麻醉机由四个主要分系统构成：气体供给和控制回路系统、呼吸和通气回路系统、清除系统，以及系统功能和呼吸回路监护仪。某些麻醉机还有监护仪和报警器，用以显示与心肺功能或呼吸混合气体中气体和麻醉剂浓度有关的某些生理变量和参数的数值及变化。下面结合麻醉机的工作原理说明其构成和作用。
工作原理：
麻醉机在工作中首先把高压气体(空气、氧气O2、笑气N2O等)经减压阀减压，得到压力低且稳定的气体，再通过流量计、O2-N2O比例调控装置调节产生一定流量和比例的混合气体，进入呼吸管路；麻醉药物经挥发罐生成麻醉蒸气，并控制所需定量的麻醉蒸气进入呼吸回路，随混合气体一起输送给术者，含麻醉蒸气的混合气体，被人体呼吸时产生的吸气负压吸入肺部，通过血液循环输送到人体各个器官，使器官在一定的时间内暂时失去知觉和各种反射，从而达到麻醉目的。
结构组成：
气体供给和控制回路系统
麻醉机工作时需要大量氧气，医院的中央供气系统或氧气钢瓶中获得氧气。从钢瓶输入的每种气体，都要通过过滤器、单向通气阀和调节器，调节器可将压力降到麻醉机合适的工作压力。中央供气系统不需要调节器，因为气体压力已经在合适工作压力范围内。大多数麻醉机都有氧源故障报警系统，如果氧气压力低于下限值，机器会减少或切断其他气体的流量，并启动报警器。
在连续流动装置中的每一种气体的流量均由流量计控制，并由流量计显示出来。流量计可以是机械性的，也可以是电子传感器带LCD显示。气体通过控制阀和流量计后，进入低压回路，如果需要还要通过蒸发灌，然后供给病人。性能较好的麻醉机，笑气和氧气的流量控制机构应该是联动的，只有这样氧气与笑气的比例永远不会降到最小值（0.25L/min）。
呼吸和通气回路系统
大多数麻醉机可提供连续流动循环的氧气和麻醉气体，称为循环系统。在这类麻醉机中，有两种主要的呼吸回路，紧闭式和半紧闭式。在紧闭式呼吸回路中，病人呼出的气体经去除CO2后，全部返回循环系统。半闭式中，病人呼出的气体部分进入循环系统，部分排出循环系统。在循环系统中，新鲜气体的供给流量低于1L/min的新鲜气体流量称为最低流量麻醉。
手动通气要求操作者不断手动挤压储气罐使病人呼吸。在较长时间手术时，操作者不但非常疲劳，而且影响其他工作，因此常用自动呼吸机使病人得以呼吸。呼吸机迫使麻醉混合气体进入病人回路和呼吸系统中，接受病人呼出的气体和新鲜气体。麻醉师可根据病人的情况调节潮气量、呼吸频率、呼吸比和分钟通气量等参数，调节通气方式来满足病人的各种需求。
清除系统
又称为CO2吸收系统，由1~2个CO2吸收罐组成，罐内装有钠石灰或钡石灰，主要作用是清除病人呼出气体中的CO2。
监护与报警系统
麻醉机根据不同的配置有一套与监护有关的装置，例如用于检测气道方面、生理方面、麻醉气体浓度以及能间接反映病人麻醉深度、肌肉松弛程度的监护。
大部分麻醉机的监护系统只配备一台附有基本监护装置作为系统的平台。监护的内容包括：压力、吸入潮气量、分钟通气量、呼吸频率以及相关的报警系统。所需其他的监护可单独购得，加到系统中去。
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