Fundamentals of Anaesthesia

Half-title......Page 3
Title......Page 5
Copyright......Page 6
Dedication......Page 7
Contents......Page 9
Contributors......Page 10
Preface to the first edition......Page 12
Preface to the second edition......Page 13
Preface to the third edition......Page 14
How to use this book......Page 15
Acknowledgements......Page 16
Abbreviations......Page 18
Preoperative assessment clinic......Page 25
Preoperative visit......Page 26
Airway assessment......Page 27
Starvation......Page 28
Correction of fluid balance......Page 29
Viral infection......Page 30
Asthma......Page 31
Chronic obstructive pulmonary disease......Page 32
Pulmonary function tests......Page 33
Hypertension......Page 34
Ischaemic heart disease (IHD)......Page 35
The electrocardiogram......Page 36
Other cardiac investigations......Page 37
Surgical diathermy and pacemakers......Page 38
Aortic stenosis......Page 39
Anaemia......Page 40
Sickle cell disease......Page 41
Rheumatoid arthritis......Page 42
Renal failure......Page 43
Diabetes mellitus......Page 44
Concurrent medication......Page 46
References and further reading......Page 47
Intravenous induction......Page 49
Inhalational induction......Page 50
Recognition......Page 51
RAST testing......Page 52
Protection from aspiration......Page 53
(4) Stylet......Page 54
(6) Alternative laryngoscope blades......Page 55
(8) Other airway management devices......Page 56
Unexpected......Page 57
Confirmation of correct placement of endotracheal tube......Page 61
Oesophageal detector devices......Page 62
Gastric volume......Page 63
Lower oesophageal sphincter tone......Page 64
The shocked patient......Page 65
Upper airway obstruction......Page 66
References and further reading......Page 67
Positioning the surgical patient......Page 68
General anaesthesia by using IV agents via bolus or infusion......Page 69
Analgesia......Page 71
The pattern of controlled ventilation......Page 72
End-tidal CO2 concentration (PETCO2)......Page 73
Management of intraoperative fluid therapy......Page 74
Sinus tachycardia......Page 75
Respiratory obstruction (increased peak inspiratory pressure)......Page 76
Incompatibility reactions......Page 77
Pathophysiology......Page 78
Accidental pneumothorax......Page 79
References and further reading......Page 80
Management......Page 81
Upper airway obstruction......Page 82
Ventilation–perfusion (V/Q) mismatch......Page 83
Atelectasis......Page 84
Other causes of hypoxaemia......Page 85
Incomplete reversal of non-depolarising muscle blockade......Page 86
Suxamethonium apnoea......Page 87
Hypertension......Page 88
Cardiac arrhythmias......Page 89
Prophylaxis......Page 90
Failure to regain consciousness......Page 91
Humidification......Page 92
Loss of hypoxic ventilatory drive......Page 93
Intravenous opioids......Page 94
Pain assessment......Page 95
Postoperative nausea and vomiting......Page 96
Postoperative fluid loss......Page 97
Fluid replacement......Page 98
Musculoskeletal trauma......Page 99
References and further reading......Page 100
Analgesia in labour......Page 101
Systemic analgesia......Page 102
Contraindications to epidural analgesia......Page 103
Epidural technique......Page 104
Test doses......Page 105
Complications......Page 106
General anaesthesia......Page 107
When to consider a patient pregnant......Page 108
Analgesia......Page 109
ENT and dental surgery......Page 110
Ophthalmic surgery......Page 111
Management of head injury......Page 112
Practical technique......Page 113
Social circumstances......Page 114
Medical fitness......Page 115
Postoperative......Page 116
Anaesthesia......Page 117
Fluids......Page 118
Drugs and techniques......Page 119
Complications......Page 120
Prion diseases......Page 121
Hepatitis A......Page 124
HIV/AIDS......Page 125
Latex allergy......Page 126
Jehovah's Witnesses......Page 127
References and further reading......Page 128
Laparotomy......Page 129
Transurethral resection of the prostate (TURP)......Page 130
Cystectomy......Page 131
Transvaginal tension-free tape (TVT)......Page 132
Fractured neck of femur......Page 133
Evacuation and termination (ERPC/STOP)......Page 134
Middle ear surgery......Page 135
Penetrating eye injury......Page 136
Fractured mandible......Page 137
References and further reading......Page 138
Perioperative management......Page 139
Anatomy......Page 140
Nervous system......Page 141
Technique......Page 142
Drugs, doses and volumes......Page 143
Indications......Page 144
Injection of the local anaesthetic agent......Page 145
Post-dural puncture headache......Page 146
Indications......Page 147
Equipment......Page 148
Peripheral nerve blockade......Page 149
Anatomy......Page 150
Techniques......Page 151
Complications......Page 152
Complications......Page 153
Anatomy......Page 154
Complications......Page 155
Intravenous regional anaesthesia (IVRA)......Page 156
Technique......Page 157
References and further reading......Page 158
Causes......Page 159
Cardiopulmonary resuscitation......Page 160
Airway......Page 161
Rescue breathing......Page 162
Advanced life support......Page 163
Airway......Page 164
Electrical defibrillation......Page 165
Drug usage......Page 166
Aminophylline......Page 167
Management of life-threatening peri-arrest arrhythmias......Page 168
Broad complex tachycardia......Page 170
Resuscitation of the pregnant patient......Page 172
Drug usage......Page 173
Airway......Page 174
Foreign-body airway obstruction......Page 175
Shockable rhythms (VF/VT)......Page 176
Ethical considerations in CPR......Page 177
DNAR orders in patients presenting for surgery......Page 178
References and further reading......Page 179
Physiological responses to haemorrhage......Page 180
Prehospital phase......Page 181
Airway and cervical spine......Page 182
Advanced airway management......Page 183
Flail chest......Page 184
Fluids......Page 185
X rays......Page 186
Head......Page 187
Pulmonary contusion......Page 188
Rupture of the diaphragm......Page 189
Abdomen......Page 190
Local and regional analgesia......Page 191
Induction of anaesthesia......Page 192
Intraoperative management......Page 193
Chest drainage......Page 194
References and further reading......Page 195
Nerve supply......Page 197
Structure......Page 198
Pharynx......Page 199
Cartilages of the larynx......Page 200
Muscles of the larynx......Page 202
Relations in the thorax......Page 203
Blood supply......Page 204
Structure......Page 205
Diaphragmatic foramina......Page 206
Chambers of the heart......Page 207
Blood supply......Page 208
Spinal cord......Page 209
Pia mater......Page 210
Peripheral nerves......Page 211
Oculomotor (III)......Page 214
Vestibulocochlear (VIII)......Page 215
Hypoglossal (XII)......Page 216
Thoracic inlet......Page 217
Abdominal wall Structure......Page 219
Antecubital fossa......Page 220
Extraocular muscles......Page 222
References and further reading......Page 223
Intracellular functions......Page 224
Extracellular functions......Page 225
Positive feedback system......Page 226
Endoplasmic reticulum (ER)......Page 227
Intercellular connections......Page 228
Membrane structure......Page 229
Cell adhesion molecules (CAM)......Page 230
Second messenger enzymes......Page 231
Diffusion......Page 232
Ion diffusion......Page 233
Secondary active transport......Page 234
Exo- and endocytosis......Page 235
The human genome......Page 236
Control of protein synthesis......Page 237
Chemical messengers......Page 238
Binding site modulation......Page 239
Membrane signal transduction mechanisms......Page 240
Second chemical messengers......Page 241
Theories of ageing......Page 242
Non-adaptive evolution......Page 243
Plasma......Page 244
Concentration of a solution......Page 245
Membranes separating fluid compartments......Page 246
The osmole......Page 247
Estimation of osmolality from solute concentration......Page 248
Gibbs–Donnan effect......Page 249
Intracellular fluid......Page 250
Sodium and water......Page 251
Hyponatraemia......Page 252
Lymph and the lymphatic system......Page 253
Circulation of CSF......Page 254
Pleural fluid......Page 255
Red blood cells......Page 256
Effect of CO2, H+ and 2,3-DPG......Page 257
Clinical features: sickle cell disease......Page 258
Beta thalassaemia......Page 259
Rhesus system......Page 260
Congestive cardiac failure (usually LVF)......Page 261
Haemostasis......Page 262
Extrinsic pathway......Page 263
Final common pathway......Page 264
Thrombin time (TT)......Page 265
Protein C system......Page 266
Platelet shape change......Page 267
Phagocytic function......Page 268
Antibody-mediated response......Page 269
Primary and secondary antibody responses......Page 270
Histamine and leukotrienes (B4 and D4)......Page 271
Complement......Page 272
Alternative pathway......Page 273
Type II......Page 274
References and further reading......Page 275
Thin myofilament......Page 277
Thick myofilament......Page 278
Myosin–actin interaction......Page 279
Excitation–contraction coupling......Page 280
Single fibre twitch......Page 281
Energy for muscle contraction......Page 282
Neuromuscular junction (NMJ)......Page 283
Acetylcholine receptors......Page 284
Acetylcholine synthesis and storage (prejunctional)......Page 285
Muscle spindles and the Gamma-efferent system......Page 286
Structure......Page 287
Properties......Page 288
Comparison between skeletal, cardiac and smooth muscle......Page 289
Cardiac muscle......Page 290
Excitation–contraction coupling......Page 291
Resting membrane potential......Page 292
Phase 2 – plateau phase......Page 293
Slow-response action potentials......Page 294
Pacemaker discharge rate......Page 295
Conduction system......Page 296
ECG waves and the cardiac cycle......Page 297
ECG leads......Page 298
Anatomical orientation of ECG electrodes......Page 299
Cardiac axis estimation by inspection of standard limb leads......Page 300
Sinus arrhythmia......Page 301
Hypercalcaemia......Page 302
Ventricles......Page 303
Atrial pressure......Page 304
Cardiac valves......Page 305
Heart sounds and murmurs......Page 306
Ventricular pressure–volume loop......Page 307
End-diastolic pressure–volume relationship......Page 308
The Frank–Starling relationship......Page 309
Ventriculography......Page 310
Indicator dilution techniques......Page 311
Dye dilution......Page 312
Preload......Page 313
Measurement of preload......Page 314
Measurement of afterload......Page 315
Measurement of contractility......Page 316
Cardiovascular reflexes......Page 317
Ventriculoarterial coupling......Page 318
Ventriculovenous coupling......Page 319
Cardiac failure......Page 320
Blood vessel function......Page 321
Flow and flow velocity......Page 322
Flow in a single vessel......Page 324
Flow velocity......Page 325
Compliance......Page 326
Determinants of systolic and diastolic pressures......Page 327
Gravity and the venous system......Page 329
Structure of a capillary network......Page 330
Diffusion across capillary walls......Page 331
Starling forces and filtration......Page 332
Tissue oedema......Page 333
Metabolic regulation......Page 334
Angiotensin......Page 335
Systemic neurological control of blood flow......Page 336
Baroreceptors......Page 337
Cardiopulmonary baroreceptor reflex......Page 338
Central venous pressure and blood volume......Page 339
Haemorrhage......Page 340
Valsalva manoeuvre......Page 341
Skeletal muscle during exercise......Page 342
Coronary circulation......Page 343
Factors determining coronary blood flow......Page 344
Cerebral blood flow......Page 345
Raised intracranial pressure (ICP)......Page 346
Fetal circulation......Page 347
Oxygen saturation in the fetus......Page 348
CHAPTER 7 Renal physiology......Page 349
Functions of the renal blood supply......Page 350
The glomerulus......Page 351
Glomerular filtration forces......Page 352
Tubuloglomerular feedback......Page 354
Creatinine clearance......Page 355
Renal response to increased sympathetic activity......Page 356
Primary and secondary active transport......Page 357
Morphology of proximal tubule cells......Page 358
Glucose......Page 359
Amino acids......Page 361
Phosphate......Page 362
Secretion in the proximal tubule......Page 363
Effect of GFR on peritubular fluid uptake......Page 364
The countercurrent mechanism......Page 365
The role of the vasa recta......Page 367
Cellular actions of vasopressin controlling water permeability......Page 368
Juxtaglomerular apparatus and the macula densa......Page 369
Starling forces and proximal tubular sodium reabsorption......Page 370
Long and short loops of Henle in sodium reabsorption......Page 371
Prostaglandins......Page 372
Vasopressin in osmotic and volume regulation......Page 373
Henderson–Hasselbalch equation......Page 374
Renal regulation of plasma bicarbonate concentration......Page 375
Alkaline/acid phosphate as a urinary buffer system......Page 376
H+ secretion in the nephron......Page 377
Respiratory acidosis......Page 378
Metabolic acidosis......Page 379
Micturition......Page 380
Upper airway and larynx......Page 382
Alveolar–capillary membrane......Page 383
Functional residual capacity......Page 384
Measurement of FRC......Page 385
Ventilation......Page 386
Physiological dead space......Page 387
Compliance of the chest wall and lungs......Page 388
Total respiratory system compliance......Page 389
Surfactant......Page 390
Gravitational model for distribution of ventilation and perfusion......Page 391
Airway resistance......Page 392
Factors affecting airway resistance......Page 393
Gas exchange......Page 394
Alveolar oxygen tension......Page 395
Gas diffusion from alveoli to blood......Page 396
‘Left shift’ of the ODC......Page 397
Oxygen delivery (DO2) and oxygen uptake (VO2)......Page 398
Body stores of oxygen and CO2......Page 399
Pulmonary circulation......Page 400
Pulmonary hypertension......Page 401
Zone 2......Page 402
Distribution of V/ Q ratios in the lung......Page 403
Shunt equation......Page 404
Medullary centres......Page 405
Chemical and irritant receptors......Page 406
Response of ventilation to carbon dioxide tension......Page 407
Non-respiratory lung functions Defence mechanisms......Page 408
Metabolic functions of the lung......Page 409
Acclimatisation......Page 410
High-altitude disease......Page 411
The ionic basis of membrane potential Membrane potential at rest......Page 412
Characteristics of the action potential......Page 413
Synaptic mechanism......Page 414
Sensory receptors......Page 415
Cortex......Page 416
Consciousness......Page 417
Cerebellum......Page 418
Descending tracts......Page 419
Complete transection......Page 420
Structure of muscle spindles......Page 422
Function of muscle spindles......Page 424
Control of posture......Page 425
Cerebrospinal fluid (CSF)......Page 426
Control of ICP......Page 427
Structure of the eye......Page 428
The visual pathway......Page 429
Taste......Page 430
Parasympathetic nervous system......Page 431
Neurotransmitters and receptors in the autonomic nervous system......Page 432
Hypothalamus......Page 433
Food intake......Page 434
Behavioural functions......Page 435
Nociceptors......Page 436
Aδ nociceptors......Page 437
Nociception and inflammatory mediators......Page 438
The dorsal root ganglion (DRG)......Page 439
Interneurones......Page 440
The primary synapse......Page 441
Ascending tracts......Page 442
Affective pathways......Page 443
The thalamus......Page 444
Cortical sites of pain projection......Page 445
Peripheral sensitisation......Page 446
Central sensitisation......Page 447
Modulation of pain......Page 448
Descending modulatory system......Page 449
Pain described according to its temporal variation......Page 450
Physiological pain......Page 452
Visceral pain......Page 453
Pain management......Page 454
Complementary techniques......Page 455
Psychological techniques and pain management programmes......Page 456
Gastrointestinal motility......Page 457
Nervous control......Page 458
Oesophagus......Page 459
Nervous control of swallowing......Page 460
Control of gastric motility and emptying......Page 461
Salivary glands......Page 462
Pepsinogen secretion (chief cells)......Page 463
Mucus secretion......Page 464
Control of gastric secretion......Page 465
Biliary secretion......Page 466
Digestion and absorption......Page 467
Protein......Page 468
Water absorption......Page 469
GI tract afferents......Page 470
Postoperative nausea and vomiting (PONV)......Page 471
Proteins......Page 472
Measurement of BMR......Page 473
Organisation......Page 474
Adenosine triphosphate (ATP)......Page 475
Glucagon......Page 476
Glycolysis......Page 477
Pentose phosphate pathway (PPP) or hexose monophosphate shunt......Page 478
Oxidative phosphorylation......Page 479
Amino acid pool......Page 480
Defects in amino acid metabolism......Page 481
Creatine and creatinine......Page 482
Beta oxidation of fatty acids......Page 483
Cholesterol......Page 484
Starvation......Page 485
Carbohydrate metabolism......Page 486
Drug metabolism......Page 487
Thermoregulatory responses......Page 488
Hypothermic effects of anaesthesia and surgery......Page 489
Steroids......Page 490
Effects via second messengers......Page 491
Anatomy......Page 492
Posterior lobe......Page 493
Vasopressin (ADH)......Page 494
Control of pituitary hormones......Page 495
Thyroid hormones......Page 496
Secretion, transport and metabolism of thyroid hormones......Page 497
Mechanism of action of thyroid hormones......Page 498
Action and regulation......Page 499
Deficiency......Page 500
Mineralocorticoids......Page 501
Glucocorticoids......Page 502
Stimulus and control of medullary hormones......Page 503
Pancreas......Page 504
Somatostatin......Page 505
Role of other hormones in carbohydrate metabolism......Page 506
References and further reading......Page 507
Blood pressure......Page 508
Electrocardiogram (ECG) and echocardiogram......Page 509
White cell count (WCC)......Page 510
Lung mechanics and volumes......Page 511
Minute ventilation (MV)......Page 512
Oxygen consumption......Page 513
Central nervous system......Page 514
Renal function......Page 515
Embryology and anatomy......Page 516
Uterine blood flow......Page 517
Mechanisms of placental transport......Page 518
Electrolytes and water......Page 519
Materno-fetal concentration gradient......Page 520
Anticholinergics......Page 521
Benzodiazepines......Page 522
Fetal circulation......Page 523
Pulmonary function......Page 525
Nociception......Page 526
Atomic structure......Page 528
Ionic bonds......Page 529
Dative bonds......Page 530
Hydrophobic bonds......Page 531
Non-ionic diffusion......Page 532
Solubility and partition coefficients......Page 533
Pharmacological aspects of osmosis......Page 534
Optical isomerism......Page 535
Pharmacological considerations......Page 536
Protein binding......Page 537
Effects of changes in binding......Page 538
Derivation of key equation 1......Page 539
Basic equation 4......Page 540
Agonists......Page 541
Partial agonists......Page 543
Reversible competitive antagonists......Page 544
Irreversible competitive antagonists......Page 545
General variation......Page 546
Enzymes......Page 547
Absorption......Page 549
Enteral administration......Page 550
Disadvantages......Page 551
Blood flow to tissues......Page 552
Placental transfer......Page 553
Extraction ratio......Page 554
One-compartment model......Page 555
Volume of distribution......Page 556
Elimination kinetics......Page 557
Key equation 1......Page 560
Key equation 2......Page 561
Clearance......Page 562
Effective levels......Page 563
Charge neutralisation......Page 564
Ligand-gated ion channels......Page 565
Cys-loop pentameric receptors......Page 566
G-protein-coupled receptors (GPCRs)......Page 568
Cytoplasmic hormone receptors......Page 569
Interaction with neurotransmitter metabolism Acetylcholine: acetylcholinesterase......Page 570
Immunomodulatory action......Page 571
Anatomical sites of action......Page 572
Membrane lipids......Page 573
The evidence for a protein site of action......Page 574
Glycine receptor......Page 575
Regulation of receptor activity......Page 576
Pharmacogenetic influences......Page 577
Pharmacokinetic......Page 578
Pharmacodynamic......Page 579
Delivery phase......Page 581
Pulmonary blood flow......Page 582
Minimum alveolar concentration (MAC)......Page 583
Physical......Page 584
Respiratory system......Page 585
Soda lime......Page 586
Enflurane......Page 587
Halothane......Page 588
Sevoflurane......Page 589
Nitrous oxide......Page 590
50% Nitrous oxide in oxygen (Entonox ®)......Page 591
Xenon (Xe)......Page 592
Pharmacokinetics......Page 593
Structure–activity relationship......Page 594
Intra-arterial injection......Page 595
Central nervous system......Page 596
Hydroxydione......Page 597
Cardiovascular system......Page 598
Metabolism......Page 599
Complications......Page 600
Pharmacokinetics......Page 601
Midazolam......Page 602
Anaesthetic agents of historic interest......Page 603
Specific pharmacology......Page 604
Flumazenil......Page 605
Propofol......Page 606
Sodium thiopental......Page 607
Classification......Page 608
Structure–activity relationships......Page 609
DOP......Page 610
Sigma receptor......Page 611
Cardiovascular effects......Page 612
Effects on other organ systems......Page 613
Side effects......Page 614
Opioid metabolites......Page 616
Administration......Page 617
Morphine......Page 618
Patient factors influencing opioid pharmacokinetics and pharmacodynamics......Page 619
Tramadol......Page 621
COX-2......Page 622
Adverse effects......Page 624
Paracetamol......Page 625
Cannabinoids......Page 626
Tachykinins......Page 627
Diclofenac......Page 628
Ibuprofen......Page 629
Morphine......Page 630
Remifentanil......Page 631
References and further reading......Page 632
Electrical stimulation......Page 633
Depolarising blockade......Page 634
Phase I and phase II blockade......Page 635
Benzylisoquinolinium compounds......Page 636
Reversible anticholinesterases......Page 638
Atracurium dibesylate......Page 639
Pancuronium bromide......Page 641
Vecuronium bromide......Page 642
Reference and further reading......Page 643
Mechanism of action......Page 644
pH......Page 646
Anaphylactoid reactions......Page 647
Factors affecting toxicity......Page 648
Plasma protein binding......Page 649
Amethocaine......Page 650
Lidocaine (lignocaine)......Page 651
Epinephrine......Page 652
Specific pharmacology......Page 653
Prilocaine hydrochloride......Page 654
References and further reading......Page 655
Anti-emetic agents......Page 656
Phenothiazines......Page 657
Butyrophenones......Page 658
Peripherally acting anti-emetic agents......Page 659
Metoclopramide hydrochloride......Page 660
Benzodiazepines......Page 661
Gabapentin and pregabalin......Page 662
Tricyclic antidepressants......Page 663
Selective norepinephrine reuptake inhibitors......Page 664
Phenothiazines......Page 665
Carbidopa......Page 666
References and further reading......Page 667
Muscarinic receptors......Page 668
Glycopyrrolate......Page 669
Drugs interfering with synthesis, release and metabolism of acetylcholine......Page 670
Pharmacological features......Page 671
Dopamine......Page 672
Labetalol......Page 673
Beta-adrenoceptor antagonists......Page 674
Direct-acting vasodilating agents Calcium channel antagonists......Page 675
Nitroprusside......Page 676
Specific pharmacology......Page 677
Ephedrine......Page 678
Norepinephrine acid tartrate......Page 679
Atropine sulphate......Page 680
Glyceryl trinitrate......Page 681
Sodium nitroprusside......Page 682
Class I......Page 683
Class III......Page 685
Chemistry......Page 686
Magnesium......Page 687
Papaverines......Page 688
Imidazolines......Page 689
Mechanism of action......Page 690
Thiazide diuretics......Page 691
Potassium-sparing diuretics......Page 692
Digoxin......Page 693
Nifedipine......Page 694
References and further reading......Page 695
Beta2-agonists......Page 696
Anticholinergic agents......Page 697
Steroids......Page 698
Surfactant......Page 699
Ipratropium bromide......Page 700
Zafirlukast......Page 701
Glucose......Page 702
Sulphonylureas......Page 703
Hyperthyroidism......Page 704
Adrenocortical steroids......Page 705
Desmopressin (1-deamino-8-D-arginine vasopressin or DDAVP)......Page 706
Hydrocortisone......Page 707
References and further reading......Page 708
Cimetidine......Page 709
Prostaglandins......Page 710
Antacids......Page 711
Direct-acting smooth muscle relaxants......Page 712
Omeprazole......Page 713
Ranitidine......Page 714
Cations......Page 715
Colloids......Page 716
Hydroxyethyl starch (HES)......Page 717
Intravascular persistence......Page 718
Perfluorocarbons......Page 719
Warfarin sodium......Page 720
Mechanism of action......Page 722
Calcium chelating agents......Page 723
Viscosity......Page 724
Platelet action......Page 725
Antimicrobial therapy in renal failure......Page 726
Mechanism of action......Page 727
Clavulanic acid......Page 728
Cefotaxime......Page 729
Adverse effects......Page 730
Mechanism of action......Page 731
Acquired resistance......Page 732
Adverse effects......Page 733
Quinolones......Page 734
Adverse effects......Page 735
Mechanism of action......Page 736
Antivirals......Page 737
Phase IV trials......Page 738
Sample size......Page 739
Randomisation......Page 740
Presentation of results......Page 741
Functions......Page 743
Logarithms and logarithmic curves......Page 744
Exponential functions of time......Page 745
Trigonometric functions......Page 746
Phase angles......Page 747
Fourier analysis......Page 748
Integration......Page 749
Evaluation of an integral......Page 750
Differentiation......Page 751
The leads of an ECG......Page 752
Conversion between pressure units......Page 753
Fundamental constants......Page 754
Hydrostatic pressure......Page 755
Work, energy and power......Page 756
Use of potential energy in the Manley ventilator......Page 757
Work of breathing......Page 758
Temperature scales......Page 759
Variation of physical state with pressure and temperature......Page 760
Saturated vapour pressure and its relationship to boiling point......Page 761
Latent heat......Page 762
Humidity......Page 763
The ideal gas equation......Page 764
Gases, liquids and fluid behaviour......Page 765
Coefficient of viscosity......Page 766
Kinematic viscosity......Page 767
Effect of varying cross section on flow velocity......Page 768
Injection of gas through a jet......Page 769
Definition of the ampere......Page 770
Ohm’s law......Page 771
Impedance and reactance......Page 772
Series resistances......Page 773
Capacitance......Page 774
Series capacitors......Page 775
Defibrillator circuit......Page 776
Electrical safety......Page 778
AC or DC current......Page 779
Tissues or organs through which the current passes......Page 780
Isolated patient circuit......Page 781
Ingress protection rating......Page 782
Prevention of diathermy hazards......Page 783
Explosions and fire......Page 785
Velocity of propagation......Page 786
Acoustic impedance......Page 787
Reflection and acoustic impedance......Page 788
Power and acoustic intensity......Page 789
Ultrasound scanners......Page 790
Doppler mode......Page 791
B-mode scanning for nerve blocks or vascular access......Page 792
Limitations and artefacts......Page 793
Basic principles of MRI......Page 795
Changes in the magnetic field caused by the RF pulse......Page 796
Relaxation time constants T1 and T2......Page 797
Magnetic field strength......Page 798
Wavelength of light......Page 799
Refraction of light......Page 800
Total internal reflection......Page 801
Dextrorotatory (+) and levorotatory (–) substances......Page 802
Light transmission and absorbance (optical density)......Page 803
Laser construction......Page 805
Radioactive isotopes and radiation......Page 806
Radioactive decay......Page 807
Units of radioactivity......Page 808
Biological effect......Page 809
CHAPTER 2 Clinical measurement......Page 810
Static characteristics......Page 811
Step response of a system......Page 812
Frequency response of a measurement system......Page 813
Phase shift response......Page 814
Biological potentials......Page 815
Signal processing......Page 816
Amplifiers......Page 817
Aneroid gauge......Page 818
Piezoresistive strain gauge......Page 819
Manual occlusive cuff methods......Page 820
Doppler ultrasound......Page 821
Direct method (intra-arterial pressure monitoring)......Page 822
Wright respirometer......Page 823
Electronic volume meter......Page 824
Gas flow pattern in a rotameter......Page 825
Features of the rotameter block......Page 826
Hot wire pneumotachograph......Page 827
Types of gas analyser......Page 828
Infrared (IR) absorption......Page 829
Thermal conductivity......Page 830
Other methods of gas analysis......Page 831
Measurement in blood samples......Page 832
Galvanic fuel cell......Page 833
Transcutaneous oxygen electrodes......Page 834
The CO2 electrode......Page 835
End-tidal CO2 (ETCO2)......Page 836
pH electrode......Page 837
Basic principles......Page 838
Co-oximeter......Page 839
Sources of error in oximetry......Page 840
Assessment of neuromuscular blockade......Page 841
Train of four (TOF)......Page 842
Double burst......Page 843
Lower oesophageal contractility......Page 844
Cerebral function analysing monitor (CFAM)......Page 845
Temperature scales......Page 846
Chemical thermometers......Page 847
Humidity measurement......Page 848
Hygrometers......Page 849
Single-dimension pain measurement......Page 850
Assessment of pain in children......Page 851
Medical gas pipeline services......Page 852
Medical compressed air......Page 853
Pin index system (PIS)......Page 854
Vapours......Page 855
Anaesthetic machines......Page 856
Medical gas pipeline service (MGPS) connections......Page 857
Safety mechanisms......Page 858
Vaporiser connections......Page 860
Variable bypass vaporiser......Page 861
Flow-splitting ratio......Page 862
Vaporiser performance......Page 863
Atmospheric pressure......Page 864
Breathing systems......Page 865
Breathing system components......Page 866
Mapleson classification for breathing systems......Page 867
Circle system......Page 868
Carbon dioxide absorption......Page 869
Oxygen delivery systems......Page 870
Resuscitation breathing systems......Page 871
Laryngeal mask airway......Page 873
Active systems......Page 874
Mechanical ventilators......Page 875
Ventilator performance and reduced lung compliance......Page 876
Cycling between inspiration and expiration inspiratory cycling)......Page 877
Cycling between expiration and inspiration expiratory cycling)......Page 878
Humidifiers......Page 879
Bottle humidifier......Page 880
Nebulisers......Page 881
Intravenous giving sets......Page 882
Epidural needles and catheters......Page 883
References and further reading......Page 884
Displaying data......Page 888
Frequency distributions......Page 889
Recognised probability density curves......Page 890
The spread of values......Page 892
Sampling......Page 893
Proportions......Page 894
Experimental studies......Page 895
Power of a study......Page 896
Obtaining P-numbers......Page 897
Single-tailed and two-tailed testing......Page 898
Student’s t-test......Page 899
Chi-squared test......Page 900
Comparison of two proportions......Page 901
Odds ratio......Page 902
Parametric data......Page 903
Testing for correlation between two variables......Page 904
Performing linear regression analysis......Page 905
Meta-analysis......Page 906
2 Premedication......Page 908
5 Intraoperative care (including sedation)......Page 909
7 Intensive and high dependency care......Page 910
8 Regional anaesthesia......Page 911
12 Anaesthesia and the elderly......Page 912
15 Critical incidents......Page 913
17 Anatomy......Page 914
18 Physiology and biochemistry......Page 915
19 Pharmacology......Page 917
20 Physics and clinical measurement......Page 919
21 Statistical methods......Page 920
Index......Page 921