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RAPHAEL呼吸机气路系统的结构及原理
瑞士HAMILTON MEDICAI 公司新近推出的RAPHAEI (拉斐尔)呼吸机适用于儿童和成人。
该机体积小、结构紧凑、功能齐垒、操作简便，能够提供非常齐全的呼吸模式，适宜于每个病人的具体情况和需求，可用于各种抢救、治疗的需要。
计算机技术的渗入大大地扩展了呼吸机的应用能力，该机由具有高度集成化的电路、气路两大系统组成。电路部分通过微电脑(“pc167CR)完成信号处理、对气路的控制、报警、记忆、显示等功能， 即根据操作者设置的呼吸模式、参数等启动呼吸机，并对从气路传感器检测得的信号处理后控制相应的阀(吸气阀、呼气阀、安全阀等)工作， 以按需为病人提供合适的通气，同时将这些信息(设置值、实际值、有关图形、各种报警功能等)显示于屏幕。气路的一部分功能是在控制电路的控制下按一定的潮气量、压力、流速、氧浓度比例、吸呼比、呼吸模式等供应气体；另一部分功能为呼吸监测、校正，即真实地反映病人的状态，准确地测量病人的有关参数并定期自动校正。呼吸机是典型的机、电、气一体的精密仪器，关键部件是气路系统，气路性能直接关系到呼吸机整机性能的优劣，该机采用集成化气路即内部管道、部分阀和换能器高度集成于一模块内，避免管子老化、漏气等，从而降低故障率提高了系统可靠性。气路系统的结构(图1)及工作原理介绍如下。
一、气体供应：由气压支持、压力储藏、病人端供气三部分组成。
1．气压支持：2 6bar(27—87Psi)的压缩空气和氧气分别从各自的进气El通过装有5 m滤芯的过滤器(1)、检查阀(2)后进入电子混合器，于混合器内按设定的空氧比例进行混合。电子混合器包括两混合阀(3)及限流器(4)，混合阀开通的程度分别由控制电路决定， 压力传感器(5)通过限流器两端压差的检测(dPmixer)精确地测量进入储气罐的气体流量。
2．气体储存：铝制储气罐可储存2L的压缩空气，电子混合器使罐内压力保持在850～lO00mhar，氧浓度维持于操作者设定的比值内。
压力传感器(Prank)监测罐内压力， 当罐内过压(>1300mbar)时， 安全阀(11)打开。氧电池(9)检测罐内氧浓度(使用寿命一年)。罐内气压还通过电磁阀(15)输送至雾化连接器产生一将近8lpm的气流供雾化用。
3．气体传输：送到病人的气体由吸气阀(10)、呼气阀(16)调节，保持气压、流速等与病人的吸气相、呼气相设置值一致。
吸气阎为活塞型气阀其结构见图2，在线性直流电机(3)控制下，带有矩形通气El(2)的活塞(1)通过通气口间隙大小的改变达到输出气流大小的调节。由进气口(4)进入的气体经过活塞通气口、通气平板(8)至出口(5)， 另一出口(6)与病人过压阀(压力达80—120mbar时打开。图1～12)、压力传感器Pvent(图1～14)相连。吸气阀中有一安全装置即单向阀(7)．当吸气阀因故障等原因造成输出El压力低于一6mbar以下时该阀打开允许大气进入气阀为病人供气。
二、近端压力、流量监驯、校正：流量传感器(采用流量触发)用来监测病人的气流、压力。流量触发的原理是在呼吸机呼气期向呼吸管道预先充注一股恒定的气流，如病人有吸气，该气流被分流。呼气阀端的气流下降触发抉能器，监测换能器信号从而判断病人有呼吸需求，命令机器迅速向病人供气。流量触发的灵敏度极高、响应时间短、人机同步性能好、病人所作的呼吸功明显减少。该机使用近端流量传感器。将传感器安装于呼吸管路与病人Y型接头之间，贴近病人的肺部因此排除了呼吸管路气体压缩死腔和顺应性的影响，监测的是实际进入肺部的潮气量，符合临床要求，并且杜绝了漏气引起的
误触发。传感器十分准确地测取病人的通气量、流量、压力等呼吸状态参数。
注入换能器的恒流(约3．6ml／min)由储气罐经限流阀(19)提供，该气流用于保持换能器的清洁、干燥。确保换能器正常工作。差分压力传感器dPptm(22)测量流量换能器两通气口间压力的变化。在该测量回路中装有二电磁阀(21)，当阀处于FF位时，dPptm传感器测量流量换能器的压力变化；阀处于ON位时，传感器两端均与大气相通并进行自动校零(每15min自动进行一次)。此期间使用者可看到屏幕上无实时参数显示。
为了测量病人端压力。在流量传感器的近端回路除阀(21)外还接有阀(24)、压力传感器Pprox(23)。阀(24)于ON状态时prox与Pvent(14)相通，此时Pvent进行校零；阀(24)于OFF状态时．Pprox与流量传感器近端连通而测压。在dPptm台动校零期间，Pprox也进行校零。
除了以上测量、校正外，拉斐尔呼吸机还提供不影响病人呼吸、每二分钟自动进行的流量传感器检查。在检查期间阀(17)通过限流器(18)为流量传感器回路附加一i巾洗气流(约360ml／min)。当阀(17)ON或OFF时，该气流会在很短的瞬间改变dpptm，通过仔细地监测压力信号，在病人呼吸时拉斐尔能确保流量传感器信号的质量。此检查与流量传感器的功效不能混淆，流量传感器的功效须由使用者激活，而该检查是自动进行的。
为了避免压力传感器dPptm 、PpFOX过载。于近端、远端压力回路与病人之间分别接入二限流器(20)。当病人端压力过高时此二限流器打开。气流通过病人过压阀(12)释放到外界，达到保护病人安全的目的。
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