了粗略的调整。Morris用能更好地保持热量的铜容器代替了倾向于冷却麻醉剂的玻璃容器瓶。此外，他对回路设计和汽化区域进行了更改，以获得已知的、恒定体积的饱和蒸汽，从而实现要吸入的麻醉气体的精确汽化[56]。
Morris蒸发器被称为“铜水壶”，最早由美国Foregger公司制造（图16）。该设计的盗版随后出现在英国、日本和南美洲，并进行了某些修改，并成为氟烷给药的首选蒸发器[57]。
1956年卤代吸入麻醉剂出现后，进一步设计了蒸发器，包括Fluotec（Cyprane Ltd.）和Vapor（Drägerwerk）[58]，其中Vapor（Drägerwerk）款明显受到铜水壶的影响，并且它们的发展一直持续到现在。
未完待续
